ОТ АЛЬФЫ ДО ОМЕГИ


Первый вертолет, созданный  коллективом  ОКБ-3 под руководством  Ивана Павловича Братухина, получил название 2МГ «Омега»:  двухмоторный геликоптер, в котором учтено  все,  от  альфы до омеги

Жизненный путь Ивана Павловича Братухина — пример возможностей, которые дала простому русскому человеку Советская власть. Он родился в 1903 году в бедной крестьянской семье деревни Ящеры Сунского района Вятской губернии (ныне Кировская область). Его отец, Павел Михайлович Братухин, отличаясь могучим сложением и крепким здоровьем, подрабатывал печником, каменщиком, в поисках работы уходил далеко от дома.   До 12 лет Ваня учится в церковно-приходской школе,  помогает семье в домашних работах. После Октябрьской революции он узнал иную жизнь. Период  с 1917 года по 1928 год  вместил в себя поступление в комсомол и ВКП(б), учебу на рабфаке города Екатеринбурга, в московском Высшем техническом училище (МВТУ), работу в организованной Б.Н. Юрьевым  геликоптерной группе  Экспериментально-аэродинамического отдела ЦАГИ (ЭАО ЦАГИ), трехмесячную преддипломную практику в  Германии, Италии и Франции.

Прикоснуться к секретам создания нового типа летательного аппарата, каким в то время являлся вертолет, И.П. Братухину помогали его  наставники — профессор и будущий академик Б.Н. Юрьев, замечательный конструктор, ученый и летчик Алексей Михайлович Черемухин, ветеран отечественного вертолетостроения Александр Михайлович Изаксон.    Под руководством А.М. Черемухина и А.М. Изаксона  Братухин участвует в создании первого советского вертолета ЦАГИ-1ЭА. В 1933 году И.П. Братухин возглавил конструкторскую бригаду «Б» Отдела особых конструкций (ООК) ЦАГИ.  Очевидная задача нового руководителя – совершенствование первого советского вертолета, при испытаниях которого выявились серьезные недостатки. В числе серьезных – неприемлемые усилия на рычаге общего шага, «вождение»  ручки управления циклическим шагом,  большие моменты, действующие на машину в горизонтальном полете, низкая устойчивость вертолета.  Все эти неприятности, в той или иной мере, определялись тем,      что  на вертолете  ЦАГИ-1ЭА  лопасти крепились к втулке несущего винта жестко, без использования изобретенных к тому времени испанским конструктором Хуаном Сиерва горизонтального и вертикального шарниров.   И.П. Братухин ищет свое решение проблемы.   Для  новой версии  вертолета им  предложена никогда ни ранее, ни позднее не применявшаяся схема комбинированного несущего винта.  Наверное, Иван Павлович проникся сочувствием к тяжелой доле лопастей вертолета: они создают подъемную силу, они же должны порождать силы и моменты для управления аппаратом. Пусть же одни лопасти делают одно, другие – другое.  Уникальный в истории винтокрылых аппаратов комбинированный винт состоял из двух расположенных на одной оси и в одной плоскости трехлопастных винтов: призванного создавать подъемную силу большого, диаметром 12 м,  малого, диаметром 7,8 м, функция которого ограничивалась созданием управляющих воздействий.  Большие несущие лопасти сидели на втулке посредством    шарниров,  в полете у них изменялся только общий шаг.  Управляемые малые лопасти оборудовались только осевыми шарнирами; циклическое изменение их угла установки обеспечивалось автоматом перекоса, а также системой рычагов и тяг, связывающих ручку управления летчика с поводком лопасти. Модифицированный вертолет  с комбинированным несущим винтом  получил обозначение ЦАГИ-5ЭА. Его испытания длились до 1936 года. Летные данные вертолета оказались невысокими — скорость полета не выше 20 км/ч, высота полета до 40 м. С 1933 года во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭТИ)  под руководством будущего академика А.Г. Иосифьянца проводили исследование возможности создания привязных электровертолетов.  В 1937 году в ВЭТИ  построили соосный вертолет, несущие винты которого приводились во вращение тягой небольших воздушных винтов, установленных на концах лопастей по схеме «геликожира» итальянского конструктора Виторио  Изакко. Винты имели электропривод от наземной установки.  Сложность конструкции несущей системы привязного электролета предопределила  неуспех  дела. После нескольких аварий испытания аппарата А.Г. Иосифьянца прекратили.

Для оценки перспектив  электровертолета И.П. Братухин и Б.Н. Юрьев предложили использовать вертолет ЦАГИ-5ЭА. С этой целью в 1941 году на вертолете вместо поршневых двигателей установили облегченные электродвигатели мощностью 200 л.с.  Питались двигатели от наземной  электростанции с помощью длинного кабеля. На электрифицированном вертолете ЦАГИ-5ЭА летчик-испытатель Д.А. Кошиц летом 1941 года выполнил несколько небольших кругов, ограниченных  длиной электрокабеля.   Дальнейшие испытания были прекращены в связи с началом  войны.

Пионерское предложение И.П. Братухина периода работы в ЦАГИ — вертолет комбинированной схемы с крылом и с тянущими воздушными винтами изменяемого шага, установленными на концах крыла. Воздушные винты  парируют реактивный момент несущего винта и, кроме того, создают дополнительную пропульсивную силу. Проектирование  двухместного    вертолета ЦАГИ 11-ЭА    по комбинированной  схеме И.П. Братухин начал в 1934 году. По проекту взлетная масса машины составляла 2600 кг. К фюзеляжу ферменной конструкции крепилось крыло площадью 19,3 м2. В передней части фюзеляжа устанавливался мотор водяного охлаждения «Кертисс-Конкверер» мощностью 630 л.с. Несущий винт имел такую же конструктивную схему, как на вертолете ЦАГИ-5ЭА, но с большими диаметрами винтов: 15,4 м — несущего, и 9,2 м — винта управления. Трехлопастные воздушные винты диаметром 2,25 м устанавливались на крыле с разносом 8 м – они использовались в качестве тянущих  и рулевых.  Сложная система управления позволяла изменять общий шаг лопастей несущего винта, дифференциальный шаг малых лопастей, шаг тянущих рулевых винтов, угол отклонения самолетных рулей высоты и направления.  Уравновешивание реактивного момента от несущего винта на всех режимах полета обеспечивалось оригинальным дифференциальным механизмом.  На аппарате имелся большой стабилизатор с рулями высоты и заниженное, для предотвращения задевания лопастями,  вертикальное оперение. Испытания вертолета начались неудачно: в октябре  1936 года при увеличении оборотов несущего винта разрушилась лопасть, несбалансированные центробежные силы оторвали крепление втулки к кабану,  несущий винт вместе с главным редуктором  отделился от машины и отлетел далеко в сторону. И.П. Братухин принял решение внести ряд изменений в конструкцию вертолета ЦАГИ 11-ЭА м и вначале провести летные испытания на вертикальных режимах и на режимах горизонтального полета с использованием пропульсивной тяги.  Крыло заменили  трубчатыми фермами, вместо двух рулевых винтов установили четыре с разносом 11 м, в сочленении больших лопастей установили компенсатор взмаха, установили  пружинно-масляные демпферы  на  вертикальных шарнирах взамен фрикционных, лопасти несущего винта смешанной конструкции заменили  цельнометаллическими. Модифицированный вертолет получил обозначение ЦАГИ 11-ЭА ПВ (пропульсивный вариант). В летных испытаниях, которые проходили с начала 1940 до весны 1941 года, машину пилотировал  инженер  Д.И. Савельев. Из-за ограничений по ресурсу двигателя выявить летные качества вертолета в полной мере не удалось, и полученные  результаты оказались скромными: высота полета до 50 м, скорость до 60 км/ч.  

 Работая в ЦАГИ, И.П. Братухин занимается также исследованиями  автожиров. В 1930 году он вместе с В.А. Кузнецовым руководит разработкой автожира ЦАГИ 2-ЭА (прототип — автожир Сиерва «С-19 Мк III» выпуска 1930 года),  публикует статьи «Теория ротора автожира», «Аэродинамический расчет автожира», книгу «Автожиры. Теория и расчет».   Благодаря И.П. Братухину теория английских аэродинамиков Глауэрта и Локка в нашей стране доведена до  практического инженерного применения. В 1937-1938 годах для ознакомления с передовой авиационной техникой  И.П. Братухина направляют в пятимесячную командировку в европейские страны.  В этот период наиболее резонансных успехов добивается  FW-61 — двухвинтовой геликоптер поперечной схемы  немецкого конструктора Генриха Фокке: скорость полета 122 км/ч, высота – 2439 м, дальность – 230 км.  У Братухина дополнительные причины обратить на этот геликоптер особое внимание: в пору его работы в ЭАО ЦАГИ поперечная схема  выбрана первым из трех «фаворитов» в качестве перспективных для изучения схем вертолетов.  В январе 1940 года по предложению Б.Н. Юрьева в  МАИ  создается опытное конструкторское бюро ОКБ-3 по вертолетостроению. Основу коллектива составили специалисты бывшего ООК ЦАГИ. Первые три месяца ОКБ-3 руководил сам Борис Николаевич, а в марте этого года главным конструктором ОКБ-3 стал И.П. Братухин. Основное направление деятельности  ОКБ-3 — двухвинтовые вертолеты поперечной схемы — задал Б.Н. Юрьев.   Такую схему в качестве одной из  перспективных, Борис Николаевич выбрал совместно с  А.М. Изаксоном и А.М. Черемухиным еще в 1928 году, когда являлся руководителем   ЭАО ЦАГИ.

Первой ласточкой ОКБ-3 стал вертолет поперечной схемы 2МГ «Омега» — «двухмоторный геликоптер, в котором учтено все, от альфы до омеги». На базе этой машины в дальнейшем предполагалось построить артиллерийский корректировщик, а, может быть, и охотник за подводными лодками. Предполагалось, что после доводки основной конструкции вертолета, на нем будет установлена система вооружения, включающая в себя четыре пулемета калибром 12,7 мм на одной турельной установке  и пушку калибром 20 мм на другой.  Фюзеляж вертолета имел самолетную форму с развитым хвостовым оперением. Боковые фермы крепили к фюзеляжу гондолы с размещенными в них редуктором и лицензионным рядным мотором воздушного охлаждения МВ-6 номинальной мощностью 220 л.с. Винтомоторные установки связывались между собой валом синхронизации, передающим мощность в случае отказа одного мотора. При взлетной массе 2050 кг и диаметре несущих винтов 7 м (без перекрытия) удельная нагрузка на ометаемую площадь при взлетной массе аппарата 2050 кг составляла  примерно 27 кг/м2  —  у вертолетов того времени значение этого показателя было в полтора-два раза меньше.

Постановление Правительства о создании вертолета вышло 4 марта 1940 года, эскизный проект рассмотрели и утвердили 27 июля 1940 года, а в августе 1941  года вертолет уже был построен в учебно-производственных мастерских МАИ. Доводка вертолета затянулись в связи с условиями военного времени и эвакуацией МАИ в  Алма-Ату. Одной из проблем вертолета стали крутильные автоколебания боковых ферм, которые удалось устранить установкой демпферов в вертикальные шарниры лопастей и в подкос у фюзеляжа. В летных испытаниях, которые проводились летчиком   испытателем К.И. Пономаревым и ведущим инженером Д.Т. Мацицким летом 1943 года в Казахстане, (температура окружающего воздуха достигала 550С), вертолет совершал плавные взлеты и посадки, хорошо и надежно управлялся, устойчиво летал со скоростью до 115 км/ч при высоте  полета до 150 м.

От коллектива И.П. Братухина ждали еще больших успехов. 11 января 1944 года Нарком авиационной промышленности А.И. Шахурин подписал приказ о переводе ОКБ-3 из МАИ на территорию бывшей мебельной фабрики в Сокольниках (вторая Рыбинская улица) и создании соответствующей производственной базы. Это помогло И.П. Братухину ускорить разработку новых вертолетов.

Этапным в истории ОКБ-3 стал вертолет «Омега-II», построенный в сентябре 1944 года.  Компоновкой «Омега-II» не отличался от своего предшественника, геликоптера 2МГ «Омега», но вместо ненадежных зарубежных моторов МВ-6 использовал отечественные девятицилиндровые, звездообразные двигатели воздушного охлаждения МГ-31-Ф с взлетной мощностью 350 л.с.  и номинальной мощностью 300 л.с.  Замена двигателей и ряд конструктивных доработок привели к увеличению массы пустой машины до 1880 кг, и взлетной массы вертолета до 2300 кг. Нагрузка на ометаемую площадь увеличилась при этом до 30 кг/м2.  Летные испытания вертолета удалось завершить в 1945 году. Вертолет «Омега-II»,   пилотируемый  К.И. Пономаревым, оказался  простым и эффективным в управлении, развивал скорость горизонтального полета до 150 км/ч, поднимался на высоту до 3000 м. В заключении по результатам испытаний Пономарев написал: «Испытанный мною геликоптер «Омега» конструкции И.П. Братухина является вполне доведенным геликоптером, отвечающим всем требованиям, предъявляемым  к машинам этого типа.  В эксплуатации удобный. Кабина пилота просторная. Обзор вперед и в стороны отличный.  При рулежке геликоптер устойчив и тенденций к разворотам не имеет. Взлет геликоптера происходит без разбега, непосредственно с места стоянки, а посадка без труда производится на площадку 20х20 м. Как при наборе высоты по вертикали, так и при висении на месте геликоптер весьма устойчив. В горизонтальном полете общее поведение машины хорошее, управление легкое и эффективное. На вираже геликоптер устойчив, причем между левым и правым виражами разницы нет.  Вертикальные спуски на моторах проходят плавно, посадка также осуществляется плавно, без толчков. Из произведенного большого количества взлетов и посадок значительное число их совершено при глубоком снеге на аэродроме. В управлении геликоптер прост, так что больших трудностей с подготовкой кадров не будет.  Считаю, что геликоптер «Омега» может быть с успехом  применен при решении ряда задач как военной, так и гражданской   авиации».

 Правительственная комиссия во главе с Главным маршалом артиллерии Н.Н. Вороновым, наркомом А.И. Шахуриным и генеральным конструктором А.С. Яковлевым дала вертолету отличную оценку и предложила запустить его в серийное производство (это предложение реализовано не было). В 1945 году за создание отечественных вертолетов И.П. Братухин в числе четырех конструкторов ОКБ-3 награжден орденом Трудового Красного знамени, а в 1946 году  И.П. Братухину и Б.Н. Юрьеву присуждена Сталинская премия. Две дальнейшие разработки И.П. Братухина получили обозначения Г-3 и Г-4 (геликоптеры 3 и 4), последующие стали обозначаться первой буквой фамилии конструктора: Б-5, Б-9 и другие. Два опытных геликоптера Г-3 «Артиллерийский корректировщик» построены в 1945-1946 годах.   Они   созданы на базе  геликоптера «Омега», доработанного под установку  авиационных моторов  Пратт-Уитли R-985AN-1 взлетной мощностью по 450 л.с. и номинальной мощностью по 350 л.с.  Заводские испытания геликоптеров провели летчики-испытатели К.И. Пономарев и М.К. Байкалов.  В 1947 году эти машины вместе с геликоптером «Омега» приняли участие в воздушном параде в Тушино. Построенные на киевском авиационном заводе № 473 восемь  серийных геликоптера Г-3 отправили на опытную эксплуатацию в город Серпухов, где в начале лета 1947 года была сформирована первая учебная вертолетная эскадрилья ВВС. Для  подготовки и проведения Государственных испытаний  Г-3 в Государственном Краснознаменном научно-исследовательском институте (ГК НИИ) ВВС  организовали  бригаду, в состав которой включили известных военных специалистов, таких как летчик-испытатель А.К. Долгих, инженеры Л.Н. Марьин, А.М. Загордан, Г.В. Зюскевич, штурман В.В. Ковынев, механики А.З. Дроздов, В.Н. Фирсов.  Испытания, которые   начались в  октябре 1946 года, сопровождались поломками и авариями.  Наиболее тяжелое летное происшествие  случилось 7 января 1947 года, когда из-за усталостного разрушения вала нижнего редуктора разбился первый опытный геликоптер Г-3,  тяжелые травмы получили пилот А.К. Долгов и штурман Т.Ф. Горбунов. Испытания Г-3 остановили, опытная эксплуатация серийных машин прекратилась в 1950 году.

В 1946 году ОКБ-3 начало разработку новой версии геликоптера «Омега» с очередной заменой мотора, на этот раз на отечественный, предназначенный специально для вертолетов, семицилиндровый звездообразный двигатель АИ-26ГР  конструкции  А.Г. Ивченко (Запорожье).  Новая модификация геликоптера получила обозначение Г-4. Диаметр несущих винтов Г-4 был увеличен до 7,7 м, лопасти выполнены цельнометаллическими с лонжероном из дуралюмина и с клепаной хвостовой частью.   Предполагалось  существенно улучшить летно-технические характеристики, доведя скорость полета до 230 км/ч, практический  потолок до 6000 м, время полета до 3 ч.  Согласно разработанной И.П. Братухиным программе, впервые в отечественной практике  проводились  наземные 100-часовые ресурсные испытания агрегатов трансмиссии и несущей системы. Заводской этап летных испытаний выполняли летчики – испытатели М.К. Байкалов, К.И. Пономарев, Д.Т. Мацицкий, ведущий инженер Г.В. Ремезов.  Вновь не обошлось без происшествий.  28 января 1948 года при отработке  методики посадки  на режиме авторотации,  геликоптер Г-4, пилотируемый М.К. Байкаловым, рухнул с высоты 25 м.  Пилот, к счастью, отделался несильными ушибами. Возможность безопасной посадки геликоптера на режиме авторотации в ходе заводских испытаний удалось показать летчику-испытателю К.И. Пономареву. Государственные испытания геликоптера Г-4 оказались скоротечными:  с  мая по август 1948 года. Специалисты ГК НИИ ВВС указали на недопустимо  высокий уровень вибраций геликоптера, на многочисленный случаи возникновения опасных резонансов и автоколебаний.  В августе 1948 года геликоптер Г-4 возвратили разработчику для  устранения недостатков. Не состоялся  и запланированный выпуск серийных машин в Киеве.

В 1946-1947 годах ОКБ-3 проектирует, строит и начинает заводские испытания еще трех геликоптеров: Б-3, Б-9 и Б-10. Пассажирский Б-5  — шестиместный   геликоптер с двумя двигателями АИ-26ГРФ, форсированными до 550 л.с. взлетной мощности. Для этого геликоптера разработали полумонококовый  фюзеляж  с хорошо остекленной двухместной кабиной экипажа, до 10 м увеличили диаметр несущего винта.  Санитарный Б-9 – фактически тот же  геликоптер Б-5, доработанный под перевозку четырех лежачих больных в сопровождении одного врача. Геликоптер Б-10 «Наблюдательный пункт» — конструкция  большинства агрегатов аналогична  Б-5 и Б-9, взлетная мощность двигателей АИ-26ГРФ увеличена до 575 л.с. каждого.   Геликоптер должен был способен лететь не менее трех часов на высоте 2000 м. Вооружение геликоптера составляли 20-мм пушки: одна на вращающейся туре.

льной установке  в  передней части фюзеляжа,  заднюю полусферу защищали две спаренные пушки. Все названные геликоптеры удалось построить, но до государственных испытаний дело по различным причинам не дошло. Из созданных И.П. Братухиным геликоптеров поперечной схемы лучшая судьба оказалось у геликоптера связи Б-11. Этот вертолет  с взлетной массой до 3950 кг имел два поршневых мотора АИ-26ГРФ  с взлетной мощностью 575 л.с. каждый.  Крыло верхнего расположения с размахом 10,3 м  предназначалось, в частности, для частичной разгрузки несущих винтов при увеличении скорости полета.  Несущие, десятиметровые в диаметре винты  управлялись оригинальным автоматом перекоса типа «паук». В 1948 году геликоптер, пилотируемый К.И. Пономаревым,  продемонстрировал хорошую устойчивость и управляемость, достиг высоты  2300 м, скорости 150 — 160 км/ч и продолжительности полета 2 ч 46 мин. Эти результаты  сопоставимы с мировыми рекордами, установленными в 1937 — 1939 годах на вертолете поперечной схемы FW-61 немецкого конструктора Генриха Фокке. В августе 1948 года вертолет Б-11  показали на традиционном воздушном параде в Тушино. По предложению военных и в соответствии с приказом наркома авиационной промышленности М.В. Хруничева  в 1948 году И.П. Братухин начинает разработку легкого вертолета с реактивным приводом несущего винта. Согласно эскизному проекту вертолет имел ферменный фюзеляж без обшивки, открытую кабину, хвостовое оперение в виде стабилизатора с изменяемым углом установки, килем и рулем поворота оригинальной конструкции, которая обеспечивала  путевое управление, как на режимах горизонтального полета, так и на режиме висения. На концах лопастей несущего винта диаметром 8 м устанавливались прямоточные двигатели, которые должны были работать при окружной скорости 250 м/с (частота вращения ротора — 597 об/мин).  Управление несущим винтом предполагалось осуществлять посредством автомата перекоса, который воздействовал на стабилизирующий стержень с демпфером. Максимальная полетная масса вертолета составляла 650 кг при массе конструкции 260 кг и массе горючего 300 кг.  Довести дело до постройки и летных испытаний вертолета И.П. Братухин не смог, хотя в ходе стендовых испытаний удалось добиться устойчивой работы двигателей до окружной скорости 170 м/с.

И.П. Братухину не удалось в достаточной мере подтвердить заявленные данные своих аппаратов, как  не удалось до конца справиться с присущими вертолетам поперечной схемы проблемами вынужденных вибраций и автоколебаний. Несколько аварий его машин и, в особенности, катастрофа вертолета Б-11 (погибли К.И. Пономарев, который проводил летные испытания всех вертолетов ОКБ Братухина, и бортрадист И.Г. Нилус), случившаяся 13 декабря 1948 года из-за усталостного разрушения элемента крепления лопасти несущего винта, усилили сомнения руководящих работников авиационной промышленности в перспективности поперечной схемы.  В мае 1951 года на месте бывшего КБ Братухина создается ОКБ М.Л. Миля, а самого Ивана Павловича  назначают начальником вертолетного отдела Бюро научной информации (БНИ) ЦАГИ. С 1957 по 1985 год он заведует кафедрой вертолетостроения МАИ, причем с 1958 по 1966 год одновременно является проректором МАИ по научной работе. Работая в БНИ ЦАГИ, затем в МАИ, И.П. Братухин участвует в исследованиях различных схем летательных аппаратов, анализирует и обобщает опыт мирового вертолетостроения, передает свой опыт и знания молодым людям, вступающим на тернистую вертолетную тропу. И.П. Братухину удалось воплотить в жизнь далеко не все свои задумки.  Остались на бумаге несколько проектов вертолетов поперечной схемы: тяжелого  вертолета с двумя двигателями М-82ФН для перевозки до 30 солдат и военной техники с взлетной массой около 10000 кг; многоцелевого четырехместного вертолета с двумя двигателями М-14. После смерти И.П. Братухина  в его архиве обнаружили фотографию рисунка  аппарата, который имел такую же компоновочную схему, как вертолет Б-11, но дополнительно с несущими оснащался трехлопастными тянущими винтами, расположенными на концах крыла. 

Геликоптеры  конструкции И.П. Братухина стали первыми отечественными вертолетами, которые по настоящему летали, хорошо управлялись и были близки к практическому применению. На вертолетах И.П. Братухина апробирован ряд способов отстройки от резонансов и автоколебаний, продвинута методика статических и динамических испытаний вертолетных агрегатов.  Большое значение для развития вертолетостроения имело освоение режима авторотации на вертолетах с высоким значением удельной нагрузки на ометаемый диск. 

В 1962  году И.П. Братухину присуждена степень доктора технических наук, в 1964 году – звание заслуженного деятеля науки и техники РСФСР.  Он награжден орденами Ленина, Октябрьской  Революции, Трудового Красного знамени, медалями.

И.П. Братухин был женат дважды.  Первый брак подарил ему два сына-близнеца – Владимира и Павла, вторая жена, Наталия Лукинична (в девичестве Чмыхова) родила ему дочь Анну. В быту Иван Павлович всегда оставался доброжелательным, общительным, душевно молодым человеком.   Страстный болельщик футбольной команды «Динамо», он предпочитал живую игру, увлекал  с собой на стадион жену и дочь, даже когда в доме появился телевизор.  В возрасте 55 лет научился езде на автомобиле,  купил машину марки  «Победа», объездил с семьей все города Золотого  кольца, Крым и Кавказ.  В числе других его увлечений – художественные фильмы, живопись, классическая музыка.

Иван Павлович Братухин ушел из жизни 4 июня 1985 года.

WordPress SEO