ГЕНЕРАЛ-ЛЕЙТЕНАНТ ВЕРТОЛЕТНЫХ НАУК

Сообщество  изобретателей вертолета имеет в своем составе китайского мудреца, итальянского художника,  французского графа, аргентинского маркиза, английского аэродинамика,  знаменитого писателя-фантаста, швейцарского часовщика, журналиста-фотографа и «прочих разных шведов».  Россия делегировала в этот сонм своих замечательных личностей, в числе которых одно из видных мест занимает Борис Николаевич Юрьев.

Династия рода  Юрьевых по мужской линии — преимущественно офицерская. Прапрадед будущего вертолетчика, Афанасий Семенович, дослужился до капитана, его сыновья  учились в Черноморском кадетском корпусе, причем средний сын, Семен, стал полковником, младший, Федор, — вице-адмиралом. Дед,  Александр Семенович, за участие в Кавказской войне был награжден орденом Св. Георгия и произведен в унтер-офицеры.  Отец, Николай Александрович  Юрьев, отличился в сражениях с турками, за проявленное мужество был награжден орденами  Св.  Анны, Св. Станислава и Св. Владимира.

Борис Юрьев родился 10 ноября 1889 года. Родители, по сложившейся семейной традиции, определяют одиннадцатилетнего Борю на учебу во 2-й московский кадетский корпус, располагавшийся в Екатерининских казармах на берегу Яузы.  Однако юного кадета притягивает не военная служба, а техника. Борис окончил кадетский корпус с похвальной грамотой и получил право поступления в Императорское Московское техническое училище (ИМТУ, после революции — МВТУ). С 1907 года он студент одного из самых авторитетных высших учебных заведений, один из  учеников профессора Н.Е. Жуковского. Начало ХХ века — романтическая пора повсеместного увлечения авиацией. Полеты братьев Райт, Фармана, Блерио, планеристские опыты Лилиенталя, первые подъемы в воздух геликоптеров во Франции.  Одним из центров авиационной деятельности в России становится образованный в МВТУ воздухоплавательный    кружок под почетным председательством Н.Е. Жуковского. В 1910 году в кружке создается комиссия по геликоптерам во главе с Борисом Юрьевым. Так молодой человек приблизился к воплощению детской мечты, зародившейся в его душе при чтении романа Жюль Верна «Робур-Завоеватель». С первых шагов Бориса  Юрьева проявилось свойство его творчества – синтез мышления ученого с конструкторским воплощением.  Попытки создать винтокрылый летательный аппарат он начинает с анализа  аэромеханики вращающихся лопастей.   Результатом работ, проведенных им совместно  с  Г.Х. Сабининым,  становится импульсная теория несущего винта, названная по предложению Николая Егоровича Жуковского теорией «Сабинина-Юрьева».   Посчитанная по этой теории тяга винта  подтвердилась результатами эксперимента с моделью винта на наземном стенде. Настала очередь  выбора схемы летательного аппарата.

Первые вертолеты, которым удалось оторваться от земли, делали по многовинтовой схеме.    Со времен        «аэродромической машинки» М.В. Ломоносова представлялось, что это самый простой способ взаимного уравновешивания реактивных  моментов несущих винтов.  Студент Юрьев находит  причины сомневаться в правильности такого решения.  Несущий винт — главный, и в то же время самый сложный и ответственный агрегат вертолета.  Чем меньше в составе вертолета таких агрегатов, тем проще и надежней конструкция аппарата. Плодом длительных размышлений стала  заявка в патентное бюро Департамента торговли и мануфактур:   «Предмет привилегии: Одновинтовой геликоптер, отличающийся тем, что момент вращения, произведенный подъемным винтом, уничтожается моментом сил двух малых винтов, действующих на концах некоторого плеча, перпендикулярного к оси большого винта. При этом тяга малых винтов может быть использована: во-первых, для поворота аппарата, для чего надо усилить или ослабить ее одновременно на обоих винтах, во-вторых, для сообщения аппарату поступательного движения, для чего надо, не изменяя величины ее момента относительно центра тяжести аппарата, ослабить действие одного винта и усилить действие другого или же заставить оба винта действовать по одному направлению».

В заявке отмечалась возможность посадки на режиме авторотации при остановке мотора. На это изобретение Б.Н. Юрьев получил охранную грамоту №45212 от 26 сентября 1910 года. В дальнейшем изобретатель еще более упростил схему одновинтового вертолета, оставив из двух рулевых винтов один — это позволяло придать вертолету самолетные формы, уменьшало общие габариты и массу аппарата. Несбалансированную тягу одного рулевого винта он предложил уравновешивать наклоном несущего винта:  одновинтовой вертолет получил возможность управляться относительно вертикальной оси.  Оставалось неясным, как управлять вертолетом относительно и вдоль еще двух осей. Неужели вновь устанавливать дополнительные управляющие винты или делать  устройства  наклона вала несущего винта? Так Юрьев приходит к мысли, что изобретенный им вертолет следует оснастить  механизмом циклического изменения угла атаки лопастей.  Предложенное ранее устройство Поля Корню также предусматривало циклическое изменение шага, но оно создавало дополнительные силы в плоскости вращения НВ – так называемый «гребущий эффект». Механизм, предложенный Юрьевым, позволял управлять направлением вектора подъемной силы НВ, что решало задачу управления вертолета гораздо  более эффективно.

Схема автомата перекоса
1 – вращающееся кольцо; 2 – не вращающееся кольцо; 3- обойма; 4, 5  — поводки;
6 – кольцо вертикального перемещения; 7 – ручка циклического шага; 8 – ручка общего шага

Своему изобретению Юрьев дал не очень понятное  название «автомат перекоса». Впрочем, английское – “swash plate” – тоже не шедевр: переводится как «пляшущая» или «возомнившая» о себе  тарелка.  В  российской технической литературе термин прижился. По сути, автомат перекоса —  подшипник,  который еще в XV веке  нарисовал Леонардо да Винчи. Подшипник может быть радиальным на шариках или роликах, сферическим – каким угодно. От подшипника в традиционном понимании автомат перекоса отличается лишь тем, что он не только облегчает перемещение одного тела относительно другого, но и передает от одного тела к двигающемуся относительно него  другому телу управляющие воздействия.  Превращение подшипника в автомат перекоса достигается тем, что одно его кольцо соединяется с  механизмом управления, который изменяет наклон плоскости вращения подшипника, а к другому кольцу крепится кинематический механизм, воздействующий на угол атаки лопастей НВ.    В одном из вариантов исполнения вращающееся кольцо  подшипника крепится  карданным подвесом к валу винта, а другое, не вращающееся, соединено с идущими от пилота рычагами управления.  Карданный подвес позволяет «перекашивать» плоскость подшипника любым образом. Система тяг и качалок соединяет вращающееся кольцо с поводками лопастей, положение которых определяет угол атаки лопасти. При отклонении плоскости автомата перекоса от плоскости, перпендикулярной валу винта,  угол атаки лопасти будет циклически меняться один раз за один оборот несущего винта.  В одной части азимута угол атаки, а, стало быть, и подъемная сила лопастей станет больше, в другой — меньше.  Соответственно, будет изменяться вектор тяги несущего винта — появятся необходимые для управления вертолетом силы и моменты.  Для управления величиной тяги НВ предусмотрена возможность одновременного изменения общего шага — угла атаки всех лопастей на одну и ту же величину.  С этой целью  карданный подвес подвижного кольца прикреплен не к валу винта, а к цилиндрической втулке, скользящей вдоль вала.

Изобретения Б.Н. Юрьева воплотились в реальную конструкцию геликоптера, который в 1912 году построили студенты воздухоплавательного кружка. Недостаточная  мощность мотора Анзани W-3 (Anzani, 25 л.с.)  и конструктивные недостатки не позволили аппарату взлететь. Тем не менее, геликоптер  экспонировался на второй Международной выставке воздухоплавания и был отмечен Малой золотой медалью «За прекрасную теоретическую разработку проекта геликоптера». 

Студенческую жизнь прервала первая мировая война.  Юрьев призван в действующую армию. Он — прапорщик  артиллерии в эскадре кораблей «Илья Муромец», член Комиссии по применению зажигательных бомб, участник защиты крепости Новогеоргиевск. Падение крепости закончилось трехлетним германским пленом. После освобождения  Юрьев вернулся к родному очагу. Послевоенная разруха, голод и нищета молодого социалистического государства…  Но — «все мы были молоды,  и нам было «море по колено» — писал позже Юрьев. В 1919 году Б.Н. Юрьев получил  диплом инженера и начал преподавать в МВТУ, одновременно руководя аэродинамической лабораторией училища.  С образованием ЦАГИ он возглавил аэродинамический отдел ЦАГИ. Заказы, особенно по военному ведомству, накрывали с головой: проекты различных агрегатов самолетов и аэросаней, аэродинамических труб, приборов и весов, статьи в журнале «Вестник воздушного флота». Но и в круговороте насущных дел  Юрьева не оставляет мечта о геликоптере. Созданию нового летательного аппарата и перспективам его применения для военных и гражданских целей  посвящено письмо, которое Б.Н. Юрьев  направляет в адрес председателя  ВСНХ Л.Д. Троцкого в мае 1926 года.  Постановление ВСНХ поддержало предложение Б.Н. Юрьева о постройке в ЦАГИ экспериментального геликоптера, и это стало отправной точкой развертывания винтокрылой авиации в Советской России. Талант, знания, энтузиазм привлекают к себе неординарных личностей. Б.Н. Юрьев становится душой и руководителем геликоптерной группы, которую составили будущие известные конструкторы и ученые: А.М. Изаксон, А.М. Черемухин, И.П. Братухин, К.А. Бункин, И.Н. Виноградов, А.Л. Леймер, Г.И. Солнцев.  В период 1927 — 1930 годов силами Экспериментально- аэродинамического отдела (ЭАО) ЦАГИ, которым руководил Б.Н. Юрьев, спроектирован и построен одновинтовой геликоптер с рулевыми винтами ЦАГИ-1ЭА (первый экспериментальный аппарат).  Два ротативных двигателя М-2 мощностью 120 л.с. каждый,  через муфты свободного хода передавали мощность четырехлопастному  несущему  винту диаметром 11 м и двум парам рулевых винтов. Лопасти крепились к втулке несущего винта жестко, без горизонтального и вертикального шарниров. Управление общим и циклическим шагом лопастей несущего винта осуществлялось пилотом с помощью ручки управления и рычага общего шага, которые устанавливали в нужное положение автомат перекоса. Отклонение ножных педалей  воздействовало на общий шаг рулевых винтов, позволяя осуществлять путевое управление.

ЦАГИ-1ЭА стал первым в России летающим геликоптером. Его летные данные: скорость полета до 20 км/ч, дальность — до 700 м, продолжительность полета — до 13 мин.  14 августа 1932 года ЦАГИ-1ЭА достиг высоты 605 м, во много раз превысив официальный мировой рекорд того времени, установленный в 1930 году геликоптером итальянского инженера  Д'Асканио.

Из-за ухудшающегося зрения (отдаленные последствия удара снежка в левый глаз во время пребывания в кадетском корпусе) Б.Н. Юрьев постепенно отходит от чертежных дел, передавая разработку проектов геликоптеров своим ученикам.  Но накал его творческой деятельности не снижается. Он публикует научные труды, предлагает новые конструкции: реактивный пропеллер, вращающийся под действием истекающих из концов лопастей струй сжатого газа, радиоприемное устройство для борьбы с атмосферными помехами, привязной геликоптер, крылья с подвижными покрытиями для уменьшения профильного сопротивления, различные схемы геликоптеров.  Помимо теоретических работ в области аэродинамики геликоптера и его несущего винта много сил и энергии он уделяет организационным вопросам. По его предложению создано первое в России специализированное геликоптерное ОКБ.  Во многом благодаря «пробивной» силе Б.Н. Юрьева в 1928 году на базе МВТУ создается Московский авиационный институт, которому позже присваивают имя наркома тяжелой промышленности СССР Серго  Оржоникидзе.

Научные и инженерные заслуги Б.Н. Юрьева отмечены правительственными наградами, орденами и званиями.  Он — доктор наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, дважды лауреат Государственных премий СССР, с 1943 года — действительный член  Академии наук СССР. Не удалось избежать ему и потомственной военной карьеры. В 1939 году ему присваивают воинское звание бригадного инженера, в 1942 и 1944 годах — звание генерал-майора и генерал-лейтенанта инженерно-авиационной службы.

В мемориальных музеях, посвященных памяти Б.Н. Юрьева, сохранились свидетельства его разнообразных увлечений: живописью, фотографией, туризмом. В его рабочем кабинете письменный стол соседствовал с верстаком, прекрасная библиотека — с набором столярных и слесарных инструментов. Он много читал,  любил классическую музыку, насколько позволяли обстоятельства, посещал театры, художественные выставки.  Насыщенную жизнь Б.Н. Юрьева украшали интересные встречи, знакомства с выдающимися людьми. 

Книга семейной жизни Бориса Николаевича отмечена  не одними только светлыми страницами.  В 1919 году тридцатилетний Борис Юрьев женится на дочери Н.Е. Жуковского Елене. Но всего через полгода обаятельная женщина умирает  от туберкулеза. Второй брак, через 18 лет после первого, с Марией Владимировной Зимелевой, также прерывается смертью жены в 1946 году.  Третьей жене Бориса Николаевича, Лидии Михайловне довелось дарить свою любовь и дружбу мужу до конца его дней.

Юрьев  скончался в Москве 14 марта 1957 года в возрасте 67 лет. Урна с прахом Бориса Николаевича Юрьева захоронена на Новодевичьем кладбище.

WordPress SEO