2 винтовые вертолеты. Синхроптер: вертолёт необычной конструкции. Разведывательный боевой вертолет

Схема вертолёта описывает количество несущих винтов вертолёта , а также тип устройств, используемых для управления вертолётом.

Усилие для раскручивания несущего винта может передаваться от двигательной установки через осевой вал. В этом случае по третьему закону Ньютона возникает реактивный момент, закручивающий корпус вертолёта в противоположную от вращения несущего винта сторону (на земле такому вращению препятствует шасси аппарата).

Существует ряд основных конструктивных схем компенсации реактивного момента и управления вертолёта с использованием как единственного, так и нескольких несущих винтов.

В случаях, когда раскручивание несущего винта осуществляется либо набегающим потоком воздуха (автожиры , вертолёты в режиме полёта на авторотации), либо с помощью реактивных струй, расположенных на концах лопастей (реактивный вертолёт), реактивный момент не возникает, и соответственно, необходимость в его компенсации отсутствует.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Как летает вертолет?

✪ Вертолет Орлан 2. Малая авиация

✪ БДБ на Ка-26. 18/18. Детали бесшатунных двигателей схемы Баландина (изготовлены с 1976 по 1995 гг.)

✪ Боинг CH-47 «Чинук» тяжёлый военно транспортный вертолёт

✪ Вертолёт двухвинтовой соосной схемы - в управлении прост

Субтитры

Одновинтовые схемы с рулевым устройством

В таких схемах для компенсации реактивного момента используются устройства, создающие тягу, которая закручивает вертолёт в противоположном реактивному моменту направлении. Преимуществом таких схем является их относительная простота, однако при этом происходит отбор мощности силовой установки вертолёта.

Вертолёты одновинтовой схемы с рулевым винтом

В данной схеме винт небольшого диаметра располагается на хвостовой балке вертолёта на некотором расстоянии от оси несущего винта. Создавая тягу в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси вертолёта, рулевой винт компенсирует реактивный момент. Изменяя тягу рулевого винта, можно управлять поворотом вертолёта относительно вертикальной оси. Большинство современных вертолётов выполнено по одновинтовой схеме.

Впервые её запатентовал на своем летательном аппарате Борис Юрьев вместе с автоматом перекоса в 1912 году . Однако первую подобную модель предложил в 1874 году немецкий конструктор Аченбах.

Неоспоримым преимуществом данной схемы является простота конструкции и системы управления, что приводит к уменьшению затрат на производство, ремонт и обслуживание.
Кроме того, выпускают вертолёты, например Ми-28 , с так называемым Х-образным, четырёхлопастным рулевым винтом, лопасти которого имеют различные взаимные углы установки на втулке (наподобие буквы X). Винт такого типа обладает преимуществами перед обычным (с равномерным азимутальным распределением лопастей) по уровню шума и уменьшению неблагоприятного воздействия на лопасти концевых вихревых шнуров, генерируемых соседними лопастями.

Недостатки данной схемы:

• рулевой винт отбирает часть мощности двигателя (до 10 %) и вместе с тем не даёт ни подъёмной силы, ни тяги, направленной вперёд;
• воздушный поток от несущего винта ухудшает характеристики рулевого винта, вследствие этого рулевой винт стараются размещать как можно выше на хвостовой балке;
• рулевой винт является весьма уязвимым при полетах вблизи земли;
• рулевой винт, так же как и несущий, может попадать в опасный режим вихревого кольца, что ограничивает возможности маневрирования;
• узкий диапазон возможных центровок.

Вертолёты с рулевым винтом в кольце, фенестрон

В современном вертолётостроении иногда применяют многолопастный рулевой винт в кольцевом канале киля - фенестрон (от лат. fenestra - окно). Диаметр фенестрона в два с лишним раза меньше, чем диаметр обычного рулевого винта.
Впервые применён на лёгких вертолётах французской фирмы «Аэроспасьяль ». Используется в конструкциях лёгких и средних вертолётов

Такая конструкция имеет несколько существенных преимуществ:

• уменьшается вредное сопротивление вертолёта;
• предотвращаются задевание вращающимися лопастями рулевого винта за наземные предметы при маневрировании на предельно малых высотах, а также травмирование людей при работе вертолёта на земле;
• эффективность выше, чем у открытого рулевого винта при одинаковых диаметрах.

Недостатками являются:

• значительное увеличение толщины и массы киля, делающей установку фенестрона на тяжёлые вертолёты нецелесообразной;
• высокочастотный шум;
• нелинейности в характеристиках путевого манёвра.

Винтокрыл

В этой схеме используются винты, расположенные на крыльях или фермах летательного аппарата - винтокрыла . Причём тяга обоих винтов направлена вперёд, а для компенсации реактивного момента в режиме висения один из винтов обеспечивает бо́льшую тягу, чем другой. В режиме полёта эти винты используются как тянущие, что увеличивает скорость винтокрыла, при этом несущий винт переходит в режим авторотации . Первый аппарат с таким принципом компенсации реактивного момента предложил и запатентовал Б. Н. Юрьев в 1910 году . Примером такой модели в настоящее время может служить Eurocopter X3 .

Преимуществом винтокрыла можно считать высокие скорости полёта, недостижимые для классической схемы в силу особенностей аэродинамики. Так, например, винтокрыл «Ротодайн» фирмы «Фейри» в 1959 году достиг скорости в 307,22 км/ч, , а Eurocopter X3 в 2010 году - 430 км/ч.

Недостатком такой системы является потеря бóльшей мощности на компенсацию реактивного момента в режиме зависания по сравнению с рулевым винтом.

Однако не все винтокрылы используют данный способ компенсации. Например, винтокрыл Ка-22 использовал для противодействия реактивному моменту пару поперечных винтов, а Ротодайн - реактивное вращение лопастей.

Струйная система управления, NOTAR

Для компенсации реактивного момента используется система управления пограничным слоем на хвостовой балке, применяющая эффект Коанда , вместе с реактивным соплом на конце балки, или же только реактивное сопло.

Управляющая сила эффекта Коанды возникает по той же причине, по какой возникает подъёмная сила крыла - из-за несимметричного обтекания профиля хвостовой балки нисходящим воздушным потоком, образованным несущим винтом. Вентилятор, расположенный у основания хвостовой балки засасывает воздух из отверстий, расположенных вверху корпуса вертолёта, создавая необходимое повышенное давление внутри хвостовой балки. На правой стороне хвостовой балки с помощью специальных сопел устанавливается более быстрое движение воздушного потока, чем на левой стороне. Тем самым, вследствие закона Бернулли , давление воздуха на левой стороне будет больше, чем на правой, эта разность давлений приводит к появлению силы, направленной слева направо.

Примечание : на схеме синими стрелками показаны потоки воздуха, проходящие через хвостовую балку, красными - по поверхности хвостовой балки.

Первопроходцем в создании вертолёта, построенного по продольной схеме, стал французский инженер Поль Корню . В 1907 году его аппарат смог оторваться от земли на 20 секунд . При первом испытании аппарат оторвался от земли сначала на 0,3 м (полная масса 260 кг ), затем на 1,5 м (полная масса 328 кг ) .

В 1930-х годах разработка вертолётов продольной схемы велась в Бельгии русским эмигрантом Николаем Флориным , построившим 3 модели вертолётов, одна из которых («Флорин - 2»), поставила ряд рекордов продолжительности полёта. Дальнейшим развитием данной конструкции занялся американец Франк Пясецки , выпустив в 1945 году для армии США вертолёт, который из-за своей формы получил название «летающий банан ».

Положительными сторонами этой схемы вертолёта являются:

К недостаткам продольной схемы вертолёта относятся:

Поперечные винты устанавливаются на концах крыльев или специальных опор (ферм) по бокам корпуса вертолёта. К поперечной схеме можно отнести и некоторые конвертопланы в вертолётном режиме, например Bell V-22 Osprey , Bell Eagle Eye .

В 1921 году американский инженер Генри Берлинер вместе с отцом Эмилем Берлинером спроектировал вертолёт поперечной схемы. Он разместил по бокам самолетного фюзеляжа два небольших, четырёхметровых винта, а на хвосте рулевой пропеллер с вертикальной осью вращения - он должен был «задирать» хвост аппарата, чтобы у винтов появлялась горизонтальная составляющая тяги для движения вертолёта вперёд. Для управления вертолётом использовались отклоняемые поверхности, типа элеронов , а также наклоняемые оси несущих винтов.
Первым успешным вертолётом поперечной схемы стал немецкий Focke-Wulf Fw 61 , который в 1937 году поставил ряд рекордов по дальности и скорости. В Советском Союзе первым вертолётом поперечной схемы стал проект «Омега» 1941 года.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия взаимного влияния воздушных потоков от этих винтов;
• наиболее выгодная схема с точки зрения устойчивости и управляемости вследствие аэродинамической симметрии.

К недостаткам этой схемы следует отнести:

• сложную трансмиссию;
• повышенный вес конструкции;
• повышенное лобовое сопротивление.

Соосная схема

Соосная схема представляет собой пару винтов, расположенных один над другим на соосных валах, вращающихся в противоположные стороны, благодаря чему компенсируются реактивные моменты, возникающие от каждого из винтов.

Вертолёт Камова Ка-8 полетел 12 ноября 1947 года , а вертолёт Яковлева «Шутка» 20 декабря 1947 года . Для конструкторского бюро Камова соосная схема стала основной. Теперь вертолёты Камова - единственные в мире пилотируемые вертолёты соосной схемы, выпускаемые серийно.

Достоинства соосной схемы:

• малые габариты, так как лопасти соосных винтов короче несущих лопастей вертолётов с рулевым винтом схожего класса: требуется минимальная, по сравнению с другими схемами, взлётно-посадочная площадка;
• компактность трансмиссии , которая расположена вдоль вала винтов;
• сравнительная простота управления: органы управления расположены рядом с трансмиссией и при совершении манёвров не затрачивается дополнительная мощность двигателей;
• отсутствие критически уязвимых узлов, таких как рулевой винт и его трансмиссия одновинтовых вертолётов;
• значительно бо́льшая при равной тяговооружённости тяга винтов на режиме висения, потому что нет потерь мощности на рулевой винт , а нижний винт находится в воздушном потоке от верхнего винта;
• аэродинамическая симметрия схемы и значительно меньшие перекрёстные взаимосвязи каналов управления;
• уменьшение вибраций, чему способствуют меньшие размеры несущих винтов;
• безопасность для обслуживающего персонала: отсутствие хвостового винта уменьшает вероятность травм.

Недостатки:

Перекрещивающиеся лопасти

Несущие винты расположены по бокам фюзеляжа со значительным перекрытием, а их оси наклонены наружу под углом друг к другу, исключая таким образом возможность перехлёста. Фактически такая схема является частным случаем поперечной схемы с максимально возможным перекрытием несущих винтов, в то же время обладает свойствами соосной схемы. Из-за наклона винтов реактивные моменты уравновешиваются только относительно вертикальной оси, а их проекции относительно поперечной оси складываются, образуя момент тангажа .

Первые серийные вертолёты этой схемы Флеттнер FI 282 «Колибри» появились в Германии в 1942 году. В настоящий момент единственным серийным производителем подобных вертолётов является американская компания Kaman Aircraft . Отличительной особенностью данной фирмы являются использование в системе управления вертолётом сервозакрылок, установленных на лопастях, принцип действия которых схож с элероном самолёта.

Достоинства:

• минимальные габаритные размеры;
• простая и лёгкая трансмиссия;
• малый относительный вес конструкции;
• симметричность в отношении аэродинамики.

Недостатки:

• ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов вследствие взаимного влияния их друг на друга;
• возникновение продольного момента, усложняющего балансировку вертолёта.

Многовинтовая схема

В основном вертолёты данной конструкции используют четыре винта, одна пара из которых расположены в продольной схеме, а другая - в поперечной, хотя встречаются конструкции как с тремя несущими винтами (Ми-32, Cierva Air Horse (англ.) русск. ), так и с большим числом винтов (Мультикоптер (англ.) русск. ).
Отличается большим весом, но вместе с тем простотой управления, так как такая схема не требует автомата перекоса , а направление полёта задаётся регулированием мощности на каждом из винтов в отдельности.
В настоящий момент пользуется все большей популярностью в радиоуправляемых вертолётах .
Схема изначально была представлена в прототипах начала двадцатого века на заре авиации.
К вертолётам такой схемы можно отнести квадрокоптер Георгия Ботезата, бывшего профессора Петроградского технологического института, эмигрировавшего в Америку; вертолёт Этьена Эмишена, который помимо 4 несущих винтов имел 6 небольших пропеллеров для поддержания равновесия и 2 винта для горизонтального полёта
К многовинтовой схеме можно отнести и некоторые конвертопланы , например Curtiss-Wright X-19 , Bell X-22 , Bell Boeing Quad TiltRotor (проект).

Примечания

1. , с. 14.
2. Мир вертолётов. Поиски схемы (рус.) . aviastar.org. Дата обращения 4 апреля 2012. Архивировано 19 июня 2012 года.

В ближайшие годы на наших глазах обещает развернуться прелюбопытнейшая технологическая гонка. Два российских производителя вертолетной техники, К. Б. Камова и Миля, и один американский, Sikorsky, практически одновременно объявили о начале разработки вертолета с толкающим винтом.

Новые модели обещают существенно изменить привычные представления о винтокрылых машинах: проектная максимальная скорость каждой из них значительно превышает 400 км/ч, которые принято считать технологическим пределом для вертолета

Осведомленный читатель наверняка вспомнит, что попытки создать скоростной вертолет с толкающим винтом предпринимались довольно давно и некоторые из них увенчались успехом если не в коммерческом, то хотя бы в техническом плане. Lockheed AH-56 Cheyenne, совершивший свой первый полет в сентябре далекого 1967 года, мог развивать внушительные 393 км/ч. Но для военных скорость была не так важна, как надежность, простота и дешевизна конструкции, поэтому проект был закрыт и изящный вертолет с дополнительным толкающим винтом уступил место AH-64 Apache традиционной конструкции.

Вертолет Ка-52 обещает стать неотъемлемым элементом транспортной системы, сделав легко доступной любую точку страны, независимо от степени развития аэродромных сетей.

Однако для вертолета 393 и свыше 400 км/ч — это принципиальная разница. В то время как Cheyenne вплотную подобрался к заветному пределу, будущие модели с толкающим винтом обещают его значительно превзойти. А для этого, помимо толкающего винта, нужны дополнительные технологические хитрости. Все три прототипа — «Камова», «Миля» и Sikorsky — выглядят по‑разному. Sikorsky X2 представляет собой машину с соосным несущим и дополнительным толкающим винтами. Ка-92 отличается наличием соосного толкающего винта. Ми-X1 — это вертолет традиционной схемы с несущим, рулевым и дополнительным толкающим винтами.

Разослав по всему миру пресс-релизы с информацией экономического характера, все три фирмы объявили обет молчания касательно деталей конструкции и принципов работы новых машин. На сегодняшний день «Миль» и «Камов» порадовали заинтригованную публику только несколькими макетами перспективных вертолетов, отдельные экземпляры которых весьма значительно отличаются друг от друга и не характеризуются высокой детализацией. А вот опытный образец Sikorsky X2, уже прошедший наземные испытания, все желающие могли рассмотреть на выставке HeliExpo 2008 в Хьюстоне. На примере этой машины мы попробуем разобраться, как будут устроены вертолеты нового поколения. Кстати, формально аппарат с толкающим винтом следует называть не вертолетом, а винтокрылом, так как его горизонтальная тяга определяется не несущим винтом, а дополнительным движителем. И все же позволим себе называть машины по старинке: будет обидно, если слово, к которому мы привыкли, канет в лету вместе с устаревшей конструкцией.

Лопасть Оккама

Технологический предел скорости вертолета определяется разницей в скорости движения наступающей и отступающей лопастей несущего винта относительно воздуха. Скорость движения вертолета прибавляется к скорости наступающих лопастей и вычитается из скорости отступающих лопастей. Если угол атаки лопастей на наступающей и отступающей сторонах ротора будет оставаться неизменным, подъемная сила на наступающей стороне будет значительно больше, чем на отступающей, и вертолет перевернется. Автомат перекоса вертолета классической схемы устроен так, чтобы компенсировать эту разницу, циклически уменьшая угол атаки лопастей на наступающей стороне и увеличивая на отступающей. Это значит, что винт ни при каких обстоятельствах не сможет реализовать весь потенциал подъемной силы: даже при максимальном угле атаки лопастей отступающей стороны подъемная сила наступающей стороны будет далека от максимально возможной.

Винтокрыл Ка-22 был разработан в конце 50-х годов для военно-воздушных сил СССР. Грузовой аппарат с двумя несущими и двумя толкающими роторами мог принимать на борт до 16,5 тонн груза и летать со скоростью 350 км/ч. Интересно, что на высокой скорости несущие винты переходили в режим авторотации, и аппарат превращался в огромный автожир. Ка-22 совершил свой первый полет 15 августа 1959 года. В августе 1964 один из опытных образцов винтокрыла вошел в неконтролируемый правый поворот, за которым последовало сваливание. Из пяти членов экипажа лишь троим удалось катапультироваться. После трагической аварии проект был закрыт.

Так же расточительно мы обращаемся с подъемной силой, заставляя вертолет лететь вперед. Чтобы набрать скорость, приходится увеличивать угол атаки лопастей в задней части ротора и уменьшать в передней. Максимального угла атаки всех лопастей, равно как и максимально возможной подъемной силы, мы не получим.

Схема с двумя пересекающимися роторами, установленными под небольшим углом друг к другу, была впервые применена в 1942 году в нацистской Германии для небольшого противолодочного вертолета Flettner Fl 282 Kolibri. Ее придумал конструктор Антон Флеттнер, который после войны присоединился к американской компании Kaman. Основное преимущество синхрокоптеров, как иногда называют вертолеты с пересекающимися роторами, заключается в повышенной стабильности при зависании. Кроме того, синхрокоптеры работают значительно тише вертолетов, построенных по классической схеме. На сегодняшний день в мире эксплуатируется около 40 вертолетов K-Max.

Интересно, что в вертолетах соосной схемы (большинство моделей Камова) для обоих винтов используется практически такой же автомат перекоса, как в одновинтовых машинах. Роторы, вращающиеся в противоположные стороны, компенсируют потерю подъемной силы на отступающих лопастях без помощи автомата перекоса, поэтому схема Камова превосходит классическую по энерговооруженности. Но необходимость создавать горизонтальную тягу с помощью несущих винтов по‑прежнему заставляет идти на энергетический компромисс.

Sikorsky S-72 — это уникальная гибридная экспериментальная платформа с несущим крылом, основным и рулевым роторами и двумя реактивными двигателями, предназначенная для испытания различных вертолетных схем. Летающая лаборатория впервые оторвалась от земли 12 октября 1976 года. Основной ротор S-72 был сбрасываемым: если в полете что-то шло не по плану, испытатели могли одним нажатием кнопки превратить вертолет в реактивный самолет и вернуться на аэродром. На Sikorsky S-72 была испытана концепция ротора X-wing, широкие и жесткие лопасти которого после набора высоты останавливались и играли роль несущего крыла.

В соосной схеме Sikorsky X2 автомат перекоса не несет компенсаторных функций. Несущие винты не отвечают за создание горизонтальной тяги и компенсируют взаимное стремление к крену, поэтому необходимость в циклическом изменении шага винта отпадает. И наступающая, и отступающая стороны ротора X2 всегда развивают максимум подъемной силы. Специалисты Sikorsky называют эту технологию ABC (концепция наступающей лопасти, Advancing Blade Concept). Согласно ABC подъемная сила определяется мощью наступающей лопасти, а не ограничивается возможностями отступающей. Это означает, что вертолет станет экономичнее и сможет преодолевать большие расстояния без дозаправки. Но главное, что по сравнению с вертолетами привычных схем он сможет поддерживать высоту при меньшей скорости вращения главного ротора. А это один из определяющих факторов максимальной скорости.

Чем медленнее, тем быстрее

На определенной скорости горизонтального полета скорость движения отступающей лопасти относительно набегающего потока воздуха, а значит, и подъемная сила становятся равны нулю. Для вертолета классической конструкции, подъемная сила которого ограничена возможностями отступающих лопастей, наступает технологический предел скорости, приблизительно равный 400 км/ч. Однако вертолет с технологией ABC может спокойно продолжить разгон — даже после того как подъемная сила на отступающей стороне исчезнет, на наступающей она будет продолжать расти. Концепция уже доказала свою жизнеспособность на экспериментальном вертолете Sikorsky S-69. С помощью двух реактивных двигателей, создающих горизонтальную тягу, аппарат разогнался до 518 км/ч, опираясь на подъемную силу наступающих лопастей соосного винта.

Когда законцовки лопастей вертолета приближаются к скорости звука, сопротивление вращению резко возрастает. Это может стать следующим скоростным пределом для вертолета. Скорость вращения несущих роторов Sikorsky X2 автоматически снижается, начиная со скорости 390 км/ч. На максимальной скорости, а это 474 км/ч, замедление составит 20%. Тот факт, что скорость горизонтального полета не определяется несущими винтами и подъемная сила используется максимально эффективно, позволяет роторам вращаться очень медленно, а вертолету — лететь очень быстро.

Знаменитый конвертоплан V-22 Osprey разрабатывался компаниями Bell и Boeing в течение 30 лет. Летающий трансформер совершил первый испытательный полет 19 марта 1989 года и вскоре продемонстрировал способность превращаться из вертолета в самолет прямо в воздухе. Максимальная скорость V-22 достигает 638 км/ч. Отчасти Osprey повторил судьбу Cheyenne: конвертоплан, сложнейшая конструкция которого на 70% состоит из композитных материалов, оказался слишком дорогим для повсеместного применения в армии ($70 млн за единицу в 2007 году). Тем не менее, на сегодняшний день V-22 остается единственным конвертопланом, выпускаемым серийно.

Система управления Sikorsky X2 — электродистанционная (Fly-by-Wire). Ни один из органов управления не имеет механической связи с исполнительными механизмами — пилот лишь отдает команды компьютеру, управляющему сервоприводами. Электронное управление позволило реализовать систему активного подавления вибраций, интеллектуальное управление шагом и скоростью вращения роторов, единую систему контроля технического состояния машины, простой переход на авторотацию в случае отказа двигателя. Все винты приводятся одним турбовальным мотором LHTEC T800 мощностью свыше 1000 кВт. Общий шаг регулируется электроприводами, встроенными во втулки бесшарнирных несущих винтов. Кстати, сами винты сделаны из композитных материалов и отличаются улучшенным соотношением подъемной силы к сопротивлению за счет инновационной формы и профиля. Втулка соосного винта X2 будет заключена в аэродинамический обтекатель, который значительно снижает аэродинамическое сопротивление машины на скоростях свыше 400 км/ч.

Аббревиатура VTDP расшифровывается как Vectored Thrust Ducted Propeller, то есть ротор с управляемым вектором тяги. X-49A VTDP представляет собой многоцелевой военный вертолет Sikorsky YSH-60F Seahawk, основательно переделанный компанией Piasecki в целях испытания перспективной скоростной схемы. Толкающий хвостовой ротор машины установлен в трубе, за которой располагаются киль и руль высоты. Вращательный момент основного ротора компенсируется воздушным потоком, направляемым килем. На высокой скорости крен машины управляется с помощью флаперонов. Первый полет X-49A VTDP состоялся 29 июня прошлого года. В настоящее время испытания продолжаются.

Распространено заблуждение, что у Sikorsky X2 вовсе нет автомата перекоса. Убедиться в обратном вы можете сами, внимательно рассмотрев фотографии машины. Увидеть этот узел непросто, потому что циклический шаг у X2 регулируется только для нижнего несущего винта. Для управления креном и маневрирования на низких скоростях этого вполне достаточно — ведь несущий ротор не участвует в создании горизонтальной тяги в крейсерском полете.

Знаменитый Chinook — двухвинтовой двухмоторный тяжелый транспортник — состоит на вооружении ВВС США с середины 60-х годов. И в те времена, и даже сегодня эта махина способна обогнать многие вертолеты традиционной конструкции — максимальная скорость CH-47 достигает 315 км/ч. Аппарат может взять на борт до 55 пехотинцев и до 13 тонн груза. Chinook — один из немногих вертолетов с необычной конфигурацией винтов, получивших широкое распространение, производящихся серийно и применяющихся военными разных стран до сих пор. В настоящее время CH-47 состоит на вооружении США, Великобритании, Италии, Австралии, Японии и еще многих стран.

Испытание временем

Вертолет, показанный на выставке в Хьюстоне, — это всего лишь демонстратор технологии X2, на базе которой Sikorsky предлагает построить целую серию разнообразных летательных аппаратов различного назначения. Это может быть и высокоскоростной боевой вертолет, и экономичный (и не менее быстрый) пассажирский вертолет бизнес-класса, и тяжелый транспортник с грузоподъемностью до 20 т, и 40-тонный летающий кран. Также по технологии X2 планируется построить беспилотный летательный аппарат. Компания обещает, что ближе к концу нынешнего года состоятся первые летные испытания X2. Они-то и расставят все точки над i в будущем вертолетостроения.

В конструкции Sikorsky X2 используется перспективная система бесшарнирного ротора.

«Миль» обещает представить широкой публике действующий образец машины с толкающим винтом в 2011 году. Это будет скоростной пассажирский вертолет, который призван разделить участь самолетов региональных авиалиний в труднодоступных районах со слаборазвитой аэродромной сетью. Сможет ли Ми-X1 тягаться с машиной Sikorsky, пока непонятно: вертолет с единственным несущим винтом не может воспользоваться преимуществами концепции наступающей лопасти.

По мнению президента компании Sikorsky Aircraft Джеффри Пино, Sikorsky X2 должен кардинально изменить расстановку сил на рынке винтокрылых машин. Если проект будет воплощен в жизнь, к вертолетам будут предъявляться принципиально иные требования.

Ka-92 с соосным несущим и соосным толкающим винтами будет рассчитан на перевозку 30 пассажиров на расстояние более 1400 км без дозаправки. Крейсерская скорость вертолета будет достигать 450 км/ч. «Ка-92 — это не просто вертолет, это элемент транспортной системы, которая в совокупности с магистральными самолетами сделает доступной любую точку нашей страны, — говорит генеральный конструктор ОАО «Камов» Сергей Михеев. — К примеру, вылетев из Мурманска, Ка-92 с нефтяниками-вахтовиками на борту мог бы долететь до нефтяных платформ в районе Штокманского месторождения, удаленных на 700−800 км, и вернуться на аэродром базирования без дозаправки». Специалисты фирмы «Камов» обещают применить несколько принципиально новых для вертолетной отрасли технических решений, которые позволят радикально увеличить скорость полета машины. Подробности пока не раскрываются. На разработку Ка-92 «Камов» отводит себе не менее восьми лет. «Что касается сроков, я собираюсь еще при жизни полетать на этом вертолете», — отшучивается 70-летний конструктор Михеев.

Торопиться конструкторам некуда. Принимая во внимание различия в назначении и конструкции всех трех машин, можно предположить, что прямыми конкурентами они не станут. Кроме того, до начала летных испытаний трудно сказать, какая из трех предложенных схем окажется самой быстрой, самой экономичной и самой надежной.

Боинг CH-47 «Чинук» (англ. Boeing CH-47 Chinook) - американский тяжёлый военно-транспортный вертолёт продольной схемы. Сменил в Армии США вертолёт CH-54 и широко эксплуатируется с начала 1960-х годов. Поставлялся на экспорт в 16 стран мира. Кроме США, производился с 1970 г. в Италии (более 200 вертолётов) и в Японии (фирмой «Кавасаки» произведено 54 вертолёта).

История создания

Наиболее важным свойством современной армии, наряду с боевой мощью, считается ее мобильность. И если в глобальном масштабе переброску войск обеспечивает транспортный самолет, то непосредственно на поле боя она невозможна без вертолетов. Армия США впервые свои требования к транспортному вертолету сформулировала в 1956 г. в "Требованиях к системе оружия SS 471L. В борьбу за выгодный контракт немедленно включились две наиболее мощные американские вертолетостроительные компании, имевшие, между прочим, в своих названиях ярко выраженные славянские корни: "Пясецкий Геликоптер Корпорейшн" и "Сикорский Эркрафт". Победил Фрэнк Пясецкий со своим проектом двухвинтового вертолета продольной схемы, прообразом "Чинука". Двухроторная тандемная схема была известна еще с XVIII века, а в XIX стала наиболее популярной. И первый действительно поднявшийся в воздух в августе 1907 г. вертолет французского конструктора Корню имел два 6-метровых винта, носовой и хвостовой, вращавшихся в противоположные стороны. Однако тогда же она была и надолго забыта: при отсутствии мощных моторов и легких конструктивных материалов вращать два винта показалось слишком расточительным... "Ренесанс" начался с 1945 года, когда Пясецкий создал свой "Летающий банан" (ставший вторым, после R-4 Сикорского, серийно выпускавшимся в США вертолетом). За ним последовали Н-21 "Рабочая лошадка", Н-25 "Армейский мул", Н-16 "Транспортер" и др. Интересно, что за свою историю "Пясецкий Геликоптер" меняла многое: владельца (в 1955 г. Ф.Пясецкий ушел из фирмы и до 80-х руководил небольшим опытным заводом, работавшим на "Боинг Корпорейшн"), название ("Пясецкий Эркрафт", "Вертол Эркрафт", "Боинг Вертол", "Боинг"), базовое предприятие, храня верность лишь одному - все построенные ею машины были двухвинтовыми вертолетами продольной схемы.

Первые "тандемы" широко использовались в армии и во флоте, в мирное время и в корейском конфликте, и везде получили высокую оценку. Как оказалось, они обладали серьезными достоинствами: были устойчивы, малочувствительны к перемещению центра массы, позволяли использовать для размещения груза почти весь фюзеляж (за что и получили название "летающий вагон"), более эффективно реализовали мощность силовой установки. Выявились и недостатки, как конструктивные (сложные и тяжелые трансмиссии для передачи вращающего момента, наличие двух редукторов, двух винтов), так и аэродинамические (помехи заднему винту при полете вперед), и эксплуатационные (большая трудоемкость обслуживания). Да и стоили они подороже... Первой попыткой удовлетворить "Требованиям SS 471L" был проект V-107, работы над которым начались в мае 1957 г. Поскольку он создавался за счет собственных средств "Вертол Эркрафт" (так с 1957-го стала называться фирма), для экономии решено было максимально базироваться на технических решениях предыдущего аппарата Н-21. Наиболее радикальное отличие - применение турбовальных (по более ранней терминологии - турбовинтовых, либо газотурбинных) двигателей (ТВД) вместо поршневых. Это стало характерной чертой вертолетов "второго поколения", позволившей совершить такой же качественный скачок в летно-технических характеристиках, как и появление турбореактивного мотора на самолетах.

22 апреля 1958 г. V-107 совершил первый полет, а вскорости армия заказала и серию из 10 машин под обозначением YHC-1A для получения опыта эксплуатации ТВД. Но еще до постройки первого из них военные решили, что им необходимо нечто более мощное. Из всего комплекса требований выкристаллизовалось главное: новая машина должна иметь боевой радиус 115 миль (185 км) при полете на высоте 6 000 футов (1830 м), т.е. вне действия пехотных средств ПВО. Слегка увеличенный трехмоторный вариант также был отвергнут и поневоле пришлось сконцентрироваться над новым проектом, получившим "внутрифирменный" индекс V-114, да еще и поспешать, т.к. Сикорский со своими одновинтовыми проектами "дышал в затылок". Тем не менее, "Вертол" попал, если не в "десятку", то в "девятку" точно - V-107 принял флот в качестве базовой модели для разработки транспортного вертолета, который с 1962-го пошел в серийное производство под названием CH-46 "Си Найт" - "Морской рыцарь".

Постройка V-114 была закончена 28 апреля 1961-го. Он получил "армейский" индекс YHC-1B, а фирма - деньги (присвоение индекса и серийного номера означало приобретение машины армией с автоматической выплатой стоимости) и заказ на первые 5 серийных машин, названных HC-1B (серийные номера от 59-4982 до 59-4986 (первые две цифры - финансовый год, не совпадающий с календарным на несколько месяцев, последние четыре - порядковый номер). Второй экземпляр вертолета совершил первый полет 21 сентября 1961 г. А еще через год, согласно принятой в сентябре 1962-го новой системе индексации, унифицированной для всех видов летательных аппаратов, опытные варианты были переименованы в YCH-47A, а серийные - в CH-47A (CH - Cargo Helicopter, грузовой вертолет, 47 - порядковый номер модели, "А" - первый вариант; префиксный "Y" указывал на опытный образец). Свое же так называемое "популярное имя" "Чинук" получил в соответствии с традицией присваивать армейским вертолетам названия племен североамериканских индейцев.

CH-47A стал первым американским вертолетом второго поколения (с ТВД), принятым на вооружение. "Средний всепогодный транспортный вертолет, соответствующий требованиям SS 471L" в первозданном варианте был способен перевезти на расстояние в 115 миль на высоте 6000 футов до 2,8 т грузов и вернуться на базу без дозаправки, поднимал максимальную нагрузку свыше 6 т и переносил ее на 23 мили (37 км). Силовая установка состояла из двух ТВД Avco Lycoming T-55L-5 мощностью по 1648 кВт - 2200 л.с. (на более поздних экземплярах - T-55L-7 по 2650 л.с.), расположенных по бокам хвостовой части фюзеляжа. Просторная грузовая кабина размерами 9,2х2,29х1,98 м (длина х средняя ширина х высота) быстро загружалась через откидную хвостовую аппарель, причем более длинные предметы могли перевозиться и при открытой рампе. Для негабаритных грузов был предусмотрен крюк внешней подвески, способный выдержать вес до 9 т. Наплывы по обоим бортам содержали топливные баки, а полностью герметичная по всей длине нижняя часть фюзеляжа обеспечивала плавучесть и, соответственно, возможность взлета и посадки с водной поверхности. Вертолет способен был перевозить до 33 солдат (на откидных сиденьях вдоль бортов) или до 24 раненых плюс два медработника. Для входа обычно использовалась дверь в правой передней части. Расположенная над ней лебедка позволяла за 4 минуты поднять 20 солдат с оружием на борт вертолета, висящего на высоте 30 м. Первый серийный CH-47A был официально принят армией США 16 августа 1962 г.

Конструкция

Вертолет двухвинтовой продольной схемы с двумя ГТД и четырехопорным шасси.

Фюзеляж цельнометаллический, полумонококовой конструкции, с прямоугольным сечением со скругленными углами; имеет двухместную кабину экипажа, с каждой стороны которой находятся сбрасываемые аварийные двери, и грузовую кабину объемом 41.7м3, в которой установлено 44 сиденья (33 основных и 11 дополнительных, вдоль центрального прохода), заднюю часть с грузовым люком, откидывающаяся створка которого образует погрузочную рампу, снабженную, тремя откидными секциями, и отсеки пилонов несущих винтов. Грузовая кабина с размерами 9.19 х 2.29 х 1.98м и площадью пола 21м2 имеет с правой стороны большую сдвижную дверь с размером 1.68 х 0.9м и дополнительно люки аварийного покидания кабины. Грузовая кабина и кабина экипажа соединены проходом. В санитарном варианте в кабине могут размещаться 24 раненых на носилках и 2 сопровождающих санитара, в пассажирском варианте устанавливаются сиденья для 44 пассажиров, по 4 в ряд с центральным проходом. Для перевозки грузов на внешней подвеске под фюзеляжем имеется центральный грузовой крюк, рассчитанный на усилие 11970кг, и передний и задний грузовые крюки на 7140кг каждый.

Силовая установка. Двигатели установлены с каждой стороны пилона заднего несущего винта, имеют осевые воздухозаборники, затянутые сетчатым экраном. Вспомогательная силовая установка Солар Т-62Т-2В мощностью 71кВт используется для привода вспомогательных агрегатов, а на земле обеспечивает работы электросистемы, гидроусилителей системы управления, шасси, гидравлических насосов и других агрегатов.

Трансмиссия состоит из центрального редуктора, редукторов несущих винтов, редукторов двигателей и соединительных валов. Передаточное отношение от двигателя к несущим винтам 1:67.

Системы охлаждения и смазки редукторов усовершенствованы: воздух для охлаждения подается из воздухозаборника, расположенного в носовой части заднего пилона. Маслосистема дублирована. Трансмиссия рассчитана на максимальную мощность 5590кВт и на 330 мин работы без масла. Емкость маслобака 14л.

Топливная система включает шесть самогерметизирующихся, заправляемых под давлением топливных баков (по три в боковых обтекателях) общей емкостью 3900л. Возможна установка в грузовой кабине трех дополнительных топливных баков по 3025л каждый.

Шасси неубирающееся, четырехопорное, с масляно-пневматическими амортизаторами. На передних опорах сдвоенные колеса. Колеса задних опор самоориентирующиеся, управляемые. Все колеса имеют пневматики с давлением 0.45МПа и дисковые тормоза с гидравлическим приводом. Предусмотрена установка на колеса съемных лыж. База шасси 6.86м, колея 3.2м.

Система управления бустерная, усовершенствованная, фирмы "Хануиэлл", обеспечивающая выдерживание положения и скорости полета вертолета, а также выбор и выдерживание курса и высоты полета; включает гидроусилители и систему стабилизации.

Гидравлическая система модульной конструкции обеспечивает работу гидроусилителей системы управления, тормозной системы шасси и несущего винта. Давление в гидравлической системе управления составляет 20МПа, скорость протекания смеси 53л/мин, имеется сферический резервуар емкостью 5.32л с давлением 0.17МПа. В гидравлической системе общего назначения давление составляет 23МПа, скорость протекания смеси 51.5л/мин, имеется поршневой гидравлический резевуар объемом около 7л с давлением 0.39МПа.

Электросистема состоит из двух автономных цепей, питание которых обеспечивается двумя генераторами переменного тока (40 кВА) с воздушным охлаждением, приводимых от центрального редуктора.

Радиоэлектронное оборудование стандартное, включает УКВ-радиостанцию АРС-164 дециметрового диапазона с AM; СПУ С-6533; систему опознавания "свой-чужой" Бендикс АРХ-100, всенаправленный УКВ-маяк ARM-123, радиовысотомер ARN-209, радиокомпас ARN-89B; стандартные пилотажные приборы включают указатель горизонтального положения AQV-6A.

Модификации

Военные модификации

• СН-47А : базовый транспортный вертолёт.
• ACH-47A
• СН-47В
• СН-47С : модификация с новыми двигателями.
• CH-47D
• НС.Мк.1 и Мк.1В : варианты для RAF.
• С/МН-47Е : многоцелевой вариант с увеличенной дальностью и дозаправкой в полёте, вооружением и новым оборудованием.
• CH-47F
• MH-47G
• СН-47J : вариант для ВС Японии.
• HH-47
• MH-47D

Гражданские модификации

Model 234LR (Long Range)

Model 234ER (Extended Range)

Model MLR (Multi Purpose Long Range)

Model 234UT (Utility Transport)

Model 414

Боевое применение

Одну из первых "Чинуками" оснастили 1-ю аэромобильную кавалерийскую дивизию (АКД), сформированную в июле 1965-го. Отличительной особенностью этого соединения совершенно нового типа, плода доктрины "быстрого реагирования", была ее исключительная маневренность, достигнутая максимальным облегчением вооружения (при сохранении огневой мощи) и многократным увеличением в ней числа вертолетов. 428 ее штатных винтокрылых машин за один рейс перевозили треть личного состава с вооружением, параллельно выполняя роль "воздушной артиллерии". "Чинуками" оснастили батальон транспортных вертолетов, состоявший из штаба, штабной роты и трех рот транспортных вертолетов (по 16 CH-47A).

Аэромобильная дивизия предназначалась, главным образом, для ведения антипартизанских действий и посему "загремела" во Вьетнам уже через месяц после сформирования, в сентябре 1965-го. "Чинуки" прибыли морским путем на палубе авианосца "Боксер", и вскоре стали незаменимым транспортным средством в условиях южновьетнамских джунглей, гор и болот. Характер их применения напоминал поведение домашней хозяйки перед очередным подорожанием, когда всюду нужно успеть и везде взять максимальный вес (один из вариантов загрузки формулировался так: 33 американских или... 50 вьетнамских солдат, а при эвакуации беженцев однажды был зарегистрирован рекорд - 147 человек за один рейс!). Сходство усиливали мощные "авоськи": большая часть грузов перевозилась на внешней подвеске. Хотя "летающие вагоны" старались держаться подальше от поля боя, специализируясь на переброске грузов войскам с баз снабжения, для самообороны их пришлось вооружить тремя 7,62-мм пулеметами М60.

Известны и более экзотические варианты применения: в качестве "бомбардировщиков", дымзавещиков, распылителей слезоточивых газов, артиллерийских "тягачей". Довольно эффективно они участвовали в операциях "Пайперомоук" - рейдах по эвакуации с поля боя подбитой авиатехники. Здесь "Чинуки" с их мощной внешней подвеской и грузоподъемностью оказались практически незаменимы! Только за первый год боевых действий они вывезли 100 совершивших вынужденные посадки самолетов и вертолетов, а всего за период вьетнамской войны эвакуировали более тысячи аппаратов общей стоимостью примерно в 3 миллиарда долларов!

Всего через конфликт в юго-восточной Азии прошли 550 "Чинуков" (из общего числа 684 построенных). Они совершили 2,6 млн. вертолето-вылетов с налетом 1182 тыс. часов, из которых 996 тыс. часов в боевых условиях, перевезли около 8,5 млн. человек и 4,5 млн.т грузов. Жертвами войны стали 170 машин (из них 136 из состава армии США). Вьетнам показал также высокую надежность CH-47 - 5,3 аварии на 100 тыс. летных часов. Наиболее низкий показатель среди армейских самолетов и вертолетов.

— Няп-няп, это что за треск? – Кроль задрал к небу ушастую голову. – О, винтокрыл полетел!

Фомуви тоже взглянул вверх:

— Нет, Кроль, это не винтокрыл, а классический вертолет. Даже уточним, вертолет соосный, что и прежде было явлением в мире не частым, а в последнее время встречается все реже.

— Это еще почему? – Кроль недовольно сморщил нос. – Рассказывай уже, что это за редкостная птица такая!

— Конечно, расскажу, раз тебе интересно. Познавай мир вокруг нас и кругозор расширяй.

Считается, что первое изображение вертолета появляется на рисунке великого итальянца Леонардо да Винчи, который прославился не только как художник, но и как и других конструкций. Но к практическому воплощению этой машины человечество подошло только в конце XIX века. Однако создать приемлемую конструкцию, где подъем и движение осуществлялись за счет винтов, оказалось чрезвычайно сложно. Попытки конструкторов разных стран оканчивались провалом. И хотя первый образец геликоптера подняли в воздух Франции уже в 1907 году, равноправными партнерами самолетов винтокрылые машины стали значительно позже.

Кстати, именно французское слово «геликоптер », происходящее от греческих «винт» и «крыло», породило первоначальное русское название этой техники – винтокрыл. Однако позднее оно было вытеснено более удачным «вертолет» (от слов «вертеться» и «лететь»), а в просторечии и вовсе «вертушка». Название «винтокрыл» сохранилось лишь за определенным типом этих летательных аппаратов, в конструкции которых сочетаются и винты, и крылья.

Винтокрыл объединяет в себе достоинства и недостатки и самолетов, и вертолетов. С одной стороны, благодаря крыльям, он быстро движется в горизонтальном направлении, как самолет. И в то же время может, благодаря винтам, зависать в воздухе и осуществлять вертикальные взлет и посадку, как вертолет. С другой стороны, в любом режиме создается дополнительное сопротивление, что снижает эффективное использование мощности двигателей, скорость и маневренность аппарата. Именно поэтому более распространенными являются другие типы вертолетов.

Проект винтокрыла Ка-34.Поперечная схема.Соосные несущие винты. Соосные же тянущие винты на ТВД.

Одна из первых и наиболее часто применяемая конструкция – одновинтовая с рулевым винтом . В этом случае над фюзеляжем вертолета крепится большой винт, дающий подъемную и тяговую силу, а на хвостовой балке – рулевой винт меньших размеров, компенсирующий реактивный момент и позволяющий управлять машиной в воздухе. Однако этот винт забирает на себя часть мощности двигателя, ухудшает характеристики основного винта, весьма уязвим при полетах на малой высоте и опасен на земле.

Желая уйти от этих недостатков, конструкторами был создан фенестрон – вертолет, рулевой винт которого помещен в кольцо. Но и такая схема имеет свои недостатки. Прежде всего, большой вес и габариты хвостовой балки, что делает нецелесообразной ее применение на тяжелых вертолетах.

Eurocopter EC145T2 снабжен «фирменным» фенестроном.

Один из самых современных типов – . В его хвостовой балке устанавливаются мощный вентилятор и реактивные сопла, регулирующие потоки воздуха и давление. Благодаря отсутствию рулевого винта, этот тип вертолетов является самым бесшумным и безопасным.

Вертолет со струйной системой управления.

Существуют одновинтовые реактивные вертолеты , весьма простые по своей конструкции. Однако они были слишком шумные и давали низкую скорость при большом расходе топлива. Кроме того, возникали сложности с их безопасным управлением. Поэтому в настоящее время серийного производства реактивных вертолетов не ведется.

Реактивный вертолет Добльгофа V-1 (Германия, 1942 год). Одноместный, одновинтовой. Двигатель «Вальтер-Микрон», 60 л.с. Полетная масса 285 кг. Максимальная скорость 80 км/ч.

Реактивный вертолет XV-9a «Хьюз» (США. 1965 год). Одновинтовой, два двигателя «Дженерал-электрик» YT64-6, турбореактивные, используемые как генераторы газа. Диаметр несущего винта 16,7 м. Полетная масса около 8300 кг. Расчетная максимальная скорость 277 км/ч. Расчетная продолжительность полета 2 ч.

Другой тип – вертолеты с двумя несущими винтами . Чтобы компенсировать реактивный момент, возникающий при вращении лопастей, они вертятся в противоположном направлении. Такие винты могут быть установлены продольно , в передней и хвостовой части вертолета. Такая схема существенно увеличивает габариты и грузоподъемность машины без потери в ее управляемости. За это подобные аппараты иногда называют «летающими вагонами».

Другой вариант – поперечная схема , когда несущие винты вынесены на специальные балки-крылья по бокам фюзеляжа. При этом в хвостовой части по-прежнему размещается рулевой винт.

И, наконец, соосная схема , которая являлась визитной карточкой советских вертолетов конструкторского бюро Камова. Вертолет именно такого типа, Кроль, пролетал сейчас над нами. В этом случае два несущих винта располагаются непосредственно друг над другом. Впервые такое расположение было задумано и запатентовано англичанином Генри Брайтом еще в 1859 году. Но доработать его и вывести на серийный уровень производства удалось только советским конструкторам.

Вертолеты Ка-25, Ка-15, Ка-26 на площадке возле здания фирмы «Камов»

Такая схема имеет свои очевидные преимущества:

• минимальные размеры лопастей и самой кабины по сравнению с другими типами вертолетов;
• минимальные требования к площади взлета и посадки, что делает их наиболее пригодными в качестве спасательных и корабельных вертолетов;
• компактность конструкции и простота управления (один пилот – фирменная особенность всех вертолетов ОКБ «Камов»);
• максимальная аэродинамическая симметрия и сопротивляемость силе ветра, что улучшает эффективность вертолета в сложных погодных условиях.

Возможно, именно благодаря таким качествам, соосную схему имеют многие вертолеты на пульте управления . В сочетании с автоматом перекоса такое расположение винтов делает почти невесомую модель способной слушаться дистанционных команд, летая в произвольном направлении и вертикально, и горизонтально (например, боком). Эта конструкция позволяет даже новичку избежать краха радиоуправляемого вертолета в первом же полете.

Замечу, что ни одна другая страна так и не смогла освоить серийный выпуск соосных вертолетов, выпускавшихся в СССР с 1947 года. Жаль, но сейчас идет речь о том, что продолжать их производство не могут уже и в России, и секреты конструкции могут быть безвозвратно утрачены.

На смену соосным аппаратам пришли вертолеты с перекрещивающимися лопастями , придуманные американскими конструкторами. По сути, они обладают теми же достоинствами и недостатками, что и машины предыдущего типа. Однако их производство считается менее сложным, чем соосных.

Существуют и многовинтовые вертолеты , у которых устанавливается 3 и более несущих винтов. Именно такими были прообразы нынешних винтовых аппаратов на заре их развития. По этому же пути идут производители радиоуправляемых моделей вертолетов. Эта схема придает машине значительный вес, но не требует установки автомата перекоса, позволяя без него сохранять равновесие. Таким образом, многовинтовая схема позволяет существенно удешевить модель.

Любопытный немецкий проект создания электрического многовинтового вертолёта (английский термин multicopter или multirotor). 21 октября 2011 г. прототип под названием E-Volo Volocopter VC1 совершил первый полет с человеком на борту.

— Надо же, как все интересно, няп! – Кроль увлеченно подвигал ушами. – Я-то считал, что вертолет – это что-то вроде недоделанного самолета. А оказывается, у них совсем другие возможности! Почему же мы так редко их видим?
— А вот это, мой друг, вопрос, который, полагаю, не имеет точного ответа, — вздохнул Фомуви. – Возможно, кто-то из тех, от кого это зависит, думают подобно тебе. А ведь на самом деле создание и практика применения вертолетов – одна из самых замечательных страниц истории России, которой по праву стоит гордиться. И машины эти заслуживают того, чтобы занимать достойное место и сегодня в самых разных областях применения.

МОСКВА, 12 ноя — РИА Новости, Андрей Коц. Легкие, быстрые, компактные, надежные и необычные — эти характеристики идеально подходят серии вертолетов КБ имени Камова, которая в воскресенье отмечает 70-летний юбилей. Двенадцатого ноября 1947 года в воздух поднялась первая машина знаменитого советского авиаконструктора Николая Камова — Ка-8 "Иркутянин". Это событие стало началом эпохи вертолетов с соосной схемой расположения несущих винтов. Россия до сих пор остается единственным государством в мире, наладившим массовое производство этих сложных машин. Камовские вертолеты успешно трудятся на "гражданских должностях", а также служат в частях армейской и морской авиации. О том, для чего нужна соосная схема, а также о ее главных преимуществах и недостатках — в материале РИА Новости.

Без доворота

Первый соосный летательный аппарат КБ имени Камова К-8 "Иркутянин" больше напоминает летающий мотоцикл, нежели привычный для взгляда обывателя вертолет. Во-первых, у него отсутствует фюзеляж. Вся конструкция состоит из стальных труб, закрепленных на двух надувных цилиндрических баллонах. Пилот сидит в небольшом открытом кресле. Максимальная взлетная масса Ка-8 — всего 320 килограммов, длина — 3,7 метра, высота 2,5 метра. Скромны и летные характеристики: "Иркутянин" был способен подниматься на 250 метров максимум и разгоняться до 80 километров в час. Впрочем, за скоростью и высотой при создании "первенца" камовцы не гнались. Настоящим прорывом стали несущие трехлопастные винты, расположенные один над другим. Это конструктивное решение — визитная карточка практически всех вертолетов Ка.

"Вертолет традиционной схемы в воздухе постоянно доворачивает в ту сторону, в которую вращается его несущий винт, — рассказал РИА Новости главный редактор журнала "Арсенал Отечества" Виктор Мураховский. — Чтобы компенсировать этот момент, на хвостовую балку машины устанавливают дополнительный рулевой винт, который крутит машину в противоположную сторону. Вертолетам Камова такой привод просто-напросто не нужен. Их несущие винты вращаются в противоположные стороны. Такое решение значительно упрощает механику машины, снижает ее уязвимость. Говорят, что Ка-52 способен совершить посадку даже с отстреленным под корень хвостом".

Ка-8 в боях поучаствовать не довелось. Во-первых, он предназначен для связи и разведки. Во-вторых, эта машина была построена всего в трех экземплярах. Впервые широкой публике "Иркутянина" показали на параде в Тушино летом 1948 года. Вертолет поднялся в воздух прямо с кузова грузовика, сделал несколько проходов и благополучно приземлился. Именно тогда им заинтересовалось командование ВМФ, заказавшее Камову проект создания специализированной разведывательной машины. С тех пор вертолеты Ка долгое время оставались флотским "эксклюзивом".

Любопытный факт: само слово "вертолет" вошло в обиход именно благодаря создателям Ка-8. Перед тушинским парадом организаторы спросили Николая Камова, как представить его машину публике. Тот подумал и ответил: "вертолет". До этого момента винтокрылые летательные аппараты именовали американизмом "геликоптер".

Работа над ошибками

Прямыми потомками Ка-8 стали вертолеты Ка-10 и Ка-15, созданные на его основе. Первый появился в конце 1948 года и практически не отличался от оригинальной машины. Он получил более мощный двигатель, больший диаметр несущих винтов и радиостанцию. Кроме того, в Ка-10 была предусмотрена система катапультирования, выбрасывающая пилота назад путем складывания спинки кресла. Испытания этой машины были непростыми. Вертолет раз за разом терял винтами воздушный поток. Однажды это привело к трагедии. Летчик-испытатель Михаил Гуров поднял Ка-10 над испытательной площадкой на 200 метров, проверяя, насколько машине хватает топлива на такой высоте. Для этого он вел аппарат на номинальных оборотах. Скорости лопастей оказалось недостаточно, и вертолет упал. Гуров скончался по пути в больницу.

Впрочем, со временем Ка-10 довели до ума. В 1951 году приняли решение о строительстве военной версии вертолета. К 1953 году в строю уже было девять машин. Ка-10 удалось успешно посадить на палубу крейсера "Максим Горький" при сильном ветре, что лишний раз доказало преимущество соосной схемы: вертолет практически не болтает даже в шторм. Кроме того, военный вариант машины получил полноценную приборную панель с высотомером, спидометром, компасом, вариометром и указателем оборотов несущих винтов.

Ка-15 стал первым вертолетом Николая Камова, пошедшим в крупную серию. Всего было построено 354 машины этого типа. Ка-15 задумывался как противолодочный вертолет, но для нужд флота он получился недостаточно эффективным — сказывалась малая грузоподъемность. В итоге ВМФ разработал необычную тактику боевых троек. Первый Ка-15 нес два гидроакустических буя для обнаружения подлодок. На втором была установлена аппаратура управления и слежения. Глубинные бомбы же устанавливались на третьем. Понятно, что такой подход снижал общий боевой вес Ка-15. К тому же было несколько случаев схлестывания лопастей несущих винтов, что приводило к крушению вертолета. Вряд ли стоит винить в этом конструкторов: соосная схема в то время была малоизведанной областью. Приходилось учиться на ошибках.

"Такую схему очень сложно реализовать технически, в отличие от традиционного "одновинтового" подхода, — рассказал РИА Новости Виктор Мураховский. — Она требует большого объема научных расчетов, математики, глубокого знания аэродинамики. Винты на "камовых" располагаются близко друг к другу. Необходимо продумать, как они влияют друг на друга в полете, отработать все это на практике. С годами наши специалисты достигли очень высокого уровня. В других странах серийных машин такой конструкции просто нет — это наше ноу-хау. На Западе строят лишь какие-то опытные экземпляры, беспилотники, зонды. До массового производства дело так и не дошло".

Не только для моря

Всего для нужд Военно-морского флота КБ Камова разработало более десятка различных моделей вертолетов. На сегодняшний день в составе авиации ВМФ имеется 63 многоцелевых Ка-27 и 16 поисково-спасательных Ка-27ПС, 28 транспортно-боевых Ка-29, а также несколько машин радиолокационного дозора Ка-31. Эти вертолеты способны выполнять самый широкий круг задач: вести разведку, высаживать десант на побережье, поддерживать его огнем, спасать сбитых над морем летчиков, выслеживать подводные лодки противника и многое-многое другое. Работу соосных винтов на данных машинах удалось "отполировать до блеска" — серьезные летные происшествия с ними можно пересчитать по пальцам двух рук.

"У соосных вертолетов выше грузоподъемность и на внешней подвеске, и внутри кабины, а кроме того, габариты соосного вертолета меньше, что очень удобно при использовании, например, на нефтяных площадках, — рассказал РИА Новости Заслуженный летчик-испытатель России, старший летчик-испытатель АО "Камов" (входит в концерн "Вертолеты России") Александр Папай. — При соосной схеме управляемость вертолета выше, выше маневренность и лучше высотные характеристики, потому что вся мощность идет на основные винты. А маневренность нужна при ведении боевых действий. Соосный вертолет симметричен, у него нет в полете дополнительных кренов".

Весь накопленный за десятилетия опыт камовцы использовали при создании машин и для армейской авиации. О "Черных акулах" Ка-50 и их двухместных модификациях Ка-52 "Аллигатор" слышали, наверное, все. Бронированные и вооруженные самыми современными ракетами "летающие танки" показали себя грозной силой. Боевая эксплуатация Ка-50 в Чечне подтвердила, что вертолеты соосной схемы прекрасно себя чувствуют не только над морем, но и в горах, где боковой ветер и сложные метеоусловия могут погубить даже опытного пилота.

Все эти черты характерны и для двухместного Ка-52, дебютировавшего в Сирии. В марте 2016 года несколько "Аллигаторов" были переброшены на авиабазу Хмеймим и начиная с апреля используются в различных операциях. Обкатали на Ближнем Востоке и палубную модификацию Ка-52К, получившую обозначение "Катран". Обе машины прекрасно показали себя в не самом привычном для них климате.

На сегодняшний день в частях армейской авиации стоят на вооружении более 100 "Аллигаторов". До конца 2017 года Минобороны должно получить еще 14 машин. Наравне с милевскими Ми-28Н и Ми-35 они будут оставаться основными ударными вертолетами Российской армии в ближайшие десятилетия.