Вокруг Света 2006 № 05 (2788) - [46]

Александр Ильин

 

Вертолет идет на войну

Во втором десятилетии ХХ века в истории винтокрылых летательных аппаратов начался новый этап. Изменился сам подход к проблеме: вертолет перестал считаться конкурентом самолета и начал рассматриваться как транспортное и военное средство, способное решать задачи, принципиально не выполнимые с помощью самолетов и воздушных шаров. Новому подъему интереса к вертолетостроению способствовали и многочисленные аварии, случавшиеся в те годы с самолетами. Вспомнили энтузиасты воздухоплавания и знаменитое высказывание Томаса Эдисона: «Пока самолет должен разбегаться, чтобы взлететь, он изобретен только наполовину».

Первый отрыв от земли в 1907— 1910 годах вертолетов Бреге, Корню, Райта, Инглиша, Уильямса и Берлинера с летчиками на борту доказал принципиальную возможность подъема в воздух посредством несущего винта. Следующей актуальной задачей стал управляемый полет, для реализации которого требовались специальные органы и горизонтальная тяга винта. Изобретатели вертолетов придумали немало различных средств управления: рулевые винты, управляемые поверхности, располагаемые в воздушном потоке, и даже догадались о возможности изменения общего и циклического шага несущего винта. Регулировка угла наклона лопастей позволяла обеспечить балансировку вертолета только с помощью основного винта без дополнительных громоздких агрегатов. Однако реализовать эффективный механизм управления общим, а уж тем более циклическим шагом было непросто. Для создания так называемого автомата перекоса потребовалось решить множество задач из области аэродинамики, механики, кинематики и теории прочности.

В 1912 году поднялся в воздух пилотируемый вертолет датчанина Якоба-Христиана Эллехаммера. Аппарат взлетной массой 350 кг имел двигатель мощностью 36 л. с. и два соосных несущих винта диаметром по шесть метров. Воздействуя на рычаги управления, пилот мог изменять общий и циклический шаг лопастей верхнего винта, то есть вертолет Эллехаммера впервые в истории был оснащен прообразом автомата перекоса. При помощи этого устройства обеспечивается продольно-поперечное регулирование на всех современных вертолетах.

В 1913 году оторвался от земли вертолет немца Отто Баумгартля. В этой модели угол лопастей соосных несущих винтов мог изменяться для регулирования величины подъемной силы и перехода на режим авторотации или дифференциально — для путевого управления. Вертолет Баумгартля, как и Эллехаммера, не летал свободно, а лишь «висел» на привязи. Осуществлять свободные поступательные перемещения тогда еще никто не отваживался.

Впервые полетать с поступательной скоростью удалось шотландцу Эммануилу Мумфорду. Шесть несущих винтов его аппарата приводились во вращение мотором в 40 л. с., масса превышала 700 кг. Шотландец зафиксировал валы несущих винтов с небольшим наклоном вперед. Осенью 1914 года вертолет «Мумфорд-2» прошел над водной гладью почти стометровую дистанцию на высоте около трех метров со скоростью 15 узлов (28 км/ч) и… упал. Органов управления на нем не было.

В том же году завершились успехом многолетние опыты бельгийца Анри Виллара на вертолете «Орнис-2», где реактивный момент несущего винта парировался хвостовым рулевым винтом. Подъемная сила едва превышала вес аппарата и летчика. Тем не менее 28 июня 1914 года Виллару впервые в истории удалось оторвать от земли аппарат одновинтовой схемы с хвостовым рулевым винтом. Начало Первой мировой войны прервало опыты бельгийца, как и эксперименты других первых вертолетостроителей. Параллельно с А. Вилларом и Б.Н. Юрьевым отдельный вклад в развитие классической одновинтовой схемы накануне войны внесли также американец Э. Берлинер и новозеландец Р. Пирс. Тогда же появился и первый в мире вертолет с реактивным концевым компрессорным приводом несущего винта — «Жироптер» французских инженеров Альфонса Папена и Диде Руйи. Внешне он напоминал лист сикомора — единственная лопасть вращалась вокруг кабины пилота и уравновешивалась с противоположной стороны мотором и компрессором. Компрессор нагнетал воздух внутрь лопасти, с конца которой он выбрасывался в направлении, обратном направлению вращения винта. Увы, плохо динамически сбалансированная «сикомора» опрокинулась при первом же запуске мотора.

Полчаса в воздухе

Особую роль для развития вертолетостроения в годы Первой мировой войны сыграли легкие (удельной массой 1,5 кг/л. с.) звездообразные ротативные моторы типа «Гном-Рон» — двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, где цилиндры вместе с картером и воздушным винтом вращались вокруг неподвижного коленчатого вала, жестко связанного с корпусом.

В этот период венгерские конструкторы Стефан Петроцци, Теодор Карман и Вильгельм Цуровец приступили к созданию «привязного» вертолета для замены аэростатов наблюдения. В марте 1918 года начались испытания PKZ-1. Четыре установленных в ряд вдоль длинного фюзеляжа четырехметровых несущих винта приводились во вращение электромотором мощностью 190 л. с. Взлетная масса достигала 1 100 кг. Ток подавался по проводам с земли. Мотор постоянно перегревался и при четвертом запуске сгорел вместе с вертолетом.