Крылья Родины

Советские опытные геликоптеры уже в 1930 году действительно летали, а не «прыгали», по выражению Б. Н. Юрьева, как за границей. Опыты эти не получили широкой огласки. Но теоретические работы по геликоптерам публиковались очень широко. До того широко, что листовка с описанием геликоптера Б. Н. Юрьева, строившегося в 1911 году Воздухоплавательным кружком, раздавалась всем желающим на Международной выставке в Москве, где демонстрировался и макет геликоптера. Все новейшие геликоптеры, производящие сейчас сенсацию в Америке и Англии, построены по однороторной схеме Б. Н. Юрьева и весьма напоминают геликоптер «ЦАГИ-ЭА-1», начавший летать в 1930 году.

Геликоптер «ЦАГИ-ЭА-1».

Успешной разработки вопроса мы добились благодаря правильному методу работы, принятому учениками Жуковского еще в студенческом Воздухоплавательном кружке, где была детально разработана теория винта и произведены опыты с моделями геликоптеров. В результате этих работ и была создана новая, однороторная схема геликоптера Юрьева, в которой были решены основные вопросы геликоптера, а именно: управляемость, сообщение поступательной скорости, безопасный спуск при внезапной остановке мотора. Характерной особенностью этой новой схемы являются: один большой винт-ротор, играющий роль несущей плоскости, малый хвостовой винт и автомат-перекос у несущего винта.

«Самым простым геликоптером был бы такой, у которого имелся бы лишь один несущий винт, — говорит по поводу своей схемы Б. Н. Юрьев. — Однако реактивный момент такого винта заставил бы гондолу такого аппарата вертеться в противоположную вращению винта сторону. Для удержания гондолы от вращения необходимо к ней приложить внешний момент, который проще всего получить с помощью тяги маленького винта, действующего на достаточном плече. Отсюда получается простейшая схема однороторного геликоптера с хвостовым винтом, служащим, помимо реактивного момента, еще рулем поворота машины. Получается весьма простая и компактная схема геликоптера.

Остается весьма важный вопрос управления геликоптером. В этой схеме он был решен с помощью автомат-перекоса — своеобразного пространственного эксцентрика, заставляющего лопасти несущего винта делать во время их оборота дополнительное колебательное движение, изменяющее их углы атаки. Если геликоптер случайно наклонится, например направо, то летчик может с помощью автомат-перекоса заставить лопасти пробегать опустившуюся сторону под большим углом атаки и давать там б'oльшую подъемную силу, благодаря чему эта сторона поднимется и тем крен будет уничтожен. Само управление может быть устроено совершенно так же, как на самолете, то-есть с помощью педалей и ручки управления.

Поступательное движение проще всего получать с помощью наклона всего аппарата вперед: получается горизонтальная проекция силы тяги, которая и сообщает аппарату горизонтальную скорость. Так как геликоптер можно наклонить в любую сторону, то на геликоптерах можно двигаться не только вперед, но и назад и вбок.

В случае остановки мотора, как показали исследования студента Сорокоумовского, геликоптер может спокойно опуститься на землю на авторотирующем большом винте».

Автожир «ЦАГИ-А-6».

Воздухоплавательный кружок, не получив поддержки от правительства, лишь используя свои скромные средства, не достроил аппарата по этой схеме, и во время войны 1914–1918 годов дело заглохло. Но в советское время и тотчас же, как только было закончено строительство ЦАГИ, работы над осуществлением геликоптера возобновились, однако лишь после пересмотра всей проблемы.

В результате многих опытов и лабораторных испытаний разнообразных моделей удалось найти три наивыгоднейших типа геликоптеров. Это однороторный геликоптер по схеме Юрьева, двухроторный геликоптер продольного или поперечного типа и многороторные схемы тяжелых геликоптеров.

Самой простой оказалась схема Юрьева. Она была положена в основу первых советских опытных геликоптеров. Остальные схемы хотя и разрабатывались одновременно, но осуществление их было отложено до того, как будет накоплен достаточный опыт с полетами однороторного аппарата.

Первый опытный геликоптер такого типа — «ЦАГИ-ЭА-1» — начал успешно летать в 1930 году, и это был первый в мире геликоптер, который действительно летал, а не «прыгал» только. В 1932 году на этом аппарате, управляемом проф. А. М. Черемухиным, была достигнута рекордная по тому времени высота в 605 метров.

Однотипный геликоптер «ЦАГИ-ЭА-3», построенный для ускорения работ по изучению геликоптеров, совершил, как и «ЭА-1», очень много полетов на высоте от 50 до 120 метров, продолжительностью до 15 минут с дальностью до 3 километров. Скоростью эти машины не отличались, но поднимались и опускались вертикально, делали повороты вокруг собственной оси, висели в воздухе — словом, делали все то, что им полагалось.

Основной недостаток этих машин — неустойчивость при спуске — удалось преодолеть на геликоптере «ЭА-5». Спуск его проходил спокойно, а в полете на нем можно было даже бросать ручку управления.

В это время в коллективе, работавшем над проблемой геликоптера, возникла мысль о создании новой своеобразной машины — геликоптера, превращающегося в полете в автожир, чем предполагалось достигнуть большей скорости полета.

Автожир представляет промежуточный тип летательного аппарата между геликоптером и самолетом. Автожир поддерживается в воздухе на том же принципе, как и аэроплан, но вместо неподвижных крыльев, а чаще вдобавок к ним, он имеет свободно вращающийся ротор. Необходимую для движения силу тяги автожир, как и самолет, получает от обычной винто-моторной группы. Благодаря вращающемуся ротору, раскручиваемому перед полетом приводом от мотора, автожир при взлете получает большую подъемную силу (как и при посадке), почему взлет происходит очень быстро и с очень малым пробегом, при крутом угле подъема. В полете же лопасти ротора только заменяют крыло и лишь ухудшают маневренность автожира, не сообщая ему при установившемся движении никаких ценных качеств.

Автожир Н. И. Камова «А-7».

В создании этой машины принимал деятельное участие молодой инженер Иван Павлович Братухин, который впоследствии осуществил проект двухвинтового геликоптера, задуманного Юрьевым.

Сравнивая основные типы геликоптеров в своем «Исследовании лётных свойств геликоптеров», опубликованном в 1939 году, Б. Н. Юрьев пришел к выводу, что, несмотря на крайнюю простоту и компактность одновинтового геликоптера, он все же уступает двухвинтовому по грузоподъемности. Кроме того, при горизонтальном полете одновинтового геликоптера возникают некоторые трудности от несимметричности системы.

Все это побудило неутомимого исследователя проблемы геликоптера обратиться к двухвинтовой схеме, которую он и разработал совместно с И. П. Братухиным.

Воспитанник все того же Московского высшего технического училища, Братухин отдался всецело идее геликоптера и, располагая теоретическими познаниями и опытом, очень удачно конструктивно осуществил и построил ту машину, за которую ему и Б. Н. Юрьеву была присуждена в 1946 году Сталинская премия первой степени.

Десятки тысяч москвичей, присутствовавших на традиционном авиационном празднике в Тушине в 1948 году, с большим интересом наблюдали полет советского геликоптера, сконструированного И. П. Братухиным.