Право на классику. Вертолетная эволюция по М.Л. Милю

28.12.2009

Чуть больше 100 лет назад, 19 сентября 1907 года, французы, братья Бреге, впервые оторвали от земли и заставили целую минуту висеть в воздухе свой винтокрылый Gyroplane. А уже в ноябре того же года другой француз – Поль Корню – совершил на своем двухвинтовом летательном аппарате с двигателем Antoinette первый свободный полет. Казалось, все последовавшие затем открытия в том, что связано с перемещением по воздуху благодаря подъемной силе, создаваемой винтом, были не что иное, как доработки одной большой идеи. Однако как переоценить создание Б.Н. Юрьевым в 1911 году всего лишь одной составной части будущего летательного аппарата, получившей название «автомат перекоса»? Это изобретение – взгляд в суть явления – полета с несущим винтом, технологическая ступень, поднявшись на которую, стало возможным обнаружить у идеи новые возможности. И таких откровений в истории создания вертолетов было очень много. Еще проблема – реактивный момент. Не решив ее, об одновинтовом исполнении вертолета можно было забыть, так как он превращался в самую обычную юлу. И снова прорыв – Юрьев предположил, что легче всего это можно решить с помощью небольшого винта, расположенного на хвосте вертолета и приводимого во вращение легкой передачей. Таким образом, к 1911 году 22-летний студент МВТУ Борис Юрьев разработал в общих чертах всю схему одновинтового вертолета. И дальнейшие работы по созданию системы управления вертолетом фактически положили начало новому направлению в конструировании. Здесь не было проторенной дороги – каждое решение оказывалось уникальным, каждый шаг так или иначе был сравним с открытием. Аэроупругость, динамика, аэродинамика, прочность летательных аппаратов, использующих вместо крыла винт, требовали изучения и выработки новых, отличных от самолетного решения задач.

В чем СОК

Практической базой, организованной для изучения новых явлений, стала Секция особых конструкций (СОК) экспериментально-аэродинамического отдела ЦАГИ. Туда после окончания в 1931 году института поступил на работу Михаил Леонтьевич Миль, где в последующем под его началом создавалась общая теория несущего винта, применяемая для различных случаев обтекания.

Стоит отметить, что в 1933 году на основе СОК был создан Отдел опытных конструкций ЦАГИ, в состав которого вошли четыре конструкторские бригады под руководством И.П. Братухина, В.А. Кузнецова, Н.И. Камова и Н.К. Скржинского. М.Л. Миль возглавил бригаду аэродинамических расчетов, а В.П. Лаписов – бригаду летных испытаний. С именами этих людей неразрывно связана вся история зарождения отечественного вертолетостроения.

И все же 30-е годы для вертолетостроения в СССР не стали прорывными, потому что на тот момент более перспективным считался самолет, а вертолет многие называли дорогой игрушкой. Хотя в такие игрушки уже вовсю «играли» на Западе, где, к примеру, в 1942 году во время демонстрации американского вертолета Сикорского VS-316 известный английский летчик-испытатель Бри признался: «Мы присутствовали при чуде». В том же 1942 году VS-316 был принят на вооружение армии США под наименованием XR-4 и запущен в серийное производство. В 1944-м они уже приняли участие в боевых действиях в Бирме.

Реальный переход к практике вертолетостроения в СССР произошел с момента создания после Великой Отечественной войны сразу нескольких вертолетных конструкторских бюро, среди которых разрабатывать машины по одновинтовому принципу, предложенному Юрьевым, стало КБ Михаила Миля. Многое из того, что создавалось в КБ, затем становилось классикой вертолетного дела.

Так, первый из вертолетов КБ Ми-1, по сути, стал той самой платформой, на которой были отработаны идеи, нашедшие свое применение в последующих изделиях с маркой «Ми». Тот же редуктор, адаптированный для больших нагрузок, нашел себе место на следующей модели – Ми-4. В ходе постройки и испытаний Ми-1 был решен и ряд проблем обеспечения усталостной прочности элементов конструкции, работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок.

Без этого задела, что был получен при создании и доводке Ми-1, было невозможно в кратчайшие сроки сконструировать и построить десантно-транспортный вертолет, рассчитанный на 12 экипированных военнослужащих. На создание машины отводился только один год. Конструкторы ОКБ работали по 14–16 часов в сутки, ночевали на заводе. Для нового вертолета, превосходившего Ми-1 по взлетной массе в три раза, была выбрана двухэтажная компоновка, аналогичная компоновке американского аппарата «Сикорский» S-55.

Шквал рекордов и инноваций

Ми-4 был первым вертолетом с задним погрузочным люком и трапом для погрузки в фюзеляж различной колесной техники. В настоящее время такое компоновочное решение, впервые тогда предложенное в ОКБ, стало общепринятым для транспортных машин. Также на Ми-4 впервые в систему управления были включены гидробустеры, в результате чего он стал первым летательным аппаратом с необратимым бустерным управлением. Кроме того, на Ми-4 были отработаны технологии создания надежных лопастей несущего винта, что в сумме с другими работами по увеличению ресурса агрегатов сделали вертолет одним из самых надежных в мире.

Как следствие – последовавшая затем модель тяжелого транспортного вертолета Ми-6. Она получила в наследство от своего предшественника сформировавшуюся идеологию конструирования тяжелых летательных аппаратов, что само по себе являлось уникальным опытом, ведь все предыдущие попытки, как отечественных, так и зарубежных фирм, построить аналогичную по габаритам и вооруженности технику не имели успеха.

Что касается компоновки Ми-6, то и здесь в КБ подошли к ее проектированию нестандартно, то есть используя свой опыт, а не традиционные на тот момент предпочтения двухвинтовой продольной схемы. На основе ранее сделанного анализа было решено применить на вертолете турбовинтовые двигатели, которые позволяли регулировать частоту вращения несущего винта во всем диапазоне. В итоге Ми-6 стал первым в мире вертолетом с газотурбинными двигателями, а разработанная для него компоновка силовой установки в дальнейшем стала классикой. Первенство Ми-6 перед другими вертолетами обеспечивалось еще и применением автопилота, дополнительного навигационного оборудования, электротепловой, антиобледенительной систем, введением в состав экипажа штурмана. Все это сделало его по-настоящему первым всепогодным вертолетом.

К классическим можно отнести и вертолет, пришедший на смену сразу двум моделям – Ми-1 и Ми-4, – газотурбинный Ми-8. Собственно говоря, его появление формально произошло как дальнейшая модификация Ми-4, что было в духе времени, когда создание новаторского изделия «маскировалось» под развитие уже имевшихся.

Требования постоянного увеличения весового совершенства вертолетов отразились и на тематике КБ, которое в конце 50-х годов взялось за проектирование модного на тот момент летательного аппарата с реактивным приводом несущего винта. Однако на основании полученного опыта М.Л. Миль делает вывод, что увеличивать грузоподъемность вертолетов более целесообразно путем использования многовинтовых схем с механической трансмиссией. Впоследствии этот принцип был воплощен в рекордном вертолете В-12.

Вертолет был построен по поперечной схеме с крылом обратного сужения. Появление такого экспериментального вертолета подтвердило возможность перехода к созданию винтокрылых аппаратов с взлетным весом 100 т.

Наивно было бы предполагать, что все вертолетные новшества появлялись исключительно в КБ, которым руководил Миль. В СССР, как и в передовых странах, существовало несколько КБ, работавших по вертолетной тематике. Тем не менее конструкторское бюро, возглавляемое Милем, многие специалисты сравнивают с особыми подразделениями современных технологических корпораций, которые теперь назвали бы центром передовых технологий. Среди примеров – известная во всем мире платформа под названием Ми-8, она стала родоначальницей целого ряда летательных аппаратов так называемой средней весовой категории.

Стоит сказать, что на момент проектирования вертолета основная масса тех, от кого зависело финансирование проекта, была вполне удовлетворена зарекомендовавшими себя Ми-4. И такой взгляд было возможно преодолеть, лишь представляя новую разработку как дальнейшую модификацию Ми-4, но с газотурбинной установкой. В результате от Ми-4 в первоначальном варианте новой машины остались только лопасти, автомат перекоса и некоторые другие элементы системы управления, трансмиссия, основные и хвостовая опоры шасси, а также хвостовая и концевая балки. А то, что появилось затем, вполне соответствовало названию «база», причем база, сочетавшая в себе увеличенный грузопассажирский салон и установленный сверху двухдвигательный силовой агрегат, что впоследствии стало классикой вертолетного жанра.

Среди отпрысков Ми-8 широкую известность получили Ми-14 и Ми-24, по сути превратившиеся затем в самостоятельные направления вертолетной темы. Первый фактически заменил собой два вертолета, которые в концепции ведения боевых действий в пределах водной поверхности должны были выполнять поисковые и ударные функции. Второй используется для решения широкого круга задач при подготовке и ведении боевых действий в различных физико-географических и погодно-климатических условиях. Необходимо отметить, что в отношении Ми-24 на протяжении всей его жизни появляются лишь восхитительные отзывы, чем-то похожие на слова, сказанные об автомате Калашникова.

Ми-24 разрабатывался в соответствии с такими высокими требованиями, что сразу реализовать весь заложенный в конструкции потенциал оказалось невозможно из-за недостаточной развитости производственной базы. В результате пришлось последовательно наращивать летно-технические характеристики вертолета, обладающего комбинированной несущей системой (несущий винт-крыло). Потенциал наращивания боевой эффективности вертолета и на сегодня остается достаточно высоким, причем в ОКБ им. М.Л. Миля нашли довольно удачное решение проблемы – модернизировать вертолет с использованием разработок, предназначенных для следующей модели фирмы – вертолета Ми-28.

Несомненно и то, что милевские разработки задали высокий стандарт в проектировании вертолетов, обойдя многих своих западных соперников и коллег. Это подтверждает число мировых рекордов, установленных вертолетами марки «Ми» по высоте, дальности, грузоподъемности, всепогодности и т.д. Всего на этих вертолетах было установлено более 86 официальных рекордов, на одном только Ми-1 – 17 мировых рекордов для вертолетов с полетным весом от 1750 до 3000 кг. Ему не уступают и другие машины ОКБ им. М.Л. Миля.

Если в начале 60-х на Западе большие вертолеты с ГТД еще только проектировались (если вообще были в планах), то в ОКБ им. М.Л. Миля уже готовились к серийному производству самого большого в мире вертолета, успевшего установить не один рекорд грузоподъемности, – винтокрылого Геркулеса Ми-6. Благодаря таланту конструкторов и серьезным денежным вливаниям вертолетостроение в СССР надолго вырвалось вперед. Так, в процессе совместных испытаний ВВС и Государственного комитета по авиацинной технике, проводившихся в 1959–1963 годах, на большегрузном Ми-6 было установлено 16 международных рекордов, среди которых абсолютные рекорды: подъем груза 5000 кг на высоту 5584 м и максимального груза 20 117 кг на высоту более 2000 м; скорость 315 657 км/ч по замкнутому маршруту 500 км; скорость 320 км/ч на базе 15–25 км и, наконец, скорость 340 15 км/ч по замкнутому маршруту 100 км – этот рекорд был установлен 26 августа 1964 года.

Стоит упомянуть и об экспериментальном варианте Ми-24 А-10. Рекорды Международной федерации авиации (FAI), установленные на нем, дают некоторое представление о возможностях машины: так, например, 2 сентября 1978 года вертолет достиг скорости 368,4 км/ч.

Вместе с тем важно понимать, что практически все рекорды вертолетов марки «Ми» отмечены периодом до 1990-х годов. Сегодня не только в России, но и в мировом вертолетостроении становится все меньше вертолетных премьер, и как следствие – меньше вероятность наблюдать эффектные победы в соревнованиях между машинами по скорости, дальности, грузоподъемности, топливной эффективности. Но это вовсе не означает окончание борьбы за мировой рынок вертолетов. На смену борьбе рекордов пришли соревнования по увеличению ресурсов, упрощению пилотирования, повышению комфорта и надежности и, наконец, снижению стоимости вертолетов. В этой связи теперь в вертолетных соревнованиях успех определяет порой минимальное преимущество в чем-то. Стоит сказать, что та же универсальная платформа Ми-8 в современном исполнении остается одним из лидеров в полетах на дальность. Именно в Ми-8 были заложены принципы, позволяющие с июня 1961 года, когда в небо поднялся однодвигательный прототип вертолета, до настоящего времени использовать базу Ми-8 для создания летательных аппаратов, удовлетворяющих все новым и новым требованиям. Проще говоря, ключевые темы, над которыми работали в КБ, выстрелили на несколько десятилетий вперед.

Но и это еще не все, что было предложено Михаилом Леонтьевичем Милем потомкам. Система филиалов головного завода по производству вертолетов, заложенная им еще в 50-х годах, окончательно оформилась в 60-е, что в настоящее время позволило иметь в России сразу несколько высокоуровневых производств и центров разработки вертолетов.

Ничего не поделаешь – руководитель фирмы М.Л. Миль в свое время вынужден был тратить много сил и энергии на решение организаторских задач, только и в этой сфере он добился больших успехов, результаты которых сегодня также можно назвать классикой системы, именуемой машиностроением.

Можно сколько угодно сокрушаться, что уровень конструктора и организатора Миля достигают не многие. Однако гораздо важнее, чтобы с талантом такого человека вошли в резонанс дарования его последователей.

Теги записи: Ми-1, Ми-4, Ми-6, Миль