Журнал «Вокруг Света» №05 за 2006 год
Шрифт:
Из-под облаков под театральный купол
Постепенное совершенствование частей и деталей конструкции неизбежно должно было привести к появлению вертолетов с ресурсом, позволяющим безопасно совершать дальние полеты на большой высоте. Первыми аппаратами с летно-техническими и пилотажными характеристиками, сопоставимыми с легкомоторными самолетами, стали «Бреге—Доран» во Франции и «Фокке—Вульф» FW-61 в Германии.
В 1935—1936 годах рекордные показатели продемонстрировал вертолет «Бреге—Доран» двухвинтовой соосной схемы. Имея взлетную массу около двух с половиной тонн, он был оснащен двигателем мощностью 420 л. с. и винтами диаметром 16,4 м. Создателям вертолета удалось удовлетворить все требования командования французской военной авиации: движение по замкнутому кругу площадью 500 м2 (проверка маневренности), подъем на высоту 100 м, полет со скоростью 100 км/ч, продолжительность пребывания в воздухе 1 час и неподвижное висение в течение 10 минут. Испытатели признали пилотажные характеристики «Бреге—Доран» вполне пригодными для массовой эксплуатации. ВВС и ВМФ Франции выделили Луи Бреге и Рене Дорану средства на
В 1937—1938 годах весь мир восхищался и рекордными показателями вертолета «Фокке—Вульф» FW-61. Экспериментальный одноместный аппарат был построен под руководством Генриха Фокке в 1936 году. Установленный перед кабиной мотор «Сименс» Sh-14A мощностью 160 л. с. приводил во вращение два несущих винта диаметром 7 м, установленных по бокам фюзеляжа на легких, прочных, создающих минимальное аэродинамическое сопротивление фермах из стальных труб. Взлетная масса в процессе летных испытаний изменялась от 950 до 1 024 кг. Впервые в истории вертолет оказался способен совершать длительные полеты вне аэродрома. Части конструкции действовали безотказно. Аэродинамически симметричная поперечная схема обеспечила винтокрылой машине идеальные управляемость и устойчивость. Пилотирование вертолета напоминало полеты на легкомоторных самолетах. 10 мая 1937 года летчик-испытатель выполнил на FW-61 первую в истории вертолетостроения посадку на авторотации. Через месяц ФАИ зарегистрировала рекорды, значительно превзошедшие все ранее установленные: дальность — 80,6 км, длительность полета — 1ч 20 м 49 с, высота — 2 439 м, скорость — 122,55 км/ч. Впервые летно-технические характеристики вертолета оказались сопоставимы с показателями самолета. В июне 1938-го FW-61 осуществил перелет в 230,35 км, а в январе 1939-го «забрался» на высоту 3 427 м. Мировой сенсацией стали демонстрационные полеты знаменитой летчицы Ханны Рейч в феврале—марте 1938 года на FW-61 внутри театрального зала Дойчландхалле.
Руководители германского вермахта решили запустить вертолет в серийное производство. Они собирались использовать FW-61 для воздушного наблюдения, артиллерийской корректировки, связи между танковыми подразделениями и прокладки телефонных проводов. Однако Фокке убедил генералов не спешить с заказом одноместного экспериментального аппарата и выделить средства на разработку более мощных моделей: двухместной учебной и шестиместной многоцелевой.
Начало Второй мировой войны помешало немцам создать двухместный вариант FW-61, но шестиместный «Фокке—Ахгелис» Fa-223 в 1940 году поднялся в воздух. Два летчика размещались в кабине на установленных рядом сиденьях, четыре пассажира могли перевозиться в грузовом отсеке. Двигатель Брамо 323 мощностью 1 000 л. с. приводил во вращение два несущих винта диаметром 12 м. Взлетная масса Fa-223 превышала 4 400 кг. На внешней подвеске вертолет мог поднимать до 1 284 кг груза. Вооружение состояло из подвижного пулемета, установленного в носовой части кабины пилотов. Под фюзеляжем могли крепиться две бомбы массой по 250 кг. В начале 1942 года командование люфтваффе приняло решение запустить Fa-223 в серийное производство сразу в пяти вариантах: транспортном, противолодочном, поисково-спасательном, разведывательном и учебном. Однако бомбежки союзников помешали, и наладить выпуск вертолетов удалось только в 1944 году. Из предполагавшейся серии в 400 экземпляров построили только 14 машин. Они использовались в 1944—1945 годах германскими вооруженными силами для перевозки грузов (вплоть до ракет «Фау-2») в труднодоступные места, срочной доставки штабных офицеров, разведки и вывоза раненых и сбитых летчиков.
Кроме Fa-223 в Германии в 1942 году началось серийное производство легкого одно-двухместного вертолета «Флеттнер» Fl-282 в двух вариантах: палубный и армейский разведчик. Аппарат имел оригинальную схему синхроптера — валы двух смонтированных поперечно несущих винтов стояли с максимально возможным перекрытием и вращались строго синхронно. Двухлопастные винты диаметром по 12 м приводились во вращение мотором мощностью 160 л. с. Из планировавшихся 1 000 машин Fl-282 было построено только 24. На кораблях Fl-282 эксплуатировался с 1942 года (он был оборудован системой принудительного притяга), использовался для поиска подводных лодок и спасения на воде. Сухопутный же вариант, предназначенный для сопровождения танковых частей, прокладки телефонов и корректировки артиллерийского огня, доказал свою высокую выживаемость и малую уязвимость. Fl-282 отличился весной 1944-го в учебном бою с истребителями Me-109 и FW-190, а затем в 1945 году в реальных боевых действиях в Померании и под Берлином. Из-за недостаточной грузоподъемности Fl-282 была начата разработка более тяжелого Fl-339 в пяти вариантах: палубный разведчик, разведчик-корректировщик, связной, санитарный и транспортный.
Таким образом, как только немецкие конструкторы оказались способны создать пригодные для практического применения вертолеты, вооруженные силы Германии тут же нашли для них применение. Но уничтожение немецких заводов союзной авиацией предотвратило массовое появление немецких вертолетов на фронтах Второй мировой войны.
Предвоенная гонка
После успешного испытания французского и немецкого вертолетов Конгресс США выделил в 1938 году немалые деньги на создание собственных вертолетов. Одновременно авиационное министерство Великобритании приняло решение о заказе винтокрылых машин фирмам, ранее занимавшимся разработкой автожиров. Специально созданное в СССР ОКБ И.П. Братухина приступило к проектированию вертолета, предназначенного для серийного производства. Все они оказались похожи на FW-61, что и неудивительно. Американцы долго экспериментировали с вертолетами «Платт—Ле-Пейдж», англичане — с «Уэйер», наши соотечественники — с 2МГ «Омега». Эти машины имели по два несущих винта, установленных поперечно. С одной стороны, такая схема обеспечивала неплохие пилотажные характеристики, но с другой — налицо были проблемы, связанные с резонансами конструкции консолей, на которых крепились винты. Не всем конструкторам удалось решить их столь же удачно, как Фокке. На советской «Омеге» проблема усугубилась еще и выносом тяжелых мотогондол с двигателями под несущие винты. Доводка машин затянулась из-за обстоятельств военного времени. «Битва за Англию» остановила доводку «уэйеров». Эвакуация и реэвакуация затянули доводку «омег».
Заокеанский прорыв
В 30-е годы одновинтовые винтокрылые аппараты с рулевыми винтами смогли построить А. Флетнер в Германии, д’Асканио в Италии и Братухин в СССР. Однако самого большого успеха на данном направлении добился русский авиаконструктор Игорь Иванович Сикорский, работавший в эти годы в США. Построенный им экспериментальный VS-300 (другое обозначение: «Сикорский S-46») имел простейшую конструкцию и совершенно примитивный вид. Сделанный из труб фюзеляж даже не был обтянут полотном. Летчик сидел на открытом маленьком кресле перед двигателем. Мотор мощностью 90 л. с. приводил во вращение несущий винт диаметром 8,5 м. Реактивный момент парировался хвостовым рулевым винтом. Взлетная масса VS-300 немногим превышала полтонны. Вертолет садился как на колесное шасси, так и на поплавки.
14 сентября 1939 года конструктор впервые оторвал VS-300 от земли. При первых же подъемах вертолета (еще на привязи) проявились ошибки в работе автомата перекоса, и Сикорский временно заменил его двумя дополнительными хвостовыми рулевыми винтами. Управление по тангажу при этом осуществлялось одновременным изменением общего шага винтов, а по крену — дифференциальным (то есть различным) изменением их шага. При испытаниях VS-300 продемонстрировал хорошие управляемость и работоспособность всех агрегатов и систем и 6 мая 1941 года установил мировой рекорд продолжительности полета. Однако между винтами возникало паразитное взаимодействие, и Сикорский вернулся к доводке автомата перекоса. В окончательной конфигурации VS-300 первый раз поднялся в воздух 8 декабря 1941 года. Летные испытания подтвердили полную работоспособность вертолета. Наш выдающийся соотечественник в 1941 году первым довел вертолет классической одновинтовой схемы до работоспособного состояния. Такую схему в настоящее время имеют свыше 90% вертолетов.
Убедившись в перспективности вертолета VS-300, командование ВВС армии США остановило в 1941 году финансирование разработки вертолетов поперечной схемы и перенаправило средства на фирму Сикорского. Предназначенный для практической эксплуатации S-47 получил армейское обозначение R-4. Он был собран в самом конце 1941 года и представлял собой легкий многоцелевой вертолет классической одновинтовой схемы взлетной массой 1 170 кг. Двигатель мощностью 175 л. с. приводил во вращение трехлопастный несущий винт диаметром 11 м и хвостовой рулевой винт диаметром 2,34 м. В остекленной закрытой кабине, находившейся в передней части фюзеляжа, два пилотских кресла располагались рядом. Для обеспечения спасательных операций на левом борту крепились подъемная лебедка, а по бокам фюзеляжа — носилки с ранеными. Позднее вертолеты были оснащены системой подвески для восьми противолодочных бомб весом по 12,5 кг.
14 января 1942 года вертолет XR-4 впервые оторвался от земли. Испытания продемонстрировали высокую надежность и работоспособность конструкции аппарата, и 21 декабря 1942 года Сикорский получил первый заказ на 22 вертолета для американской армии и береговой охраны. Еще восемь машин заказали британские союзники. В январе 1943 года началось их серийное производство. Из нескольких сот заказанных вертолетов R-4 до конца войны и аннуляции контрактов было построено 130 машин.
С 1943 года для вертолетов Сикорского началась опытная эксплуатация в вооруженных силах США, а в следующем году — в Великобритании. С марта 1944 года серийные R-4 стали применяться непосредственно в боевых действиях: сначала в Бирме, а затем в Китае и на островах Тихого океана для эвакуации раненых солдат, сбитых летчиков, снабжения окруженных частей и кораблей, связи, наблюдения и корректировки огня артиллерии. На S-47 сначала в учебном бою с истребителем «Спитфайр V», а затем в реальных стычках с японскими ассами была подтверждена способность вертолета уворачиваться от атакующих самолетов. Во флоте и береговой охране США эта машина использовалась под именем HNS-1. В вооруженных силах Великобритании она носила название Hoverfly-I и помимо перечисленных выше целей использовалась для поиска подводных лодок и обслуживания королевской семьи.
Грузоподъемность первого серийного американского вертолета R-4 была недостаточной для перевозки глубинных бомб и другого специального военного оборудования. Поэтому в 1943 году Сикорский построил S-48, получивший армейское обозначение R-5. Подобно S-47, новый вертолет имел классическую одновинтовую схему, но по размерам значительно превосходил своего предшественника: по взлетной массе — в два раза, по полезной нагрузке — почти в три. Фирма «Прат—Уитни» специально разработала для R-5 двигатель R-985AN5 мощностью 425 л. с. Трехлопастный несущий винт имел диаметр 14,64 м, трехлопастный рулевой — 2,56 м. При разработке компоновки S-48 учитывались все требования военных. Кресла двух членов экипажа были установлены в тандем. Причем, чтобы обеспечить лучший обзор штурману-бомбардиру, облегчить прицеливание при бомбометании и наблюдение при артиллерийской корректировке, его кресло устанавливалось впереди пилотского (как на современных Ми-24). Остекленная кабина получилась узкой и хорошо обтекаемой. Вертолет имел подъемную лебедку для осуществления эвакуационных операций. По бокам фюзеляжа можно было закрепить до четырех носилок с ранеными. Продемонстрированные при испытаниях летно-технические характеристики оказались столь высокими, что последовал заказ на 450 машин. Выпуск R-5A начался в конце 1944 года.