Назначение вертолетов

Более четырех десятилетий назад появился первенец советского серийного вертолетостроения — Ми-1. Миллионы часов налетали эти маленькие машины конструктора М. Л. Миля. Ми-1 применялись в лесном и сельском хозяйстве, для перевозки почты и пассажиров. В 1957 г. вертолеты Ми-1 строились в Польше. Нашими и польскими летчиками на этих машинах было установлено 23 мировых рекорда. Следующим советским серийным вертолетом одновинтовой схемы стал получивший широкую известность вертолет Ми-4. В 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе эта машина была удостоена золотой медали. Она выпускалась в транспортном, пассажирском, санитарном и сельскохозяйственном вариантах. Вертолет экспортировался в значительных количествах в 34 страны мира. Он обслуживал вертолетные авиалинии на Черноморском побережье Кавказа, в Крыму, Средней Азии, Дагестане, на Дальнем Востоке. Ми-4 широко использовался нефтяниками, геологами, строителями. В шестидесятые годы в ОКБ М. Л. Миля были созданы легкие и средние вертолеты, имевшие по два турбовинтовых двигателя. Это позволило значительно улучшить характеристики машин, повысить их надежность, безопасность, комфортабельность. Так, например, вертолет Ми-2, серийный выпуск которого начался в 1966 г., похож на Ми-1. У них примерно одинаковые размеры. Весьма схожи турбовинтовой Ми-8 и его предшественник Ми-4. Но благодаря небольшим по размерам, легким и в то же время мощным газотурбинным двигателям заметно улучшились данные этих вертолетов до сравнению с их прототипами. Ми-2 берет на борт 8 пассажиров вместо 2—3 на Ми-1. А Ми-8 рассчитан на 28—32 пассажира (на Ми-4 только 11—12). Машины имеют большую скорость, они значительно экономичнее прежних. Наличие двух двигателей значительно повышает безопасность полетов. С полной нагрузкой вертолет Ми-2 может продолжать полет на одном двигателе. Электротермическая противообледенительная система и система отопления кабины позволяют эксплуатировать Ми-2 в Арктике и Антарктиде. В сельскохозяйственном варианте его работа обходится вдвое дешевле, чем работа Ми-1, а производительность машины почти в 5 раз выше. На этом вертолете был установлен мировой рекорд скорости для легких вертолетов по 100-километровому замкнутому маршруту — 257 км/ч. Конструкторы ОКБ М. Л. Миля позаботились и о нуждах санитарной авиации. Ми-2 в санитарном исполнении вмещает четверо носилок с больными и кресло для врача или медсестры, а Ми-8 может быть превращен в небольшой летающий госпиталь — он поднимает 12 носилок с больными и имеет место для медработника. Ми-8 вдвое превосходит Ми-4 по коммерческой нагрузке, объему пассажирской или грузовой кабины и по скорости полета. А основные габариты — диаметры несущего и хвостового винтов, высота, длина и ширина машины вместе с винтами — у Ми-8 и Ми-4 примерно одинаковы. Дальнейшим развитием вертолета Ми-8 стала в 80-х годах новая, весьма совершенная машина Ми-17. Внешне эти машины выглядят почти одинаково. Главное — в установке новых, еще более мощных двигателей — ТВЗ-117МТ. Мощность каждого — 1617 кВт (2200 л. с.). Они позволили значительно повысить летно-технические характеристики вертолета. Вдвое повысился статический поток машины, более чем вдвое — дальность полета с полезной нагрузкой 4 т. Вертолет Ми-17 полностью автономен на аэродромах. Вспомогательная силовая установка машины обеспечивает электроснабжение всех ее систем и запуск основных двигателей. Эффективности нового вертолета способствует и установка более совершенного навигационного оборудования. Вертолет-госпиталь Ми-17 оснащается современным медицинским оборудованием. Потребность в таких машинах очень велика. Большой известностью во всем мире пользуется тяжелый вертолет Ми-6 и созданный на его базе Ми-10. Они давно выпускаются серийно и более 25 лет успешно эксплуатируются в народном хозяйстве. Ми-6 — первый в мире вертолет, на котором была превышена скорость 320 км/ч, считавшаяся многими специалистами вообще недостижимой для вертолетов. И это при огромных размерах машины и большой грузоподъемности. Длина машины почти 42 м, диаметр несущего винта 35 м, взлетная масса 42,5 т, коммерческая нагрузка 12 т, общая мощность двух двигателей 8085 кВт (11000 л. с.). За рекорды скорости и грузоподъемности, установленные на этом вертолете, его создателям присужден международный приз им. Сикорского. Особую роль сыграл Ми-6 в освоении новых нефтяных месторождений в жарких песках Каракумов и в тундре дальнего Севера, его широко используют в Тюменском, Красноярском, Якутском, Дальневосточном, Магаданском, Архангельском и многих других районах, он хорошо зарекомендовал себя в небе Чехо-Словакии, Франции, Болгарии и других стран. Вертолет Ми-10, разработанный на базе Ми-6,— это тяжелый летающий кран. Высокое 4-метровое шасси вертолета-крана со специальными устройствами позволяет быстро и удобно крепить разнообразные грузы, Максимальные габариты груза, который вертолет МОДЕСТ перевозить на платформе, крепящейся гидрозахватами: длина 20 м, ширина 8 м и высота 3,1 м. В кабине вертолета могут разместиться 28 человек — команда, сопровождающая груз. Этой замечательной машине до появления вертолета В-12 принадлежал абсолютный мировой рекорд грузоподъемности — 25 т. Нормальная коммерческая нагрузка — 15т. Груз массой 12 т Ми-10 может доставить за 250 км. Под носовой частью фюзеляжа установлена телекамера, которая позволяет пилоту наблюдать за грузом, подвешенным на внешней подвеске. Вариант этой машины Ми-10к (облегченный, «коротконогий»), предназначенный специально для строительно-монтажных работ, имеет под фюзеляжем кабину-фонарь для второго пилота, который при монтажных работах берет управление на себя и руководит точной установкой груза в нужное место. Именно с помощью такого вертолета в 1988 г, около Ярославля была смонтирована за 10 дней вместо обычных 6—7 мес. телевизионная башня высотой 250 м. Новый тяжелый вертолет ОКБ им. М. Л. Миля Ми-26 был одним из экспонатов, вызвавших наибольший интерес на 34-м международном авиасалоне в парижском аэропорту Бурже. Максимальная взлетная масса этой машины 56 т. Она транспортирует в грузовой кабине или на внешней подвеске груз массой 20 т. В этом вертолете применены оригинальные конструкторские решения, он оснащен современным пилотажно-навигационным комплексом и системой автоматического управления. Ми-26 обеспечивает высокую экономическую эффективность, надежен и прост в эксплуатации. Вертолеты ОКВ им. М. Л. Миля очень широко используются в нашей стране, они закуплены авиакомпаниями 40 стран мира. Только машин Ми-8 продано за границей более полутора тысяч, сотни Ми-2, Ми-4» Ми-6 трудятся в Европе, Азии, Южной Америке, Африке. Значительных успехов добились вертолетостроители и в создании вертолетов двухвинтовой соосной схемы. Эти машины проектируются в конструкторском бюро, которое создал Н. И. Камов. Первой работой этого ОКБ был «летающий мотоцикл» — маленький одноместный вертолет с открытым сиденьем для летчика — Ка-10. Затем появился вертолет Ка-15. Он использовался для сельскохозяйственных работ, для патрулирования трубопроводов, линий электропередач и перевозки почты. На базе этой машины в 1967 г. был создан вертолет Ка-18. Он может ль перевозить 3 пассажиров, использоваться для неотложной медицинской помощи, разведки полезных ископаемых, проводки судов, в сельском в лесном хозяйстве. На Всемирной выставке 1958 г, в Брюсселе вертолет Ка-18 получил золотую медаль. В конструкторском бюро Н. И. Камова в 1965 г. создан более совершенный легкий вертолет соосной схемы — Ка-26. Отличительные черты этой красивой машины — надежность, универсальность, высокая весовая отдача и маневренность. Два надежных поршневых двигателя мощностью по 325 л. с. конструкции И. М. Веденеева обеспечивают безопасность полета и хорошие экономические показатели. В случае остановки одного из двигателей Ка-26 может продолжать полет на одном работающем двигателе. Если даже допустить невероятный случай — одновременную остановку обоях двигателей, вертолет может совершить посадку на режиме авторотации. Простота обслуживания и неприхотливость двигателей позволяют эксплуатировать вертолет с неприспособленных площадок, даже пыльных и заболоченных. Лопасти несущих винтов изготовлены из прочных и долговечных стеклотканевых материалов и снабжены, как и лобовое стекло вертолета, надежной противообледенительной системой. Универсальность вертолета Ка-26 — его главная отличительная черта. Недаром его называют «летающим шасси». В комплект сменного оборудования, которое подвешивается к центроплану машины, входят пассажирская кабина, грузовая платформа и бункер для удобрений с аппаратурой для их распыления, рассеивания и разбрызгивания. В кабине — откидные сиденья для б пассажиров. Есть также ряд других вариантов вертолета — санитарный, спасательный для полетов над водой, геологический с поисковой аппаратурой, для контроля дорожного движения, для патрулирования лесных массивов и борьбы с очагами пожаров. Однако наиболее широко Ка-26 применяется в сельском хозяйстве. В Венгрии эти машины постоянно эффективно эксплуатируются для опыления виноградников, защиты от вредителей фруктовых садов, овощных и зерновых культур, посадок картофеля. Ка-26 успешно работают в 15 странах различных климатических зон нашей планеты. Они экспортированы в Болгарию, Румынию, Японию, Швецию, Германию, Францию. На базе этой машины создан вертолет Ка-126, на котором в отличие от его предшественника установлен один высокоэкономичный газотурбинный двигатель вместо двух поршневых. Новый двигатель, новые конструкционные материалы позволили увеличить скорость и грузоподъемность машины. Новый вертолет заметно производительней прототипа, расходует меньше топлива. Летные испытания новой машины начались в октябре 1988 г. Несколько лет назад авиационная промышленность начала выпуск нового вертолета соосной схемы — Ка-32. Это всепогодная машина для ледовой разведки и транспортировки грузов. Генеральный конструктор С. В. Михеев в беседе с корреспондента- ми обратил внимание на ряд проблем, которые решались при создании Ка-32. Широкая эксплуатация в Арктике, на море сделала главным требованием возможность использования вертолета при любой погоде, он очень маневрен, очень компактен — занимает мало места на борту судна. И при этом обладает большой грузоподъемностью. Максимальный груз внутри кабины — 4 т, на внешней подвеске — 5 т. В кабине места для 16 пассажиров. Максимальная продолжительность полета — 4,5 ч. Большая энерговооруженность машины обеспечивает высокий уровень безопасности даже при отказе одного двигателя. Вертолет отлично зарекомендовал себя, работая бортовым ледовым разведчиком на атомном ледоколе «Сибирь», он участвовал в ликвидации последствий аварии в Чернобыле, работал на трелевке леса в горах, на тушении пожаров. Хорошие результаты дало использование Ка-33 на разгрузке судов у необорудованных берегов. Он получил высокие оценки на авиационных выставках во Франции, Польше, Испании. В ОКБ им. М. Л. Миля был создан в самом начале 70-х годов сверхтяжелый вертолет двухвинтовой поперечной схемы В-12. Его взлетная масса 100 т, грузоподъемность 40 т. Это большой груз даже для тяжелых самолетов. Четыре его газотурбинных двигателя развивают мощность 19110 кВт (26000 л. с.). Замечательная машина — вертолет. С каждым днем она все больше внедряется в нашу жизнь. Есть, однако, у этой машины существенный недостаток: сравнительно небольшие скорости полета. Даже мировой рекорд скорости полета на вертолете в 2—3 раза меньше обычной рейсовой скорости современного реактивного самолета. И если скорости самолетов с каждым годом растут, то вертолет уже близок в своему «потолку». Невысокие скорости органически присущи этой машине. Почему? Вертолет может вертикально подниматься и висеть в воздухе благодаря тяге, которая создается так называемым несущим винтом большого диамбтра, установленным в горизонтальной плоскости. Лопасти этого винта представляют собой по существу вращающиеся крылья. Для того чтобы крыло создавало подъемную силу, его должен со значительной скоростью обтекать потов воздуха. У обычного самолета это возможно лишь при поступательном движении всей машины. У вертолета, когда двигатели его работают и винт вращается, подъемная сила возникает на лопастях винта и при неподвижном положении самой машины. Так становятся возможными вертикальный взлет, вертикальная посадка, висение в воздухе. На этих режимах скорость обтекания всех лопастей несущего винта воздушным потоком одинакова. При горизонтальном полете несущий винт работает в условиях несимметричной обдувки. У лопасти, которая в данный момент движется в том нее направлении, в котором летит вертолет, скорость обтекания будет больше, чем у лопасти, движущейся против направления полета машины. (В первом случае скорости лопасти винта и полета вертолета суммируются, во втором — вычитаются.) На современных вертолетах лопасти несущих винтов крепятся к втулкам через горизонтальные и вертикальные шарниры. Это позволяет им смещаться в вертикальной плоскости относительно горизонтального шарнира — совершать маховое движение, а в горизонтальной плоскости (в плоскости вращения) — относительно вертикального шарнира. Благодаря маховому движению лопастей происходит выравнивание их подъемной силы, несмотря на разную их скорость относительно набегающего потока. С той стороны несущего винта, где скорость обтекания больше, угол атаки лопастей уменьшается; с противоположной стороны, где скорость обтекания меньше, угол атаки лопастей увеличивается. С возрастанием скорости полета увеличивается разница скоростей обтекания между лопастями, находящимися по разные стороны втулки винта, и соответственно увеличивается разница между углами атаки. Когда угол атаки лопасти, идущей против направления полета, достигает определенных критических значений, начинается срыв потока на ее конце, подъемная сила резко уменьшается. Так происходит с каждой лопастью, когда она проходит данную зону. Появляется тряска винта. С дальнейшим увеличением скорости тряска усиливается, вертолет кабрирует, теряет управляемость. Некоторого увеличения скорости вертолета можно добиться, применяя лопасти с управляемым пограничным слоем, аналогично тому, как это делается на крыле самолета. Можно добиться увеличения скорости и другим путем — используя небольшое крыло, чтобы разгрузить несущий винт при горизонтальном полете. Такое крыло есть у вертолета Ми-6. Однако, несмотря на все усовершенствования, вертолет остался тихоходом среди других летательных аппаратов. Чтобы добиться значительного увеличения скорости, конструкторы вынуждены прибегать к принципиально новым решениям, создавать машины, которые сохраняют многие признаки вертолетов, но в значитель- ной мере являются летательными аппаратами нового типа. При взлете подобных аппаратов вся мощность двигателей передается несущему винту, и машина взлетает, как обычный вертолет. При горизонтальном полете тяга для поступательного движения создается как наклоном вперед плоскости вращения несущего винта (подобно обычным вертолетам), так и тянущими винтами (как у самолета), а подъемная сила — несущим винтом и крылом. Комбинированный вертолет может лететь и на режиме автожира, в этом случае несущий винт отсоединяется от трансмиссии и свободно вращается под воздействием набегающего потока воздуха, создавая лишь небольшую подъемную силу. Основную подъемную силу при этом создает крыло. Мощность двигателей полностью расходуется для привода тянущих винтов, придающих горизонтальную скорость машине. Это позволяет увеличить скорость полета и дает также экономический эффект. Дело в том, что при значительных скоростях полета комбинация крыла и тянущих винтов гораздо выгоднее для создания подъемной силы и горизонтальной тяги, чем несущий винт. В СССР в начале б0-х годов был построен многотонный летательный аппарат подобной схемы — винтокрыл Ка-22 конструкции Н. И. Камова. Он имел два четырехлопастных несущих винта, крыло и два тянущих винта. Силовая установка состояла из двух турбовинтовых двигателей мощностью по 4189,5 кВт (5700 л. с.) каждый. На этом комбинированном вертолете-самолете был установлен ряд мировых рекордов, в том числе достигнута скорость 356 км/ч. Были созданы комбинированные вертолеты с реактивным приводом. Использование реактивного привода несущего винта позволяет несколько упростить систему передач, и все же комбинированный вертолет — машина очень сложной конструкции. Винтокрылые машины удобны и выгодны для среднего диапазона скоростей и расстояний, и работы по их созданию продолжаются. Однако и комбинированные винтокрылые аппараты имеют ограниченную скорость и невыгодны для полетов на дальние расстояния. Для больших скоростей и расстояний нужны все-таки самолеты. Как же заставить самолеты обходиться без аэродромов, взлетать и садиться вертикально? Рассказу об этом посвящена следующая глава книги, На первом Московском авиасалоне, который состоялся с 11 по 16 августа 1992 г. в подмосковном городе Жуковском на крупнейшем в Европе аэродроме летно-испытательного института впервые демонстрировался вертолет оригинальной схемы Ка-50, созданный в ОКБ им. Камова под руководством генерального конструктора С. В. Михеева.

------------------------------------------------------------

Литература:
Андреев И., Захаров А. "Боевые самолеты" 1992г.
Попова С. "Аэрофлот от А до Я" 1986г.