Вертолет, летательный аппарат тяжелее воздуха с верти-

кальными взлетом и посадкой, подъемная сила в котором соз-

дается одним или несколькими (чаще двумя) несущими винтами.

Слово "вертолет" введено вместо иностранного "геликоптер".

Вертолет взлетает вертикально вверх без разбега и совер-

шает вертикальную посадку без пробега, неподвижно висит над

одним местом, допуская поворот вокруг вертикальной оси в лю-

бую сторону, производит полет в любом направлении со скорос-

тями от нуля до максимальной. При вынужденной остановке дви-

гателей в полете вертолет может совершить планирующий спуск

и посадку, используя самовращение (авторотацию) несущих вин-

тов. Во избежание срыва потока с лопастей и для увеличения

скорости полета некоторые вертолеты имеют небольшое крыло,

разгружающее несущие винты.

В зависимости от способа уравновешивания реактивного мо-

мента несущего винта различают вертолеты: одновинтовые (с

хвостовым винтом или с реактивным приводом несущего винта),

двухвинтовые (соосные; продольной схемы; с перекрещивающими-

ся осями несущих винтов; с поперечным расположением несущих

винтов, или поперечной схемой) и многовинтовые. Из них полу-

чили распространение вертолеты: одновинтовые с хвостовым

винтом (без крыла и с крылом); двухвинтовые соосные и верто-

леты продольной схемы.

Вертолеты любой схемы состоят из планера аналогичного са-

молетному (фюзеляж, шасси, органы управления, электро-, ра-

дио- и навигационное оборудование и т.д.), винтовой несущей

системы (несущих винтов), двигательной (силовой) установки,

трансмиссии (привода). Одновинтовые вертолеты с механичес-

ким приводом, кроме того, имеют хвостовой винт и систему уп-

равления им.

Подавляющее большинство конструкций несущих винтов верто-

летов выполнено с шарнирной подвеской лопастей. Такая под-

веска дает возможность лопастям совершать маховое движение,

обеспечивающее балансировку вертолета во всем диапазоне ско-

ростей полета. В то же время маховое движение лопастей ста-

вит предел увеличению скорости полета вертолета свыше

350-370 км/час из-за срыва потока на них. В 1965 году появи-

лись вертолеты американской фирмы "Локхид" с безшарнирными

полужесткими винтами, у которых маховое движение концов ло-

пастей осуществляется вследствие упругого изгиба лопастей. А

в 60-е годы ХХ века начались разработки конструкций жестких

винтов, у которых практически устранено маховое движение.

Такие винты могут быть применены только в двухвинтовой соос-

ной системе, обеспечивающей балансировку и управление верто-

лета. Жесткие соосные винты не имея срыва потока позволят

довести скорость полета до 500-600 км/час. Основные три ти-

па конструктивного выполнения лопастей - смешанная конструк-

ция со стальным трубчатым лонжероном; цельнометаллическая

конструкция с прессованным из алюминиевого сплава лонжеро-

ном; цельностеклопластиковая лопасть. Аэродинамическая ком-

пановка лопастей зависит от назначения вертолета и опреде-

ляется условиями взлета, значением максимальной скорости

конца лопасти при максимальной скорости полета.

Управление несущими винтами состоит из двух систем: цикли-

ческого управления шагом лопастей и управления общим шагом

лопастей. Циклическое управление шагом лопастей выполняется

автоматом перекоса, изобретенным Б.Н.Юрьевым в 1911 году.

Автомат перекоса расположен на оси винта и состоит из двух

колец, подвешенных на кардане к неподвижной опоре. Внутрен-

нее кольцо соединено с тягами продольного и поперечного уп-

равления; внешнее кольцо - с тягами управляющими лопастями.

Под действием тяг управления внутреннее кольцо автомата пе-

рекоса наклоняется, вызывая синусоидальное изменение углов

установки лопастей в осевом шарнире и появлением горизон-

тально составляющей тяги несущего винта, которая вызывает

поступательное движение вертолета и наклоняет его в сторону

движения. Управление общим шагом лопастей осуществляется од-

новременным поворотом их в осевом шарнире относительно про-

дольной оси лопасти посредством рычагов и тяг и служат для

изменения вертикального режима полета: при одновременном

увеличении угла установки всех лопастей вертолет поднимает-

ся; при одновременном уменьшении углов - опускается. Про-

дольное и поперечное управление вертолетом осуществляется

через автоматы перекоса; путевое управление - изменением ша-

га лопастей хвостового винта (на одновинтовых вертолетах)

или одновременным изменением общего шага лопастей в противо-

положных направлениях (на соосных вертолетах). При переходе

на режим безмоторного планирования (режим самовращения несу-

щих винтов) опусканием рычага общего шага уменьшают угол ус-

тановки лопастей до 3-5 градусов.

Наибольшего развития вертолетостроение достигло в России

(научно-конструкторские коллективы под руководством М.Л.Ми-

ля и Н.И.Камова), в США (фирмы "Сикорский", "Боинг",

"Белль", "Каман"). Франции ("Сюд-авиасьен"), Англии ("Уэс-

тленд") и Италии ("Агуста"). Вертолеты широко применяются в

народном хозяйстве, на работах по борьбе с сельскохозяй-

ственными вредителями и болезнями садов, виноградников и

ценных технических культур, а также по подкормке посевов;

для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении

геологоразведочных работ, для гравеметрической съемки, для

разведки ледовой обстановки, для патрулирования линий высо-

кого напряжения, газо- и нефтепроводов, для перевозки и мон-

тажа крупногабаритного обородувания, установки мачт и других

монтажных работ, для санитарных и спасательных работ и т.д.

 В Е Р Т О Л Е Т Ы "М И"

Опытно-конструкторское бюро им. М.Л.Миля было создано в

1947 году. К этому времени коллектив ОКБ завершил работу над

проектом одновинтового летательного аппарата. Первый полет

вертолета был выполнен в 1948 году. Он успешно выдержал лет-

ные и государственные испытания: машина хорошо зависала,

продемонстрировала высокую маневременность и удовлетвори-

тельную устойчивость. В 1950 году началось серийное произ-

водство первого в стране вертолета, который получил назва-

ние МИ-1. И уже в следующем году на воздушном параде, прохо-

дившем на Московском аэродроме в Тушино, участвовала группа

этих машин.

Представляет определенный интерес заявление,сделанное в

то время английским пилотом Дж.Фрикером, который сравнивал

МИ-1 с аналогичными западными вертолетами S-51 и "Сикамор":

"МИ-1 по сравнению с "Сикамором" располагает полезным из-

бытком мощности, обеспечивающим хорошие летные показатели в

тропических условиях и на больших высотах полета. "Сикамор"

всегда считался одним из лучших вертолетов из-за небольших

вибрация6 но пожалуй, МИ-1 даже лучше его и не имеет ни од-

ной из обычно наблюдающихся форм вибраций малых амплитуд...

МИ-1 также приятен относительно небольшим уровнем шума: нес-

лышно скрежета трансмииссий и, в отличие от многих вертоле-

тов, его двигатель работает мягче. Второй полет на вертоле-

те подтвердил эти первоначальные впечатления о грамотном ин-

женерном решении конструкции и о разумном его выполнении. В

своей категории МИ-1 не уступает ни одной из западных машин

по летным характеристикам". ("Airplane", 1956, N 2346).

Вертолет МИ-1 сразу нашел широкое применение в народном

хозяйстве: для сельскохозяйственных авиахимических работ,

разведки с палуб ледокольных и китобойных судов, подсчета

запасов леса, обслуживания геологических партий, спасения

рыбаков и т.д.

Зарубежным заказчикам было поставлено несколько сот ма-

шин этого типа. С 1957 года их начали строить по советской

лицензии в Польской народной республике.

ФАИ официально утверждено 23 мировых рекорда установлен-

ных на МИ-1 советскими и польскими вертолетчиками.

В 1951 году ОКБ получило задание создать вертолет, кото-

рый по своим данным, в частности по грузоподъенмности и по-

толку, превосходил бы лучшие аналоги того времени. В самые

сжатые сроки коллектив ОКБ разработал новый вертолет и в

конце 1952 года началась подготовка его к серийному произ-

водству. Это был получивший широкую известность транспор-

тный вертолет МИ-4, оснащенный поршневым двигателем АШ-82В -

вертолетным вариантом известного двигателя конструкции

А.Д.Швецова. После успешного завершения государственных ис-

пытаний МИ-4 был принят в эксплуатацию.

МИ-4 был первым вертолетом с задним погрузочным люком и

трапом для погрузки в фюзеляж различной колесной техники. В

настоящее время такое компановочное решение, впервые тогда

предложенное в ОКБ, стало общепринятым для транспортных ма-

шин.

В процесе разработки МИ-4 был сделан значительный шаг впе-

ред в развитии конструкции основных агрегатов. Впервые в

систему управления вертолетом были включены гидробустеры. В

частности, это был первый летательный аппарат с полностью

необратимым бустерным управлением.

Наиболее трудной проблемой было создание надежных лопас-

тей несущего винта. После проработки множества вариантов ре-

сурс лопастей был доведен со 150 до 2000-2500 часов с однов-

ременным повышением их надежности. Проводились также иссле-

дования по повышению ресурса других основных жизненно важ-

ных агрегатов машины. МИ-4 стал одним из самых надежных вер-

толетов в мире.

В ходе доводки и при эксплуатации МИ-4 пришлось стол-

кнуться с явлениями флаттера и земного резонанса. Под руко-

водством и при личном участии М.Л.Миля эти проблемы были ре-

шены. Широкую известность получили теоретические работы по

этим вопросам его учеников А.В.Некрасова и Л.Н.Гротко. Раз-

работка теории флаттера и земного резонанса помогла исклю-

чить возможность их возникновения в последующих конструк-

циях вертолетов.

Кроме основного транспортного, появились пассажирский,

санитарный и сельскохозяйственный варианты. Одна из модифи-

каций вертолета оборудована поплавковым шасси. Со спе-

циальной наружней подвеской МИ-4 использовался в качестве

летающего крана.

На вертолетах МИ-4 было установлено 7 мировых рекордов. В

1958 году на Всемирной выставке в Брюсселе творческий труд

создателей вертолета был отмечен Золотой Медалью.

В 1953 году ОКБ приступило к разработке транспортного

вертолета для перевозки 6 тонн груза на расстояние до 600

км. Первый полет нового вертолета одновинтовой схемы МИ-6 с

двумя турбовинтовыми двигателями состоялся в 1957 году. В

том же году во время испытательного полета был установлен

первый мировой рекорд - поднят груз 12 тонн. В 1962 году -

груз весом 20,1 тонны. С 1959 по 1964 г.г. на МИ-6 серийно-

го производства установлено еще 12 мировых рекордов.

Применение автопилота, дополнительного навигационного обо-

рудования, электротепловой, антиобледенительной системы,

введение в состав экипажа штурмана позволили использовать

МИ-6 практически в любое время дня и ночи и в любую погоду.

По сути дела он стал первым всепогодным вертолетом и с 1964

года успешно эксплуатируется в народном хозяйстве нашей

страны.

В 1965 году МИ-6 вместе с вертолетом-краном МИ-10 впер-

вые демонстрировался на авиационной выставке в Париже. Зару-

бежная пресса оценивая успех советского вертолетостроения,

констатировало, что при создании МИ-6 (и МИ-10) "были реше-

ны такие инженерные проблемы, к которым до сих пор не осме-

ливаются приблизиться конструкторы западных фирм"

("Interavia", 1965 год, N 8). Напомним, что это писалось

спустя 8 лет после первого полета МИ-6. Значение этой маши-

ны не исчерпывается ее большой грузоподъемностью и размерами.

МИ-6 - первый в мире вертолет перешагнувший рубеж скорос-

ти 320 км/час, который, как считалось одно время, никогда не

будет достигнут аппаратами этого типа.

МИ-6 - первый в мире вертолет серийного производства, ос-

нащенный двумя турбовинтовыми двигателями со свободной тур-

биной. Его компановочная схема признана классической.

В июне 1960 года МИ-10 совершил первый полет. В процессе

испытаний было установлено, что вертолет может транспорти-

ровать грузы длиной до 20 метров, высотой до 3,5 метров,

шириной до 5 метров (при крестообразной форме груза - до 10

метров), весом 12 тонн на расстояние до 250 км и весом 15

тонн - на более короткие расстояния.

В 1965 году на специально подготовленном вертолете МИ-10

с шасси от МИ-6 установлено два мировых рекорда: груз 25,1

тонны поднят на высоту 2840 метров, а груз 5 тонн - на 7150

метров.

В последующие годы в ОКБ проводились плодотворные работы

по созданию средних и легких вертолетов с турбинными двига-

телями. В 1960 году началась работа над пасажирским вертоле-

том с турбинной силовой установкой (на базе МИ-4). Первый

вариант вертолета имел один двигатель со свободной турбиной

конструкции ОКБ А.Г.Ивченко. В 1961 году эта машина уже

участвовала в показе новой авиационной техники в Тушино.

В дальнейшем было решено применить двухдвигательную сило-

вую установку, обеспечивающую нормальное продолжение полета

при выходе из строя одного из двигателей. Первый такой вер-

толет - МИ-8 с двумя турбовинтовыми двигателями конструкции

ОКБ С.П.Изотова в 1965 году поступил в серийное производ-

ство.

В 1960 году ОКБ начало проектировать легкий вертолет на

базе МИ-1 с двумя двигателями конструкции С.П.Изотова. Соз-

дание такого вертолета - МИ-2, было шагом вперед в развитии

машин такого класса. Двухтурбинная схема для легких вертоле-

тов, впервые примененная для МИ-2, получила в настоящее вре-

мя общее признание. Он обладает значительными преимущества-

ми перед МИ-1 как по грузоподъемности, так и по скорости.

Эта машина как бы перешла по своим данным в класс МИ-4, ос-

таваясь по размерам и взлетному весу в классе МИ-1.

В 1967 году в воздух поднялся самый большой из когда-ли-

бо существовавших вертолетов В-12. В одном из испытательных

полетов он поднял груз весом более 40 тонн. Вертолет был

построен по поперечной схеме с крылом обратного сужения. По

оценкам специалистов появление такого экспериментального

вертолета подтвердило возможность перехода к созданию вин-

токрылых аппаратов с взлетным весом 100 тонн.

В дальнейшем были созданы: многоцелевой вертолет МИ-17, с

успехом использующийся в народном хозяйстве нашей страны, и

вертолет МИ-26 - самый грузоподъемный серийный вертолет соз-

дававшийся для выполнения уникальных монтажных работ.

 Вертолеты "КА"

1948 год. Воздушный парад на Тушинском аэродроме, посвя-

щенный Дню Воздушного Флота. Внимание зрителей привлекает

автомобиль, на грузовой платформе которого размещается...

вертолет. Он взлетает, делает круг над аэродромом и снова

садится на платформу. Создатель "летающего мотоцикла" (как

его назвали журналисты) - Николай Ильич Камов, в течение

многих лет конструировавший автожиры. Одноместный вертолет с

мотоциклетным двигателем, с двумя соосными несущими винтами,

вращающимися в противоположных направлениях, - новая его

конструкция.

После успешной демонстрации вертолета создается опыт-

но-конструкторское бюро во главе с главным конструктором

Н.И.Камовым, которому поручается разработка одноместного ко-

рабельного вертолета для разведки, связи и наблюдения. Но-

вый вертолет КА-10 имел ту же принципиальную схему, что и

"летающий мотоцикл", но более мощный авиационный поршневой

двигатель воздушного охлаждения АИ-4Г с взлетной мощностью

55 л.с., разработанный в ОКБ А.Г.Ивченко.

Испытания КА-10 в 1949-1951 г.г. продемонстрировали свой-

ственную вертолетам соосной схемы исключительную маневрен-

ность и хорошую управляемость. На вертолете КА-10, а затем и

на его модифицированном варианте КА-10А были отработаны та-

кие принципиальные конструктивные решения, как система уп-

равления соосными несущими винтами и двухкилевое оперение,

которые в дальнейшем легли в основу всех разработанных ОКБ

вертолетов.

С этого времени создание двухвинтовых соосных вертолетов

самого разнообразного назначения и различных весовых кате-

горий становится главным направлением творческой деятельнос-

ти ОКБ Н.И.Камова.

Следующий этап работы ОКБ - создание семейства 2-3-х мес-

тных близких по характеристикам соосных вертолетов КА-15,

КА-15М, КА-18. Эти многоцелевые вертолеты, имея общую несу-

щую систему, редуктор и двигатель, отличались друг от друга

назначением и конструкцией фюзеляжа. Для них было спроекти-

ровано различное съемное оборудование: аппаратура для опыле-

ния, опрыскивания, генерации аэрозолей, подвесные контейне-

ры для грузов и почты, гондолы для перевозки больных, поп-

лавковое шасси, второе управление в учебном варианте.

В результате поиска новых более эффективных компановоч-

ных и конструктивных решений в 1964 и 1965 годах был создан

многоцелевой вертолет КА-26. На основе схемы "летающего шас-

си" была достигнута высокая весовая отдача вертолета с дву-

мя поршневыми двигателями. Комплект быстросъемного навесно-

го оборудования: пассажирская кабина, грузовая платформа,

аппаратура для опрыскивания и внесения минеральных удобре-

ний, присбособление для транспортировки грузов на внешней

подвеске - позволяет бригаде из 3 человек за 1,5-2,0 часа

переоборудовать вертолет из одного варианта в другой.

К конструктивным особенностям вертолета, кроме схемы "ле-

тающего шасси", двухдвигательной силовой установки и систе-

мы создания избыточного давления в кабине пилота для защиты

от химикатов на сельхозработах следует отнести и широкое

применение стеклопластика. Из него на вертолете изготовлены

не только различные обтекатели, капоты, пол кабины, бункер

для химикатов, но и такие важнейшие элементы конструкции,

как лопасти несущего винта. По сравнению с дюралевыми такие

лопасти практически не имеют ограничения ресурса по усло-

виям усталостной прочности, исключается необходимость приме-

нения сложной дорогостоящей оснастки и обработки на станках.

Совместно с различными исследовательскими институтами в

течение нескольких лет проводились эксперименты по подбору

материала, клея, режимов прессования по отработке конструк-

ции лопастей, по испытанию отсеков и натурных лопастей. В

результате была разработана конструкция и технология серий-

ного изготовления стеклопластиковых лопастей, несущих вин-

тов вертолета КА-15 (диаметром 10 метров) и вертолета КА-26

(диаметром 13 метров) и впервые в мировой практике вертоле-

тостроения стеклопластиковые лопасти были внедрены в широ-

кую эксплуатацию.

Зарубежная пресса отмечала, что все специфические пробле-

мы вертолетостроения в конструкции вертолета КА-26, который

выполняет виражи с большим креном, трудноосуществимым на

других винтокрылых машинах, решены на высоком уровне. Пило-

ты при управлении этой машины выявили редкие для вертолета

устойчивость и легкость управления.

Опыт эксплуатации показывает, что использование вертоле-

тов КА-26 наиболее эффективно на агрохимических работах.

Здесь в наибольшей степени подтверждается преимущество соос-

ной схемы. С одной стороны - исключительная маневременность

соосного вертолета позволяет совершать полеты в непосред-

ственной близости от обрабатываемых сельскохозяйственных

угодий сложного рельефа. С другой стороны - кольцеобразные

вихри, индуцируемые соосной несущей системой, способствуют

проникновению химикатов в густую крону растений по всей их

высоте. Благодаря этому КА-26 успешно используется на виног-

радных плантациях, на полях пшеницы и хлопчатника, сахарной

свеклы и риса, на горных пастбищах и в садах. По заключе-

ниям зарубежных специалистов, применение вертолета КА-26 для

защиты растений обходится значительно дешевле, чем использо-

вание любых наземных средств.