Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №04

• Название: Вокруг Света 2006 №04
• Автор: Вокруг Света
• Жанр: Путешествия и география

---

«Отец британской аэронавтики» лорд Джордж Кейли провел в начале XIX века исследования несущего винта с целью улучшения его аэродинамических качеств, выбора наиболее рациональной формы и параметров лопастей. Он первым обратил внимание на способность винта самостоятельно вращаться под действием набегающего воздушного потока, создавая при этом подъемную силу. В наше время эту способность называют авторотацией — она используется при аварийной посадке вертолетов в случае выхода из строя силовой установки. Кейли первым предложил устанавливать два несущих винта на вертолете не соосно, а рядом на параллельных осях, разработав, таким образом, «поперечную» схему вертолета. Отметив бесперспективность мускулолетов, Кейли рассмотрел и возможность использования в качестве силовой установки вертолета единственно доступного в то время типа теплового двигателя — парового. Истинный британец, он разрабатывал винтокрылые машины как замену военным кораблям, как «защитников торговли и носителей прогресса».

В 1849 году студент Принстонского университета Генри Смит предложил подробно разработанный проект вертолета воздушного наблюдения — «привязного геликоптера». Он предназначался для замены привязных аэростатов над полем боя. Конструктор рассматривал трос как проводник электрического тока, необходимого для питания электромотора, вращающего соосные несущие винты. Благодаря такому решению студент надеялся обойтись без тяжелого парового двигателя.

Практического воплощения проект Смита не получил. Американские генералы, как и их коллеги из других стран, тогда еще не осознали перспектив «механического» завоевания воздушного пространства. Отношение к этому поменялось во второй половине XIX века, когда среди энтузиастов воздушной навигации появилось разочарование в возможностях летательных аппаратов легче воздуха. В 60-е годы XIX века внимание многих сторонников управляемого полета переключилось на геликоптер-вертолет. «Ввинчивание в воздух» казалось куда более естественным и простым, чем разбег для взлета с неподвижным крылом. Параллельно с разработкой проектов строились модели, в том числе с тепловыми двигателями на борту, проводились экспериментальные исследования несущих винтов, продолжались попытки подъема в воздух на мускулолетах.

Наиболее интенсивно этот процесс шел во Франции — Париж стал центром мировой авиации. Большую роль в этом сыграла бурная деятельность активных сторонников несущего винта: Понтона д’Амекура, Габриэля де ла Ланделя и Надара (псевдоним Гаспара Турнашона). Энтузиасты опубликовали «Манифест воздушного движения», в котором провозгласили: «Винт — святой винт… должен в будущем вознести человека в воздух!» Габриэль де ла Ландель написал в 1863 году книгу «Авиация, или воздушная навигация», в которой нарисовал фантастическую картину грядущего вертолетной авиации, предложил классификацию вертолетов по размерам и взлетной массе, а также по назначению. Одним из основных назначений вертолетов он считал их участие в поисково-спасательных операциях во время «наводнений, кораблекрушений и пожаров…»

От буксировщиков до электролетов

Со второй половины XIX века активные работы по вертолетам начались в России и США. «Вертолетный бум» в Америке был вызван кровопролитной гражданской войной, потребовавшей разработки новых видов вооружения. Как известно, военные кампании отличаются активным внедрением в боевые порядки новых видов техники, в данном случае — аэростатов воздушного наблюдения, которые оказались дорогими, громоздкими, немобильными. Военные вспомнили о вертолете.

Комендантом крепости «северян» Порт-Ройял служил генерал Митчелл, до войны профессор местного университета. Его авторитета оказалось достаточно, чтобы получить финансирование на постройку вертолета-разведчика. Строившаяся под руководством Митчелла «паровая летательная машина» представляла собой вертолет с двумя соосными несущими винтами диаметром по 6 м, ось которых могла отклоняться в нужную для полета сторону, крылом-парашютом на случай выхода из строя двигателя и хвостовой части. Несущие винты располагались над и под хорошо обтекаемым сигарообразным фюзеляжем длиной 10 м. Для парового двигателя мощностью 40 л. с. в качестве топлива использовалась калорийная каменноугольная смола. Естественно, поднять в воздух многотонную машину не удалось. Первая в истории попытка построить военный вертолет закончилась неудачей.

Для армии «северян» одновременно с Митчеллом вертолеты пытались строить изобретатели М. Нельсон, Л. Кроуэл, для флота «южан» — У. Поуэрс и др. Их проекты содержали ряд оригинальных и перспективных идей. Нельсон, например, предлагал строить вертолет из алюминиевых сплавов и с двигателем внутреннего сгорания, Кроуэл — использовать свой винтокрылый летательный аппарат в качестве бомбардировщика и «буксировщика аэростатов», а Поуэрс — в качестве «прорывателя морской блокады». Однако война закончилась раньше, чем первые американские вертолетостроители вышли из стадии модельных испытаний.

Следующая после Митчелла попытка построить вертолет в натуральную величину была предпринята в 1871 году вновь в связи с войной, на сей раз Франко-прусской. Его конструктором стал выдающийся русский изобретатель-электротехник Александр Николаевич Лодыгин. В 1871 году он предложил правительству Франции проект вертолета «Электролет» для перевозки грузов и пассажиров, наблюдения, разведки и нанесения бомбовых ударов. «Электролет» должен был иметь несущий и толкающий воздушные винты. Ось последнего могла отклоняться вбок для путевого управления. Фюзеляж конструкции имел обтекаемую форму. Вес вертолета ожидался «не более 500 пудов». В качестве силовой установки Лодыгин рассматривал электродвигатель мощностью 300 л. с. Проект Лодыгина получил поддержку знаменитого Надара, и Комитет национальной обороны выделил изобретателю 50 тыс. франков. Постройка «Электролета» началась на заводе Шнейдера в Крезо, но война закончилась раньше, чем вертолет собрали. По воспоминаниям изобретателя, французское правительство выделило ему деньги, скорее, «от отчаяния» от военных поражений на фронте, чем из практических соображений. Первая попытка россиянина построить боевой вертолет не удалась.

В годы Русско-турецкой войны (1877—1878) проекты вертолетов для разведки и бомбометания предлагали изобретатели В.П. Богородский из Воронежа и К.П. Ярошевский из Хотина. Из-за недостаточной проработки проекты поддержки не получили.

К концу 70-х на смену более ранним упрощенным предложениям, отражавшим лишь общие взгляды авторов на принципы создания винтокрылых летательных аппаратов, пришли проекты с продуманной компоновкой и конструкцией основных частей и деталей.

В связи с тем, что вес всех известных в то время типов механических двигателей — парового, электрического, пневматического — был настолько велик, что не позволял винтокрылую машину поднять в воздух, проекты вертолетов стали сопровождаться разработкой новых типов силовых установок различного рода. В частности, вертолет с двигателем внутреннего сгорания, работающим на порохе, пытался построить в конце 80-х годов XIX века военный инженер Потемкин. Особенно фундаментальными в России были исследования морского инженера Павла Дмитриевича Кузьминского. Его «Русолет» предполагалось оснастить первым в мире газопаротурбинным двигателем.

В 1877 году впервые поднялась в воздух оснащенная упрощенным паровым двигателем модель основателя итальянского военного воздухоплавания Энрико Форланини, в следующем году — более тяжелая и сложная модель француза Поля Кастеля. В те же годы известный пионер английской авиации Горацио Филипс завершил постройку и провел испытания полноразмерного вертолета с мотором на борту. Однако использованный в качестве силовой установки тяжелый паровой двигатель не вырабатывал необходимой для поднятия аппарата в воздух энергии (поэтому Филлипс в начале 90-х годов предпочел заняться самолетами). То же решение принял известный пионер авиации Вильгельм Кресс, много лет пытавшийся построить для австрийской армии «привязной» вертолет с электродвигателем, который предназначался бы для «переброски солдат через препятствия».

Компоновка и конструкция геликоптеров разрабатывались в 60—80-х годах XIX века по аналогии с существующими механическими конструкциями и транспортными средствами. Наибольшее внимание помимо силовых установок уделялось конструкции несущих винтов. Теории их проектирования тогда не существовало. Поэтому разработка часто сопровождалась экспериментальными исследованиями винтов с целью подбора их наиболее выгодных параметров. Изобретатели предлагали винтокрылые летательные аппараты всевозможных схем, в том числе преобразуемые аппараты-конвертопланы. Правда, приверженцы идеи несущего винта в основном ограничивались в своих проектах только разработкой механизма обеспечения поступательного полета и органов путевого управления. Проблема устойчивости всерьез не рассматривалась, так как считалось, что она обеспечивается «самой природой» вертолета: несущий винт определялся как точка подвеса, центр тяжести располагался ниже этой точки. В проектах иногда приводились весовые данные, но они не основывались на каких-либо расчетах.