1957
 |
|
Experimental 4-seat light helicopter with egg-shaped fuselage, skid u/c, thin triangulated tail boom structure, powered by two AI-7 tip-mounted ramjets. One Prot. FF 1959.
* * *
Вертолетостроители знают три варианта привода несущего винта (НВ): трансмиссионный, комрессорный и реактивный. Трансмиссионный - чаще всего используемый привод - механический: валы, редукторы... В компрессорном газ от двигателей-газогенераторов, установленных в фюзеляже, подается через вал НВ, втулку и лопасти в реактивные горелки на лопастях. Такой вертолет строили англичане, но он оказался сложным и неэкономичным из-за больших потерь газа. Наиболее же простым и эффективным представлялся реактивный привод несущего винта. Особенно остро встал вопрос о типе привода НВ в 50-е годы, когда вертолетчики взялись за тяжелые машины: редукторы требуемой мощности для традиционных схем казались нереализуемыми. В тот период было много теоретических проработок и экспериментов.
Американская фирма Hughes отрабатывала на вращающемся стенде несущий винт с реактивным двигателем, имеющем тягу 50кг. У нас над реактивным вертолетом совместно с Московским вертолетным заводом (МВЗ) работали ЦАГИ и ЦИАМ. В 1957г. на МВЗ была построена четырехместная машина В-7 с реактивным приводом НВ. Очевидно, главный конструктор М.Л.Миль хотел на маленьком вертолете отработать все системы данной схемы, чтобы с большим пониманием подойти к созданию тяжелого аппарата. Двигатели АИ-7 для В-7 создало Запорожское моторостроительное конструкторское бюро во главе с главным конструктором А.Г.Ивченко.
Испытания вертолета начались в 1957г, а проблемы с двигателями - еще раньше. Как известно, при вращении турбокомрессора двигателя на вращающейся лопасти возникает гироскопический момент, закручивающий ее и создающий большие нагрузки в управлении шагом несущего винта. Для его гашения внутри двигателя конструкторы установили три маховика, вращавшиеся в противоположную сторону относительно ротора турбокомпрессора. Но с ними агрегаты даже на неподвижном стенде не смогли выйти на расчетные обороты.
Пришлось маховики снять, но тогда гироскопический момент, составляющий на взлетном режиме 120кгм, перешел на лопасти и систему управления общим шагом НВ.
Далее, на первых раскрутках несущего винта выяснилось, что предложенный Ивченко ребристый маслорадиатор не справляется с охлаждением масла АИ-7. На МВЗ, в бригаде П.А.Богдзевича, вместо него был спроектирован кольцевой трубчатый радиатор, установленный вокруг входа двигателя.
Перед запуском двигателей несущий винт вертолета ставился на тормоз, чтобы не начал раскручиваться. Съемный электростартер подключался сначала к одному мотору, затем снимался и подключался ко второму. После запуска обоих двигателей он убирался механиком в фюзеляж.
С декабря 1959г. по март 1962г. продолжались испытания В-7 с модернизированными двигателями. Однако он упорно отказывался взлетать.
Причина выяснилась после того, как на стенде конец лопасти несущего винта нагрузили крутящим моментом 100кгм. При этом вся ее обшивка покрылась гофрами, а сам конец закрутился на 6° вниз. Дабы парировать крутящий момент, был заказан мощный бустер общего шага, а лопасть отклонили на 6° вверх.
Еще раз перебрали двигатели, но уже после 1962г. стало ясно, что без устройств гашения гироскопического момента вертолет жить не будет. Работы по нему были пущены на самотек. Ведущий конструктор А.А.Кочкин перешел работать на парашютную фирму: строить ротошюты (роторные парашюты) с реактивным приводом несущего винта. На его место назначили меня.
На одном энтузиазме, за два года, были отремонтированы двигатели и доработан вертолет в целом. Испытания возобновились 25 марта 1965г. И опять неудача: при первом запуске один АИ-7 заклинило из-за неправильной сборки.
 |
После его ремонта испытания возобновились 6 августа того же года. Вертолет был основательно препарирован. Около площадки с закрепленным на привязи аппаратом установили полосатый домик на колесах с записывающей аппаратурой, там же находились прибористы и ведущие инженеры. С 6 августа по 11 ноября было произведено 40 запусков двигателей с раскруткой несущего винта, причем вертолет иногда зависал на привязи. Все системы работали удовлетворительно.
При этих зависаниях В-7 хорошо управлялся. Двигатели выходили на взлетный режим при центробежной перегрузке 290g, оптимально же работали на крейсерском, когда закрутка лопастей от гироскопического момента не превышала -4°.
11 ноября, во время очередного этапа испытаний, руководство летной станции решило "для кино", вопреки официальной программе, максимально раскрутить несущий винт и, увеличив его шаг, заставить вертолет зависнуть на привязи за счет инерции НВ. Такую раскрутку механик-испытатель В.Выгловский, по устной договоренности, должен был провести до начала основной части программы, не включая записывающей аппаратуры. Я с удивлением наблюдал, как неожиданно несущий винт дважды вышел на повышенные обороты, затем - две вспышки на концах лопастей, два сильных хлопка. Поднявшийся вертолет резко накренился влево, затем выровнялся, завис на привязи и после падения оборотов несущего винта плавно опустился на брюхо фюзеляжа - задние стойки шасси были оторваны.
Как потом рассказал Выгловский, в момент хлопков у него вырвало ручку управления вертолетом, она описала круг против часовой стрелки. Смотровое стекло домика прибористов было пробито, один осциллограф поврежден. Подбежавшие к вертолету увидели, что оба двигателя разрушились по среднему стыку. Их передние части с турбокомпрессорами, весом примерно под 30кг, отсутствовали. На лопастях остались пояса крепления двигателей с приваренными к ним внешними кожухами камер сгорания, корпуса турбин, сопла, а также задние части мотогондол. Показания очевидцев и анализ разрушений говорили о том, что сначала рассыпался двигатель справа по направлению полета. После проворота винта на 405° градусов разлетелся второй агрегат.
Удалось выяснить, что непосредственной причиной аварии стало "усталостное разрушение шпилек силового пояса в связи с нахождением критических оборотов турбокомпрессора в зоне взлетного режима".
К счастью для испытателей, оторвавшиеся части пролетели мимо, да и оторвались почти одновременно, а центробежная сила составляла около 10т. Первая из них улетела на 300м в поле, вторая - врезалась в грузовую платформу вертолета Ми-10 у удаленных домиков испытателей.
Неудачно построенный эксперимент не только не позволил запечатлеть висение реактивного вертолета, но и закрыл работы по нему. А ведь на подходе были двигатели, спроектированные и изготовленные в ЦИАМ конструкторским отделом во главе с В.И.Шальновым и Е.З.Магилевским. Эти агрегаты, проходившие испытания на вращающемся стенде, имели гашение гироскопического момента внутри двигателя, встроенный трубчатый маслорадиатор и их мидель был меньше, чем у АИ-7. То есть в них были устранены основные конструктивные недостатки предыдущей модели. Сейчас они законсервированы и хранятся в 6-й лаборатории ЦИАМ.
После официального прекращения, работы велись мною внепланово, правда, только по обобщению накопленных в нашей стране и за рубежом материалам по реактивному приводу несущего винта вертолета с двигателями на лопастях. Изыскания показали, что:
Статья Геннадия Лазарева, конструктора МВЗ имени М.Л.Миля
"Техника-Молодежи", №4 за 1999г.
