в каком году изобрели вертолет в мире
Кто изобрел первый вертолет в мире? Статья рассказывает о первом в мире вертолете-амфибии и его конструкторе Игоре Сикорском
Первый в мире вертолет-амфибия и его авиаконструктор И. Сикорский
И. Сикорский (1889-1972) стал разработчиком первого в мире самолета с четырьмя моторами «Русский витязь», первейших гидросамолетов и вертолетов. Именно он создал в 1931 году привычного вида вертолет, который состоял из двух винтов: первого наверху машины и второго на ее хвосте. Новую модель он испытал самолично, как и 15 новых типов самолетов.
Двухвинтовому вертолету самолетостроитель присвоил название «VS-300». Машина представляла собой горизонтальную металлическую трубу и имела раскрытую кабину для вертолетчика. Устройство было оснащено движком фирмы «Lycoming» с мощностью в 65 л.с. Главный винт приводился в действие с помощью ременной передачи. Вертолет взлетел под управлением И. Сикорского и показал отличные летные характеристики. На его основе автор начал разрабатывать другие модели машин.
Весной 1941 года уже прославившийся на весь мир конструктор предоставил изумленным американцам первый в мире спецвертолет, который мог садиться на воду, имея для этого на шасси особые поплавки. Аппарат был задуман и изготовлен на основе «VS-300». Новый вертолет смог не только взлететь с суши и сесть на воду, но и подняться с ее поверхности и приземлиться снова на землю. Длительность полета составила около 1 часа 30 минут при скорости до 100 км/час. Геликоптер на поплавках сразу же заинтересовал военных специалистов, которых ошеломили способности необычной машины.
На вертолетах этого конструктора были в первый раз организованы авиа-перелеты поверх Атлантического и Тихого океанов. Последней машиной И. Сикорского стал вертолет модели «S-58», который признан лучшим в своем ряду. После этого авиаконструктор ушел на заслуженный отдых, передав все свои наработки фирме «Sikorsky Aircraft Corporation», которая продолжает его трудное, но нужное для людей дело.
История создания вертолета
Н. Е. Жуковский (1847—1921 гг.), «отец русской авиации», как назвал его Владимир Ильич Ленин, написал фундаментальные работы по аэродинамике: «О присоединенных вихрях», на которой основана современная теория крыла, «Вихревая теория воздушного винта», являющаяся базой для теории винта. Созданные на основе передовой теории воздушные винты «НЕЖ» оказались намного лучше иностранных винтов.
Н. Е. Жуковский являлся основателем первого в Европе научно-экспериментального авиационного центра — аэродинамического института, созданного в Kv4iiho под Москвой (1904 г.).
Деятельность Жуковского не только дала мощный толчок авиационной науке, но и развила любовь к авиации у передовой на молодежи России, о которой Жуковский
говорил: «У нас в России есть теоретические силы, есть молодые люди, готовые беззаветно предаться спортивным и научным изучениям способов летания». Из среды этой молодежи впоследствии многие были последователями «школы Жуковского».
К «школе Жуковского» принадлежит Сергей Алексеевич Чаплыгин (1869—1942 гг.), академик, Герой Социалистического Труда, написавший такие выдающиеся работы,-как «Теория решетчатого крыла» (1911 г.), «Схематическая теория разрезного крыла» (1921 г.) и другие. Идея «концевых вихревых усов», высказанная С. А. Чаплыгиным в работе «Результаты теоретических исследований о движении аэропланов», помогла воссоздать физическую картину работы крыла и лопасти.
1910—1911 гг. являются поворотными в истории вертолето-строения. Эти годы ознаменовались созданием Н. Е. Жуковским и его учениками Б. Н. Юрьевым, В. П. Ветчинкиным и Г. X. Сабининым классической теории воздушного винта, которая применяется до настоящих дней.
К этому же времени относятся их работы по определению величины тяги воздушных винтов с различными формами лопастей и различным их количеством в зависимости от числа оборотов. Были проделаны работы по определению коэффициента полезного действия винта, т. е. выявлено соотношение между мощностью на валу винта и развиваемой винтом тягой.
В 1910—1911 гг. Борис Николаевич Юрьев, ныне академик, лауреат Сталинской премии, предложил одновинтовую схему вертолета с рулевым винтом и построил по ней вертолет. Этот вертолет Б. II. Юрьева в 1912 г. демонстрировался на 2-й Международной выставке воздухоплавания и Москве, где конструктор был удостоен золотой медали за прекрасную теоретическую разработку проекта гелиоптера и его конструктивное осуществлений».
Другая схема вертолета Б. Н. Юрьева стала классической схемой, по которой сейчас строится большинство вертолетов.
Все современные вертолеты снабжены также изобретенным Б. Н. Юрьевым автоматом-перекосом, посредством которого летчик управляет полетом вертолета. Об устройстве эго автомата будет рассказано ниже.
В дореволюционной России ученые и изобретатели, не получая от царского правительства ни материальной, пи моральной поддержки, вынуждены были изыскивать различными путями средства и возможности для претворения в жизнь своих идей.
Только после Великой Октябрьской социалистической революции по решению Коммунистической партии и Советского правительства в созданном Центральном аэро-гидро-динамическом институте (ЦАГИ) широко развернулись работы по вертолетостроению.
Во всей истории вертолетостроения важнейшим вопросом всегда был вопрос устойчивости вертолета. Если просмотреть результаты испытания построенных ранее вертолетов, то в них найдем почти одинаковые выводы: «был спроектирован. построен. имел такие-то особенности. прошел летные испытания. аппарат был очень неустойчив.»
Для достижения устойчивого полета вертолета требовалось провести всесторонние исследования несущего винта. За эту огромную работу взялся в 1926 г. Б. Н. Юрьев с группой работников ЦАГИ, в которую входили II. П. Братухин, Н. И. Камов, М. Л. Миль и др. Эта группа, выполнив большое количество экспериментов, теоретических разработок и работ по методике расчета, внесла решающий вклад в дело вертолетостроения.
В 1932 г. советский одновинтовой вертолет ЦАГИ-1-ЭА, построенный коллективом опытного завода ЦАГИ под руководством А. М. Изаксона и А. М. Черемухина по схеме Б. Н. Юрьева, в 30 раз превысил мировой рекорд высоты по классу вертолета, поднявшись на высоту 605 м. Летчиком на этом вертолете был заместитель начальннка геликоптерного отдела ЦАГИ профессор А. М. Черемухнн.
В 1939 г. И. П. Братухин при участии Б. Н. Юрьева приступил к проектированию вертолета «Омега», имевшего два двигателя н два несущих винта, расположенных по обе стороны фюзеляжа. За работу по проектированию и постройке этого вертолета И. П. Братухин и Б. Н. Юрьев в 1944 г. были удостоены Сталинской премии.
Затем в 1940—1941 гг. II. П. Братухин построил вертолет ЦЛГП-11-ЭЛПВ, испытание и систематические полеты на котором выполнял летчик Д. И. Савельев.
Параллельно с развитием вертолета шло развитие другого винтокрылого аппарата — автожира.
Если у вертолета несущий винт приводится во вращение двигателем и служит как для создания подъемной силы, так и для создания тяги, то у автожира эти функции разделены между двумя винтами. Мощность двигателя получает только тянущий винт, а несущий винт вращается сам под действием набегающего потока воздуха. Когда винт разовьет определенное число оборотов, его подъемная сила становится достаточной для отделения автожира от земли, набора высоты и полета.
В 1934 г. на советском автожире А-7, сконструированном Н. И. Камовым в Центральном аэро-гидро-динамическом институте, были побиты все существовавшие в то время рекорды по скорости (221 км час) и по грузоподъемности (750 кг).
В последние годы в воздушных парадах в честь Дня Воздушного Флота СССР и в честь Дня Военно-Морского Флота наши летчики показывают достижения советского народа в строительстве вертолетов.
8 июля 1951 г. в Тушино зрителям был показан групповой полет вертолетов конструкции М. Л. Миля, когда десять вертолетов, поднявшись с аэродрома вертикально вверх, образовали в воздухе на высоте 150 м замкнутый круг, после чего, облетев вокруг всего аэродрома, скрылись из поля зрения.
На воздушных парадах 27 июля 1952 г. 23 августа 1953 г. были продемонстрированы еще более обширные программы показа вертолетов.
10 августа 1952 г. в праздновании Дня Военно-Морского Флота приняли участие вертолеты конструкции Н. И. Камова.
Во время воздушного парада в Тушино 20 июня 1954 г. вертолеты открыли третье отделение программы полетов. В воздухе появилось 36 вертолетов с одним несущим винтом, которые произвели посадку и высадили большой десант на зеленом поле аэродрома. А во время празднования Дня Воздушного Флота 3 июля 1955 г. колонну таких вертолетов замыкали четыре совершенно новых, похожих на огромные ящики, вертолета с двумя несущими винтами.
Советскому Союзу принадлежит большое количество мировых авиационных рекордов; советские летчики неоднократно демонстрировали всему миру свое высокое летное мастерство.
Кто создал вертолет?
Многие приписывают изобретение вертолета Леонардо да Винчи, но это ошибка.
Наверное, это прозвучит странно, но о создании аппарата, который мог бы взлетать вертикально, человечество задумалось еще в древние времена. В Китае, приблизительно в V-м веке до нашей эры появилась игрушка, в виде палки с прикрепленными к ней перьями. Перья крепились к концу палки с четырех сторон, образуя винт. Раскрутив такую игрушку в ладонях, человек выпускал ее, и палка взлетала вверх точь-в-точь как современные вертолеты.
Чертежи подобных аппаратов создавались и позже, например, в Эпоху Возрождения и Новое Время. Любопытно, что многие приписывают изобретение вертолета Леонардо да Винчи, но это ошибка.
Леонардо действительно выполнил чертеж некоего летательного аппарата. Аппарат этот никогда не был построен, а исследователи наследия да Винчи до сих пор спорят о том, каким образом нарисованный великим мыслителем аппарат мог бы оторваться от земли. Тем не менее, сейчас бытует мнение, что машину Леонардо никак нельзя считать вертолетом. К слову, рисунки да Винчи были обнаружены сильно после его смерти. Михаил Ломоносов, также пытавшийся создать летательный аппарата, не знал о трудах Леонардо и, разрабатывая свой проект, опирался исключительно на собственные знания и опыт. Идея Ломоносова заключалась в том, чтобы построить машину, которая взлетала бы вертикально и приводилась бы в движение двумя винтами. Проект так и не был доведен до ума. К слову, Ломоносов работал вовсе не над летательным аппаратом. Его машина не предполагала пилотируемого полета, ее задачей были метеорологические измерения. Точнее, они были бы ее задачей, если бы Ломоносов закончил проект и создал такой аппарат.
Еще дальше продвинулся французский инженер Понтон д’Амеркур. Он работал над проектом машины, которая должна была управляться человеком изнутри. По проекту, такой агрегат должны были приводить в действие два винта. Амеркур, работавший в середине XIX-го века, подошел очень близко к цели и именно его труды легли в основу будущих успешных исследований.
Первый в истории успешный вертикальный полет совершили братья Луи и Жак Бреге, а также работавший с ними Шарль Рише. К слову, полет этот не был пилотируемым, а сам аппарат поднялся в воздух на привязи. Тем не менее, именно 24 августа 1907-го можно считать днем рождения вертолета.
Машина братьев Бреге весила более 500 килограмм и была оснащена двумя двигателями и четырьмя широкими винтами. Аппарат оторвался от земли на полметра и пробыл в воздухе около минуты.
Через месяц братья повторили опыт и их аппарат поднялся на высоту в полтора метра. Бреге и Рише не были единственными конструкторами. Одновременно с ними над проектом вертолета работал их соотечественник Поль Корню. Ему суждено было стать первым пилотом вертикально взлетающего аппарата.
Свой полет Корню совершил 13 ноября 1907-го. Он пробыл в воздухе 20 секунды, а высота полета составила 52 сантиметра. Идея пилотируемого полета прижилась, и именно в этом направлении стали работать последователи французских первопроходцев.
Еще один прорыв произошел в 1911-м, причем прорыв этот осуществил наш соотечественник Борис Юрьев. Он создал чертеж автомата перекоса — механизма для управления винтом вертолета. Чертеж одновинтового самолета с рулевым винтом был опубликован. К слову, механизм, разработанный Юрьевым до сих пор используется на большинстве современных вертолетов. Борис Юрьев не был первым нашим соотечественником, задумавшимся над созданием вертолета. Первым, по всей вероятности, был Михаил Ломоносов. Еще в XVIII-м веке он создал модель летательного аппарата с несущим винтом. Машина, предложенная Ломонсовым, вообще была очень похожа на современные вертолеты, но время этих аппаратов еще не пришло.
А настало оно в 1932-м году. Именно тогда в воздух поднялся первый русский вертолет, созданный по проекту инженера Алексея Черемухина. Эта машина поднималась на высоты более 600 метров — для того времени это был абсолютный рекорд.
В начале ХХ-го века планета переживала авиабум. С популярность самолета вертолету тягаться было сложно. Тем более, что первые уже вовсю бороздили небесные просторы, а вторые существовали только на бумаге. Многие проекты создания вертолета просто не получали необходимой им финансовой поддержки. В 1922-м, однако, очень повезло механику Георгию Ботезату, русскому эмигранту, проживавшему в США. Армия соединенных штатов сделала ему заказ на производство устойчивой, управляемой машины вертикального взлета. И Ботезат такую машину создал. Она смогла поднять на высоту в пять метров и пробыла в воздухе несколько минут. С точки зрения науки это, безусловно, был прорыв, однако, для армии этого было маловато.
24 апреля аргентинец Рауль Пескара доказал, что идея вертолетов вовсе не бесперспективна и что подобные аппараты могут долго находиться в воздухе. Инженер-механик пролетел на своей машине 736 метров. Успех аргентинца широко освещался в прессе и стал известен далеко за пределами Южной Америке и дал толчок к развитию вертолетостроения.
Уже через пару месяцев француз Эмиль Эмишен пробыл в воздухе семь с лишним минут, пролетев за это время по кругу 1100 метров. В 1930-м группа итальянских изобретателей сконструировала вертолет, который пролетел то же расстояние, но уже по прямой. В нашей стране первый полет был совершен в 1932-м году Алексеем Черемуховым. На вертолете 1-ЭА он поднялся в воздух на 600 метров. Прошло еще три года и Луи Берге, тот самый, которого можно считать одним из отцов вертолета, создаст сверхбыстрый (по тем временам) аппарат. Этот аппарат первым в истории преодолеет скоростной рубеж в 100 километров в час и раз и навсегда посрамит скептиков. После этого в том, что у вертолетов действительно есть будущее, никто уже не сомневался. Военные к слову, перестали сомневаться раньше других. Уже к началу 30-х годов многие инженеры и механики получили от них серьезные заказы на разработку подобных машин.
Сложно представить себе современный мир без вертолетов. Их используют не только в военных целях, но также при спасательных операциях, для медицинских перевозок и, разумеется, для развлечения туристов.
История военных вертолетов
Первый вертолет – летательный аппарат, поднимаемый в воздух винтом на вертикальной оси, взлетел в 1907 г. Но до 1930-х гг. вертолеты преодолевали не больше километра, и лишь в 1940-е усовершенствовались настолько, чтобы заинтересовать военных. Значимость для армии вертолеты показали в Корейской войне, в 1950-е гг.
Вертолеты оставались экспериментальными машинами, пока американский конструктор русского происхождения И.И. Сикорский в 1943 г. не создал машину, пригодную для серийного производства. Вертолеты Сикорского поступили в опытную эксплуатацию в армию США, и военные начали нарабатывать опыт их применения. Преимущества возможности взлететь и сесть на любом пятачке продемонстрировал на войне в Корее легкий вертолет 1948 г. Н-13 (H – от англ. helicopter, «вертолет»).
Прозванный «ангелом милосердия», Н-13 оперативно доставлял из зоны боев в госпитали раненых американских солдат, перевозя их по двое в капсулах, установленных по бокам кабины. В Корее армия США «вошла во вкус» в части использования вертолетов. Если к началу войны у американцев воевали всего 56 вертолетов, то к ее концу их число перевалило за тысячу.
В 1950 г. военных всего мира впечатлили вертолеты Н-19, высадившие в горах Кореи роту десантников и доставившие им 8 т боеприпасов. Советские ВВС тогда заказали КБ М.Л. Миля срочную разработку вертолета такой же грузоподъемности. Всего через 7 месяцев появился прототип Ми-4 для перевозки 12 солдат. В 1952 г. в СССР создали вертолет вдвое большей вместимости – Як-24 продольной схемы. Подобный вертолет Н-21 в том же году построили в США. Вертолеты грузоподъемностью 2–4 т расширили транспортные возможности армейцев по перевозке войск, снаряжения и боеприпасов.
Когда советские конструкторы получили задание на создание вертолета большой грузоподъемности, они отказались от поршневого двигателя в пользу газотурбинного (турбовального) двигателя (ГТД). Он похож на ТВД, но вращает не тянущий винт, а редуктор, раздающий вращение на несущий ротор и хвостовой винт. В 1957 г. ГТД получил первый советский реактивный вертолет Ми-6, в то время – самый большой вертолет в мире. Американский тяжелый вертолет СН-47 «Чинук», прототип которого поднялся в воздух в 1961 г., тоже оснащен ГТД.
Главный недостаток вертолета – небольшая скорость, в 1950-е гг. она не превышала 250 км/ч. Конструкторы стали создавать более скоростные машины – винтокрылы, которые кроме несущих роторов имели еще крылья и «самолетные» тянущие винты. В 1960 г. появился первый в СССР «полноценный» винтокрыл Ка-22. Но, оказавшись слишком сложным и дорогим, Ка-22 не смог конкурировать с Ми-6. Несмотря на удачные испытания, не нашел заказчиков и британский винтокрыл «Ротодайн» (1962).
В 1961 г. поднялся в воздух прототип самого популярного вертолета в мире Ми-8. Новую машину «замаскировали» под модификацию проверенного Ми-4, хотя это был совершенно новый вертолет. Конструкция Ми-8 оказалась настолько удачной, что он стал самым востребованным вертолетом в истории – более 13 000 построенных машин, и продолжает совершенствоваться, не исчерпав до конца свои возможности.
1965–1985 гг.
С середины 1960-х гг. на смену транспортным и многоцелевым вертолетам, успешно выполнявшим и гражданские, и военные задачи, начали приходить вертолеты чисто военного назначения. Ими стали бронированные боевые машины – вертолеты огневой поддержки и противотанковые. Военным понадобились и транспортные машины нового класса – сверхтяжелые вертолеты для перевозки бронированной и ракетной техники.
Специализированные вертолеты для борьбы с танками появились в результате арабо-израильского конфликта 1973 г. Тогда всего 18 американских многоцелевых вертолетов UH-1, которые израильтяне снабдили ПТУР, за один день уничтожили 90 египетских танков. Это произвело большое впечатление на Пентагон, намеревавшийся бороться с советскими танками, и ПТУР установили на «Кобру».
Но и UH-1, и «Кобра» оказались слабоваты для противодействия танкам. Поэтому началась разработка специализированной противотанковой машины, и в 1975 г. взлетел прототип вертолета АН-64 «Апач», которому дали имя «в честь» племени североамериканских индейцев-апачей. «Апач» оказался весьма сложным, поэтому его доводка и постановка на вооружение заняли 9 лет.
Советские конструкторы подошли к проектированию боевого вертолета иначе, чем американцы. Впервые поднявшийся в воздух в 1974 г. Ми-24 имел «пассажирский» отсек, в котором размещались 8 десантников. Это позволило «Крокодилу» (такое прозвище получил Ми-24 в период войны в Афганистане – 1979-1989 гг.) высаживать группы спецназа – и тут же прикрывать их огнем, а также вывозить под вражеским огнем раненых. Ми-24 стал самым популярным в мире боевым вертолетом – его серия превысила 3500 шт.
По заказу советских военных для доставки в труднодоступные места тяжелой техники, включая разобранные на крупные агрегаты баллистические ракеты, в 1968 г. был создан В-12 – прототип вертолета поперечной схемы грузоподъемностью до 30 т. Машина оказалась слишком сложной и дорогой и осталась в единственном экземпляре. Позднее на вооружение был принят Ми-26, выполненный по схеме Ми-6, но поднимающий почти в два раза больший груз (20 т). США ограничились модернизацией тяжелого вертолета СН-47 «Чинук», но его грузоподъемность была даже меньше, чем у Ми-6.
Защита вертолета
Современные военные вертолеты
Отказ от стратегии «большой войны» привел к тому, что для ударных вертолетов задача борьбы с танками перестала быть первостепенной. С другой стороны, опыт локальных конфликтов в очередной раз показал значимость и универсальность боевых «вертушек». В результате их разработкой занялись многие страны.
Во второй половине 1970-х гг. в СССР объявили конкурс на создание боевого вертолета нового поколения. Ка-50 – вертолет, представленный КБ им. Н.И. Камова, по настоянию военных был сделан одноместным. Генералы считали, что автоматизация позволит летчику выполнять боевые задачи в одиночку, а с одноместной кабиной машина станет легче. КБ им. М.Л. Миля выдвинуло проект двухместного Ми-28, у которого в отличие от его предшественника Ми-24 не было транспортно-десантного отсека.
После проведения сравнительных испытаний в 1995 г. на вооружение приняли Ка-50. Но доработка милевского вертолета продолжилась, и в 2013 г. ВВС РФ получили Ми-28Н «Ночной охотник» – версию, способную воевать в темное время суток. А вот эксплуатация Ка-50 показала, что один летчик все же не сможет воевать эффективно. Пришлось создавать двухместную версию – Ка-52 «Аллигатор». Сейчас на вооружении Российской армии состоят оба этих вертолета.
В 1996 г. на замену устаревающему ударному вертолету АН-1 «Кобра» и вертолетам-разведчикам пришел RAH-66 «Команч» (reconnaissance attack helicopter – «разведывательно-ударный вертолет») – машина футуристических форм, использовавшая технологии «стелс». Предполагалось, что армия США закупит 1300 таких вертолетов. Однако воздушной разведкой стали заниматься беспилотные летательные аппараты, а с задачами противопартизанских войн вполне справлялась более дешевая «Кобра». В 2004 г. разработку оставшегося «не у дел» «Команча» прекратили, хотя его технологии могут использоваться в будущем.
Производство ударных вертолетов не долго оставалось «эксклюзивом» СССР / России и США – ими занялись и другие страны. Европа стремится к «технической независимости» от США, поэтому франко-немецкий концерн «Еврокоптер» создал «Тайгер» («Тигр»), а британцы с итальянцами совместно разработали вертолет А-129 «Мангуста». Неплохие ударные вертолеты разработаны в Китае и ЮАР, созданием такой машины занимаются также в Индии.
В 2005 г. в США был принят на вооружение первый в истории авиации серийный конвертоплан V-22 «Оспри». Этот летательный аппарат сочетает достоинства вертолета и самолета: он может взлетать и садиться вертикально, но в полете его винты создают тягу «по горизонтали», поэтому конвертоплан летит быстрее и тратит меньше топлива, чем вертолет, – хотя и уступает по скорости и экономичности самолету.
Самое сложное для любого конвертоплана – переход от режима висения (на взлете и посадке) к режиму горизонтального полета и обратно. Из-за этого доводка «Оспри» шла долго и трудно, несколько машин было потеряно в авариях и катастрофах. Сложность конструкции привела к тому, что цена «Оспри» превысила 100 млн долл. Споры о том, нужны ли военным конвертопланы, не утихают до сих пор.