Сергей Истомин - Самые знаменитые изобретатели России
Впервые на высоту всего несколько метров от земли удалось подняться в 1907 г. четырёхвинтовому вертолёту французов Бреге и Рише. В 1909—1910 гг. два образца винтокрылых машин с соосными винтами построил студент Киевского политехнического института И. И. Сикорский, прославившийся впоследствии как создатель воздушных гигантов «Илья Муромец». Однако обе конструкции его вертолётов оказались неудачными.
Большой вклад в развитие вертолётов внёс студент Московского высшего технического училища Б. Н. Юрьев, впоследствии академик. Ещё в начале 1910 г. он разработал проект одновинтового вертолёта с рулевым винтом. С большим трудом через два года проект был реализован. На 2-й международной выставке воздухоплавания и автомобилизма в Москве Б. Н. Юрьев был удостоен золотой медали «за прекрасную теоретическую разработку проекта геликоптера и его конструктивное осуществление...»
Трудно переоценить изобретенный Б. Н. Юрьевым автомат перекоса, с помощью которого, меняя направление тяги несущего винта пилот может управлять полётом вертолёта. В настоящее время это важнейший и непременный узел всех современных вертолётов.
В 1920-х годах многие конструкторы разных стран пытались создать вертолёт, базируясь на достижениях самолётостроения. Однако только в 1928 г. на машине итальянца Асканио был установлен мировой рекорд высоты, равный... 18 м!
В нашей стране по инициативе Б. Н. Юрьева работы по созданию вертолётов начались в ЦАГИ ещё в 1926 г. Но лишь в июле 1930 г. первый советский вертолёт ЦАГИ 1-ЭА, разработанный под руководством А. М. Черёмухина, был готов к испытаниям. После серии экспериментальных полётов 14 августа 1932 г. А. М. Черёмухин достиг на этом вертолёте высоты 605 м (при официальном мировом рекорде 18 м). Затем здесь создаются вертолёты ЦАГИ 3-ЭА и ЦАГИ 5-ЭА. В конце 1930-х — начале 1940-х годов под руководством И. П. Братухина разрабатывались вертолёты ЦАГИ 11-ЭА и «Омега» с двумя несущими винтами, расположенными по обе стороны фюзеляжа (поперечная схема).
В середине 1930-х годов секция была реорганизована в отдел особых конструкций ЦАГИ во главе с инженером А. М. Изаксоном. В этом отделе и начал работать над автожиром ЦАГИ А-7 Н. И. Камов.
После разгрома гитлеровской Германии в авиационном научно-исследовательском центре Адлерсгоф под Берлином были обнаружены интересные материалы об испытаниях в 1937—1938 гг. вертолёта FW-61 конструкции профессора Генриха Фокке.
Вертолёт имел два несущих винта по бокам фюзеляжа на ферменных консолях, действовавших от одного двигателя. В отчёте указывалось, что этот вертолёт развивал скорость 120 км в час и мог находиться в воздухе до полутора часов. В полуразрушенном ангаре был обнаружен не полностью собранный вертолёт Ра-233 с тысячесильным мотором. Имелись сведения, что гитлеровские подводники использовали для разведки буксируемые привязные змеи-автожиры Fa-330, поднимаемые с человеком на высоту до 100 м. Всё это означало, что в немецко-фашистской Германии велись эксперименты с вертолётами, но серийное производство их не было налажено.
С середины 1940-х годов в зарубежных авиационных журналах стали появляться статьи, посвящённые достижениям в области вертолётостроения в США и Англии во время второй мировой войны. Наибольших успехов добились американцы. Знакомясь с этими материалами, Камов ещё раз убедился, что совершенствование техники в развитых странах идёт очень близкими путями. А что касается некоторых успехов американских конструкторов, то следует иметь в виду, что они в отличие от европейских работали в спокойных условиях, имели значительно большие производственные возможности для экспериментов.
К концу второй мировой войны уже достаточно чётко вырисовались основные возможные схемы вертолётов. Самая «древняя» схема, известная ещё со времён М. В. Ломоносова, — соосная, при которой винты вращались на одной оси в противоположных направлениях. Известна была и поперечная — когда винты на лёгких фермах располагались по обе стороны фюзеляжа. При продольной схеме винты находились на фюзеляже один за другим. Наконец, одновинтовая, с хвостовым рулевым винтом. Каждая схема имела свои положительные и отрицательные стороны.
Камов выбрал один из наиболее сложных путей. В 1945 г., когда Николай Ильич возглавил коллектив конструкторов вертолётов, было решено разрабатывать машину минимальных размеров, способную садиться (и взлетать) на небольшие площадки, а также на палубы кораблей. Этим условиям полнее всего удовлетворяла соосная схема.
«Соосные вертолёты по сравнению с одновинтовыми, снабжёнными хвостовым винтом, — говорил Камов, — обладают большей весовой отдачей при меньших габаритах. Они обладают также лучшей маневренностью и проще в управлении. Коммерческая нагрузка у соосных вертолётов на 25—30 процентов больше, чем у одновинтовых. К этому следует добавить отсутствие потери мощности на вращении хвостового винта».
Однако для такого маленького вертолёта сразу не нашли подходящего авиационного двигателя. Известный М-11 был тяжёл, да и мощность великовата. После долгих прикидок решили остановиться на форсированном мотоциклетном двигателе мощностью 45 л. с.
Конструкция вертолёта, разработанного Камовым, была предельна простая — сварная из газовых труб рама, снизу к ней крепились два надувных прорезиненных баллона. Всё венчали два трёхлопастных винта. За сиденьем пилота — небольшой киль для обеспечения путевой устойчивости.
Первый полёт нового вертолёта, получившего наименование Ка-8 «Иркутянин», состоялся 6 октября 1947 г. Год спустя во время празднования Дня авиации в Тушине лётчик М. Д. Гуров под аплодисменты многочисленных зрителей, легко взлетев прямо из кузова грузовика, свободно маневрировал в воздухе. Баллоны вместо шасси давали возможность Ка-8 совершать посадки как на сушу, так и на воду. Вертолёт любовно называли летающим мотоциклом.
Опыт создания Ка-8 и его предшественников в 1948 г. был обобщён Николаем Ильичом в кандидатской диссертации и в книге, посвящённой развитию и конструированию винтокрылых летательных аппаратов.
В сентябре 1949 г. начались лётные испытания нового вертолёта Ка-10. Внешне он был похож на Ка-8, только чуть больше размерами. Главным отличием был более мощный мотор — четырёхцилиндровый АИ-4В мощностью 55 л. с. Вертолёты Ка-10 (их было выпущено несколько экземпляров) успешно демонстрировались на воздушных парадах в Тушине и в День Военно-Морского Флота на водной станции в Химках.
Зимой 1950—1951 гг. Ка-10, пилотируемый Д. К. Ефремовым, испытывался в суровых условиях штормовой Балтики: сначала в дюнах близ Балтийска, а затем и на крейсере «Максим Горький».
Малютка-вертолёт совершил несколько удачных взлётов и посадок на качающуюся палубу крейсера, идущего полным ходом. При этом опыт подсказал оригинальный метод, облегчающий посадку: вертолёт зависал в 1,0—1,5 м над палубой. Затем два матроса хватались за трубы фермы и, выбрав момент, подтягивали машину к палубе. После успешного завершения испытаний на крейсере его командир капитан ранга П. А. Гончар сказал: «Отличная машина для разведки и корректировки артиллерийского огня на море!»
После всесторонних испытаний Ка-8 и Ка-10, проверив на этих маленьких вертолётах действие соосной схемы, ряд узлов и механизмов, Камов приступил к разработке новой, более совершенной винтокрылой машины Ка-15. В 1954 г. вертолёт совершает первый полёт. После заводских и государственных испытаний строится небольшая серия. С двигателем АИ-14Ф мощностью 255 л. с. вертолёт Ка-15 развивал скорость 150 км в час, при этом грузоподъёмность достигала 300 кг (кроме лётчика он мог взять двух пассажиров). Эти вертолёты использовались Аэрофлотом для пассажирских и транспортных перевозок, а также для выполнения сельскохозяйственных работ и поиска рыбных косяков.
На Ка-15 лётчик-испытатель В. Винницкий установил два мировых рекорда, показал скорость 163 км в час на стокилометровом замкнутом маршруте и 170 км в час — на пятисоткилометровом.
Дальнейшим развитием этой машины был многоцелевой вертолёт Ка-18. Этот «летающий автомобиль» имел удобную и просторную кабину, где кроме пилота могли разместиться три пассажира. Вертолёт мог использоваться для срочной медицинской помощи, разведки рыбных косяков, проводки судов в сложных ледовых условиях, пассажирских и грузовых перевозок, а также в лесном и сельском хозяйстве. За оригинальность конструкции и высокие технические качества вертолёт Ка-18 был отмечен золотой медалью на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году.
Вертолёты Ка-15 и Ка-18 впервые в практике мирового вертолётостроения имели несущие винты со стеклопластиковыми лопастями, что значительно повышало их надёжность в эксплуатации.
Николай Ильич всегда прислушивался к мнению и замечаниям лётчиков-испытателей. После одного из полётов на Ка-8 Дмитрий Константинович Ефремов заметил:
