Крылья Сикорского - Геннадий Катышев

На автожирах была опробована эффективность различных органов управления, в том числе и автомата перекоса. Полеты на автожирах практически подтвердили возможность посадки на авторотации. Эксплуатация автожиров позволила выявить области эффективного применения винтокрылых аппаратов, определить их место в авиации. На автожирах учились летать будущие летчики-вертолетчики. Однако возможности автожиров по сравнению с вертолетами были ограниченны. Они не могли висеть в воздухе, осуществлять вертикальные подъемы и спуски, совершать поступательные перемещения вбок и назад. Это ограничивало их распространение. Поэтому ни в 20-е, ни в 30-е годы не прекращалась разработка и постройка вертолетов. И в конце 20-х - начале 30-х годов вертолетостроение добилось результатов, непосредственно предопределивших успехи вертолетов второй половины 30-х годов.

На совершенствование специфического вертолетного агрегата - трансмиссии на рубеже 30-х большое влияние оказали прогресс в развитии автомобильных передач и разработка редукторов для высокооборотных двигателей. Освоение новых авиационных материалов дало возможность вертолетостроителям существенно увеличить диаметры несущих винтов, что в совокупности с новыми легкими двигателями позволило отказаться от конструктивно сложных и громоздких двух-и многовинтовых схем с винтами, расположенными рядом. Почти все вертолеты, построенные с середины 20-х и до второй половины 30-х годов, имели либо один, либо два соосных несущих винта. Успехи, достигнутые на этих вертолетах, позволили впервые заговорить о возможности разработки вертолетов, пригодных для практического применения. Одновинтовая схема вертолета, которая стала выделяться как наиболее перспективная, имела длинную историю. Автором ее следует признать великого Леонардо да Винчи. На его знаменитом проекте 1489 г. изображен вертолет, оснащенный одним несущим винтом. В XIX веке были известны уже почти все возможные способы парирования реактивного момента несущего винта, лежащие в основе дифференциации одновинтовых схем. Француз Косею впервые в 1845 г. предложил для путевого управления одновинтовым вертолетом боковые рулевые винты, а немец Ахенбах в 1874 г. первым спроектировал вертолет с хвостовым рулевым винтом. Затем появились многочисленные проекты одновинтовых вертолетов с рулевыми винтами для путевой балансировки. Среди отечественных конструкторов следует упомянуть С. С. Неждановского, В. И. Ребикова и С. О. Ощевско-го-Круглика. Последний даже предпринял в 1908 - 1909 гг. попытку построить натурный вертолет. Однако завершение формирования классической одновинтовой схемы с хвостовым рулевым винтом произошло в 1921 г. благодаря работам Б. Н. Юрьева. После нескольких лет расчетов, конструкторских проработок и экспериментальных исследований в лаборатории Московского технического училища он решил применить на одновинтовой схеме с хвостовым рулевым винтом автомат перекоса, предназначенный для продольно-поперечного управления. Его натурный вертолет, наряду с самолетом С-6А И. И. Сикорского, был представлен в 1912 г. на второй международной выставке воздухоплавания в Москве и был награжден Малой золотой медалью Московского общества воздухоплавания. В 1913 - 1914 гг. попытки постройки одновинтовых машин с хвостовым рулевым винтом предпринимали Э. Берлинер в США, Г. Внллар в Бельгии и Р. Перси в Новой Зеландии, однако все они успеха не имели. Их аппараты, как и вертолет Юрьева, не смогли оторваться от земли. Уровень техники был еще недостаточен.

При выборе схемы ЦАГИ 1-ЭА был учтен опыт первых попыток создания одновинтового вертолета, и в первую очередь Б. Н. Юрьева. Это в какой-то степени и предопределило успех. При испытаниях этого вертолета в 1932 г. была достигнута высота 605 м, когда официальный мировой рекорд составлял всего 18 м. Значительно меньшую высоту, 150 м , французский вертолет «Бреге-Доран» «взял» в рекордном полете только в 1936 г.

Одновременно интенсивно велись работы и в других странах. В Великобритании, бывшей в то время центром исследований по винтокрылым летательным аппаратам, больших успехов добился Р. Хафнер, в Италии - К. Асканио, в Бельгии - Н. Флорин. Возобновил работы по винтокрылой тематике Л. Бреге во Франции. В Германии начал разработку своего вертолета Г. Фокке.

Прогресс развития винтокрылых летательных аппаратов, как уже упоминалось, был постоянно в поле зрения И. И. Сикорского. В 1929 г. он пришел к выводу, что успешный вертолет стал возможен. Для работы над созданием практического вертолета для начала надо было выбрать схему. С 20-х годов как среди проектов, так и среди натурных вертолетов наибольшее распространение получили различные одновинтовые схемы. Наличие только одного несущего винта существенно упрощало конструкцию фюзеляжа и трансмиссии, повышая надежность вертолетов. Кроме того, одновинтовая схема считалась привлекательной благодаря компактности и малому лобовому сопротивлению. Сказывалось влияние и успешно летавших одновинтовых - автожиров. Другая распространенная в то время схема - соосная - считалась менее перспективной из-за более сложных трансмиссии и системы управления, вредных последствий взаимовлияния несущих винтов. Существенной специфической проблемой одновинтовой схемы являлся выбор наиболее эффективного способа парирования реактивного момента несущего винта, что определило большое разнообразие одновинтовых схем.

Желание полностью обойтись без трансмиссии, а также рулевых виитов или других средств уравновешивания реактивного момента несущего винта, вносящих дополнительный вес и усложняющих конструкцию, привело к распространению среди натурных вертолетов конца 20-х - начала 30-х годов так называемой схемы Вельнера, при которой несущий винт приводился в движение посредством пропеллеров, установленных по концам его лопастей. Однако ни одному из построенных вертолетов не удалось добиться сколько-нибудь значительных результатов из-за низкой эффективности пропеллеров, больших центробежных и кориолисовых сил, ломавших лопасти и затруднявших работу двигателей.

Учитывая этот опыт, некоторые конструкторы пришли к выводу, что пропеллеры на концах лопастей целесообразно заменить на реактивный выхлоп предварительно сжатого и подведенного к лопасти газа. Именно такую схему предусмотрел в первом своем проекте, запатентованном в 1929 И. И. Сикорский. Вертолет предполагалось создать на базе амфибии S-38 с заменой крыла на несущий винт, приводимый сжатым и разогретым воздухом, подаваемым от компрессора, расположенного в фюзеляже (патент США № 1848389). Пропульсивная сила и путевое управление должны были обеспечиваться установленными по бокам пропеллерами, продольно-поперечная балансировка - наклоном оси несущего винта. Интересной особенностью проекта было то, что сжатый воздух должен был использоваться не только для приведения во вращение, но и для повышения аэродинамической эффективности несущего винта. Такой способ именуется в настоящее время управлением циркуляцией на лопастях и считается одним из перспективных способов повышения аэродинамических характеристик несущего винта и управления винтокрылым летательным аппаратом. Однако создание работоспособного вертолета с реактивным приводом несущего винта было нереально при уровне знаний и техники того времени, поэтому Игорь Иванович занялся разработкой вертолета с механическим приводом»

Среди схем с механическим приводом наибольшее распространение в 20 - 30-е годы получила схема, при которой для компенсации реактивного момента несущего винта использовались поверхности в индуктивном потоке несущего винта. В США большую работу по этой схеме провел в 30-е годы будущий конкурент нашего героя В. Ле Пейдж.. Первоначально ее рассматривал и И. И. Сикорский. При такой схеме можно было обойтись без трансмиссии и избежать потерь мощности на привод рулевого винта. Но схема имела и недостатки. Эффективность поверхностей сильно зависела от режима полета и резко снижалась в зоне влияния земли, где турбулентный поток сильно нарушал равномерность обдувки поверхностей. Также не удавалось достичь равномерной обдувки поверхностей при их установке в индуктивном потоке толкающего пропеллера. От обеих схем И. И. Сикорскому пришлось отказаться. Для компенсации реактивного момента несущего винта конструктор предпочел использовать высокоэффективный на всех режимах полета рулевой винт, который предполагалось установить сзади на хвостовой балке. Для продольно-поперечного управления вертолетом он предусматривал использовать автомат перекоса.

К концу 30-х годов вертолетостроение достигло больших успехов. Особенно ощутимые результаты были получены на построенном в 1936 г. вертолете немецкого конструктора Г. Фокке. В июне 1937 г. его FW-61 установил мировой рекорд высоты - 2439 м и скорости - 123 км/ч, а в октябре - мировой рекорд дальности - 109 км. В июне 1938 г. уже была достигнута дальность 230 км, а в январе 1939 г. - высота полета 3427 м. Вертолет установил мировой рекорд пребывания в воздухе - 1 ч 20 мин. Это были внушительные успехи. Демонстрация же управляемости ошеломила даже скептиков. Летчица Ханна Райч летала внутри выставочного павильона. Теперь летно-технические характеристики вертолета уже были сопоставимы с характеристиками легкомоторных самолетов. Надежность и работбспособность конструкции, а также пилотажные характеристики были признаны столь высокими, что Г. Фокке получил заказ на разработку серийного транспортного вертолета. Построенный в 1940 г. шестиместный FA-223 был запущен в 1941 г. в небольшую серию.