Авиация и космонавтика 2008 01

История вертолетных рекордов

В начале 1939 года конструктор начал разработку экспериментального вертолета VS-300 (S-46, фирма «Воут-Сикорский»), Постройка машины была завершена в сентябре 1939 года. 14 сентября И. Сикорский начал проводить первые испытания машины на привязи. Длились они довольно долго, только 13 мая 1940 года состоялся первый свободный полет вертолета. Пилотировал машину сам конструктор. 20 мая состоялась публичная демонстрация вертолета, после которой Игорю Сикорскому была вручена первая в США лицензия пилота вертолета.

Один час 5 мин 14,5 с – такая продолжительность полета была зафиксирована в летных испытаниях вертолета VS-300 15 апреля 1941 года. Менее чем через месяц, 6 мая 1941 года, был установлен мировой рекорд (и первый американский мировой рекорд) продолжительности полета для вертолетов – 1 ч 32 мин 49 с. В кабине летчика по-прежнему находился сам конструктор И.И. Сикорский.

Однако возможности вертолета VS-300 на этом были исчерпаны. Он создавался как экспериментальный, предназначенный для оценки возможностей вертолетов одновинтовой схемы, а не для практической эксплуатации. Вертолет имел ферменный фюзеляж без обшивки и первоначально оснащался одним ПД фирмы «Лайкоминг» мощностью 65 л.с., приводящим во вращение трехлопастный несущий винт диаметром 8,5 м и однолопастный рулевой винт. Позже двигатель был заменен на более мощный ПД в 90 л.с. фирмы «Франклин», ферменная конструкция фюзеляжа покрыта тканевой обшивкой, увеличена база шасси, на хвостовой балке в индуктивном потоке от несущего винта установлены рулевая поверхность и два дополнительных рулевых винта. При этом взлетная масса вертолета увеличилась до 520 кг. 17 апреля 1941 года вертолет VS-300, на котором четырехколесное шасси было заменено поплавковым, впервые взлетел с воды. Установка более мощного двигателя и улучшение обводов фюзеляжа позволили во время испытаний в 1942 году достичь скорости полета 100 км/ч (правда, при этом резко усилилась вибрация). Вертолет VS-300 налетал 102 часа и в 1943 году был передан в музей Эдисона.

Во время Второй мировой войны основные усилия воюющих стран были направлены не столько на разработку новых летательных аппаратов и достижение ими мировых рекордов, сколько на создание боевых самолетов, что вполне понятно. И тем не менее, на военных вертолетах И.И. Сикорского именно в годы войны был выполнен ряд рекордных полетов. Речь идет о машинах, эксплуатировавшихся ВВС США. Первым таким вертолетом стал опытный двухместный вертолет XR-4 (обозначавшийся VS-316, а затем S-47). Вертолет, пилотируемый летчиком-испытателем Чарльзом Моррисом, 14 января 1942 года достиг во время летных испытаний скорости 130 км/ч и высоты 600 м. Через три месяца, 20 апреля 1942 года, вертолет был показан представителям ВВС. Для этой демонстрации И.И Сикорский разработал специальную программу: сначала пилот выполнил ряд вертикальных взлетов и точных посадок на размеченную площадку, потом ряд полетов на режиме висения с разворотами. Затем настало время почти «цирковых» номеров: захват выступающим в носовой части вертолета штырем колец диаметром 25 см, подвешенных на двухметровых рейках, подлет с этими кольцами к самому Сикорскому, который снимал их со штыря. В следующем полете пилот подцепил штырем сетку с сырыми яйцами, перенес их на некоторое расстояние и опустил, ни одного не разбив. Следует отметить, что подобная демонстрация точности управления в дальнейшем стала обязательным элементом соревнований по вертолетному спорту и показательных выступлений на авиационных праздниках.

И. Сикорский за штурвалом своего первого вертолета

Испытания И. Сикорским усовершенствованного вертолета VS-300

Подъем по веревочной лестнице пилота Ральфа Алекса на борт вертолета XR-4

Американские военные смогли также увидеть «процесс» передачи пакета с условными документами, подъем на борт винтокрылой машины по веревочной лестнице, полет на режиме висения на высоте 1500 м, снижение на режиме самовращения и, наконец, подъем четырех человек на борт вертолета на режиме висения в зоне влияния земли.

13-15 мая 1942 года на вертолете XR-4 летчик Чарльз Моррис впервые выполнил длительный перелет протяженностью 1225 км. Машина стартовала с заводского аэродрома в Бриджпорте и с 16 промежуточными посадками финишировала в лет- но-испытательном центре ВВС в Райт Филде. Здесь вертолет встречали представители ВВС, И.И. Сикорский и сам пионер авиации Орвилл Райт, Опытный летчик высоко оценил вертолет XR-4 и этот перелет, открывший дорогу дальним перелетам вертолетов. Не обошли своим вниманием перелет и средства массовой информации США.

Вертолет XR-4 имел двигатель воздушного охлаждения «Вернер» мощностью 185 л.с., который приводил во вращение трехлопастный несущий винт диаметром 11,6 м и рулевой винт диаметром 2,44 м, фюзеляж ферменной конструкции квадратного поперечного сечения с двухместной кабиной. Трехопорное ферменное колесное шасси могло быть заменено поплавковым. Взлетная масса вертолета составляла 1170 кг, а грузоподъемность – 240 кг. Для ВВС США и Великобритании было заказано 200 вертолетов XR-4 и YR-4, но построено только 128. Сначала они использовались в основном для обучения летчиков в первых вертолетных школах. Затем их стали применять для спасательных операций во флоте и в частях береговой охраны. Вертолеты для этого были оборудованы спасательной лебедкой. В одном из полетов, чтобы продемонстрировать лебедку в действии (и доказать безопасность такой операции), с ее помощью Моррис поднял на борт вертолета самого И.И. Сикорского, а в последующих полетах таким же образом был поднят на борт сын конструктора Сергей, служивший тогда в авиации.

Позже, в 1944 году, вертолеты R-4 использовались в военных действиях в Бирме для разведки, связи, перевозки раненых, а также для корректировки артиллерийского огня.

В январе 1943 года во время испытаний вертолета XR-4 Чарлз Моррис установил пять неофициальных рекордов: скорости полета на базе 20 км -129 км/ч, высоты полета 3550 м и 2800 м с одним пассажиром, дальности полета по прямой – 180 км, скороподъемности – 3,9 м/с при взлетной массе 1090 кг. Эти показатели значительно превосходили официальные мировые рекорды, установленные в 1937-1939 гг. на немецком вертолете Fw 61.

Развитием вертолета XR-4 (S-47) стал новый двухместный вертолет R-6 (S-49). Он отличался улучшенными обводами фюзеляжа и более мощным двигателем фирмы «Франклин» (245 л.с.), а также более высокими летными характеристиками. Первый полет вертолета состоялся 15 октября 1943 года (летчик-испытатель Чарлз Моррис). Через полгода, 2 марта 1944 года, этот же вертолет, но уже пилотируемый летчиками ВВС подполковником Фрэнком Грегори и вторым пилотом Ральфом Алексом, произвел беспосадочный перелет из Вашингтона в Дейтон. Тем самым были установлены неофициальные рекорды дальности полета по прямой – 623 км и продолжительности полета – 4 ч 55 мин. Средняя скорость полета составила 130 км/ч (напомним, что во время войны FAI не регистрировала мировые рекорды).

И. Сикорский и Орвилл Райт поздравляют пилота Чарльза Морриса с успешным полетом на R-4.

Подъем на спасательной лебедке И.Сикорского на борт вертолета R-4

Рекордный серийный вертолет R-6

Серийный вертолет R-5

В июле 1945 года на армейском вертолете R-6A при выполнении спасательной операции был совершен беспосадочный перелет протяженностью 690 км – время в полете составило 5 часов. Вертолеты R-6, подобно R-4, были построены небольшой серией в количестве 219 машин и использовались во время военных действий в Бирме для наблюдения и связи.

Новый двухместный опытный XR-5, совершивший первый полет 18 августа 1943 года, и особенно его усовершенствованная модель – четырехместный S-51 стали еще одним шагом вперед. На вертолете был установлен двигатель R-985AN «Уосп Джуниор» фирмы «Пратт-Уитни» мощностью 450 л.с. и трехлопастный несущий винт диаметром 14,64 м. По сравнению с S-46 и S-47, S-51 имел почти вдвое большую взлетную массу и мог перевозить втрое больше полезной нагрузки. Первый опытный вертолет XR-5 в октябре 1943 года потерпел аварию из-за поломки рулевого винта в одном из демонстрационных полетов. Летные испытания были продолжены в декабре на втором опытном XR-5. Они показали высокие летные характеристики вертолета.

После окончания войны, когда FAI возобновила свою деятельность, были зарегистрированы три новых мировых рекорда, установленные летчиками ВВС США на серийных вертолетах R-5:

– рекорд скорости полета на базе 20 км – 178,39 км/ч (3 июня 1946 года, пилот полковник Уилсон);

– рекорд дальности полета по замкнутому маршруту – 1132 км (14 ноября 1946 года, пилот майор Д. Дженсен);

– рекорд высоты – 5842 м (10 февраля 1947 года, пилот майор Касселл).

В 1946 году на вертолете R-5 был продемонстрирован одновременный подъем на режиме висения в зоне влияния земли 18 человек – они размещались не только в кабине, но и на стойках шасси.

Вертолеты R-5 и S-51 серийно производились в США – было построено 279 машин, затем по лицензии в Великобритании – 152 вертолета под названием «Уиджен».

В 1943-1944 гг. изучалась возможность буксировки вертолетов R-5 и R-6 транспортным самолетом для увеличения дальности полета: вертолет буксировали на режиме самовращения несущего винта со скоростью 185 км/ч на длинном тросе, его топливо при этом не расходовалось. Однако такая скорость оказалась неэкономичной для самолета. Требовалась большая мощность при большем расходе топлива. Вдобавок, в одном из таких полетов лопасти несущего винта R-5 задели за трос и разрушились. Это привело к падению винтокрылой машины и гибели летчика – от экспериментов было решено отказаться.

Вертолет R-5 садится на башню крейсера

Более успешным оказался эксперимент по взлету вертолетов R-5 и R-6 с палубы корабля, для чего были созданы специализированные вертолеты корабельного базирования. В 1947 году в Лос-Анджелесе с помощью пяти вертолетов S-51 была впервые организована доставка почты. Вертолеты S-51 широко использовались для наблюдения и связи во время военных действий в Корее.

Серийный вертолет S-51

В 1952 году один из вертолетов S-51, поврежденный при вынужденной посадке в этой стране, был доставлен в СССР, в ЦАГИ. Его конструкцию детально изучали студенты- дипломники кафедры «Проектирование и конструкция вертолетов» Московского авиационного института, среди которых был и автор этой статьи. Мы получили возможность сравнить S-51 с нашим вертолетом Ми-1. Трофейная машина оказалась устаревшей и менее совершенной, чем Ми-1. Наш вертолет имел улучшенную аэродинамику и более высокие летные характеристики. Подтверждение тому – 31 мировой рекорд, установленный советскими и польскими летчиками на вертолетах Ми-1.

Первая демонстрация вертолета Г-3 на воздушном празднике в Тушино в 1946 г.

Летчик-испытатель М.Д.Гуров демонстрирует взлет и посадку вертолета на автомобиль ЗИС-150

В 1946 году в СССР впервые на воздушном параде в Тушино были продемонстрированы три вертолета двухвинтовой поперечной схемы, созданные в ОКБ И.П. Братухина. Один – опытный вертолет «Омега-1» с двумя ПД МГ-ЗФ мощностью по 350 л.с. каждый. Полет на нем выполнял заводской летчик-испытатель М.К. Байкалов. Два других – серийные вертолеты Г-3, пилотируемые также заводскими летчиками-испытателями К.И. Пономаревым и В.П. Мареевым. Вертолеты совершали вертикальный взлет и посадку, летали на режиме висения и маневрировали над аэродромом.

С этого времени демонстрация вертолетов становится обязательной на всех воздушных праздниках. Так, в 1947 году демонстрировались два вертолета Г-3 и их усовершенствованный вариант Г-4, в 1948 году новый вертолет связи Б-11 двухвинтовой поперечной схемы и новый одноместный экспериментальный вертолет двухвинтовой соосной схемы Ка-8, созданный в ОКБ Н.И. Камова. Летчик-испытатель М.Д. Гуров взлетал и сажал этот вертолет на платформу грузового автомобиля: так были продемонстрированы высокая маневренность вертолета и возможность его взлета и посадки на небольшие площадки лишь немного превышающие размеры самого вертолета.

Г-3 и Ка-8 стали первыми в СССР вертолетами, производившимися серийно. Было построено 9 вертолетов Г-3 и 10 вертолетов Ка-10 (развитие Ка-8). Эти вертолеты продемонстрировали хорошие летные характеристики, и тем не менее они не превосходили результатов, достигнутых на вертолетах Fw 61 и Fa 223 и зарегистрированных в качестве мировых рекордов.

Комбинированный вертолет "Джайродайн" с крылом и тянущим винтом

Демонстрация вертолета W-l I "Эр Хорс" на выставке в Фарнборо

В 1948 году в борьбу за мировые вертолетные рекорды скорости включилась Великобритания. В известной самолетостроительной фирме «Фейри Авиэйшн» (Fairy Aviation) под руководством доктора Джеймса Беннета был разработан и в 1947 году построен необычный винтокрылый аппарат «Джайродайн», рассчитанный на полет с большой скоростью. Аппарат был выполнен по комбинированной схеме и имел фюзеляж самолетного типа с большим крылом и горизонтальным оперением. Поршневой двигатель «Олвис Леонидес» мощностью 515 л.с. приводил во вращение через трансмиссию трехлопастный несущий винт диаметром 15,85 м, а также установленный на правой консоли крыла рулевой винт. Его использовали не только для уравновешивания реактивного крутящего момента, но и для создания дополнительной горизонтальной тяги. Поэтому аппарат «Джайродайн» скорее можно было отнести к винтокрылам, так как он имел крыло для разгрузки несущего винта и дополнительный движитель.

28 июня 1948 года во время летных испытаний двух комбинированных вертолетов «Джайродайн» на базе 3 км была достигнута максимальная скорость 200,066 км/ч. Она почти на 22 км/ч превосходила рекорд скорости вертолета R-5 и была зарегистрирована в качестве мирового рекорда. Взлетная масса вертолета с двумя пилотами составляла 2180 кг. Машину пилотировал военный летчик, командир эскадрильи Аркелл.

Отметим, что регистрация этого достижения как мирового рекорда скорости была не совсем правомерной. «Джайродайн» обладал существенными преимуществами по сравнению с другими вертолетами, что не могло не вызвать возражений И.И. Сикорского и других конструкторов вертолетов, чьи вертолеты летали без дополнительных движителей. Поэтому в дальнейшем при разработке классификации вертолетных рекордов было принято решение предусматривать отдельную регистрацию рекордов по классу Е-2 для комбинированных винтокрылых аппаратов (винтокрылов).

В сентябре 1948 года вертолет «Джайродайн» принимал участие в авиационной выставке в Фарнборо. Пилот Роберт Мейерсбург, который показывал возможности вертолета в полете, не мог не отметить высокий уровень шума в кабине и недостаточную устойчивость аппарата на режиме висения. В апреле 1949 года «Джайродайн» потерпел катастрофу, оба члена экипажа погибли. Дальнейшая разработка вертолета была прекращена. Позже, в 1953 году, оставшийся «Джайродайн» был модифицирован, и на нем проводились исследования реактивного компрессорного привода несущего винта, предлагавшегося для разрабатываемого пассажирского винтокрыла «Ротодайн».

Рекордным по размерам и взлетной массе стал вертолет W-l 1 «Эр Хорс» (Air Horse – воздушная лошадь). Он был построен в Великобритании фирмой «Сиерва», основанной известным испанским конструктором Хуаном Сиервой. Вертолет отличался оригинальной компоновкой. Он был выполнен по трехвинтовой схеме с трехлопастными несущими винтами диаметром 14,33 м. Они приводились во вращение через сложную систему трансмиссии от установленного в фюзеляже поршневого двигателя «Мерлин» мощностью 1620 л.с. Машина имела трехопорное шасси, амортизационные стойки которого были рассчитаны при аварийной посадке на перегрузку 6,5 д. Первый полет опытного вертолета W-11 состоялся 8 декабря 1948 года на аэродроме Королевского авиационного института в Фарнборо. Пилотировал аппарат летчик-испытатель фирмы «Сиерва» Алан Марш.

Вертолет W-l 1 отличался значительно большими, чем вертолеты того времени, размерами. Он имел фюзеляж самолетного типа длиной 16,8 м с разнесенным двухкилевым вертикальным оперением и вместительной грузовой кабиной объемом 58 м3 . Для доступа в нее хвостовая часть с оперением отклонялась вбок на шарнирах. В носовой части размещалась кабина экипажа, рассчитанная на трех человек – пилота, штурмана и бортинженера. Взлетная масса вертолета должна была составлять 7940 кг, а полезная нагрузка – 2435 кг при массе пустого вертолета 5505 кг. Однако во время летных испытаний взлетная масса не превышала 6200 кг, а перевозимая нагрузка с экипажем из трех человек была ограничена 500 кг. Эти испытания, которые продолжались всего 2,5 ч, должны были подтвердить целесообразность использования трех- винтовой схемы для тяжелых вертолетов. Дальнейшая судьба вертолета сложилась неудачно: в июле 1950 года из-за обрыва тяги управления шагом он потерпел катастрофу, повлекшую гибель экипажа, и дальнейшая разработка машины была прекращена.

(Продолжение следует)

Красивая тигриная окраска самолетов привлекает внимание…