Реактивные вертолеты
Все основные типы реактивных двигателей – турбовинтовые, турбореактивные, прямоточные, пульсирующие и ракетные – уже успешно применены на вертолетах, и вряд ли стоит сомневаться, что будущее вертолетов тесно связано с развитием реактивных двигателей, особенно газотурбинных.
Использование мощности различных типов реактивных двигателей для вращения несущего винта осуществляется в основном следующими тремя способами:
1. Механический привод. Механический привод несущего винта вертолета от вала газовой турбины. Применяемый в этом случае турбовинтовой двигатель приводит во вращение несущий винт вертолета точно так же, как на самолетах он приводит во вращение обычный тянущий винт.
2. Газовый привод. Использование энергии газов или сжатого воздуха, получаемой от газотурбинной силовой установки. В этом случае турбореактивный двигатель, установленный в фюзеляже вертолета, производит сжатый воздух или газ, который подается к концам лопастей несущего винта, где, истекая из насадков, создает реактивную тягу, приводящую несущий винт во вращение. С целью увеличения силы тяги в насадках может дополнительно сжигаться топливо.
3. Непосредственный привод. Применение тяги реактивных двигателей непосредственно для привода несущего винта. В этом случае используются пульсирующие, прямоточные или ракетные двигатели, устанавливаемые непосредственно на концах лопастей несущего винта. На тяжелых вертолетах будущего возможно также применение на концах лопастей турбореактивных двигателей.
Ниже приводятся сведения о реактивных вертолетах мира с указанием способа привода несущего винта.
Добльгофф WNF 342V-4
Добльгофф WNF 342 (газовый привод). Фридрих Добльгофф начал работу над реактивным вертолетом в 1942 г. Постройка вертолета была осуществлена на заводе фирмы «Винер Нейштадтер флюгцейгверке» в Вене при государственной помощи. С 1942 по 1945 г. было построено четыре опытных образца вертолета, имевших обозначение WNF 342.
Силовая установка этого вертолета состояла из поршневого двигателя, приводившего во вращение компрессор. Сжатый воздух из компрессора в смеси с топливом подавался к концам лопастей, где в небольших камерах сгорания смесь сжигалась. Поршневой двигатель имеет также непосредственную механическую связь с винтом, который он приводит во вращение при взлете и посадке.
Четвертый образец вертолета WNF 342 имел поршневой двигатель мощностью 135 л.с., приводивший во вращение компрессор двигателя Аргус As-411. Вес вертолета был равен 640 кг, диаметр несущего винта – 9,9 м, площадь, ометаемая винтом, – 77 м2.
SO-1100 «Ариель» I
SO-1110 «Ариель» II
SO-1120 «Ариель» III
SNCASO «Ариель» (газовый привод). Вертолет SO-1100 «Ариель» I был построен в 1949 г. Силовая установка вертолета состояла из поршневого двигателя Матис G-8, приводившего во вращение компрессор, воздух из которого подавался к камерам сгорания, установленным на концах лопастей несущего винта. За этим вариантом вскоре последовал модифицированный, но с такой же силовой установкой вертолет SO-1110 «Ариель» II, первый полет которого состоялся 23 марта 1949 г. На третьем образце вертолета SO-1120 «Ариель» III, совершившем первый полет 18 апреля 1951 г., для получения сжатого воздуха была установлена газовая турбина Турбомека «Арриус».
Вертолет «Ариель» III имел взлетный вес 1250 кг (вес пустого вертолета 680 кг), крейсерскую скорость 135 км/час, дальность полета 250 км, диаметр несущего винта 10,8 м и длину 8,25 м.
SO-1220 «Джинн»
SNCASO «Джинн» (газовый привод). Силовая установка вертолета «Джинн» состоит из газогенератора «Палуст», подающего газ к реактивным насадкам на концах лопастей несущего винта под большим давлением. Сжигание дополнительного топлива в насадках не производится. Было построено два одноместных вертолета SO-1220 «Джинн», один из которых совершил первый полет 2 января 1953 г. В настоящее время в производстве находится двухместный вертолет SO-1221 «Джинн», первый полет которого состоялся 16 декабря 1953 г. Взлетный вес вертолета равен 630 кг, вес пустого вертолета – 340 кг и крейсерская скорость – 95 км/час.
Конвертиплан. SO-1310 «Фарфадет»
SNCASO «Фарфадет» (газовый привод). SO-1310 «Фарфадет» представляет собой конвертиплан, несущий винт которого приводится во вращение с помощью силовой установки, аналогичной силовой установке вертолета SO-1120 «Ариель» III, имеющей газотурбинный двигатель «Арриус» для обеспечения питания сжатым воздухом. Для горизонтального полета в носовой части фюзеляжа установлен тянущий винт, который приводится во вращение турбовинтовым двигателем «Артуст». Диаметр несущего винта равен 11,1 м, размах крыла – 5,8 м, крейсерская скорость – 240 км/час. Первый полет летательного аппарата только с работающим двигателем «Арриус» состоялся 9 июня 1953 г.
SNCASO/Лепер (газовый привод). В настоящее время фирмой разрабатывается вертолет конструктора Лепер с силовой установкой, состоящей из газотурбинного двигателя, сжатый воздух и выхлопные газы от которого подводятся по соосным трубопроводам, проложенным вдоль лопастей несущего винта, к реактивным насадкам на их концах.
Норд 1750 (механический привод). Вертолет Норд 1750 имеет силовую установку, состоящую из турбовинтового двигателя Турбомека «Артуст», приводящего во вращение несущий винт. Первый полет опытного образца вертолета состоялся в 1954 г.
Аустер В.9 (непосредственный привод). В настоящее время фирмой «Аустер» разрабатывается проект легкого вертолета В.9, предназначенного для корректировки артиллерийского огня. Несущий винт вертолета будет вращаться с помощью разрабатываемых фирмой прямоточных воздушно-реактивных двигателей, установленных на концах лопастей.
Фэйри «Джайродайн»
Фэйри «Джайродайн» (газовый привод). Второй опытный образец вертолета «Джайродайн» (первый опытный образец совершил первый полет в декабре 1947 г.)'был модифицирован с целью вращения несущего винта посредством силы реакции газовой струи. Он совершил первый полет в январе 1954 г. и является первым английским реактивным вертолетом. Силовая установка вертолета состоит из поршневого двигателя Олвис «Леонидис», приводящего во вращение компрессор от двигателя «Гриффон». Сжатый воздух от компрессора поступает в камеры сгорания на концах лопастей двухлопастного несущего винта, где в него впрыскивается топливо. После окончания второй мировой войны к фирме «Фэйри» перешли патенты Добльгоффа
Фэйри «Ротодайн» (газовый привод). В настоящее время в постройке находятся два опытных образца 40-местного пассажирского вертолета__»Ротодайн». Силовая установка вертолета состоит из двух турбовинтовых двигателей Нэпир «Иленд» N.E1. 3 мощностью по 2805 л.с. каждый. Четырехлопастный несущий винт вертолета только при взлете и посадке приводится во вращение при помощи реактивной тяги, создаваемой истечением сжатого воздуха из насадков, помещенных на концах лопастей, питаемых сжатым воздухом, который поступает от двигателей. Горизонтальный полет осуществляется при помощи тянущих винтов, приводимых во вращение двигателями «Иленд» при свободно вращающихся винтах. Диаметр несущего винта вертолета «Ротодайн» 27,5 м, а размах его крыла 14,3 м. Проектная дальность полета составляет 460 км при крейсерской скорости более 240 км/час.
Фэйри АОР (газовый привод). В ноябре 1954 г. было опубликовано сообщение о том, что фирма «Фэйри» разрабатывает по заказу Министерства снабжения сверхлегкий вертолет, предназначенный для связи и для корректировки артиллерийского огня. Силовая установка вертолета, по-видимому, будет состоять из газогенератора Блэкборн «Палуст», питающего реактивные насадки на концах лопастей несущего винта.
Кинг эркрафт корпорейшн (непосредственный привод). Шотландская фирма «Кинг эркрафт корпорейшн» разрабатывает сверхлегкий вертолет, несущий винт которого будет вращаться посредством прямоточных двигателей этой же фирмы, установленных на концах лопастей. «4
Персиваль Р.74. В настоящее время фирма «Персиваль» строит опытный образец десятиместного вертолета Р.74. Силовая установка вертолета состоит из двух газогенераторов Нэпир «Орикс», специально разработанных для применения на вертолетах и вырабатывающих газ высокого давления, который подается к реактивным насадкам на концах лопастей несущего винта. Дополнительного сжигания топлива в реактивных насадках не производится. Взлетный вес вертолета Р.74 равен 3720 кг.
Персиваль Р.86. Вертолет Р.86, проект которого разрабатывается фирмой «Персиваль», рассчитан на перевозку 40 человек. Силовая установка вертолета будет состоять из газовых турбин фирмы «Нэпир».
Бристоль 191 (газовый привод). Разрабатываемый проект противолодочного вертолета с двумя несущими винтами. Силовая установка вертолета будет состоять из двух турбовинтовых двигателей Бристоль BE-32.
Уэстлэнд W.81 (механический привод). В 1951 г. фирма «Уэстлэнд» составила эскизные проекты ряда тяжелых вертолетов, из которых W.81 является самым легким. Он рассчитан на перевозку 30 человек. Его силовая установка будет состоять из одного турбовинтового двигателя Армстронг-Сиддли «Дабл Мамба», непосредственно приводящего во вращение несущий винт. Взлетный вес вертолета 8200 кг, диаметр несущего винта 22,8 м, проектная крейсерская скорость 300 км/час.
Уэстлэнд W.85 (непосредственный привод). Вторым разрабатываемым проектом фирмы «Уэстлэнд» является проект вертолета W. 85, несущий винт которого будет приводиться во вращение с помощью маломощных турбореактивных двигателей типа Армстронг-Сиддли «Вайпер», установленных по два на концах лопастей несущего винта. Вертолет рассчитан на перевозку 102 человек, его проектный взлетный вес – 24 000 кг при диаметре несущего винта 31,7 м.
Уэстлэнд W.90 (непосредственный привод). W.90 является, вероятно, самым тяжелым из вертолетов, проекты
которых разработаны до настоящего времени. Его несущий винт будет приводиться в движение турбореактивными двигателями Армстронг-Сиддли «Сапфир», установленными на концах лопастей несущего винта. Вертолет рассчитан на перевозку 450 солдат, его проектный взлетный вес равен 94 000 кг, диаметр несущего винта – 60 м.
Америкен геликоптерс ХА-5 «Топ Сержант» (непосредственный привод). ХА-5 представляет собой первый реактивный экспериментальный вертолет, построенный фирмой «Америкен геликоптерс». Первый полет вертолета состоялся в январе 1949 г. Силовая установка вертолета состоит из двух пульсирующих воздушно-реактивных двигателей Америкен геликоптерс AJ-8,75, установленных на концах лопастей несущего винта.
Америкен геликоптерс ХА-6 «Бак Прайвит»
Америкен геликоптерс ХА-6 «Бак Прайвит» (непосредственный привод). Вертолет ХА-6 разработан по заказу ВВС с целью проведения исследований в области вертолетов с пульсирующими двигателями. Первый полет на вертолете был совершен в феврале 1951 г.
Америкен геликоптерс ХН-26
Америкен геликоптерс ХН-26 (непосредственный привод). Вертолет ХН-26 спроектирован и построен в соответствии с тактико-техническими требованиями ВВС в отношении одноместного вертолета, который может быть быстро разобран и упакован в небольшие контейнеры для сбрасывания на парашютах. Первый полет па вертолете был совершен 30 июня 1952 г. Силовая установка вертолета состоит из пульсирующих воздушно-реактивных двигателей фирмы «Америкен геликоптерс» диаметром 171 мм, установленных на концах лопастей несущего винта. Вес вертолета с оборудованием равен 318 кг, вес полезной нагрузки – 270 кг, максимальная скорость полета – 128 км/час, продолжительность полета – 1,5 часа.
В настоящее время фирма «Америкен геликоптерс» является вертолетостроительным филиалом фирмы «Ферчайлд».
Белл XH-13F (механический привод). Вертолет XH-13F является опытным образцом, построенным на базе серийного вертолета Белл модель 47. Силовая установка вертолета состоит из одного турбовинтового двигателя Континенталь ХТ-51-Т-3 («Артуст»), приводящего во вращение несущий винт.
Бенсэн «Мидджет» (непосредственный привод). «Мидджет» представляет собой легкий одноместный вертолет, несущий винт которого приводится во вращение прямоточными двигателями, установленными на концах лопастей. Диаметр несущего винта вертолета 4,6 м, вес пустого вертолета 45 кг, максимальный взлетный вес 227 кг. Поднялся в воздух в 1954 г.
Кэпитэл «Хоппикоптер» (непосредственный привод). «Хоппикоптер» представляет собой сверхлегкий вертолет, несущий винт которого приводится во вращение пульсирующими двигателями, установленными на концах лопастей. Тяга каждого двигателя 10,5 кг. Двигатели разработаны научно-исследовательской лабораторией ВМС. Вес пустого вертолета 59 кг, нормальный взлетный вес 204 кг, максимальная скорость 145 км/час. Впервые поднялся в воздух в 1954 г.
Проект фирмы «Дуглас» (механический привод). Фирма «Дуглас» разрабатывает 50-местный пассажирский вертолет, предназначенный для замены пассажирского самолета DC-3. Силовая установка вертолета будет, по-видимому, состоять из двух турбовинтовых двигателей Роллс-Ройс РВ 109, непосредственно приводящих во вращение несущие винты.
Хиллер YH-32
Хиллер HJ-1 «.Хорнет» (непосредственный привод). HJ-1 «Хорнет» представляет собой двухместный вертолет, вращение несущего винта которого осуществляется с помощью прямоточных воздушно-реактивных двигателей Хиллер 8PJBC, установленных на концах лопастей и развивающих тягу по 14,5 кг каждый. Первый полет состоялся в 1950 г. В настоящее время в ВВС и ВМС США испытываются модификации этого вертолета, имеющие соответственно обозначения H-32 и HOE-1.
Хьюз ХН-17 (газовый привод). ХН-17 – экспериментальный вертолет большой грузоподъемности. Силовая установка состоит из двух турбореактивных двигателей Дженерал электрик J-35-GE. Сжатый воздух от компрессоров двигателей подается к камерам сгорания GE33F на концах лопастей, где впрыскивается и сжигается топливо. Первый полет на вертолете был совершен 23 октября 1952 г. Диаметр несущего винта равен 38 м, высота вертолета – более 9 м, взлетный вес – около 23 600 кг, вес перевозимого груза – 12 300 кг, максимальная скорость – 127 км/час, дальность полета – 64 км.
Работы над проектом Хьюз ХН-28, являющимся дальнейшим развитием вертолета ХН-17, прекращены.
Джервис «Бэби» J
Джервис «Бэби» J (непосредственный привод). «Бэби» J – одноместный опытный вертолет, несущий винт приводится во вращение клапанными пульсирующими двигателями фирмы «Джервис», установленными на концах лопастей. Фирмой «Джервис» разработан также более мощный бесклапанный пульсирующий двигатель.
Каман К-225
Каман К-225 (механический привод). В 1951 г. на вертолете К-225 для вращения несущих винтов вместо поршневого двигателя был установлен турбовинтовой двигатель Боинг ХТ-50-ВО-2. Первый полет на вертолете был совершен 10 декабря 1951 г. Этот вертолет явился первой в мире машиной с приводом несущих винтов от газотурбинного двигателя.
Каман НТК-1 (механический привод). Для продления опытов фирмы «Каман» по разработке реактивных вертолетов по заказу ВМС США на вертолете НТК-1 для привода несущих винтов были установлены два турбовинтовых двигателя Боинг YT-50. Первый полет на вертолете был совершен 26 марта 1954 г.
Келлэт КН-15 (непосредственный привод). КН-15 представляет собой опытный образец одноместного вертолета, построенного по заказу ВМС США. Привод несущего винта вертолета осуществляется жидкостно-реактивными двигателями Риэкшен моторс XLR-32-PM, установленными на концах лопастей. Первый полет на вертолете был совершен в 1954 г.
Мак-Доннэл ХН-20 «Литтл Генри»
Мак-Доннэл ХН-20 «Литтл Генри». Вертолет ХН-20 построен в 1947 г. под фирменным обозначением J-1 для исследования вопроса применения на вертолетах прямоточных двигателей. Первый полет на вертолете был совершен 5 мая 1947 г. Вертолет имеет двухлопастный несущий винт, на концах лопастей которого установлены прямоточные двигатели фирмы «Маркуардт». Вес пустого вертолета равен 127 кг, вес полезной нагрузки – 227 кг, максимальная скорость – 80 км/час, диаметр несущего винта – 5,5 м.
Мак-Доннэл модель 82 XV-1 (непосредственный привод). XV-1 – опытный конвертиплан, разработанный по общему заказу для армии и ВВС США. Силовая установка конвертиплана состоит из поршневого двигателя, приводящего во вращение толкающий винт и воздушный компрессор, от которого сжатый воздух подается к камерам сгорания на концах лопастей несущего винта, куда впрыскивается топливо.
Мак-Доннэл модель 78 XHRH-1. Об этом транспортном вертолете, предназначенном для морской пехоты, не опубликовано никаких сведений, за исключением того, что на нем будет использован газотурбинный двигатель.
Мак-Доннэл модель 82 или XV-1
Мак-Доннэл модель 86 ХСН-1. Вертолет является «летающим краном», разрабатываемым для морской пехоты. Других сведений об этом вертолете до его первого полета не будет опубликовано.
Нэглер «Конверт-э-Крафт» модель 130 (непосредственный привод). Летательный аппарат является конвертипланом необычной схемы и состоит из фюзеляжа самолета Аэронка «Чемпион», на котором крыло заменено двухлопастным несущим винтом. Взлет осуществляется посредством несущего винта, приводимого во вращение пороховыми ракетными двигателями, установленными по три на каждом конце лопасти. В горизонтальном полете несущий винт вращается свободно, создавая подъемную силу, тяга же получается за счет работы тянущего винта.
Маркуардт М-14
Маркуардт М-14 (непосредственный привод). М-14 – первый американский вертолет с пульсирующими двигателями. На концах лопастей несущего винта установлены пульсирующие двигатели фирмы «Маркуардт» диаметром 200 мм. Диаметр несущего винта 8,8 м.
Пясецкий YH-16A (механический привод). YH-16A представляет собой второй опытный образец вертолета RJ-15 «Транспортер», для вращения несущих винтов которого будут установлены два турбовинтовых двигателя Аллисон Т-38-А-6.
Ротор джетс RJ-1 (непосредственный привод). Вертолет RJ-1, построенный в 1947 г., предназначен для исследования вопроса о вращении несущих винтов с помощью реактивных двигателей, установленных на концах лопастей. Несущий винт вертолета имеет одну лопасть радиусом 2,6 м, уравновешенную противовесом. На конце лопасти установлен прямоточный двигатель.
Роторкрафт RH-1
Роторкрафт RH-1 «Пинуилл» (непосредственный привод). RH-1 – одноместный вертолет, разработанный по заказу ВМС. Первоначально двухлопастный несущий винт вертолета приводился во вращение ЖРД Риэкшен моторс XJP-32-PM, установленными на концах лопастей. В настоящее время эти двигатели заменены двигателями фирмы «Роторкрафт». Вертолет оборудован лыжным шасси. Первый полет на вертолете был совершен в 1954 г.
Шмидт «Паракоптер»
Шмидт «Паракоптер» модель 2 (непосредственный привод). Построен на базе вертолета фирмы, прошедшего летные испытания, и предназначен для эвакуации пострадавших. Несущий винт вертолета вращается пульсирующими двигателями, установленными на концах лопастей. Диаметр несущего винта вертолета равен 5,3 м, высота вертолета – 2,6 м, вес пустого вертолета- – 120 кг, вес полезной нагрузки – 216 кг, максимальная скорость – 210 км/час. Первый полет был совершен в 1953 г.
Сикорский ХН-39
Сикорский ХН-39 построен на базе вертолета S-52, на котором вместо поршневого двигателя для несущего винта установлен турбовинтовой двигатель Континенталь Т-51-Т-3 над фюзеляжем. Первый полет на вертолете был совершен в 1954 г.
Кайаба индастриал К° (непосредственный привод). Фирма «Кайаба», производившая перед второй мировой войной автожиры, разработала на базе легкого американского самолета Цессна-170 конвертиплан с поршневым двигателем Континенталь E-180 мощностью 180 л. с, приводящим во вращение тянущий винт. Этот же двигатель используется для начальной раскрутки несущего винта, на концах лопастей которого установлены прямоточные двигатели.
SOBEH (непосредственный привод) является первым вертолетом голландской конструкции и предназначен для исследовательских целей. Несущий винт приводится во вращение небольшими прямоточными двигателями, установленными на концах лопастей. Название вертолета – SOBEH – образовано из начальных букв наименования организации, разработавшей проект машины.