Создатель автожира Хуан де ла Сьерва (1895-1936)

Послесловие редактора

В те времена, когда Хуан де ла Сьерва вел свои работы по автожирам, во всем мире можно было насчитать едва ли сотню человек, занятых этой проблемой. А в наше время в сферу деятельности винтокрылой авиации вовлечено в той или иной степени сотни тысяч человек, но, к сожалению, большинство из них имеет весьма слабое понятие о том, что делалось в этой области полвека назад. Поэтому появление книги Г. И. Катышева, на мой взгляд, будет встречено с большим интересом. Тем более, что понимание значения знакомства с историей науки и техники возрастает у нас с каждым годом. Соответственно увеличивается число людей, ведущих исторические исследования, в их круг вовлекаются лица самых разных специальностей. "Изучение истории науки и техники не только помогает каждому научному работнику и инженеру в изучении его специальной дисциплины, но и позволяет создать более широкий и правильный взгляд на законы ее развития и на ее место среди других наук", — писал Б. Н. Юрьев.

Знание истории рождения автожира и развития автожиростроения важно еще и потому, что автожиро-строение стало одним из главных камней фундамента, на котором стоит вертолетостроение.

Ротор автожира дал несущему винту вертолета цервоначальную конструкцию лопастей и втулок, сведения о динамической картине работы как отдельной лопасти, так и несущего винта в целом, научил регулировке этой непростой динамической системы, помог в решении проблем эксплуатации, подтолкнул ученых на теоретическую разработку аэродинамики несущих винтов, которая значительно сложнее, чем у самолетов.

Трансмиссия, ее валы, муфты включения (сцепления) свободного хода, тормоза и шарниры валопроводов, конструкция которых базировалась в те годы в значительной степени на опыте автомобилестроения, были творчески переработаны авиационными конструкторами в основном с целью облегчения и повышения удельных параметров и использованы на автожирах для раскручивания роторов от основного мотора перед взлетом. Эти элементы послужили основой для конструирования приводов несущих и рулевых винтов вертолетов. Примененная на автожире компоновка кабины экипажа с двумя сиденьями, расположенными рядом, сдвижными дверьми и остеклением, обеспечивающим обзор вниз (что необходимо при крутом снижении и близкой к вертикальной посадке), перешла и к вертолетам.

Очень важным было обстоятельное исследование (как теоретическое, так и экспериментальное) работы ротора автожира на режиме авторотации, в частности неоднократные посадки на авторотирующем винте при остановленном двигателе. Развеялись опасения "а что будет с этой мельницей, если остановится мотор?" Таким образом одна из основных проблем винтокрылой авиации — безопасная посадка при отказе двигателя — была решена.

И, наконец, что также весьма важно, автожиростроение привлекло талантливых инженеров-конструкторов и ученых, энтузиастов, тяготеющих к решению новых сложных проблем, веривших в будущее винтокрылой авиации. Первое поколение вертолетостроите-лей состояло в основном из людей, прошедших школу автожиростроения.

Создание автожира и быстрое его совершенствование, преодоление при этом серьезных принципиальных трудностей стало возможным потому, что автор этого изобретения Хуан де ла Сьерва удачно соединил в себе талант инженера-конструктора, изобретателя, безграничную преданность идее с огромной работоспособностью. Всю свою недолгую жизнь он полностью отдал работе, изобретению и совершенствованию нового вида летательного аппарата. Жизнь де ла Сьервы — хороший пример для молодых людей, вступающих на инженерно-конструкторское поприще.

Посев де ла Сьервы взошел обильными всходами в вертолетостроении. За 45 лет (1940–1985 гг.) верто-летостроение достигло значительных успехов. Пройден путь от двухместных машин с полетным весом немногим более 1 т, мотором мощностью до 200 л. с. и максимальной скоростью полета около 150 км/ч до вертолета-гиганта Ми-26 с полетным весом 56 т, двигателями мощностью 20 тыс. л. с. и скоростью полета 300 км/ч, способного перевозить груз весом 20 т.

На Западе сформировалась мощная вертолетостроительная промышленность, выпускающая в настоящее время более 2 тыс. вертолетов в год (в отдельные периоды авиационная промышленность США выпускала вертолетов больше, чем самолетов). За 45 лет построено более 60 тыс. вертолетов.

В результате "естественного отбора", после опробования различных схем, наибольшее распространение во всем мире получила схема одновинтового вертолета с рулевым винтом. Кроме того, в США строятся двухвинтовые вертолеты продольной схемы, а в нашей стране — вертолеты соосной схемы. Есть вертолеты "сухопутные", специальные корабельные, вертолеты-амфибии, выполняющие посадки на землю и на воду.

В первые годы строительства вертолетов на них применялись звездообразные поршневые двигатели воздушного охлаждения. С середины 50-х годов начали широко использоваться силовые установки с газотурбинными двигателями. Высокой степени совершенства достигли несущие винты вертолетов. От двухлопастных винтов диаметром около 10 м по мере увеличения веса машин и мощности двигателей постепенно перешли к восьмилопастным диаметром 32 м, способным воспринимать мощность в 20 тыс. л. с. Нагрузка на ометаемую поверхность несущего винта возросла от 10 до 70 кг/м². Конструкция лопастей, первоначально деревянная с тканевой обшивкой, потом цельнометаллическая, в последнее время выполняется из самых современных композиционных материалов, в том числе углепластиков.

Ресурс и надежность всех жизненно важных агрегатов вертолетов возросли в десятки раз. Как и самолеты, вертолеты могут выполнять фигуры высшего пилотажа: горки, бочки и петли Нестерова. Дальность полета вертолетов достигла более, чем 1000 км; с дозаправкой топливом в полете они совершают перелеты через Атлантику.

Вертолеты неутомимые труженики и широко используются в народном хозяйстве. Можно насчитать более сотни видов применения вертолетов в мирных целях: в сельском и лесном хозяйстве (борьба с вредителями растений, подкормка посевов, патрулирование лесов и борьба с лесными пожарами), при обслуживании нефтегазопромыслов (доставка грузов и вахт), в медицинской службе и т. п.

Медицинское обслуживание населения с помощью вертолетов спасло жизнь тысячам людей. А если учесть спасательные работы, проводимые вертолетами при стихийных бедствиях — наводнениях, ураганах, пожарах, землетрясениях, то количество людей, спасенных с их помощью от гибели, можно исчислять уже сотнями тысяч. Особое значение имеют вертолеты в отдаленных районах, где нет дорог и аэродромов.

Тяжелые вертолеты выполняют большой объем работ по перевозке грузов и людей. Причем грузы больших габаритов перевозятся не только внутри фюзеляжа, но и на внешней подвеске. В этом случае вертолеты превращаются как бы в воздушные краны с той разницей, что наземные краны переносят свои грузы на десятки метров, а воздушные — на сотни километров. Специальные строительно-монтажные работы выполняются вертолетными кранами за считанные часы. Не будь вертолетов, эти работы потребовали бы месяцев.

Вертолетостроительные фирмы постоянно работают над улучшением летно-технических характеристик машин: грузоподъемности, скорости и дальности полета, ресурса и надежности, экономичности. Вертолеты оснащаются сложным радиоэлектронным оборудованием, делающим их всепогодными. Сейчас вертолетостроение вступило в новую фазу своего развития: если вертолеты первого поколения были многоцелевыми, универсальными, то в третьем и четвертом поколениях начинается их специализация. Специализация будет возрастать, как это имело место в свое время в автомобиле- и самолетостроении, области применения будут расширяться и роль винтокрылой авиации в жизни человечества будет становиться все более важной.

Что касается будущего автожиров, то, как правильно отмечает Г. И. Катышев, поскольку автожир несколько проще вертолета по конструкции, то он дешевле в изготовлении и эксплуатации. Поэтому когда мы научимся строже относиться к экономике, объективный расчет покажет, что в ряде областей применения автожир может быть выгоднее и вертолета, и самолета.

В. И. Бирюлин