Вертолёт, 2006 №3

Конструктор Стэнли Хиллер

Стэнли Хиллер

Стэнли Хиллер, скончавшийся 20 апреля 2006 в возрасте 81 года, принадлежал к пионерам мирового вертолетостроения, был из числа людей, чьи работы имели принципиальное значение для развития винтокрылых летательных аппаратов. Ему принадлежит честь создания первой удачной модели вертолета соосной схемы. Но Стэнли Хиллер прославился и как выдающийся организатор производства. Созданная им компания за время своего существования произвела несколько тысяч военных и гражданских вертолетов разных модификаций, а успех разработанной им методики антикризисного управления предприятием сделал авиаконструктора одним из самых авторитетных промышленных менеджеров своего времени.

Стэнли Хиллер летит на экспериментальном вертолете J-5

Один из основоположников американского вертолетостроения конструктор Стэнли Хиллер, создавший известную фирму Hiller Helicopter и множество оригинальных проектов вертолетов и аппаратов вертикального взлета и посадки, отличался в своем творчестве большой изобретательностью. С раннего детства он показал не только умение найти необычные технические решения, но и успешно внедрить их в практику с выгодой для создателя. Еще школьником, например, он придумал и смастерил несколько игрушек и даже организовал их производство и продажу.

В 15 лет Стэнли Хиллер заинтересовался необычными тогда летательными аппаратами — геликоптерами, начал изучать, а затем изготавливать модели аппаратов вместе со своими друзьями (в авиамастерскую был превращен гараж отца). В 1944 году им был спроектирован по двухдвигательной соосной схеме и построен ЛА Hiller Copter. Надо отметить, что вертолеты такой схемы были очень сложны в доводке, и поэтому ни один из построенных в США в то время не летал. Геликоптер Хиллера стал первым успешно летавшим вертолетом двухвинтовой соосной схемы. Его создатель, чтобы заинтересовать вертолетом известного промышленника и миллионера Генри Кайзера и продемонстрировать хорошую управляемость машины, посадил ее прямо под окна конторы Кайзера.

В сороковые годы вертолеты не были в Америке новинкой: с 1943 года начали серийно производиться вертолеты Игоря Сикорского R-4, а в 1944 году Артуром Янгом был построен и совершил первый полет опытный вертолет Bell-ЗО. И несмотря на это, первому полету Стэнли Хиллера было уделено большое внимание. Писали, что он в своем вертолете воплотил американский дух предпринимательства и свободы творчества. В известном журнале «Популярная механика» появилась статья, озаглавленная «Как младенец (Стэнли Хилер) обманул черта (Генри Кайзера)». Этот журнал мне показывал академик Б.Н. Юрьев. Сам прекрасный изобретатель, Борис Николаевич сразу почувствовал в Стэнли Хиллере родственную душу и внимательно следил за его деятельностью в США.

На вертолет Hiller Copter были установлены жесткие двухлопастные несущие винты с цельнометаллическими лопастями, а конструкция его была выполнена с широким применением стеклопластика — технического новшества того времени. Вертолет получил обозначение ХН-44, но серийно не производился.

В 1946 году Стэнли Хиллер, считая двухвинтовую соосную схему сложной для производства и эксплуатации, построил экспериментальный вертолет J-5 одновинтовой схемы, но без рулевого винта.

На первых своих одноместных вертолетах ХН-44 и J-5 Стэнли Хиллер летал сам, заявляя, что это привилегия создателя — «самому летать и самому разбиваться на них». После создания двухместного вертолета Н-4 и особенно нового двухместного вертолета Hiller-360, испытания и доводка которых требовали полетов в течение многих часов, ему пришлось приглашать профессиональных пилотов.

Успех и признание пришли к Стэнли Хиллеру в 1949 году с созданием легкого двухместного вертолета Hiller-360, на котором была использована разработанная и запатентованная Хиллером в 1947 году система управления несущим винтом Rotor-Matic с серволопатками для управления шагом лопастей несущего винта, обеспечивающая повышение его устойчивости. Этот вертолет успешно прошел летные испытания и получил дальнейшее развитие в серийных машинах Hiller-12 для гражданского, Н-23 и НТЕ для военного применения. Было построено около 3000 этих вертолетов, широко использовавшихся в США и многих других странах вместе с легкими Bell-47 (Н-13).

Оба эти вертолета имели близкие летно-технические характеристики, были выполнены по одновинтовой схеме с рулевым винтом и полозковым шасси и снабжены двухлопастными несущими винтами со стабилизирующими устройствами в виде простейшего гироскопа на вертолетах Bell и серволопаток на вертолетах Hiller.

На Hiller-12E в 1963 году были установлены 6 мировых рекордов скорости для легких вертолетов со взлетной массой до и более 1000 кг, в том числе скорости 199,067 км/ч на расстояние 3 км.

На базе вертолета Hiller-360 был предложен его удвоенный вариант Hiller-720 с такими же несущими винтами, расположенными по двухвинтовой продольной схеме.

Стремясь упростить конструкцию вертолета, конструктор отказался от механического привода с поршневым двигателем и сложной трансмиссией. В 1956 году Стэнли Хиллер обратился к реактивному приводу несущего винта и построил легкий двухместный вертолет Hornet для армии и флота США. Первоначально для реактивного привода было решено использовать жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), работающие на перекиси водорода, но их применение оказалось пожароопасным, поэтому от них отказались и использовали прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). По контрактам с армией и флотом было построено 15 опытных двухместных вертолетов YH- 32 с ПВРД, которые успешно прошли летные испытания. Однако при их эксплуатации выявилось, что они отличаются очень высоким уровнем шума, исключающим их применение для разведки.

Реактивный привод с ПВРД на концах лопастей было предложено использовать в тяжелых вертолетах — летающих кранах грузоподъемностью 45 т. Однако ПВРД не имели статической тяги и для обеспечения их работы несущий винт необходимо было раскручивать, что осложняло эксплуатацию вертолетов с ПВРД. Поэтому фирма начала исследования реактивного привода с турбореактивными двигателями (ТРД) на концах лопастей. ТРД обладали большой статической тягой, несущий винт не надо было раскручивать, но возникали проблемы с обеспечением устойчивой работы двигателей в поле больших центробежных сил на концах лопастей, что потребовало проведения дополнительных исследований и создания специализированных ТРД.

Одним из новых решений стал проект преобразуемого вертолета ST0RC с двухлопастным несущим винтом, который, превращаясь в крыло, мог фиксироваться с помощью подкосов. Установленные на концах лопастей спаренные ТРД создавали необходимую для крейсерского полета тягу, обеспечивали большую перегоночную дальность. Проект был очень амбициозным, но остался только «на бумаге», подобно многим другим проектам С. Хиллера.

С 1946 года Стэнли Хиллер и известный аэродинамик NACA Чарльз Циммерман начали заниматься исследованиями индивидуальных устройств для полетов, так называемых «летающих поясов» (с использованием пороховых ракет, что оказалось очень опасным), а затем «летающих ботинок» (с использованием мотоциклетного двигателя и двух небольших воздушных винтов), однако устройства оказались сложными и тяжелыми. Более успешным стало создание экспериментальной летающей платформы с соосными воздушными винтами в кольцевом канале, на которой 17 января 1953 года пилот Фил Джонстон совершил первые три полета на привязи.

Позже, 1956 году, по контракту с армией на 500 тыс. долларов были построены две опытные летающие платформы VZ-1E, которые успешно летали. Пилот располагался на платформе над воздушными винтами. Первоначально управление обеспечивалось отклонением самого пилота, но в дальнейшем платформа была снабжена аэродинамическими рулями, установленными в потоке за воздушными винтами.

Развитием «летающих платформ» стали «летающие джипы», снабженные четырьмя воздушными винтами в кольцевых каналах. В 1957 году в одном из американских популярных научных журналов на обложке был помещен рисунок такой платформы с подписью: «Ваш автомобиль 1950-х годов» и статьей, утверждавшей, что будущее Америки связано с такими летающими автомобилями, которым не нужны дороги. Однако вскоре выяснилось, что такие воздушные «автомобили» требуют более мощных силовых установок, чем просто вертолеты. Армия США решила в 1958 году продолжить исследования «летающих платформ» с известной вертолетостроительной фирмой Piaseski, которой фирма Hiller передала все свои материалы по этим летательным аппаратам. По контракту с армией США фирмой Piaseski был построен экспериментальный «летающий джип» VZ-8P, получивший название Skycar. Пилотировал Skycar сам руководитель фирмы Фрэнк Пясецкий.

Опытный вертолет Hiller-360

Фирме Hiller было предложено вновь вернуться к разработке легких вертолетов. Опытный вертолет XR0E-1 Rotorcycle был построен по контракту с Бюро аэронавтики флота США в 1954 году. Свой первый полет он совершил в ноябре 1956 года, а еще через два года были выполнены тысячи демонстрационных полетов в Англии, Германии, Голландии и Италии у земли и на высотах до 4000 м. Пилотировал аппарат вице-президент фирмы Дик Пек. Вертолет был выполнен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, имел трехопорное шасси, был снабжен мотоциклетным двигателем мощностью 43 л.с. и отличался упрощенной конструкцией. Летчик размещался на сиденье мотоциклетного типа, взлетная масса аппарата составляла всего 205 кг, а масса пустого — 110 кг. Вертолет легко разбирался, складывался в контейнер дайной 3 м и мог быть собран за 10 минут. Было построено 15 вертолетов Rotorcycle, которые предполагалось использовать в качестве разведывательных, запускаемых с легких кораблей и даже подводных лодок флота США, но когда они были поставлены, надобность в таких вертолетах отпала. Разборные вертолеты Rotorcycle можно считать предшественниками ультралегких вертолетов, получивших широкое развитие в последние годы.

Новым направлением деятельности фирмы Hiller стали исследования самолетов вертикального взлета и посадки, проводившиеся с 1954 года совместно с NACA. Стэнли Хиллер предложил ряд проектов СВВП по схеме с поворотным крылом. В результате был построен экспериментальный самолет Х-18 с поворотным крылом и установленными в гондолах двумя ТВД мощностью по 5260 л.с. Соосные воздушные винты приводились в движение этими спаренными ТВД.

Самолет Х-18 взлетной массой 14980 кг был построен в 1958 году, на нем было совершено 19 полетов. Для продольного управления в хвостовой части самолета был размещен ТРД тягой 1540 кг, в потоке газов которого были установлены газовые рули.

Развитием экспериментального самолета Х-18 стал опытный военно-транспортный самолет ХС-142А построенный в 1964 году фирмой Hiller совместно с самолетостроительными фирмами Ling-Temco-Vought и Ryan. По объединенному контракту армии, ВВС и флота США общей стоимостью более 100 млн. долл. было построено 5 опытных самолетов ХС-142А, проходивших летные испытания в 1964–1968 гг. и совершивших более 420 полетов с вертикальным взлетом и посадкой с десантированием военной техники и подъемом десантников на борт в режиме висения. В 1966 г. при демонстрации спасательной операции произошла катастрофа из- за потери управляемости на режиме висения, самолет разбился и сгорел, все члены экипажа погибли. После этого полеты были прекращены. Один СВВП был передан в NACA, где испытывался до 1970 года, а затем пополнил экспозицию музея ВВС.

Летающая платформа VZ-1E

Фирмой Hiller был разработан также ряд проектов СВВП с поворотным крылом и винтами: сперва средний военно-транспортный СВВП Model-1035, являющийся развитием экспериментального СВВП Х-18 с поворотным крылом и двумя соосными воздушными винтами (1953 г.), а затем легкий многоцелевой двухместный СВВП Model-1045 для армии США (1954 г.), который мог использоваться для разведки и связи. Завершением работ по СВВП стал проект тяжелого военно-транспортного СВВП Model-1048 с поворотным крылом и четырьмя воздушными винтами, разработанный по правительственному заказу и являющийся развитием опытного СВВП ХС-142А. Предлагался также проект пассажирского СВВП с поворотным крылом и четырьмя воздушными винтами, модель которого испытывалась в NACA. Следует отметить, что работа над этими проектами велась в обстановке большой секретности и в печати о них появлялись только отдельные сведения.

В 1961 году фирма Hiller приняла участие в конкурсе армии США на легкий разведывательный и связной вертолет ЮН и представила на него свою машину 0Н-5А. Однако был выбран вертолет 0Н-6А а позже 0Н-4А. Таким образом, 0Н-5А вновь остался аутсайдером. Тем не менее фирма Hiller, объединившись с самолетостроительной фирмой FairChild, стала серийно производить его под обозначением FH-1100. Всего было сделано 258 вертолетов.

В 1999 году оставшиеся в эксплуатации вертолеты FH-1100 было решено модернизировать и возобновить в 2006 году их серийное производство.

Одноместный вертолет XROE-1 Rotorcycle

В последние годы активная конструкторская деятельность Стэнли Хиллера сократилась, но он продолжал активно участвовать в работе американского вертолетного общества, представляя доклады о проведенных фирмой и им работах, которые ранее были мало известны из-за режимных ограничений. В числе его достижений — разработка уникального вертолета Hornet с несущим винтом, приводимым в движение воздушно-реактивными двигателями, установленными на концах лопастей; одноместного Rotorcycle со складывающейся хвостовой балкой; первого скоростного транспортного летательного аппарата вертикального взлета и посадки с поворотным крылом и многое другое.

Необходимо отметить, что в 1954–1958 гг. в филиале ЦАГИ совместно с МАИ и ЦИАМ под руководством главного конструктора И.П. Братухина велись исследования перспективных схем винтокрылых аппаратов и аппаратов вертикального взлета и посадки, которые во многом были подобны исследованиям фирмы Hiller, но проводились совершенно независимо в обстановке строгой режимности. Когда завеса режимности спала, мы с удовлетворением отметили, что во многом наши исследования совпадали с зарубежными. Это подтвердило еще раз, что развитие науки и техники идет по общим законам, независимо от того, делается это у нас или за рубежом. Подробные сведения обо всех этих работах приведены в книге «И.П. Братухин. Конструктор, ученый, учитель».

Евгений РУЖИЦКИЙ, вице-президент РосВО