Вертолёт, 2006 №4

Жизнь, посвященная науке

А.В. Некрасов

В июле этого года А.В. Некрасову исполнилось бы 80 лет. К сожалению, он не дожил до своего юбилея, год назад Андрей Владимирович ушел из жизни. 0 выдающемся ученом в области аэроупругости, прочности, аэродинамики и проектирования вертолетов, соратнике М.Л. Миля, проработавшем на МВЗ почти 55 лет, вспоминают сегодня друзья и коллеги.

Биография Андрея Владимировича тесно связана с Московским вертолетным заводом. Успешным «дебютом» Некрасова на заводе, на мой взгляд, стало участие в борьбе с явлением флаттера, проявившимся в первых полетах вертолета Ми-4. С флаттером справились достаточно быстро, и в этом большая заслуга непосредственно М.Л. Миля и А.В. Некрасова.

Генеральный конструктор М.Л. Миль не только сам был крупным теоретиком в области динамики несущего винта вертолета, он сумел сплотить вокруг себя молодых специалистов, которые впоследствии стали его опорой и образовали «школу Миля». Первыми ее «учениками» были А.С. Браверман, А.В. Некрасов, Л.Н. Гродко и другие. Именно им, в будущем известным ученым, принадлежит заслуга в развитии науки расчета лопастей несущего и рулевого винтов.

Велика заслуга А.В. Некрасова и в общем подъеме научной деятельности в ОКБ. При его активном участии стали регулярно проводиться научно-технические конференции, превратившиеся фактически в отраслевые форумы по вертолетной науке. Научные доклады публиковались в технических отчетах МВЗ, главным редактором которых был Андрей Владимирович.

Другим знаковым для Некрасова вертолетом стал гигант В-12. Стояла задача создать винтокрылую машину, грузоподъемность которой вдвое больше, чем у вертолета Ми-6. Опять возникла мысль взять две динамические системы Ми-6 и построить продольный вертолет. Эту идею активно продвигал ЦАГИ. Но уже имелся неудачный опыт: Як-24 и западный Vertol-44. Генеральному конструктору и его ближайшим помощникам, прежде всего А.В. Некрасову, потребовалось очень много энергии и аргументов, чтобы убедить ЦАГИ и заказчика в бесперспективности этого пути.

Наиболее выгодным вариантом был проект одновинтового вертолета. В 1961 году в ОКБ развернулись работы по такому вертолету, был создан эскизный проект. Однако ключевым вопросом, точнее, проблемой стало создание редуктора на удвоенную мощность. Эта задача для того времени была неразрешимой. Оставался последний вариант: вертолет поперечной схемы. Схема симметричная (нет потерь мощности на рулевой винт), но достаточно громоздкая — многомерная, имеющая увеличенное число различных форм колебаний. До нас по этой схеме было построено несколько более или менее доведенных вертолетов: в Германии — Fokke-Wulf и Fokke-Ahgeles и в СССР «Омега» И.П. Братухина и Ка-22 Н.И. Камова.

Действительно, при создании нового вертолета можно было воспользоваться несущими винтами и редуктором от Ми-6. Но на этом пути возникло много вопросов, и главный — как не потерять достоинства схемы на перетяжелении конструкции при разносе винтов. Вариантов два: делать ферму, либо достаточно мощное крыло. Ферма явно легче и имеет меньшие потери на обдувку, но больше проблем с жесткостью. В результате был создан промежуточный вариант, в котором присутствовали и крыло, и элемент фермы.

Первый полет В-12 чуть было не закончился катастрофой. Все были в шоке, в том числе и Михаил Леонтьевич. И опять Некрасов оказался на передовой. Анализ материалов полета, последующие расчеты и эксперименты выявили наличие резонансных колебаний в системе управления и трансмиссии. После устранения дефекта вертолет В-12 начал успешно летать, и весь необходимый объем летных испытаний был выполнен.

Заслуги Андрея Владимировича в создании всех вертолетов марки «Ми» очень велики. В 1968 году ему была присуждена Государственная премия за создание Ми-6 и Ми-10, а в 1984 он стал лауреатом Государственной премии за создание уникального вертолета Ми-26. Андрей Владимирович Некрасов всю свою жизнь посвятил вертолетостроению. Он был и остается ученым с мировым именем.

Евгений ЯБЛОНСКИЙ, заместитель генерального конструктора МВЗ им. М.Л. Миля

Андрей Владимирович Некрасов — пример ученого с очень широким диапазоном интересов: в поле его научного зрения были вопросы и прочности, и аэродинамики, и аэроупругости, и вибрации, и надежности. Очень важный результат был получен им в области разработки расчетной модели лопасти и исследования ее динамических свойств: частот собственных колебаний, нагруженности и ресурса, аэроупругой устойчивости. Расчетная модель лопасти была представлена в виде балки, состоящей из элементов (секций) постоянного сечения. Вес лопасти имитировался сосредоточенными грузами на границах этих секций. Это был один из первых случаев дискретного моделирования упругих и массовых свойств реальной конструкции. В дальнейшем такой метод получил обобщающее название МКЭ — метод конечного элемента.

Важнейшую роль в развитии методов расчета и динамического анализа поведения лопастей и вертолетных конструкций сыграли разработанные Андреем Владимировичем вычислительные методы, которые были использованы им в электронных вычислительных машинах. Большая заслуга А.В. Некрасова состоит в том, что он не только довел до практического применения метод расчета лопастей на основе применения ЭВМ, но и вообще привил на МВЗ некий интеллигентный подход к применению высокопроизводительных методов в вычислительной практике и технике.

Одним из существенных явлений аэроупругости для вертолета является такой вид неустойчивости изгибно-махово-крутильных колебаний лопасти, который, в отличие от других форм колебаний, называют классическим флаттером лопастей. Наблюдая одну из первых наземных «гонок» вертолета Ми-4, где обнаружили «вспухание» лопастей несущего винта, М.Л. Миль предположил наличие связи между маховыми и крутильными колебаниями и неблагоприятной задней центровки лопасти. Чтобы прекратить флаттер, установили контргрузы в нескольких точках по длине лопасти, которые должны были при колебаниях создавать инерционные моменты обратного знака.

В это же время А.В. Некрасов выполнил важнейшие теоретические работы по флаттеру несущего винта. Он разработал математическую модель махово-крутильных колебаний лопасти, в которой учитывалась жесткость системы управления и кинематическая связь в виде так называемого компенсатора взмаха. Проведенные на этой модели исследования позволили Андрею Владимировичу изучить основные черты проявления неустойчивости и разработать практические рекомендации для выбора параметров лопасти и особенно величины ее поперечной центровки. Эта работа позволила также дать рекомендации по идентификации, проверке на флаттер в «Руководство по летной эксплуатации». Дальнейшие исследования расчетной модели дали некоторые уточнения результатов, но не изменили основных выводов, сделанных на упрощенной расчетной модели, в которой учитывались лишь две степени свободы: маховое движение и кручение жесткой лопасти.

Вообще говоря, привлекательность расчетных моделей с минимальным числом степеней свободы очевидна, поскольку они приводят к малому объему вычислений и облегчают физические интерпретации явлений. В связи с появлением ЭВМ и их совершенствованием у некоторых специалистов возникает желание, не утруждая себя изучением проблем и поиском оптимальных расчетных моделей, переложить их решение на машину. С таким лженаучным, «кабинетным» подходом А.В. Некрасов всегда вел непримиримую борьбу.

Андрей Владимирович был не только талантливым ученым и в высшей степени интеллигентным человеком, он был несгибаемым борцом, отстаивающим интересы нашей фирмы. В самое тяжелое для предприятия время А.В. обращался за поддержкой в Государственную думу и Правительство РФ, к президенту страны. Он написал более 50 писем. Это был смелый, мужественный и порядочный человек, обладавший чувством гражданского долга.

Юрий МЯГКОВ, заместитель главного конструктора МВЗ им. М.Л. Миля, канд. техн. наук

На последних курсах МАИ лекции по прочности вертолета нам читал Ростислав Александрович Михеев. Рассказывая о методах расчета лопасти вертолета на прочность и несущего винта на флаттер, он подробно описал метод расчета собственных частот и форм колебаний, разработанный А.В. Некрасовым. Нам, студентам, это имя тогда ничего не говорило, «метод Некрасова» звучал для нас почти так же, как «метод Эйлера», например, то есть как нечто очень далекое и великое. Каково же было мое удивление, когда в коридоре второго этажа здания ОКБ М.Л. Миля на 2-й Рыбинской улице я увидел табличку на двери кабинета «Зам. главного конструктора А.В. Некрасов». При ближайшем знакомстве «классик» оказался очень интересным, живым и общительным человеком.

Общепризнанно, что Андрей Владимирович Некрасов являлся представителем школы, основу которой заложил своими трудами сам Михаил Леонтьевич Миль. Это не означает, что Андрей Владимирович читал какие-то специальные лекции для сотрудников ОКБ. Он просто работал, анализировал результаты деятельности других, высказывал критические замечания, предлагал пути решения проблем и тем самым учил молодых специалистов творческому отношению к делу. Никогда не забуду походы во время обеденного перерыва в «круглую» столовую, как мы называли фабрику-кухню № 13. Обычно там собиралась группа специалистов во главе с Андреем Владимировичем: Л.Н. Гродко, З.Е. Шнуров, А.С. Радин, О.П. Бахов, Ю.А. Мягков, а некоторое время спустя и я присоединился к ним. Во время обеда происходили обсуждения всевозможных вопросов, и не только вертолетных. Для меня, молодого специалиста, было очень поучительно участвовать в этих «играх разума». Андрей Владимирович Некрасов совершенно искренне полагал, что «наиболее эффективно работа КБ может идти только на основе дружеских взаимоотношений между членами коллектива, а командно-административная система приводит к снижению производительности, как при рабовладельческом строе».

Андрей Владимирович, или А.В., как называли его многие сотрудники, был очень щепетилен в вопросах подхода к решениям научно-технических проблем и в обосновании достоверности полученных результатов. Он не допускал легковесности, а тем более какой-либо фальши в диссертационных работах, на которые ему приходилось давать отзывы как доктору технических наук, профессору, члену ученых советов ЦАГИ и МАИ. Считалось, что если А.В. дал положительный отзыв на диссертацию, то можно смело идти на защиту, такой отзыв дорогого стоил. В связи с этим хочется привести одно из его высказываний: «Меня очень беспокоит снижение профессиональных знаний работников КБ и новых руководителей, которые часто не знают основ механики, необходимых для понимания особенностей работы вертолета и его агрегатов».

Андрей Владимирович жестко отстаивал свою точку зрения по обсуждаемым вопросам, даже если его мнение расходилось с мнением руководителей высокого ранга. Замечательным примером является настойчивость Некрасова в выборе схемы вертолета Ми-26. Именно научное обоснование Некрасовым преимуществ одновинтовой схемы привело к успеху в создании самого грузоподъемного вертолета в мире.

Михаил РОЖДЕСТВЕНСКИЙ, главный специалист МВЗ им. М.Л. Миля, канд. техн. наук

Мое знакомство с Андреем Владимировичем состоялось еще в начале 60-х годов на одной из научно-технических конференций ЦАГИ по вертолетной тематике. Некрасов был едва ли не самым активным их участником. В дискуссиях он профессионально и твердо отстаивал свою точку зрения.

Вместе со своими соратниками по ОКБ и при поддержке специалистов ЦАГИ и ЛИИ A.В.Некрасов занимался решением сложнейших проблем динамики и динамической прочности вертолетных конструкций. Большинство из этих проблем пришлось решать впервые, поскольку Ми-4, Ми-6 и Ми-8 были поистине новаторскими машинами. Вклад Андрея Владимировича Некрасова в обеспечение прочности этих и последующих вертолетов марки «Ми» трудно переоценить. Выдающимися достижениями стали решения проблем прочности тяжелого вертолета Ми-6 с несущим винтом рекордно большого диаметра (35 м) и сверхтяжелого Ми-12. Некрасов неоднократно повторял: главное, чтобы вертолет был прочным.

Научные работы А.В. Некрасова отражены в фундаментальном труде «Вертолеты. Расчет и проектирование» под редакцией М.Л. Миля. В книге I «Аэродинамика» Андрей Владимирович предстает не только прочнистом, разработчиком теории флаттера несущего винта, но и аэродинамиком, развивающим дисковую теорию B.Э.Баскина. Работа А.В. Некрасова получила в ЦАГИ высокую оценку. В известной книге «Теория несущего винта» под редакцией А.К. Мартынова, изданной в 1973 году, методу Некрасова, существенно упрощающему расчет аэродинамических нагрузок на лопасть, посвящена отдельная глава. Большое внимание Андрей Владимирович уделял весовому анализу конструкций, выбору оптимальных параметров и схем вертолета, в том числе выбору оптимального диаметра и числа лопастей несущего винта. Его работы в этих областях опубликованы в труде «Вертолеты. Выбор параметров при проектировании» (М.Н. Тищенко, А.В. Некрасов и А.С. Радин).

Участие в создании уникального вертолета Ми-26, а затем Ми-28 и Ми-38 стало еще одной «высотой» в творчестве Андрея Владимировича. Приятно сознавать, что эти вертолеты оснащены винтами и корпусами с новыми аэродинамическими и конструктивными компоновками, что по аэродинамическим и прочностным характеристикам они находятся на передовых позициях в мире.

Вклад А.В. Некрасова в мировую вертолетную науку очень весом, его исследования — та база, почва, на которой развивается и будет развиваться вертолетостроение.

Евгений ВОЖДАЕВ, заместитель директора ЦАГИ по вертолетной тематике, лауреат Государственной премии СССР

В научно-конструкторской школе, сложившейся под руководством выдающегося ученого и конструктора М.Л. Миля, Андрей Владимирович Некрасов занимает особое место. Его научная деятельность была направлена на решение важнейших проблем вертолетостроения в период, когда в стране вертолетная авиация военного и гражданского применения только создавалась. Не ставя перед собой задачи обобщить деятельность ученого, расскажу только о двух периодах сотрудничества А.В. Некрасова и специалистов вертолетной лаборатории ЛИИ им. М.М. Громова.

В начале 50-х годов, испытывая первые серийные вертолеты Ми-4, летчик Калиберный отметил «размыв» в полете конуса лопастей несущего винта, вместе с появлением которого возникали высокие вибрации машины. Это новое явление было ничем иным, как проявлением флаттера несущего винта. В авиации грозные изгибно-крутильные колебания несущих поверхностей (крыльев, лопастей воздушных винтов, стабилизаторов самолетов) были известны давно и относились к весьма опасным явлениям, так как при определенных условиях могли привести к быстрому разрушению аппарата в воздухе. Стало ясно, что без решения этой сложной научно-технической проблемы, относящейся к обеспечению аэроупругой устойчивости конструкции винтов вертолетов в полете, немыслимо создание и внедрение в эксплуатацию надежных винтокрылых аппаратов. Вертолет Ми-4, на котором проявился флаттер лопастей несущего винта, «арестовали» и передали в ЛИИ, где приступили к наземным и летным исследованиям.

Для правильной методической постановки исследований, анализа и осмысления их результатов важную роль сыграли теоретические работы по флаттеру несущего винта, выполненные А.В. Некрасовым. Эти работы способствовали созданию методики безопасных летных исследований, идентификации процесса флаттера и особенностей его протекания в полете и на земле. Вклад Некрасова в решение этой важнейшей для вертолетостроения проблемы трудно переоценить.

Прогресс, произошедший в вертолетостроении во второй половине прошлого столетия, поставил на повестку дня задачи создания вертолетов с высоким уровнем летно-технических характеристик, экономических показателей, ресурса и надежности. В коллективах НИИ и ОКБ высказывались разные, часто противоположные точки зрения по таким ключевым вопросам разработки вертолетов высокого технического совершенства, как выбор схемы и параметров несущей системы, энерговооруженность, пути обеспечения низкого веса конструкции, большого ресурса и надежности.

В начале 70-х годов при проектировании на МВЗ вертолета большой грузоподъемности именно А.В. Некрасов предложил комплексный, научно обоснованный подход к выбору схемы несущей системы и параметров транспортного вертолета. Новизна и ценность такого подхода заключались в том, что для решения поставленных задач привлекались проверенные практикой проектирования винтокрылой техники теоретические и экспериментальные результаты по всем проблемным вопросам разработки нового вертолета. Выбор схемы и параметров машины, ее несущей системы проводился на основе уже апробированных теоретических методов расчета аэродинамических характеристик, прочности, аэроупругой устойчивости конструкций, двигателей, систем и агрегатов. При этом широко использовались надежные экспериментальные данные, полученные в ЦАГИ, ЛИИ и других организациях, в частности, полученные в ЛИИ обширные экспериментальные материалы по нагружению конструкций вертолетов разных схем и назначений, балансу затрат мощности, предельной несущей способности винтов, потребным мощностям и взаимному индуктивному влиянию винтов, вредному сопротивлению корпуса и др.

Большинство выводов и рекомендаций А.В. Некрасова легло в основу разработки тяжелого вертолета Ми-26, который по уровню летно-технических, эксплуатационных характеристик и по экономической эффективности и сейчас превосходит лучшие вертолеты мира.

Андрей Владимирович Некрасов был и остается выдающимся ученым, конструктором в наукоемкой и сложной отрасли — вертолетостроении.

Александр АКИМОВ, начальник вертолетной лаборатории ЛИИ им. М.М. Громова, д-р техн. наук