Вертолёт, 2010 №03

Хуан де ла Сиерва: первый конструктор автожиров

Хуан де ла Сиерва

В сентябре этого года исполнилось 115лет со дня рождения выдающегося испанского авиаконструктора Хуана де ла Сиервы. В отличие от своего популярного литературного соотечественника Дон Кихота, Сиерва не был мечтателем, борцом с ветряными мельницами, он был дальновидным реалистом и боролся всю жизнь за создание и внедрение в практику новых летательных аппаратов. Задумав однажды создать воздушное судно – автожир, он не отступил от намеченного плана, и эта принципиально новая конструкция ЛА стала важной вехой в развитии авиации.

Хуан де ла Сиерва родился 21 сентября 1895 года в испанской провинции Мурсия. Его отец Хуан де ла Сиерва Пенафиель был видным политиком, занимал должность военного министра. Хуана-младшего авиация влекла с детства. В 1910 году впервые вместе с двумя другими юными изобретателями он попробовал себя на ниве конструирования самолетов. Первым проектом был биплан «Кангрежо».

В 1919 году Сиерва спроектировал и запатентовал самолет-бомбардировщик. Это был трехмоторный самолет с тремя тянущими винтами. 8 июня 1919 года машине массой 5 тонн с размахом крыльев 25 метров удалось некоторое время продержаться в воздухе, но затем она потеряла скорость и рухнула на землю. Неудача повлияла на планы молодого инженера. Он сосредоточил все свои усилия на конструировании надежного самолета, гарантирующего устойчивый и безопасный полет даже при потере скорости. Ключом к воплощению этого принципа в реальность стала революционная идея создать машину, снабженную горизонтальным несущим винтом. Новой воздушной машине были не нужны крылья, и она получила название – автожир.

В 1920-1922 годах Хуан де ла Сиерва построил три модели таких летательных аппаратов, но они не оправдали ожиданий.

Только в конце 1922 года де ла Сиерва сконструировал новый аппарат С-4 с четырехлопастным винтом, у которого лопасти были шарнирно соединенными в корне. Благодаря новому решению автожир мог не только подниматься и опускаться, но и двигаться вперед. 17 января 1923 года летчик Алехандро Спенсе взлетел на автожире, а 31 января – уже смог улететь на расстояние около 4 км от аэродрома.

Полетами С-4 по кругу Сиерва доказал действенность принципа автожира. Теперь надо было совершенствовать аппарат для его практического применения. Однако на пути опять встали проблемы, но не технического порядка. После окончания Высшей школы дорожных инженеров Хуан де ла Сиерва ни дня не работал по специальности и был в материальной зависимости от отца. Это обстоятельство его тяготило, тем более что к тому времени он уже имел собственную семью. Сиерва прекрасно понимал, что дальше так продолжаться не может: экономические трудности не позволят ему достаточно эффективно заниматься совершенствованием автожира. Нужно было искать источники финансирования, и конструктор начал зондировать почву в Европе и Америке, однако фирмы не спешили с конкретными ответами.

Следующим автожиром, созданным Сиервой, был С-5. Нужно отметить, что конструктор, несмотря на финансовые затруднения, довел создание этого летательного аппарата до конца. С-5 был последним автожиром, созданным изобретателем за свой счет (с учетом модификаций и капитальных ремонтов за свой счет он построил 30 автожиров). Испытания С-5 начались в апреле 1923 года. Из-за частых поломок аппарата работа шла с перерывами, и в конце концов С-5 потерпел серьезную аварию: во время рулежки у него сломался лонжерон лопасти. Ремонтировать машину уже не стали – закончились деньги.

В августе 1923 года руководство военной авиации Испании решило взять финансирование разработки нового вида летательного аппарата на себя, понятно, что не из благотворительных соображений. Испания в то время вела колониальную войну в Марокко, а автожир сулил стать в перспективе новым видом оружия. В распоряжение Сиервы поступили определенные средства.

Постройка С-6 была закончена в январе 1924 года. Фюзеляж заимствовали от самолета Ауго-504К, на летательный аппарат поставили двигатель «Рон» мощностью 110 л.с. Вес автожира составлял 700 кг. Для поперечного управления использовались элероны на балке. Ротор был четырехлопастным, и его ось располагалась между двумя открытыми кабинами (управление автожиром осуществлялось из задней кабины). В неподвижном состоянии лопасти поддерживались в горизонтальном положении резиновыми шнурами.

Поскольку С-6 являлся собственностью военной авиации Испании, на испытания его направили в опытную эскадрилью ВВС. Полеты показали, что С-6 в пилотировании намного лучше своих предшественников. Взлет требовал разбега 100-150 метров, в течение которых ротор успевал раскрутиться до 70 об/мин, необходимых для отрыва от земли. Скороподъемность составляла 1 м/с. Управление автожиром было простым: для набора высоты и снижения летчик мог пользоваться только сектором газа, не перемещая ручку управления. Аппарат был слабо чувствителен к порывам ветра, он автоматически входил в вираж с креном, определяемым центробежной силой. Автожир мог снижаться по-парашютному на угле снижения 80 градусов. При небольшом встречном ветре траектория снижения могла быть вертикальной.

Вскоре на военный аэродром Куатро- Вьентос, где проходили испытания, прибыл новый командир эскадрильи Хоакин Лорига – один из самых знающих пилотов в испанской авиации. Увидев С-6, он заинтересовался необычной машиной и предложил Сиерве свои услуги. После объяснений изобретателя Лорига без ознакомительных пробежек и подлетов сразу взлетел, набрал высоту 200 м и сделал большой круг. Затем он выключил двигатель и сел почти без пробега. Через несколько дней Лорига выполнил еще один полет на С-6 под контролем спортивного комиссара ФАИ, который засвидетельствовал, что во время полета длительностью 6 мин 8 с пилот выполнил полные виражи в обоих направлениях и набрал высоту более 100 метров. На следующий день, 12 декабря 1924 года, впервые в истории винтокрылой авиации был сделан перелет: в 12 ч 8 мин Лорига взлетел с Куатро-Вьентос и через 8 мин приземлился по-самолетному в городке Хетафе. На автожире был установлен высотомер, который показывал, что высота полета колебалась от 40 до 60 м. Расстояние по прямой составляло 10,5 км, средняя скорость полета – 77 км/ч.

Испанцы сняли фильм о полетах Лориги и отвезли его во Францию, где в декабре 1924 года проходил IX авиационный салон. 17 декабря фильм показали на сессии Общества французской воздушной навигации. Зрители были потрясены увиденным и по окончании фильма стали бурно аплодировать. ФАИ признала, что полет 12 декабря 1924 года является важным шагом в развитии авиации, а появление автожира – выдающимся событием с момента появления аэроплана.

Автожир С-6

Второй экземпляр автожира строился с учетом опыта, полученного при испытаниях С-6. При этом был внесен ряд существенных изменений, и новый автожир, уже готовый к полетам в мае 1925 года, получил название С-6бис.

Летом 1925 года Сиерва получил приглашение показать свой автожир в Англии и Франции. В сентябре с разрешения руководства военной авиации Испании С-6бис был перевезен в Фарнборо. Сначала планировалось, что показательные полеты будут выполнять испанские пилоты, однако Лорига заболел, а англичане торопили. Тогда Сиерва заключил контракт на полеты с английским пилотом Франком Куртни, считавшимся одним из лучших летчиков-испытателей.

19 октября 1925 года Куртни совершил несколько демонстрационных полетов перед представителями авиационных властей и прессы. Эти полеты произвели на присутствующих большое впечатление. Сиерва успешно выполнил все условия англичан: автожир пролетел по замкнутому маршруту в 10 км, выполнил снижение с углом 45 градусов и приземлился с пробегом менее 20 м. Наступил момент направить будущее автожира в нужное русло.

22 октября Сиерва сделал доклад «Развитие автожира» в английском Королевском авиационном обществе. В докладе, который сопровождался показом диапозитивов и кинофильмов, Сиерва сообщил, что он в общей сложности испытал 32 варианта автожира. Журнал «Флайт», комментируя это событие, отметил, что «.без риска можно сказать – за последние несколько лет ни один докладчик в Королевском авиационном обществе не привлекал столько народа, сколько пришло в прошлый четверг 22 октября».

Хотя военная авиация Испании предоставляла Сиерве определенные возможности для исследований, коструктор понимал, что на его родине нет необходимой базы, а главное – долговременных источников финансирования. После первых контактов с заинтересованными лицами он остановил свой выбор на Англии. Там Сиерва нашел людей, которые были готовы сделать ставку на автожир. Отец рекомендовал ему ориентироваться не на фирмы, а на правительство и, кроме того, создать акционерное общество, руководство которого распределило бы обязанности таким образом, чтобы Сиерва не занимался ни коммерческой, ни хозяйственной деятельностью, а всецело посвятил себя творческой работе по совершенствованию автожира.

После окончания испытаний в Фарнборо Сиерва остался в Англии и до декабря 1925 года занимался организацией компании Cierva Autogiro Company, а также заключением контрактов на подготовку технической документации для постройки четырех автожиров, предназначенных для английских ВВС. В тот же период Сиерва подал заявки на несколько английских патентов на новые изобретения.

Первый из заказанных министерством авиации Англии автожиров, получивший название С-6с, мало отличался от С-6бис. Он имел новую конструкцию втулки ротора и ряд других небольших конструктивных изменений. С-6с в отличие от испанского прототипа имел также небольшие несущие поверхности. Первый английский автожир уже 3 июля 1926 года участвовал в смотре королевских ВВС на аэродроме Хендон.

Показательные и испытательные полеты в Фарнборо, а также выступление Сиервы перед Королевским авиационным обществом в Лондоне произвели в авиационном мире настоящий фурор: будущее вертолета еще туманно, а автожир уже успешно летает. Летательным аппаратом заинтересовались во Франции, Италии и Голландии. В соответствии с договоренностью с правительством Франции С-6бис был направлен из Англии на базу авиационно-технической службы ВВС Франции, расположенную на аэродроме Виллакубле. Там 26 февраля 1926 года Куртни выполнил первый полет. На следующий день должны были состояться демонстрационные полеты перед официальными представителями властей. Перед их приездом Куртни выполнил пробный полет. Однако после посадки сильный порыв ветра опрокинул автожир. Пострадали левый элерон и лопасти, к счастью, пилот остался невредим. Но это обстоятельство не особенно сказалось на «репутации» автожира.

.28 февраля Французское общество воздушной навигации собралось на торжественное заседание. На нем Сиерве вручили приз журнала «Эйр» за 1925 год, присуждавшийся ежегодно человеку, внесшему наибольший вклад в развитие авиации. На этом заседании Сиерва сделал доклад с показом фильмов, снятых в Фарнборо и Виллакубле, включая последнюю аварию.

Группа финансовых организаций Великобритании, возглавляемая Джеймсом Уайе, помогла компании Cierva Autogiro Company обосноваться в Лондоне, и это принесло свои плоды. Вскоре испанский летчик Хоакин Табоада Лорина демонстрировал возможности автожира С-6с. Благодаря работе ротора аппарат двигался вертикально вниз и вверх, практически зависая в воздухе. Его поступательная скорость в этом случае была столь мала, что приземление производилось аккуратно, по существу, в точку. Автожир начал завоевывать уважение в среде авиаторов.

Автожир С-8

Другой важный шаг вперед был сделан благодаря усовершенствованному прямому рулевому управлению, примененному для модели C-19 MkV. В этом аппарате существовала возможность изменять плоскость вращения несущего винта. Система была усовершенствована, и в результате в 1934 году получена улучшенная модификация. Впервые удалось достигнуть вертикального взлета, не требующего предварительного разбега. Модель С-30 оказалась действительно зрелой конструкцией. Ее двигатель Jenet Major мощностью 140 л.с. позволял развивать скорость 180 км/ч. Скорость при посадке была нулевой. Максимальная высота полета составляла 4000 метров. На этом автожире впервые внедрили управление направлением полета с помощью наклона ротора. Теперь ротор крепился в шаровом шарнире, и его положение могло изменяться ручкой, прикрепленной к его основанию и спускающейся вниз в кабину пилота. Это давало летчику возможность эффективного управления аппаратом на малых скоростях.

Конструкции испанского изобретателя стали основой для производства первой группы автожиров, использовавшихся в основном как средства разведки и связи. Хуан де ла Сиерва продал лицензию на производство своих воздушных судов странам с солидными авиационными традициями и мощной технологической базой. В 1936 году один из обладателей лицензии, профессор Генри Фокке, осуществил успешный взлет двухвинтового вертолета Focke-Wulf Fw-61.

Сам Сиерва в это время анализировал возможность установки роторного привода и работал над его совершенствованием. Но, к сожалению, дальнейшим планам конструктора не суждено было осуществиться. Хуан де ла Сиерва трагически погиб в авиакатастрофе 9 декабря 1936 года во время перелета из Лондона в Амстердам.

.Вклад Хуана де ла Сиервы в развитие мировой авиации, и прежде всего вертолетной, трудно переоценить. Именно его наработки во многом способствовали появлению в дальнейшем вертолетов. При их создании у автожиров были позаимствованы принцип авторотации, который служил надежной защитой от стремительного падения машины при отключенном двигателе, шарнирная подвеска лопастей. Первый винтокрылый аппарат КАСКР-1, созданный советскими инженерами Николаем Скржинским и Николаем Камовым в 1929 году на основе публикаций во французских журналах по авиации о машинах Хуана де ла Сиервы, с «легкой руки» Камова был назван «вертолетом». Позднее это название прочно закрепилось за советскими геликоптерами.

Технические характеристики автожиров, их способность взлетать с небольшим разбегом, совершать полет на малой скорости и приземляться почти вертикально были высоко оценены современниками, и им быстро нашлось применение. В основном автожиры использовались для доставки почты и перевозки людей в труднодоступные районы, а также для авиахимических работ. Большой интерес к автожирам проявили покорители Северного полюса, а в начале Великой Отечественной войны первые советские боевые автожиры А-7бис участвовали в военных действиях.

После войны интерес к автожирам угас, им на смену пришли вертолеты. Однако и в настоящее время автожиры не забыты, во многих странах мира автожирной тематикой занимаются, и вполне успешно.