Вертолёт, 2012 № 02

Есть ли перспектива у вертолета в будущем?

(Вопрос был задан мне Алексеем Сергеевичем Радиным, одним из учеников Михаила Леонтьевича Миля, пытливым, неугомонным и бесконечно преданным делу человеком).

«Да! Да! Да! Безусловно – да!» – отвечу я.

Не хочу даже ограничивать каким-то сроком: 20, 30, 50 лет. Вот сколько будет существовать цивилизация, столько и будут востребованы вертолеты.

Почему? А очень просто. Человечество всегда будет нуждаться в летательном аппарате, обладающим свойством взлетать с любой площадки вертикально, зависать над ней и перемещаться горизонтально относительно поверхности земли с достаточно большой скоростью.

Такой аппарат требуется, как для военных целей, так и, может быть даже в большей степени, в мирных условиях. На земле всегда будут существовать труднодоступные точки, участки, существование человека в которых невозможно без участия таких вертикально взлетающих аппаратов. Заменить их чем-либо, или обойтись без них невозможно!

Что из себя может представлять такой летательный аппарат, на каком принципе он может быть построен?

Сразу отброшу всякие фантазии с «антигравитацией». Никаких намеков в физике на преодоление гравитационных сил не существует, и не будем к этому возвращаться.

Остается выбирать лишь между летательными аппаратами «легче воздуха» и «тяжелее воздуха».

Разберемся с первыми. В этой номинации могут быть:

– свободно дрейфующие шары с наполнением легкими газами или нагретым воздухом, либо – управляемые, оснащенные движителями – дирижабли.

Свободно дрейфующие аэростаты ограниченно применяются и будут применяться для исследовательских целей, разведки и, наверное, главным образом, для спорта и развлечения. Ограниченность применения является следствием их неуправляемости. Энтузиасты воздухоплавания встанут на защиту, что это, мол, не так. Шаром, в какой- то мере, управляют по высоте и таким образом отыскивают поток воздуха нужного направления. Практическое значение такого «управления» ничтожно.

Использование аэростатического принципа – воздухоплавания, из-за малой разницы в плотности газов в оболочке и атмосфере, неизбежно приводит к очень большим размерам летательного аппарата и, как следствие, к проблемам: с хранением, преодолением вредного сопротивления, в том числе соревнования с ветром, и, наконец, борьбы с обледенением. Нельзя забывать еще и о пожаро-взрывоопасности водорода, которым, как правило, заполняют оболочки. В общем, дирижабли также смогут найти ограниченные ниши для применения, но они никогда не удовлетворят многочисленным и многообразным требованиям предъявляемым человечеством к вертикально взлетающему летательному аппарату!

Таким образом, летательные аппараты «легче воздуха» «клеточку» в требованиях людей закрыть не смогут! Остаются «тяжелее воздуха».

Что же можно рассматривать в номинации «тяжелее воздуха»?

Во всех случаях подъемная сила создается за счет отбрасывания массы воздуха вниз, но, в рассматриваемом случае, не прибегая для этого к поступательной скорости, так как по условиям летательный аппарат должен взлетать вертикально.

Этот эффект может быть достигнут с помощью несущего винта или реактивного двигателя поставленного «на попа». В промежутке можно представить различные системы, использующие винты-пропеллеры с поворотом струи или самих винтов, а также «подъемные» вентиляторы.

Принципиально следовало бы рассмотреть использование машущего крыла, висит же около цветка птичка колибри! Флаг в руки тому, кто возьмется за реализацию вертикально взлетающего махолета. Эта задача еще на два порядка сложнее, чем вращающееся крыло – вертолет. Тем не менее, нельзя исключить, что прогресс в технологиях и материалах позволит со временем создать сверх механизированное крыло, подобное птичьему. Оставим это для потомков.

Вернемся к вращающемуся крылу, к винтам. Большинство из нас испытало на себе воздействие индуктивного потока от винта вертолета. Известно, что из-за этого вертолет испытывает затруднения при посадке и взлете на заснеженных и пыльных площадках, и это при еще достаточно больших диаметрах винтов. С уменьшением диаметра струи скорость потока возрастает обратно пропорционально квадрату изменения диаметра. Что же, в связи с этим, говорить об эксплуатации летательных аппаратов с меньшими диаметрами винтов, или с реактивной тягой («Оспри», «Хариер»…). Ответ известен: эти летательные аппараты могут эксплуатироваться только с подготовленных площадок с твердым, а иногда и с металлическим, покрытием. Например, с палубы авианосца. Таким образом, ни «поворотники», ни вертикально взлетающие самолеты не могут рассматриваться как универсальные вертикально взлетающие аппараты, нужные людям!

Оспри MV-22

Eurocopter X3 Hybrid

Sykorsky X2

Итак, в результате отбора «на ситечке» остался только один ВЕРТОЛЕТ!

В мире создана и летает целая гамма вертолетов: от совсем маленьких, до гигантов – Ми-26 (а, если нужно, то и Ми-12).

Что же делать потомкам? Работы «через край». Прежде всего, «вытянуть» из стариков все, что они знают, что не попало в книжки, не изображено на чертежах и схемах. А дальше – раскатывать чистые листы, включать компьютеры, и вперед!

А задачи, по-крупному, две:

– значительное улучшение летно-технических характеристик при создании следующих поколений вертолетов за счет весового совершенствования конструкции;

– резкое снижение стоимости при производстве и эксплуатации вертолетов.

Вот, например, нам удалось создать прекрасный вертолет Ми-8. Но это же было 50 лет назад! Сегодня весовые затраты на конструкцию в 8 тонн для перевозки 4-х тонн груза уже не могут считаться удовлетворительными. Если бы, например, удалось перекинуть 1-1,5 тонны с конструкции на полезную нагрузку, то вертолет вновь стал бы шедевром на следующие 30-40 лет. А сделать это можно. Но это потребует использования новаторских конструктивных решений, коренной переориентации в применении материалов и технологий, причем это должно коснуться и всех комплектующих изделий. Конечно же, это будет совсем другой, новый вертолет и на его создание уйдет 7-10 лет.

Или другой пример. Сегодня основная работа лежит на плечах Ми-8, хотя в большом числе случаев мог бы использоваться вертолет меньшей весовой категории, в «клеточке», которую когда-то занимал Ми- 4. Современная версия такой машины Ми-54 должна стать еще одним шагом в создании парка вертолетов XXI века.

Данная статья не ставит перед собой задачу формирования Программы Российского вертолетостроения на сто лет, в ней лишь обосновывается потребность в продолжении научно-технической деятельности в этой области и движения вперед.

Можно, конечно, встать на путь покупки или лицензионного производства иностранных вертолетов, как это развивается в области пассажирских самолетов, но это будет означать конец отечественной вертолетной науки и техники и дальнейшее свертывание нашей авиационной промышленности. Это стало бы очередной катастрофой нашего государства, так как сегодня мы обладаем высокоинтеллектуальным потенциалом в области вертолетостроения, позволяющим вносить ощутимый вклад в нашу экономику и значительную долю в торговлю высокотехнологичной продукцией.

В заключение, хотелось бы обратиться к тем людям, от которых сегодня зависит наша дальнейшая судьба: «В Ваших руках «курица, которая несет золотые яйца», посмотрите в книжки, чем и как ее кормить. Иначе она сдохнет!»

Что стоит за этим обращением?

Если во главу угла деятельности фирмы ставить лишь получение прибыли, и загружать ее любой, подвернувшейся выгодной работой, у нее не остается возможности продвигаться к стратегическим целям, а структура предприятия (ОКБ) начинает искажаться под эти сиюминутные поделки. В результате, довольно скоро мы потеряем возможность создавать новую вертолетную технику, никого не останется, кто помнит, как это делается! А если обратиться к началу статьи – вертолеты будут требоваться всегда, так что это долговременный хлеб!

Е.В. Яблонский