Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №05

В том же году завершились успехом многолетние опыты бельгийца Анри Виллара на вертолете «Орнис-2», где реактивный момент несущего винта парировался хвостовым рулевым винтом. Подъемная сила едва превышала вес аппарата и летчика. Тем не менее 28 июня 1914 года Виллару впервые в истории удалось оторвать от земли аппарат одновинтовой схемы с хвостовым рулевым винтом. Начало Первой мировой войны прервало опыты бельгийца, как и эксперименты других первых вертолетостроителей. Параллельно с А. Вилларом и Б.Н. Юрьевым отдельный вклад в развитие классической одновинтовой схемы накануне войны внесли также американец Э. Берлинер и новозеландец Р. Пирс. Тогда же появился и первый в мире вертолет с реактивным концевым компрессорным приводом несущего винта — «Жироптер» французских инженеров Альфонса Папена и Диде Руйи. Внешне он напоминал лист сикомора — единственная лопасть вращалась вокруг кабины пилота и уравновешивалась с противоположной стороны мотором и компрессором. Компрессор нагнетал воздух внутрь лопасти, с конца которой он выбрасывался в направлении, обратном направлению вращения винта. Увы, плохо динамически сбалансированная «сикомора» опрокинулась при первом же запуске мотора.

Полчаса в воздухе

Особую роль для развития вертолетостроения в годы Первой мировой войны сыграли легкие (удельной массой 1,5 кг/л. с.) звездообразные ротативные моторы типа «Гном-Рон» — двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, где цилиндры вместе с картером и воздушным винтом вращались вокруг неподвижного коленчатого вала, жестко связанного с корпусом.

В этот период венгерские конструкторы Стефан Петроцци, Теодор Карман и Вильгельм Цуровец приступили к созданию «привязного» вертолета для замены аэростатов наблюдения. В марте 1918 года начались испытания PKZ-1. Четыре установленных в ряд вдоль длинного фюзеляжа четырехметровых несущих винта приводились во вращение электромотором мощностью 190 л. с. Взлетная масса достигала 1 100 кг. Ток подавался по проводам с земли. Мотор постоянно перегревался и при четвертом запуске сгорел вместе с вертолетом.

Аппарат PKZ-2 оказался более удачным. Карман и Цуровец отказались от многовинтовой схемы и электропривода. Вес тяжелого кабеля вместе с давлением на него ветра аннулировал все преимущества легкого электромотора. Построенный в марте 1918 года PKZ-2 имел два соосных шестиметровых несущих винта и ферменный корпус, сваренный из стальных труб в виде трехлучевой звезды. В корневой части каждого из трех «лучей звезды» стояло по ротативному стодвадцатисильному мотору «Рон». PKZ-2, как и его предшественник, не имел органов управления. Балансировка в воздухе должна была осуществляться натяжением трех тросов привязи, крепившихся к концам «лучей». Взлетная масса вертолета составляла 1 600 кг.

Испытания PKZ-2 продолжались со 2 апреля по 10 июня 1918 года. Всего было совершено 30 подъемов на высоту до 50 м. Такую высоту подъема удалось повторить только спустя 10 лет. Временами вертолет оставался в воздухе до получаса при натянутых тросах привязи, но стоило этим тросам ослабнуть, аппарат начинал раскачиваться. Во время одного из подъемов 10 июня 1918 года аэродромная команда не обеспечила нужного натяжения тросов и PKZ-2 опрокинулся.

Попытки построить вертолет в годы Первой мировой войны предпринимали не только в Австро-Венгрии. Командование французской армии поддержало в 1916—1918 годах разработки конструкторов Э. Дуэре, А. Туссена, Л. Лакоэна и Л. Дамбланка. Особенно интересным был вертолет Лакоэна и Дамбланка «Алерьон». Он имел двухвинтовую поперечную схему — несущие винты стояли на консолях по бокам самолетного фюзеляжа. Но, к сожалению, при первом же запуске моторов из-за динамической неустойчивости конструкции — банального резонанса — вертолет разрушился в одно мгновение. Причиной этого стало совпадение собственной частоты колебаний правой консоли конструкции с частотой вращения винта.

В Америке столь же безрезультатными оказались попытки поднять в воздух вертолет Кроккера и Хьюита, в Германии — Р. Рюба. Революция в России помешала завершить постройку машин Г.А. Ботезата, И.А. Эйды, Х.Г. Берланда.

Успехи ботезата

По окончании войны постройку вертолетов продолжил американец Эмиль Берлинер. Он соорудил в 1919 году маленький аппарат двухвинтовой соосной схемы. Для его управления использовались многочисленные поверхности, закрепленные в воздушном потоке несущих винтов. Эффективность их оказалась крайне низкой, но тем не менее достаточной для обеспечения наклона вертолета вперед. Таким образом, Берлинеру удалось осуществить первый в истории вертолетостроения управляемый полет с поступательной скоростью. В 1922 году конструктор построил новый вертолет: он отказался от соосной схемы в пользу поперечной, более сложной и тяжелой, но зато обещавшей лучшую поперечную устойчивость. Ротативный мотор «Бентли» мощностью 230 л. с. вращал несущие винты диаметром 6 м, установленные по концам крыла. Летно-технические характеристики вертолета заметно превзошли показатели предшественников: дальность полета была почти километровой, а достигнутая скорость (90 км/ч) оставалась непревзойденной до 1937 года.

Дальнейшее совершенствование теории расчета несущих винтов, развитие представлений об аэродинамике и динамике винтокрылых машин, а также появление в конце Первой мировой войны мощных и надежных ротативных двигателей «Рон» и «Бентли» с удельной массой 1 кг/л. с. позволили вертолетостроителям в начале 20-х годов оснастить свои аппараты всевозможными средствами управления и добиться на них серьезных успехов. Вертолеты стали перемещаться в любую сторону, выполнять виражи и развороты на месте.

Построенный по заказу американской армии в 1922 году аппарат русского эмигранта профессора Георгия Александровича Ботезата имел четыре несущих винта диаметром 8 м. В центре крестообразного ферменного корпуса располагались мотор «Бентли» мощностью 220 л. с. и кабина пилота. Продольно-поперечное управление обеспечивалось дифференциальным изменением общего шага несущих винтов, путевое — рулевыми винтами. Аварийная посадка при отказе силовой установки должна была обеспечиваться переводом винтов на режим авторотации. С декабря 1922 по апрель 1923 года вертолет Ботезата осуществил свыше сотни управляемых свободных полетов, продемонстрировал хорошие устойчивость и управляемость. 17 апреля 1923 года на нем были подняты в воздух последовательно два, три и четыре пассажира. Максимальный вес пассажиров вместе с пилотом составил 450 кг. Аналогичной грузоподъемности в истории вертолетостроения удалось достичь только через 20 лет. Взлетный вес аппарата Ботезата при испытаниях достигал 1 700—2 020 кг. Знаменитый изобретатель Томас Эдисон поздравил Ботезата с созданием «первого успешного вертолета».