Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

История вертолетостроения в России связана с именем ученого-естествоиспытателя М. В. Ломоносова, построившего летающую модель вертолета.

В СССР созданы вертолеты поперечной схемы «Омега»; Г-3, -4; Б-11 (ОКБ И. П. Братухина). В 1947 г. организовано ОКБ М. Л. Миля, в котором был создан ряд первоклассных вертолетов. Серийное производство вертолетов в СССР начато в 1951 г. выпуском Ми-1 (пробный полет состоялся в 1948 г.). Затем появились одновинтовые вертолеты Ми-4, -6, -10, -2, -8, -24, -26, -28 и вертолеты поперечной схемы В-12. В ОКБ Н. И. Камова были разработаны соосные вертолеты Ка-8, -10, -15, -18, -25К, -29, -32, -50, винтокрыл Ка-22.

В 1950-х гг. создан вертолет продольной схемы Як-24 ОКБ А. С. Яковлева. По назначению вертолеты подразделяются на вертолеты гражданской авиации и военные. Военные вертолеты делятся на боевые (противотанковые, огневой поддержки, противолодочные), транспортно-боевые (многоцелевые, общего назначения), транспортно-десантные и специальные.

Боевые вертолеты (БВ) составляют ударную силу армейской авиации. БВ предназначен для уничтожения и подавления наземных целей и вертолетов противника, прикрытия и сопровождения транспортно-боевых и транспортнодесантных вертолетов. Особое внимание уделяется борьбе с танками и другими бронированными целями. Перспективные БВ должны эффективно решать эти задачи как днем, так и ночью.

Комплекс вооружения БВ может включать противотанковые ракетные комплексы (ПТРК), неуправляемые ракеты, пушки (калибр до 30 мм), гранатометы (до 40 мм), пулеметы (7,62 и 12,7 мм), авиационные бомбы, зажигательные баки, а также управляемые ракеты класса «воздух – воздух»; тактический радиус действия – 400—500 км. Экипаж БВ, как правило, 2 человека.

Боевая живучесть БВ повышается за счет применения брони, установки комплексов РЭБ и т. п. Основные зарубежные БВ: огневой поддержки – АН-18 «Кобра-Toy», AH-64A «Апач» (США), Во-105Р (ФРГ), SA-342M «Газель», SA-365M «Дофин 2» (Франция), многоцелевые – UH-60A «Блэк Хок» (США), WG-13 «Линкс» АН 1 (Великобритания) и др. Примером российских БВ являются Ми-28, Ка-50. В военных целях вертолеты были использованы французскими войсками во время воины в Алжире (в конце 1950 – начале 1960-х гг.). США применяли вертолеты в войнах в Корее (1950—1953) и во Вьетнаме (1965—1973). Вертолеты применялись во время боевых действий на Ближнем Востоке (1967, 1973, 1991), в войне Ирана с Ираком, в Афганистане. В ВМС ряда стран вертолеты используются для противолодочной обороны, обнаружения кораблей противника, целеуказания корабельным системам наведения, а также для поисково-спасательных работ на море. Для обнаружения ПЛ используются опускаемые с вертолетов гидроакустические станции, магнитометры, радиогидроакустические буи, РЛС и другие средства.

Поражение ПЛ предполагается осуществлять с помощью самонаводящихся торпед и противолодочных глубинных бомб. Вертолеты могут базироваться на кораблях (судах), оборудованных полетными палубами (взлетно-посадочными площадками). Основные зарубежные противолодочные вертолеты: SH-3H «Си Кинг», SH-60B «Си Хок» (оба – США). В российском ВМФ противолодочными вертолетами являются Ка-25 и Ка-27.

Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) – реактивный двигатель, в котором воздух является основным компонентом рабочего тела. При этом воздух, поступающий в двигатель из окружающей атмосферы, подвергается сжатию и нагреву.

Нагрев осуществляется в камерах сгорания путем сжигания горючего (керосина и др.) с использованием кислорода воздуха в качестве окислителя. В случае применения ядерного топлива воздух в двигателе нагревается в специальных теплообменниках. По способу предварительного сжатия воздуха ВРД подразделяются на бескомпрессорные и компрессорные (газотурбинные).

В бескомпрессорных ВРД сжатие осуществляется только за счет скоростного напора воздушного потока, набегающего на двигатель в полете. В компрессорных ВРД воздух дополнительно сжимается в компрессоре, приводимом во вращение газовой турбиной, поэтому их называют еще турбокомпрессорными или газотурбинными двигателями (ГТВРД). В компрессорных ВРД нагретый газ высокого давления, отдавая часть своей энергии газовой турбине, вращающей компрессор, попадая в реактивное сопло, расширяется и выбрасывается из двигателя со скоростью, превышающей скорость полета ЛА. Это и создает силу тяги. Такие ВРД относят к двигателям прямой реакции. Если же часть энергии нагретого газа, отданная газовой турбине, становится значительной и турбина при этом приводит во вращение не только компрессор, но и специальный движитель (например, воздушный винт), обеспечивающий к тому же создание основной силы тяги, то такие ВРД называются двигателями непрямой реакции.

Использование воздушной среды в качестве компонента рабочего тела позволяет иметь на борту ЛА только одно горючее, доля которого в объеме рабочего тела в ВРД не превышает 2—6%. Эффект подъемной силы крыла позволяет осуществлять полет с тягой двигателя, которая существенно ниже массы ЛА. Оба эти обстоятельства предопределили преимущественное применение ВРД на ЛА при полетах в атмосфере. Особенно широко распространены компрессорные газотурбинные ВРД, являющиеся основным типом двигателей в современной военной и гражданской авиации.

При больших сверхзвуковых скоростях полета (М > 2,5) повышение давления только за счет динамического сжатия воздуха становится достаточно большим. Это позволяет создавать бескомпрессорные ВРД, которые по виду рабочего процесса подразделяются на прямоточные (ПВРД) и пульсирующие (ПуВРД). ПВРД состоит из входного устройства (воздухозаборника), камеры сгорания и выходного устройства (реактивного сопла). В сверхзвуковом полете встречный поток воздуха тормозится в каналах воздухозаборника, и его давление повышается. Сжатый воздух поступает в камеру сгорания, куда через форсунку впрыскивается горючее (керосин). Горение керосиново-воздушной смеси в камере (после предварительного ее воспламенения) осуществляется практически при мало изменяющемся давлении. Нагретый до высокой температуры (более 2000 К) газ высокого давления ускоряется в реактивном сопле и истекает из двигателя со скоростью, превышающей скорость полета ЛА. Параметры ПВРД в значительной степени зависят от высоты и скорости полета.

При скоростях полета, меньших двойной скорости звука (М < 2,0), эффективность ПВРД резко падает. При больших сверхзвуковых скоростях полета (М > > 5,0—6,0) обеспечение высокой эффективности ПВРД сопряжено с трудностями организации процесса горения в сверхзвуковом потоке и другими особенностями высокоскоростных течений. ПВРД находят применение в качестве маршевых двигателей сверхзвуковых крылатых ракет, двигателей вторых ступеней зенитных управляемых ракет, летающих мишеней, двигателей реактивных винтов и др.