Вертолет, 2003 № 02

Рис.7. Зависимость километрового расхода топлива от взлетной массы вертолета

А теперь продемонстрируем возможности графоаналитического подхода при проектировании нового вертолета. Предположим, нам. нужно разработать машину для доставки груза массой 1000 кг на расстояние 800 км. По рис. 5, где показана зависимость величины полезной нагрузки от взлетной массы, определяем, что для доставки груза в 1000 кг требуется вертолет со взлетной массой около 4000 кг. При взлетной массе 4000 кг полезная нагрузка может составлять до 2000 кг. Требуемое количество топлива для полета такого вертолета на расстояние 800 км составляет

G топл= q 4000*800

На рис. 7, показывающем зависимость расхода топлива от взлетной массы вертолета, находим, что q4000 = 0,80…1,40 кг/км; при этом, естественно предположить, что q4000 = 0,80 кг/км. соответствует лучшим аэродинамическим формам вертолета, большему КПД несущего и рулевого винтов, более экономичным двигателям. Если мы создадим, вертолет средних показателей по этим параметрам, то будем иметь

q 4000 = 1.10 кг/км.

Следовательно, наш вертолет должен иметь топлива в основных топливных баках

G топл= 1,10* 800 = 880 кг.

Обратившись к рис. 6, можно увидеть, что масса топлива соответствует верхней границе масс топлива для взлетной массы 4000 кг. При взлетной массе 4000 кг масса пустого вертолета может составлять от 2000 до 2480 кг, или в среднем – 2240 кг. Эту массу примем за величину полезной нагрузки. Масса перевозимого груза (1000 кг) и масса топлива (880 кг) в сумме составляют 1880 кг. На экипаж из двух человек приходится 360 кг (вес экипажа – 180 кг, дополнительное оборудование – 180 кг). Принимаем взлетную массу 4000 кг. Диаметр несущего винта может быть в диапазоне от 10 до 13,2 у. Диаметр рулевого винта 2,1-2,6 м. Мощность двигателей около 1000 кВт. Известны двигатели мощностью 462 и 522 кВт. Во втором, случае мощность силовой установки будет равна 522x2=1044 кВт. Энерговооруженность 1000/4000=0,25 кВт/кг. Этой энерговооруженности соответствует крейсерская скорость 280-300 км/ч. Предпочтительный вид шасси вертолета – полозковое. Несущий и рулевой винты – двухлопастные.

Ближайшие аналоги разрабатываемого нами вертолета – Bell-222A (1979), Bell-230 (1990), Aerospaciale SA-365 (1988), Westland WG-13 (1972).

…Создать новый вертолет, который по своим летно-техническим характеристикам не только соответствовал бы всем современным требованиям, но и превосходил их по гарантийному сроку службы, диапазону климатических условий эксплуатации, простоте в обслуживании, комфортности в полете и др., очень сложно. Однако сократить путь к искомой цели – новому вертолету – можно, для этого и существует графоаналитический подход, в основе которого лежат выявленные параметрические зависимости. Имея достаточно обоснованные значения одних параметров, можно переходить к назначению других, которым, должен соответствовать новый вертолет.

Рис.8. Зависимость типа шасси от взлетной массы вертолета

Рис.9. Зависимость крейсерской скорости от энерговооруженности вертолета

В своих исследованиях мы преднамеренно ограничились вертолетами, представленными в конкретном, каталоге. Увеличение числа вертолетов вряд ли изменит характер полученных зависимостей. Впрочем, данные о новых вертолетах помогут подтвердить или опровергнуть это утверждение.

Владимир огородов, инженер КАИ, Михаил ОГОРОДОВ, канд. техн. наук, КВЗ

Макет вертолета «Актай»

Говорят, как корабль назовешь, так он и поплывет. Наверное, именно об этом вспомнили на Казанском, вертолетном заводе, когда выбирали имя для своего нового вертолета. «Актай» в переводе с татарского языка значит «белый жеребенок».

И это имя как нельзя лучше подходит к новинке казанских вертолетостроителей. Небольшой «глазастый» белый вертолетик действительно смотрится жеребенком на фоне «рабочих лошадок» Ми-8/Ми-17, а также быстро набирающего стать «подростка» – вертолета «Ансат». Как же появился на свет небесный жеребенок «Актай»? Что принципиально нового появилось в организации самой работы над проектированием вертолета?

С середины 90-х годов коллектив конструкторов КВЗ (и без того небольшой) занимался разработкой и запуском в производство вертолета «Ансат». Эта машина проектировалась в Казани практически с нуля. Одновременно шло сопровождение серийного производства Ми-8/Ми-17, а также работа по модификации вертолетов. Настоящим айсбергом маячил впереди Ми-38, на него уже начала поступать документация из Москвы.

Разработка еще одной машины значительно осложнила бы ситуацию, но отказываться. от задуманного не хотелось. Руководство завода пошло на довольно смелый шаг, решив передать значительную часть работ по «Актаю» в Москву. В столице конкретно под эту работу был создан коллектив из специалистов МВЗ им. Миля под руководством Н.А. Назарова. Таким образом, одним выстрелом удалось убить нескольких «зайцев»: казанцы получали в собственность комплект конструкторской документации на новый вертолет, москвичи – возможность реализовать свой творческий потенциал.

С 1999 года документация начала поступать на КВЗ и постепенно передаваться в производство. По мере разработки приходилось вносить много изменений, переделывать чертежи и оснастку. К моменту начала работ над «Актаем.» московские конструкторы уже имели опыт создания небольшого легкого вертолета: это был Ми-34. Но небольшим и легким, он был по нашим, меркам. Чтобы успешно конкурировать на отечественном и тем более на мировом рынке, была нужна машина по-настоящему миниатюрная, с высокой весовой отдачей, с отличными экономическими характеристиками. Вот эти-то параметры и определили облик и параметры «Актая».

На вертолете решили использовать роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания ВАЗ-4265, разработанный СКВ РПД «АвтоВАЗ» из Тольятти. Новый двигатель, созданный на базе автомобильного, при достаточно высокой мощности в 250 л.с. унаследовал способность устойчиво работать на автомобильных сортах масел и топлива. В российских условиях это очень важно!

Кабина «Актая» рассчитана на трех человек, управление может быть как одинарным, так и сдвоенным, грузовой отсек располагается за кабиной пилотов. Базовую конструкцию можно относительно легко изменять и дополнять.