Читать интересную книгу Авиаконструктор Игорь Иванович Сикорский 1889-1972 - Геннадий Катышев

Построив S-55, И.И. Сикорский не считал, что схема исчерпала свои возможности. Цельнометаллические лопасти позволяли освоить большие диаметры несущих винтов. Опыт проектирования лопастей, посадок на авторотации с подрывом позволял увеличить нагрузки на несущие винты. Поэтому Сикорский приступил в 1951 г. к проектированию тяжелого транспортного вертолета S-56 со взлетным весом и грузоподъемностью почти в пять раз больше своего предшественника. S-56 были приданы размеры популярного тогда транспортного самолета С-47 ”Дакота”. Просторный фюзеляж вмещал 26 солдат или три ”джипа”. Для облегчения загрузки и выгрузки в носу фюзеляжа располагались грузовой люк и рампа. Кабина пилотов располагалась сверху. Техника могла въезжать в вертолет своим ходом. Для того чтобы освободить весь фюзеляж под грузовую кабину, два мощных поршневых двигателя ”Пратт-Уитни” в мотогондолах вынесли по бокам фюзеляжа на горизонтальных пилонах. Пилоны имели форму крыльев и создавали в полете подъемную силу и разгружали несущий винт. Внутри пилонов находились топливные баки. Посредством трансмиссионных валов мощность от двигателя передавалась на главный редуктор и оттуда на несущий винт диаметром 22 м, впервые имевший пять лопастей. Винт был оборудован системой автоматического складывания лопастей. Для достижения больших скоростей на S-56 впервые установлено убирающееся шасси. Главные колеса убирались в мотогондолы, заднее колесо подтягивалось к фюзеляжу.

Первый полет S-56 совершил 18 декабря 1953 г., а в серийное производство был запущен в 1955 г. Всего было построено. 156 экземпляров S-56. Кроме транспортного варианта строился и вертолет радиолокационного наблюдения и раннего обнаружения с установленной в носу PЛC-станцией. Большая мощность двигателя, хорошие аэродинамические характеристики позволили установить в ноябре 1956 г. мировые рекорды скорости – 262 км/ч и грузоподъемности – 6 т. S-56 послужил основой для разработки вертолета-крана S-60. Однако в начале 60-х годов производство S-56 было прекращено, так как в то время в связи с освоением газотурбинных двигателей появились возможности достичь значительно лучших результатов на вновь разработанных вертолетах второго поколения. Этим объясняется ограниченное число построенных S-56.

Главный конкурент И.И. Сикорского по тяжелым вертолетам Ф. Пясецкий разрабатывал одновременно с S-56 свой вертолет продольной схемы PV-15 (YH-16). Построенный в 1953 г. YH-16 вместе с советским вертолетом продольной схемы Як-24 стал самым большим вертолетом первого поколения. Однако в серийное производство он не пошел. Попытка улучшить характеристики YH-16 посредством замены поршевых двигателей на газотурбинные закончилась в 1956 г. катастрофой, так как осуществлялась путем прямой замены двигателей, расположенных друг за другом, небезопасной с точки зрения помпажа.

Построенный А. Янгом в 1953 г. тяжелый вертолет продольной схемы ”Белл-61” был запущен через год в серию, но оказался очень неудачным и вскоре был снят с производства. Столь же ограниченным был выпуск и Як-24. Их суммарный выпуск уступал числу построенных S-56. Основной причиной неудачи разработки вертолетов продольной схемы были вредные последствия взаимовлияния несущих винтов (интерференция), прозорливо предсказанные Сикорским. Результаты испытаний показали невозможность использования продольной схемы для удвоения грузоподъемности соединением одинаковых винтомоторных групп. Как признал известный авторитет в вертолетостроении Р. Хаффнер, ”умер миф о симметрии продольной схемы и идентичности несущих винтов”. Не помогал и подъем задних винтов на высоком пилоне. Хотя продольная схема и обеспечивала значительный статический потолок, но ее динамический потолок, скороподъемность, авторотационные качества были хуже, чем у других схем. Из-за интерференции ресурс заднего винта и редуктора был значительно меньше переднего. Для уменьшения нагрузки на задний винт приходилось сдвигать центровку вперед, что осложняло компоновку и опровергало мнение о большом диапазоне центровок продольной схемы. Интерференция осложняла проблему срыва, ухудшала продольную и путевую устойчивость и управляемость. Постоянное нагружение трансмиссии обусловило ее большой вес и малый ресурс.

Отсутствие явных преимуществ, выявленные многочисленные проблемы, невозможность повышения грузоподъемности удвоением винтомоторных групп уменьшили привлекательность продольной схемы. Кроме фирмы Пясецкого, никому не удалось наладить стабильное серийное производство вертолетов этой схемы. К началу 60-х годов ее разработка прекратилась всеми фирмами, за исключением ”Боинг-Вертол”, как после ухода в 1955 г. Пясецкого стала именоваться его фирма. В 50-е годы Ф. Пясецким было налажено серийное производство средних транспортных вертолетов PV-22 (Н-21) в различных модификациях. В 60-е годы под обозначением V-44 выпускалась их дальнейшая модификация. Всего за период с 1952 по 1966 г. было изготовлено около 700 вертолетов этого типа.

Однако и у этого вертолета был соответствующий одновинтовой аналог Сикорского S-58, имевший значительно больший успех. Аналогичный по компоновке S-55, но имевший фюзеляж с лучшими аэродинамическими формами, четырехлопастный несущий винт диаметром 17 м с двигателем значительно большей мощности, большим взлетным весом и грузоподъемностью S-58 совершил первый полет 8 марта 1958 г. По своим весовым характеристикам S-58 соответствовал Ми-4, но не имел грузового люка, что ограничивало габариты груза для внутренней перевозки. Крупногабаритные грузы транспортировались на внешней подвеске. Для этого еще в 1956 г. впервые была создана система ее стабилизации, устраняющая возможность раскачки груза. Вначале S-58 предназначался в качестве палубного, и поэтому он соответственно был оборудован складывающимися лопастями и хвостовой балкой, что создавало необходимую компактность при размещении на корабле. На S-58 впервые была установлена навигационная система, обеспечивающая возможность всепогодного пилотирования, свободное ориентирование при полетах над морем. Для улучшения путевой устойчивости и разгрузки в полете рулевого винта S-58 имел концевую балку в форме киля, что позволило снизить затраты мощности на рулевой винт и увеличить его ресурс, а также ресурс хвостовой трансмиссии, повысить экономичность вертолета. На хвостовой балке был установлен стабилизатор для улучшения устойчивости и аэродинамических характеристик.

С самого начала фирма получила на S-58 большой заказ. Возможности завода в Бриджпорте были ограничены, и фирма Сикорского построила специально для производства S-58 современный крупный завод в Стратфорде. Завод же в Бриджпорте с тех пор производил комплектующие изделия и ремонт вертолетов. Производство S-58 продолжалось с 1955 по 1963 г. и затем эпизодически возобновлялось. Кроме того, S-58 строился по лицензии в Великобритании и Франции. Всего было построено свыше 2200 этих вертолетов (из них 1800 – на заводе Сикорского).

В 1956 г. на S-58 был установлен ряд мировых рекордов скорости. По своим летно-техническим и экономическим характеристикам S-58 превосходил своих современников и по праву считался лучшим западным вертолетом первого поколения.

Не было такой области применения, где бы он не использовался. . Этот прекрасный вертолет стал ”лебединой песней” И.И. Сикорского, который в 1957 г. вышел на пенсию, но продолжал консультировать свою фирму. При его участии было выполнено еще несколько интересных разработок, речь о них пойдет ниже.

Летающий кран

Уникальные летные характеристики вертолета – способность неподвижно висеть в воздухе, совершать вертикальные подъемы и спуски, осуществлять поступательные перемещения в любую сторону породили с самого начала применения вертолета идею перевозки грузов на внешней подвеске. Немецкий вертолет FA-223 перевозил на внешней подвеске пушки, части мостов, ракет V-2, другие крупногабаритные грузы, не вмещающиеся в кабину. Для перевозки подобных большеразмерных грузов послевоенные многоцелевые вертолеты стали оснащаться системой внешней подвески. Эта система упрощала загрузку и выгрузку, позволяла осуществлять подъем и спуск груза на труднодоступную местность, куда не было возможности осуществить посадку.

Способность вертолета перевозить груз на внешней подвеске породила идею создания специализированного вертолета-крана. Он должен был отличаться отсутствием грузовой кабины, что значительно облегчало и упрощало конструкцию. Кроме того, вертолету-крану не нужен был большой запас топлива. Он должен был перевозить грузы на небольшие расстояния и работать отчасти в зоне влияния земли. Все это позволяло надеяться на увеличение грузоподъемности примерно на 10-20% по сравнению с аналогичными фюзеляжными вертолетами. Уже в 40-е годы утвердилось мнение, что вертолеты большой грузоподъемности должны быть бесфюзеляжными вертолетами-кранами. Другой концепцией, породившей строительство вертолетов-кранов, была идея создания вертолетов одной весовой категории, но с разными фюзеляжами, оптимизированными под каждое конкретное задание. Однако такая концепция была экономически неоправданной. Идея присоединять разнообразные специализированные контейнеры под безфюзеляжный вертолет-кран позволяла наиболее экономично решить данную проблему. Кроме того, предполагалось, что кран сможет самостоятельно наезжать или садиться верхом на перевозимый груз, что значительно ускоряло и упрощало его загрузку. Груз в этом случае мог крепиться под фюзеляжами.