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

В конце 60-х годов на базе S-61 началась разработка нового, вертолета S-67. Свой первый полет он совершил 27 августа 1970 г. Вначале S-67 предназначался для исследований возможности высокоманевренного и скоростного полета, а затем предлагался как боевой. S-67 имел двигатель, винты и трансмиссию S-61, но отличался хорошими аэродинамическими обводами узкого фюзеляжа. Сидения летчиков располагались тандемом. Для улучшения аэродинамических характеристик втулка несущего.винта была закрыта специальными обтекателями, особую форму имели воздухозаборники двигателей. Для достижения больших скоростей лопасти несущего винта имели стреловидные законцовки. Съемное крыло предназначалось для разгрузки несущего винта при больших скоростях полета, а также для улучшения маневренности на нем впервые были установлены воздушные тормоза. Улучшению устойчивости способствовал и стабилизатор большой площади, который на висении во избежание потерь на обдувку устанавливался вертикально. Вертолет предполагалось эксплуатировать с высокими для того времени скоростями: максимальной горизонтальной – 310-320, крейсерской 300-315 и в пологом пикировании – 370 км/ч. 19 декабря 1970 г. на S-67 был установлен абсолютный рекорд скорости вертолетов – 355,5 км/ч, продержавшийся до 1978 г., когда он был побит вертолетом А-10 ОКБ M.JI. Миля.

S-67 обладал прекрасной маневренностью, выполнял фигуры высшего пилотажа – петли, бочки и др. При этом перегрузки достигали самолетных – 4. Несмотря на высокие характеристики, S-67 в серию не пошел (не нашлось заказчика), однако эффективно использовался как экспериментальный. На одном из образцов S-67 в 1973 г. в США впервые испытывался вместо обычного хвостового рулевого винта вентилятор в кольце, именуемый фенестроном. Фенестрон обеспечивал лучшую безопасность для вертолета и наземного персонала, но потреблял большие мощности на висении. Поэтому было признано, что он целесообразен только для легких вертолетов, у которых опасность поломки лопастей и попаданий в рулевой винт выше.

Опыт, накопленный при создании и испытании S-67, был использован при разработке вертолетов нового, третьего поколения.

Завершая рассмотрение вертолетов фирмы Сикорского, созданных при жизни конструктора, отметим разработанный в 1970 г. проект легкого бронированного вертолета-разведчика S-68, использующего концепцию ABC, о которой речь пойдет ниже. Натурный макет вертолета был подвергнут баллистическим испытаниям, но постройка натурного аппарата была отложена до проверки работоспособности концепции ABC.

Подводя итог разработки и производства вертолетов второго поколения на фирме Сикорского, можно отметить, что конструкторы продолжали придерживаться курса, взятого их бывшим лидером на создание аппаратов большой грузоподъемности и пассажировместимости. По-прежнему фирме принадлежал приоритет в постройке самых больших на Западе вертолетов. Доказаны широкие возможности классической одновинтовой схемы, обеспечивающей прекрасные летно-технические характеристики. Было разработано уникальное семейство вертолетов на базе S-61, имевших единую динамическую систему и разные фюзеляжи, оптимизированные под конкретные области применения. На вертолетах второго поколения установлено несколько мировых рекордов, в том числе и абсолютные.

Вертолеты третьего поколения и фирма Сикорского

В начале 70-х годов в США началась разработка вертолетов нового, третьего поколения. Вертолет был признан не только уникальным транспортным, но и незаменимым технологическим и боевым средством. В связи с этим существенно повысились требования к новым разработкам. По-прежнему большое внимание уделялось улучшению технико-экономических показателей. Производительность вертолета повышалась за счет улучшения аэродинамических характеристик машины, в первую очередь несущего винта, а также за счет снижения расхода топлива силовой установки. Большое внимание уделялось производственной, и в особенности эксплуатационной эффективности, которая включала в себя упрощение и удешевление конструкции и техобслуживания, переход на эксплуатацию по состоянию. К новым вертолетам предъявлялись требования высокой маневренности, скороподъемности. Повышение их надежности, живучести и неуязвимости достигалось за счет применения ударопоглощающей и безопасноповреждаемой конструкции, рациональной компоновки, экранирования и бронирования некоторых частей и деталей, установки двух двигателей.

Основной программой американского вертолетостроения третьего поколения была разработка легкого многоцелевого вертолета UTTAS (Utility Tactical Transport Air System), рассчитанного на перевозку И человек при трех членах экипажа. Из многочисленных предложений, выдвинутых вертолетостроительными фирмами, правительственные органы США в 1972 г. предпочли проекты двух давних конкурентов – фирм Сикорского и ”Боинг-Вертол”.

Фирма ”Боинг-Вертол” на этот раз отошла от своей традиционной продольной схемы и выбрала классическую одновинтовую. Ту же схему, как обычно, имел и вертолет фирмы Сикорского S-70. Первый полет этого вертолета состоялся в конце 1974 г., а в декабре 1976 г. после длительных сравнительных испытаний он был признан победителем конкурса UTTAS. В конструкции широко использовались титан и стеклопластики. Лопасти несущего винта имели стреловидные законцовки, втулка снабжена эластомерными шарнирами и маятниковыми вибропоглотителями. На базе основного варианта S-70 фирмой разработан ряд различных модификаций, которые также были запущены в серийное производство. S-70 является в настоящее время наиболее распространенным зарубежным вертолетом в своем классе.

Другой основной программой американского вертолетостроения третьего поколения была разработка тяжелого транспортного вертолета HLH (Heavy Lift Helicopter) грузоподъемностью 20,5-22,5 т с радиусом действия 37-46 км. Опять конкурентами были основные производители тяжелой вертолетной техники – фирмы Сикорского и ”Боинг-Вертол”. Каждая фирма придерживалась своих традиционных схем – соответственно одновинтовой и продольной. Поскольку вертолет предполагалось использовать на небольшие расстояния, продольная схема показалась заказчику более предпочтительной, и фирма ”Боинг-Вертол” в 1971 г. получила контракт на постройку вертолета. Однако стендовые испытания трансмиссии были неудачны, появились опасения, что летно-технические характеристики окажутся хуже заявленных, кроме того, стоимость программы оказалась завышенной, и заказчик в середине 70-х годов предпочел работы по программе HLH прекратить и поддержать постройку менее амбициозного вертолета фирмы Сикорского S-80 (СН-53Е), способного перевозить грузы до 14,5 т на дальность до 90 км.

Этот аппарат представлял собой довольно значительную модификацию вертолета второго поколения S-65 (CH-53D), имеющую с ним 40-50% общих деталей (в том числе одинаковые лопасти) и отличающуюся установкой третьего двигателя, увеличением диаметра и числа лопастей несущего винта и рулевым винтом, ось которого наклонена под углом 20, для обеспечения продольной балансировки. Развитие автоматических систем управления позволило обеспечить управление и балансировку при одном рулевом винте с наклоненной осью, а не при двух, как это использовалось в проектах тяжелых вертолетов второго поколения. Фирма Сикорского опять победила ”Боинг-Вертол”. Опять восторжествовала одновинтовая схема.

Особенностью вертолетостроения третьего поколения была и постройка специальных гражданских вертолетов, что вызывалось расширением нефтепромыслов в открытом море и необходимостью интенсивных перевозок. Разработка первого такого вертолета S-76 осуществлена в инициативном порядке в 1977 г. группой молодых конструкторов фирмы Сикорского. С 1978 г. он уже стал выпускаться серийно.

Фирмой Сикорского в период постройки вертолетов третьего поколения были проведены обширные исследования по созданию скоростных несущих винтов по программе ABC (Advanced Blade Concept), подъемная сила которых создается только на наступающих лопастях бесшарнирного несущего винта большой жесткости. В результате исключается срыв на лопасти, идущей по потоку. Для уравновешивания возникающего при этом большого поперечного опрокидывающего момента впервые отошли от традиционной схемы, применив соосную.

Исследовательские работы были начаты фирмой еще при жизни И.И. Сикорского в середине 60-х годов, а в 1973 г. был построен вертолет с таким винтом. Испытания S-69 начались в 1974 г. В варианте ”чистого” вертолета на нем достигнута горизонтальная скорость 296 км/ч, а в пологом пикировании – 360 км/ч. После установки в 1978 г. двух дополнительных турбореактивных двигателей была получена скорость 487 км/ч. S-69 стал единственным винтокрылым аппаратом, не оснащенным крылом, достигшим такой скорости.

В результате испытаний вертолета S-69 было установлено, что концепция ABC позволяет существенно повысить скорость и потолок вертолета, маневренность и скороподъемность, компактность и живучесть, расширить диапазон центровок, уменьшить шум. Ряд преимуществ связан и с отсутствием рулевого винта, однако тяжелые несущие винты ухудшали весовую отдачу. После сравнения всех преимуществ и недостатков был сделан вывод, что концепция ABC является полностью разработанной концепцией скоростного вертолета, который при использовании на оптимальных для данной концепции режимах может найти практическое применение.