Работы по вертолетам за рубежом в период первой мировой войны и после ее окончания

В период первой мировой войны в бывшей Австро-Венгрии проводились работы (весьма ограниченного объема) по созданию привязного вертолета.

Привязные аэростаты, применявшиеся на фронте для наблюдения и корректировки артиллерийского огня, были громоздки, уязвимы и требовали многочисленного обслуживающего персонала.

Мысль заменить их привязными вертолетами, менее уязвимыми и более подвижными, была воспринята с большим интересом.

Карман и Цуровец построили четырехвинтовой привязной вертолет, снабдив его электродвигателем в 225 л. c., получающим ток с земли.

В процессе испытаний выяснилось, что двигатель не развивал нужной мощности и сильно нагревался. После нескольких небольших подъемов двигатель сгорел и испытания прекратились.

Одновременно Карман, Петроцци и Цуровец построили привязной вертолет с двумя соосными несущими винтами диаметром 6 м, снабдив его тремя ротативными двигателями «Рон» мощностью 120 л. с. каждый.

Вертолет привязывался тремя тросами, которые через укрепленные на земле блоки передавались на лебедку, находившуюся в 70 м от места подъема аппарата.

За период испытаний (апрель 1918 г.) было совершено до 30 подъемов на разные высоты, вплоть до высоты 50 м, где аппарат держался около получаса, передвигаясь при помощи канатов взад и вперед.

Во время одного из таких испытаний аппарат потерпел аварию. Максимальная масса, поднятая на высоту 50 м, была 1814 кг.

В 1919-1920 гг. проводились испытания вертолета, построенного конструктором Дуэре во Франции еще до войны.

Вертолет Дуэре в процессе испытаний

На небольшом пирамидальном сварном остове были установлены два двухлопастных винта, вращавшихся в противоположные стороны.

Ротативный двигатель «Гном» (50 л. с.) был установлен таким образом, что его цилиндры были непосредственно соединены с нижним винтом диаметром 4,6 м, а коленчатый вал двигателя приводил в движение соединенный непосредственно с ним второй (верхний) винт, имевший диаметр 2,3 м.

Для управления использовался ряд плоскостей, помещенных в струе винтов. При испытании аппарат производил небольшие взлеты вблизи земли и пробежки по полю.

В 1919-1923 гг. над созданием вертолета работал конструктор Г . Берлинер (США).

Первый построенный им аппарат состоял из небольшой платформы, установленной на двухколесном шасси. Ротативный двигатель «Рон» мощностью 80 л. с. передавал вращение двум соосным двухлопастным винтам.

Винты имели диаметр 4 м (по другим данным 5,5 м) и вращались в противоположные стороны. Под винтами была расположена одна небольшая плоскость, игравшая роль руля направления.

В январе 1920 г. аппарат № 1 совершил подъем на высоту 5-6 м продолжительностью несколько минут, подняв груз в 410 кг. Винты в работе сильно деформировались, аппарат был очень неустойчив.

Аппарат № 2, построенный Берлинером в 1921-1923 гг., состоял из фюзеляжа, который вместо крыльев имел с обеих сторон фермы. На каждой из ферм было установлено по двухлопастному воздушному винту. Винты имели диаметр 4,5 м и вращались в противоположные стороны, делая 560 об/мин.

Вертолет № 1 Берлинера

Горизонтальное передвижение предполагалось осуществлять наклоном аппарата с помощью небольшого винта диаметром в 1 м, помещенного на хвосте фюзеляжа. Для сохранения поперечной устойчивости на концах боковых ферм имелись направляющие плоскости.

Аппарат был снабжен ротативным двигателем мощностью 110 л. с. Полетная масса аппарата составляла 600 кг. Испытания проходили летом 1922 г. Аппарат достаточно хорошо взлетал, совершал горизонтальный полет и вертикальную посадку. Высота полета достигала 3,7 м и горизонтальная скорость - 30 км/ч. Результаты испытания показали недостаточную устойчивость вертолета.

Испанский конструктор Патерас Пескара построил в период 1919-1920 гг. несколько аппаратов и провел их испытания. Все построенные им вертолеты имели два соосных винта, вращающихся от одного двигателя в противоположные стороны.

Общая схема вертолета № 2 Эмишена

Особенностью всех аппаратов, построенных Пескара, являлось наличие специального механизма для перекашивания лопастей винтов и весьма продуманной системы управления. Вертолеты отличались друг от друга диаметром несущих винтов, количеством лопастей, мощностью установленных двигателей и конструктивным выполнением ряда агрегатов.

Наилучших результатов добился Пескара на своем вертолете типа 2F, построенном в феврале 1923 г. Новый аппарат имел два пятилопастных винта диаметром 7,2 м. На нем был установлен двигатель Испано-Сюиза мощностью 180 л. с. Полная масса аппарата составляла примерно 850 кг.

В конце 1923 г. Пескара попытался взять приз французского аэроклуба за пройденный километр по замкнутому пути, однако эта попытка не увенчалась успехом,

Вертолет № 2F Пескара

В процессе дальнейших испытаний Пескара удалось получить следующие результаты:

• высота полета - около 2 м;
• продолжительность полета - 10 мин;
• наибольший пройденный путь - около 1 км.

Все построенные Пескара вертолеты не обладали достаточной устойчивостью.

Французский инженер Этьен Эмишен после окончания первой мировой войны посвятил себя авиации, занимаясь изучением полета птиц, конструированием летательных приборов с машущими крыльями и, наконец, изучением полета моделей вертолетов.

Из построенных и испытанных им аппаратов следует отметить вертолет Эмишен-2, показавший наилучшие результаты.

Общая схема вертолета № 2 Эмишена

Остов этого аппарата представлял собой неравноплечую крестообразную ферму из дуралюминиевых труб с растяжками из рояльной проволоки. На каждом конце крестообразного остова был помещен двухлопастный винт, имевший трубчатый металлический лонжерон и нервюры.

Винты, установленные по продольной оси, имели диаметр 6,4 м; винты, установленные по поперечной оси - 7,5 м.

Винты вращались с одинаковой частотой вращения попарно в разные стороны.

В центральной части остова помещался ротативный двигатель «Рон-1» мощностью 120 л. с. Он соединялся с центральным редуктором, откуда попарно на разной высоте выходили трубчатые валы, приводившие во вращение несущие винты.

Для придания аппарату устойчивости непосредственно на валу двигателя был установлен жироскоп, изготовленный в виде большого волчка из двух соединенных воронкообразных дисков.

В качестве дополнительного средства для сохранения устойчивости и для маневрирования в полете аппарат был снабжен рядом вспомогательных маневренных винтов. Все эти винты - четырехлопастные с шагом, изменяемым по усмотрению летчика - приводились во вращение от промежуточных трансмиссионных валов.

Поступательное передвижение предполагалось осуществить за счет горизонтальной составляющей суммарной тяги, появлявшейся при наклоне аппарата при помощи маневренных винтов. Для горизонтального передвижения, кроме того, имелись еще два двухлопастных винта, расположенных на поперечной ферме аппарата.

Полная полетная масса вертолета составляла 1040 кг. Постройка аппарата была закончена осенью 1923 г., и с этого же времени начались летные испытания.

Вертолет Эмишен-2 не был приспособлен для спуска с остановленным двигателем, поэтому высота полета не превосходила 2-3 м. Благодаря вспомогательным рулевым винтам обеспечивалась хорошая управляемость и маневренность вертолета в полете.

4 мая 1924 г. в присутствии комиссии военного ведомства Эмишен совершил круговой полет общей длиной 1100 м по трассе, отмеченной тремя колышками, забитыми в вершинах треугольника. Полет продолжался 7 мин 40 с и проходил на средней высоте 1 м, временами достигая 2-3 м.

Наибольшая продолжительность полета была 8-9 мин.

9 июня аппарат поднял кроме летчика еще двух человек, державшихся за концы поперечной фермы.

Больших достижений аппарат не показал за все время его многочисленных летных испытаний (около 500 подъемов).

Слабым местом в вертолете Эмишена была недостаточная устойчивость. По этой причине Эмишен перешел в своих дальнейших работах к новому типу летательного аппарата - комбинации вертолета с аэростатом.

В США в 1921 г. Г. А. Ботезат начал постройку вертолета собственной конструкции. Постройка была окончена в конце 1922 г., а в начале 1923 г. были начаты систематические испытания аппарата.

Вертолет Ботезата

Остов вертолета Ботезата представлял собой крестообразную ферму из стальных труб, все пролеты которой были расчалены рояльной проволокой.

На концах фермы было расположено четыре шестилопастных винта. Винты диаметром 8,08 м имели поворотные во втулке лопасти, шаг которых можно было изменять одновременно и одинаково у всех винтов или дифференциально от специального механизма.

В центральной части остова аппарата помещался ротативный двигатель «Рон» мощностью 180 л. с. (позднее он был заменен двигателем ВР-2 в 200-220 л. с.), непосредственно соединенный с редуктором, от которого отходили передаточные валы, идущие к коническим передачам у каждого винта. Винты вращались попарно в противоположных направлениях.

Поворот аппарата вокруг вертикальной оси осуществлялся двумя небольшими винтами с горизонтальными осями, помещенными с обеих сторон остова.

Полная полетная масса вертолета составляла около 1700 кг.

В конце 1922 г. аппарат был построен и были начаты его испытания. 18 декабря 1922 г. аппарат поднялся на высоту 1,8 м, достаточно устойчиво продержался в воздухе 1 мин 44 с и плавно опустился на землю. 19 января 1923 г. аппарат поднял двух человек на высоту около 1,2 м. Максимальная высота, достигнутая во время этих полетов, была 3-4 м и наибольшая продолжительность - примерно 2 мин.

Весной 1923 г. был совершен полет с летчиком в кабине и тремя пассажирами, державшимися за концы фермы. Несимметричность такой нагрузки уравновешивалась управлением. Максимальный поднимаемый полезный груз составлял 450 кг.

В начале 1929 г. были построены аппараты типа вертолета по проекту итальянского конструктора Витторио Изакко.

Схема вертолета Изакко

Этих аппаратов, названных конструктором «геликожирами», было построено всего три экземпляра: два во Франции и один в Англии.

Все аппараты имели в общем аналогичную принципиальную схему. Фюзеляж обычного самолетного типа имел шасси, стабилизатор, рули направления и высоты. В центре фюзеляжа помещалась стойка, на которой была насажена втулка несущего винта. Лопасти (две или четыре в зависимости от экземпляра) были сочленены со втулкой таким образом, что они могли вращаться вокруг своей оси и, кроме того, делать «взмахивающие» движения подобно ротору автожиров Сиерва.

На лопастях были установлены небольшие многооборотные авиационные двигатели с тянущими винтами, которые приводили во вращение основной несущий винт. Лопасти несущего винта имели на задней кромке специальные открылки-элероны.

Для изменения углов атаки лопастей несущего винта летчик воздействовал па элероны лопастей при помощи специального управления.

Для горизонтального передвижения аппарата в передней части фюзеляжа был установлен отдельный двигатель с тянущим винтом. Для управления аппаратом при поступательном передвижении служили рули направления и высоты.

Построенные экземпляры различались между собой количеством лопастей несущего винта и мощностью установленных двигателей.

Все построенные Изакко «геликожиры» не дали ожидаемых результатов и работы с ними были прекращены.

Результаты испытаний построенных за этот период вертолетов, описание которых здесь дано, а также ряда других, нами не отмеченных, были крайне скромны: высота подъема - несколько метров и продолжительность полета - несколько минут.

Такой важный вопрос, как осуществление безопасного спуска аппарата при аварийной остановке двигателя, не был решен.

Все построенные вертолеты характеризовались неудовлетворительной устойчивостью, несовершенством несущих винтов и трансмиссии, недостаточным охлаждением двигателей.