Одновинтовой вертолет с двумя двигателями

Вначале намечалось поставить один двигатель М-2, но вскоре стало ясно, что мощность одного двигателя совершенно недостаточна для такого вертолета и возник вариант с двумя двигателями.

Аппарат должен был быть двухместным. Два двигателя М-2 намечалось разместить в средней части фюзеляжа. Мощность двигателей через трансмиссию распределялась на несущий винт и четыре рулевых винта, размещенных попарно в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. Несущий винт диаметром 11 м имел четыре лопасти, крепившиеся к втулке при помощи продольных шарниров. Рулевые винты были двухлопастные и имели диаметр 1,8 м.

Управление вертолетом намечалось осуществить общим и дифференциальным изменением угла установки лопастей несущего винта и изменением шага лопастей рулевых винтов.

Система управления состояла из автомата перекоса, ручки управления дифференциальным шагом, рычага управления общим шагом лопастей несущего винта, ножных педалей и ряда звеньев жесткого и тросового управления. Предусматривалась возможность перевода несущего винта на режим авторотации при безмоторном спуске аппарата. Полная полетная масса вертолета составляла 900 кг при величине подъемной силы, развиваемой несущим винтом, в 1350 кгс.

После тщательного анализа эскизных проектов «фаворитов» был сделан вывод о технической целесообразности и реальной возможности приступить к проектированию экспериментального образца на основе одновинтовой схемы.

В процессе разработки эскизного проекта восьмивинтового вертолета возникла мысль о создании натурного стенда и о проведении на нем обширной программы экспериментальных исследований. Имелось в виду построить в натуральном масштабе два элемента винтомоторной группы этого вертолета и спроектировать специальную экспериментальную установку - натурный стенд, на котором должны были быть смонтированы указанные два элемента и который позволил бы провести намеченные исследования по весьма обширной программе.

В результате эскизной проработки следующего варианта - одновинтового вертолета - было принято решение расширить намеченную ранее программу испытаний на натурном стенде и включить в нее дополнительно полное исследование (впервые в мировой практике) работы автомата перекоса, смонтированного в системе управления несущим винтом.

Натурный стенд с шестиметровым несущим винтом

В 1928 г. на площадке перед зданием экспериментально-аэродинамического отдела ЦАГИ был построен натурный стенд.

Четыре высоких массивных деревянных столба, соединенных попарно с помощью поперечных деревянных перекладин, были врыты в землю и расчалены проволочными растяжками.

На верхних перекладинах каждой пары столбов были подвешены подъемные блоки с длинными цепями. На этих цепях подвешивалась «люлька», сделанная из деревянных брусков. С помощью этих же цепей ее можно было опускать или поднимать, изменяя тем самым расстояние от земли до плоскости вращения несущего винта.

К деревянной «люльке» крепилась рама, на которой были смонтированы: двигатель, редуктор с главным валом, несущий винт, автомат перекоса, элементы управления несущим винтом.

На стенде был установлен авиационный двигатель РОН мощностью 120 л. с. Обороты двигателя редуцировались в отношении 1 : 3,425. На главном валу, выходившем из редуктора, крепилась втулка несущего винта, в которой на подшипниках были смонтированы лопасти.

Проектирование и изготовление лопастей несущего винта столь большого диаметра (6 м) ввиду полного отсутствия опыта было связано с большими затруднениями. Тем не менее, задача создания лопастей для такого винта была решена вполне удовлетворительно.

Лопасть имела дуралюминовый лонжерон конической формы, на который надевались выколоченные из дуралюминового листа нервюры, крепившиеся к лонжерону с помощью заклепок.

На главном валу несущего винта был установлен автомат перекоса для управления общим и циклическим шагом лопастей несущего винта. В центральной части «люльки» натурного стенда имелось место для экспериментатора, управляющего стендом; там находились ручка управления циклическим шагом несущего винта, рычаг управления общим шагом винта, секторы управления газом двигателя, контакт для запуска двигателя и приборы для контроля за работой двигателя.

Для замера тяги несущего винта «люлька» стенда имела с задней стороны хвостовик, сделанный из деревянных брусьев. К нему шарнирно крепилась тяга, упиравшаяся нижним концом в платформу десятичных весов. Тяга, развиваемая несущим винтом, создавала момент относительно оси подвески «люльки», который затем воспринимался указанными весами. Потребляемая несущим винтом мощность определялась путем замера реактивного крутящего момента от винта, передаваемого на «люльку».

В процессе экспериментальных исследований на натурном стенде, проводившихся в 1928-1929 гг., были сняты полные характеристики несущего винта диаметром 6 м при работе на месте при расстоянии плоскости вращения винта от земли 3 и 4,5 м, а также характеристики управления дифференциальным шагом несущего винта с помощью автомата переноса.

Кроме того, в течение длительных испытаний были изучены: работа автомата перекоса, поведение трансмиссии (плавность хода, степень нагрева, КПД), система запуска двигателя и некоторые другие вопросы.

Результаты осуществления обширной программы экспериментальных исследований, проработка эскизных проектов «фаворитов» и, наконец, весьма ценные итоги испытаний на натурном стенде позволили сделать следующий важный шаг - вплотную приступить к проектированию первого советского экспериментального вертолета.

Все указанные работы по вертолетной тематике, проводившиеся в ЦАГИ в период с 1925 по 1928 г. (включительно), базировались на технических идеях и замыслах Б. Н. Юрьева, разработанных им на протяжении многих предшествующих лет.

Он же осуществлял общее руководство этими работами. Непосредственно эскизным проектированием и разработкой натурного стенда руководил А. М. Черемухин.

Экспериментально-исследовательские работы и аэродинамические изыскания и расчеты выполнялись А. М. Изаксоном. Конструктивная разработка всех элементов трансмиссии принадлежала К. А. Бункину. Разработку основных конструктивных узлов выполняли А. Л. Леймер, И. Н. Виноградов, И. П. Братухин, Г. И. Солнцев, А. Ф. Маурин.