Зарубежные вертолеты этого периода

Появление в США первых вертолетов относится к концу 1940 г. - началу 1941 г. Их успешные полеты и рекламная шумиха, поднятая вокруг этих аппаратов, способствовали появлению целого ряда вертолетных фирм, многие из которых оказались нежизнеспособными.

Те из них, которые сохранились, выпустили ряд опытных вертолетов почти всех известных в то время принципиальных схем, что дало возможность широко познакомиться с этими схемами, выявить их положительные и отрицательные качества.

Во время второй мировой войны в Германии выпуском вертолетов занимались немецкие фирмы Фокке-Ахгелис, Флеттнер, Добльгоф, австрийская фирма Наглер и Гольц.

Кроме того, под контролем немцев проводились работы в оккупированной Франции по постройке вертолета Бреге.

Вертолеты И. И. Сикорского

В 1939-1940 гг. Сикорский построил первый экспериментальный вертолет, получивший заводскую марку VS-300.

Первый вариант вертолета VS-300 имел двигатель «Лайкоминг» мощностью в 75 л. с. В начале 1941 г. этот двигатель был заменен четырехцилиндровым двигателем «Франклин» воздушного охлаждения мощностью 90 л. с.

Вертолет имел один несущий трехлопастный винт диаметром 8,5 м.

Вертолет И. И. Сикорского VS-300 (первый вариант)

Реактивный момент от несущего винта уравновешивался моментом от направленной вбок тяги рулевого винта, установленного в хвостовой части аппарата.

Для продольного и поперечного управления в хвостовой части были расположены на вынесенных по обеим сторонам фюзеляжа ферменных трехметровых балках еще два винта, вращавшихся в горизонтальной плоскости. Изменение шага этих винтов было связано с движениями ручки летчика.

В процессе летных испытаний вертолет подвергался значительным модификациям.

В конце 1941 г. были сняты два рулевых винта продольно-поперечного управления, вращавшиеся в горизонтальной плоскости.

Снятые винты были заменены одним винтом, вынесенным на специальном хвостовом пилоне. Вертикально направленная тяга этого винта использовалась для управления в продольной плоскости.

Вертолет И. И. Сикорского R-5

На аппарате был установлен автомат перекоса, при помощи которого осуществлялось поперечное управление вертолетом.

Второй этап модификации управления, проведенный в декабре 1941 г., заключался в том, что рулевой винт продольного управления также был снят, а автомат перекоса был дополнительно связан и с продольными движениями ручки.

Окончательная схема вертолета VS-300, ставшая прототипом всех последующих вертолетов Сикорского и многих других вертолетов в США, повторяла схему вертолета Б. Н. Юрьева (1912 г.) и первого советского вертолета ЦАГИ 1-ЭА (1930 г.)

Последующие вертолеты Сикорского были осуществлены также по одновинтовой схеме. Это были вертолеты R-4, R-6 и R-5. Они предназначались для практического применения и строились серийно.

Самый большой из них R-5 имел несущий винт диаметром 14,6 м и двигатель мощностью 450 л. с. Вертолет был принят на вооружение армии США.

Вертолеты Пясецкого и Даланда PV-2 и PV-3

В 1943 г. в США появился вертолет фирмы Инжиниринг Форум PV-2. Этот вертолет был спроектирован Пясецким и Даландом.

По своей принципиальной схеме вертолет PV-2 с двигателем мощностью 90 л. с. не отличался от аппаратов Сикорского.

В 1945 г. фирма Инжиниринг выпустила новый вертолет, построенный по заказу Морского министерства США. Основной особенностью нового аппарата являлось расположение двух его несущих винтов в продольной плоскости: на носу и хвосте.

Винты были установлены на различной высоте - задний винт находился значительно выше переднего.

Оба винта приводились во вращение двигателем Континентэл Райт-975 со взлетной мощностью 450 л. с. Аппарат был рассчитан на перевозку десяти пассажиров при двух членах экипажа.

Вертолет PV-3

Вертолет PV-3 совершил в процессе испытаний много полетов и, по сообщению прессы, показал хорошую устойчивость и управляемость.

Вертолет Белл

В начале 1943 г. фирма Белл Эйркрафт (США) построила экспериментальный вертолет, вызвавший большой интерес авиационных специалистов в связи с примененной оригинальной схемой несущей системы и управления.

Новый вертолет был построен по одновинтовой схеме, имел несущий винт диаметром 10,06 м и был снабжен двигателем воздушного охлаждения мощностью 160 л. с. В сочленении лопастей несущего винта со втулкой отсутствовали горизонтальный и вертикальный шарниры, но благодаря карданному соединению втулки винта с валом весь винт мог совершать маховое движение в вертикальной плоскости.

После трех лет исследований и доводок фирма Белл в 1946 г. выпустила два новых образца вертолетов Белл-47 и Белл-42.

Вертолет Белл-47

Оба новых аппарата в точности повторяли основные особенности первого образца - схему несущей системы и управления. В обоих аппаратах применялся так называемый стабилизирующий стержень. Вновь построенные вертолеты различались между собой главным образом своими параметрами. Белл-47 - двухместный вертолет с двигателем «Франклин» мощностью 175 л. с. Несущий винт - двухлопастный диаметром 10,2 м, полетная масса 950 кг при коммерческой нагрузке 275 кг.

Второй из вновь выпущенных вертолетов Белл-42 был пятиместным. Мощность установленного на нем двигателя составляла 450 л. с., масса пустого аппарата была равна 1563 кг, полетная масса - 2218 кг.

Вертолет Плэтт ле Пейдж R-1A

Первые результаты работы Плэтт ле Пейдж по вертолетам стали известны в 1944 г. после демонстрации полета построенного им аппарата R-1A.

Вертолет Плэтт ле Пейдж R-1A

Это был двухвинтовой вертолет поперечной схемы. Его несущие трехлопастные винты диаметром 9,3 м были расположены на концах боковых обтекаемых балок и вращались в противоположных направлениях.

Вертолет был снабжен двигателем «Пратт-Уитни» R-985 AN1 мощностью 450 л. с.

Вертолет Хиллера

Вертолет Хиллера, названный им «Хиллер-коптером», - первый из американских вертолетов соосной схемы.

Вертолет Хиллера

На вертолете был установлен четырехцилиндровый двигатель «Франклин» 4АС-199Е3 мощностью 90 л. с.

Над отсеком двигателя возвышались соосные валы, на которых были смонтированы двухлопастные несущие винты диаметром 7,62 м, вращавшиеся в противоположных направлениях.

Несущие винты, жесткие по своей схеме (их лопасти крепились ко втулке без горизонтальных и вертикальных шарниров), могли поворачиваться относительно продольной оси для изменения угла установки.

Вертолет Келлет

Первый вылет вертолета XR-8 американской фирмы Келлет был совершен в августе 1944 г.

Вертолет Келлет XR-8 в полете

XR-8, отличавшийся оригинальной схемой, представлял собой двухвинтовой вертолет с расположением винтов на поперечной оси. Винты - трехлопастные диаметром 11 м. Лопасти крепились ко втулке винта при помощи горизонтальных и вертикальных шарниров.

Оригинальная особенность несущей системы заключалась в очень большом сближении осей несущих винтов. Это сближение осей достигалось развалом в боковой плоскости, вследствие чего лопасти одного винта проходили выше втулки соседнего винта. Винты имели различное направление вращения и их частота вращения была синхронизирована.

Будучи двухвинтовым вертолетом, XR-8 ввиду очень большого перекрытия его винтов по существу приближался к соосным вертолетам.

Вертолет XR-8 был снабжен шестицилиндровым двигателем Франклин 6AGV-405 мощностью 245 л. с.

Кроме вертолета XR-8 фирма Келлет спроектировала более мощный, двухмоторный вертолет XR-10 на 12 пассажиров.

Вертолет Фокке-Ахгелис

Начало разработки проекта вертолета Fa-223 можно отнести приблизительно к 1937 г. Однако технические трудности перехода от легкого вертолета к тяжелому надолго задержали выпуск нового аппарата, который оказалось возможным выпустить лишь в 1942 г.

Вертолет Фокке-Ахгелис Fa-223

По своей принципиальной схеме вертолет Fa-223 подобен вертолету FW-61.

Вертолет Fa-223 был снабжен девятицилиндровым звездообразным двигателем Брамо-Фафнир-323 мощностью 1000 л. с. Трехлопастные винты диаметром 12 м были установлены на головках, каждая из которых объединяла в себе редуктор, аварийное приспособление для перевода винта на авторотацию в случае заклинивания в трансмиссии, втулку винта, автомат перекоса, изменяющий дифференциальный шаг только в продольной плоскости, и механизм изменения общего шага винта.

На центральном редукторе имелся вентилятор для охлаждения двигателя, гидравлическая муфта включения и гидравлический регулятор шага для быстрого автоматического перевода шага винта на режим авторотации в случае нарушений в работе двигателя или трансмиссии.

Конструктивной особенностью вертолета являлась фрикционная муфта сцепления с большим числом стальных дисков, работавших в масле. Включение муфты производилось при помощи давления масла, создаваемого насосом двигателя. Если он не работал, давления масла не было, и в этом случае муфта всегда была выключена.

Подобная схема позволяла обойтись без муфты свободного хода, так как внезапная остановка двигателя приводила к мгновенному отключению его. Дополнительно было предусмотрено, что даже при работающем двигателе давление масла на муфту передавалось только в том случае, если летчик открывал соответствующий кран. Управление этим краном было связано с управлением двигателем таким образом, что па малом газу (при запуске) кран был закрыт, муфта выключена и лишь по мере подачи газа кран постепенно открывался и муфта плавно включалась.

Другая важная функция также осуществлялась при помощи давления масла. Если давление масла падало (что соответствовало случаю остановки двигателя), винты немедленно уменьшали шаг и авторотация становилась возможной. При помощи специального приспособления тот же эффект мог быть получен и в том случае, когда синхронность частоты вращения винтов нарушалась, что могло произойти при поломке трансмиссии. При этом одновременно снималось давление масла с муфты включения, что также требовалось для обеспечения авторотирующего спуска.

Лопасти несущего винта имели стальной лонжерон из цельнотянутой конической трубы. Деревянные нервюры крепились к лонжерону на приклеенных стальных хомутах, вследствие чего в лонжероне не было ни одного просверленного отверстия, что весьма существенно повышало его прочность.

По своей схеме управление вертолетом Fa-223 не отличалось от большинства вертолетов, но в конструкции его были свои особенности. На каждом винте имелся механизм изменения общего шага и автомат перекоса для дифференциального изменения шага в продольной плоскости. Эти виды управления комбинировались для разных целей следующим образом.

Для продольного управления при помощи автоматов перекоса вектор тяги обоих винтов в продольной плоскости следовало наклонять в одну и ту же сторону - вперед или назад, а для путевого управления - изменять дифференциальный шаг различно, вследствие чего вектор тяги одного из винтов наклонялся вперед, а второго - назад.

Особенностью управления вертолетом Фокке являлось наличие инерционного демпфера, поставленного в цепи управления, при помощи которого гасились крутильные колебания лопастей и пульсации от этих колебаний не передавались на ручку управления.

Работы по исследованию и доводке Fa-223 продолжались в течение многих лет вплоть до полного разгрома фашистской Германии. В конечном счете вертолет показал данные, хорошо характеризующие его летные свойства, устойчивость и управляемость. В летных испытаниях были получены максимальная скорость 210 км/ч и потолок 7100 м.

Работы по вертолету Fa-223, так же как и по другим немецким вертолетам, форсировались вследствие настойчивых требований военного ведомства Германии. По его настоянию было построено несколько небольших серий вертолета Fa-223. Сведений о широком их применении на театре военных действий не имеется.

Вертолет Флеттнера

В 1938 г. в Германии был построен вертолет Флеттнера F1-282. Схема F1-282 в основном совпадала со схемой ранее описанного американского вертолета XR-8 - фирмы Келлет, выпущенного в 1944 г.

Вертолет Флеттнера F1-282

Вертолет F1-282 был снабжен звездообразным семицилиндровым двигателем «Брамо» мощностью 150 л. с. Через центральный редуктор, короткий карданный вал и верхний редуктор мощность передавалась двухлопастным винтам диаметром 12 м.

Конструкция лопасти винта состояла из трубчатого цилиндрического лонжерона, набора деревянных нервюр, фанерной и полотняной обшивок.

В сочленении лопастей со втулкой имелись совмещенные в одной точке горизонтальные и вертикальные шарниры.

F1-282 - одноместный вертолет с открытой кабиной летчика, расположенной впереди.

Продольное и поперечное управление вертолетом осуществлялось обычным для всех вертолетов методом - дифференциальным изменением шага обоих I винтов в соответствующей плоскости. Путевое управление достигалось дифференциальным изменением общего шага винтов. Разворот производился вследствие разности крутящих моментов на винтах.

По сообщениям печати, вертолет F1-282 показал хорошую маневренность и управляемость и удовлетворительную устойчивость.

В течение ряда лет было построено несколько мелких серий вертолетов F1-282. Пробная их эксплуатация производилась в войсковых частях и на кораблях военно-морского флота Германии.

Вертолет Добльгофа

В годы второй мировой войны конструктор Добльгоф построил в Германии вертолет V-1 с реактивным двигателем. Этот аппарат являлся первым вертолетом подобной схемы, который был доведен до стадии практических полетов.

В центре фюзеляжа V-1 был установлен двигатель «Вальтер-Микрон» мощностью 60 л. с., который приводил во вращение центробежный нагнетатель. Воздух подавался нагнетателем в полые лопасти несущего винта и через них поступал в камеры сгорания реактивных двигателей, установленных на концах каждой из трех лопастей винта. Подобным образом в камеру сгорания подводилось и горючее. Продукты сгорания выбрасывались через специальное сопло, обращенное в сторону задней кромки.

Вертолет Добльгофа V-1

Помимо устранения реактивного момента от несущего винта имелся выигрыш в массе аппарата (масса конструкции состояла всего лишь 285 кг) и в стоимости его изготовления. Однако возможности применения реактивного вертолета были весьма ограничены из-за большого расхода горючего.

Следует все же отметить, что конструктором было найдено вполне приемлемое техническое решение, заключающееся в том, что свойства реактивного вертолета должны были использоваться лишь на малых горизонтальных скоростях. По мере же перехода на большие скорости вместо нагнетателя к двигателю мог быть подключен пропеллер, что превращало вертолет в автожир.

После капитуляции Германии вертолет Добльгофа был вывезен в США, где проводились работы по его изучению и доводке.