Вертолеты опытно-конструкторского бюро М. Л. Миля
* (После смерти Михаила Леонтьевича Миля (1970 г.) ОКБ возглавил главный конструктор Марат Николаевич Тищенко.)
В 1947 г. было создано новое специализированное вертолетное Опытно-конструкторское бюро во главе с главным конструктором Михаилом Леонтьевичем Милем.
Деятельность этой конструкторской организации отмечена созданием первоклассных советских вертолетов, получивших всеобщее признание не только у нас, но и в десятках зарубежных стран почти всех континентов мира.
Вертолет Ми-1
В конце 1947 г. в Опытно-конструкторском бюро было начато проектирование вертолета, получившего вначале марку ГМ-1, а затем Ми-1.
На протяжении нескольких десятилетий этот вертолет был одним из самых распространенных вертолетов в Союзе, широко применявшимся в народном хозяйстве (связь, санитарная помощь, охрана лесов и т. п.).
Михаил Леонтьевич Миль
Вертолет Ми-1 - одновинтовой вертолет с рулевым винтом для парирования реактивного момента несущего винта и для путевого управления.
На вертолете установлен семицилиндровый поршневой двигатель АИ-26В с принудительным воздушным охлаждением (конструкция А. Г. Ивченко). Взлетная мощность - 575 л. с.
Вертолет Ми-1 имеет трехлопастный несущий и рулевой винты, трехколесное шасси и кабину, общую для летчика и двух пассажиров.
Фюзеляж вертолета Ми-1 состоит из трех основных частей: центральной части с кабиной, хвостовой и концевой балок. Центральная часть фюзеляжа представляет собой сварную ферму из стальных труб, к которой крепится каркас кабины с приклепанной к нему дуралюминовой обшивкой. Хвостовая балка выполнена в виде дуралюминового монокока, состоящего из набора шпангоутов, стрингеров и работающей обшивки.
Концевая балка представляет собой монокок, состоящий из набора шпангоутов и работающей обшивки. В передней части фюзеляжа расположена остекленная кабина летчика и пассажиров. В концевой части хвостовой балки установлен управляемый стабилизатор.
Вертолет Ми-1. Вид в трех проекциях
Позади кабины расположен двигательный отсек, в котором установлен двигатель, снабженный угловым редуктором с выводом основной мощности на вертикальный вал, комбинированной муфтой включения трансмиссии и свободного хода, а также осевым вентилятором со спрямляющим аппаратом для принудительного охлаждения двигателя.
За двигательным отсеком расположен сварной алюминиевый бензиновый бак емкостью 240 л. Для увеличения дальности полета предусмотрена возможность установки дополнительного подвесного бака емкостью 160 л.
Несущий винт вертолета Ми-1 - трехлопастный. Лопасти крепятся ко втулке с помощью продольных, вертикальных и горизонтальных шарниров. На оси вертикальных шарниров смонтированы фрикционные демпферы.
Вертолет Ми-1
Профиль лопастей - NACA-230 с переменной относительной толщиной.
Конструкция лопастей - смешанная: трубчатый стальной лонжерон переменного сечения и толщины стенки, деревянные нервюры и стрингеры, обшивка фанерой и полотном.
Нервюры крепятся к лонжерону стальными заклепками с помощью металлических розеток. Кроме того, розетки к трубам лонжерона припаяны.
Схема трансмиссии вертолета Ми-1
Лопасти рулевого винта трапециевидные, деревянные, с металлической оковкой по передней кромке.
Лопасти крепятся ко втулке с помощью горизонтальных шарниров.
Трансмиссия вертолета Ми-1 состоит из трех редукторов (главного, промежуточного и хвостового) и трех валов (главного, хвостового и концевого).
Схема главного редуктора трансмиссии вертолета Ми-1
У верхнего вывода редуктора двигателя в месте присоединения главного вала расположен тормоз несущего винта.
Главный редуктор - двухступенчатый, с двумя парами цилиндрических зубчатых колес. Кроме того, он имеет передачу для привода рулевого винта, состоящую из пары конических зубчатых колес.
Промежуточный и хвостовой редукторы обеспечивают нужный поворот оси хвостовой трансмиссии и соответствующее изменение частоты вращения.
В системе трансмиссии обеспечиваются передаточные числа от коленчатого вала двигателя к валу несущего винта - 8,836 : 1; от коленчатого вала двигателя к рулевому винту - 1,525 : 1.
Управление муфтой включения трансмиссии сблокировано с тормозом несущего винта и производится специальной ручкой.
Управление вертолетом Ми-1 осуществляется изменением величины и направления силы тяги несущего винта и изменением величины тяги рулевого винта.
Общая схема управления вертолета Ми-1
Это достигается путем воздействия па общий и циклический шаг лопастей несущего винта и на общий шаг рулевого винта посредством автомата перекоса и специального механизма в хвостовом редукторе.
Кроме того, в систему управления вертолетом входят управляемый стабилизатор и управление разгрузочными пружинными механизмами (триммерами), создающими необходимый градиент усилий на ручке и позволяющими уравновешивать эти усилия на установившихся режимах полета.
Вертолет оснащен оборудованием, обеспечивающим полет днем и ночью, а также в сложных метеорологических условиях. Лопасти несущего и рулевого винтов и переднее стекло кабины летчика оборудованы системой антиобледенительного устройства.
Втулка несущего винта и автомат перекоса вертолета Ми-1
Постройка первого опытного экземпляра вертолета Ми-1 была закончена в сентябре 1948 г.
Было построено три опытных экземпляра вертолета и все они были использованы для проведения заводских летных испытаний. На первом экземпляре вертолета была выполнена основная часть программы испытаний (летчик-испытатель М. К. Байкалов), второй и третий экземпляры проходили испытания по сокращенной программе (летчики М. Л. Галлай и В. В. Виницкий).
В процессе заводских летных испытаний были определены следующие основные летные характеристики вертолета Ми-1:
максимальная скорость полета у земли 190 км/ч статический потолок 3450 м динамический потолок 6800 м
После окончания заводских летных испытаний вертолет Ми-1 был передан на государственные испытания.
Вертолет Ми-1 в полете
При предъявлении вертолета на государственные испытания были установлены некоторые ограничения допустимых летных данных, вызванные необходимостью предотвратить попадание лопастей несущего винта на срывные режимы:
скорость горизонтального полета на всех высотах не более 170 км/ч высота полета без права пользования форсажем двигателя не более 3000-3500 м
Государственные испытания вертолет Ми-1 прошел весьма успешно (ведущий летчик-испытатель Г. А. Тиняков, летчик облета С. Г. Бровцев), получив удовлетворительную оценку, и был принят для серийного производства.
На протяжении многих последующих лет велись конструкторские работы по дальнейшей доводке и совершенствованию вертолета Ми-1, по внедрению разработанных изменений в серийное производство.
Так, если опытные экземпляры вертолета имели раздельное управление общим шагом несущего винта и газом двигателя, то в последующих серийных вертолетах это управление было объединено в единую систему «Шаг-Газ», применяемую ныне на всех вертолетах.
На серийных вертолетах Ми-1 почти что с самого начала выпуска стали устанавливать стабилизаторы площадью 0,32 м2, размещаемые на конце хвостовой балки. Угол установки стабилизатора мог изменяться в полете, причем управление углом было связано в единую систему с управлением общим шагом несущего винта «Шаг-Газ».
Особое значение имеют работы по доводке и совершенствованию конструкции лопастей несущего винта.
Первоначально эта конструкция в опытных экземплярах вертолета Ми-1 создавалась под значительным влиянием опыта автожиростроения и мало чем отличалась от конструкции лопастей ротора последних советских автожиров.
В дальнейшем доводка и совершенствование конструкции лопастей несущего винта заключались:
- в оснащении лопастей антиобледенительным устройством и установке закрылков;
- в замене лонжерона, состоявшего из трех труб, состыкованных между собой с помощью бужей заклепками, лонжероном, состоящим из одной холоднокатаной трубы переменного сечения и переменной толщины стенки, соединяющейся с наконечником заклепками без бужа;
- в изменении крепления к лонжерону комлевых нервюр; в переходе на лопасти целиком металлические с прессованным лонжероном и с сотовым заполнением.
В связи с постановкой на серийные вертолеты лопастей целиком металлической конструкции с прессованным лонжероном появилась необходимость включить в систему управления необратимые гидроусилители.
Одновременно с заводскими и государственными летными испытаниями вертолета Ми-1 проводились ресурсные испытания одного из его экземпляров. Ресурс первых вертолетов Ми-1 был определен всего в 150-200 ч. Однако благодаря упорству конструкторского коллектива постепенно ресурс серийных вертолетов Ми-1 повышался и уже в 1952 г. достиг 300 ч, затем 500-600 ч (1956-1957 гг.) и, наконец, 1000 ч (1959-1960 гг.).
Запуск вертолета Ми-1 в серию, положительные результаты его применения, расширяющиеся потребности в таком аппарате явились причиной создания за десять лет многих его модификаций, предназначенных для использования в народном хозяйстве и в армии.
В зависимости от назначения производилась конструктивная доработка серийного вертолета и изменялось его оборудование.
Вертолет Ми-1 в учебно-тренировочном варианте. Конструктивная доработка исходного варианта вертолета Ми-1 была связана с установкой двойного управления вертолетом, установкой второго сиденья для инструктора, установкой двойного управления разгрузочными пружинными механизмами в системе управления и некоторыми изменениями в размещении оборудования.
В процессе дальнейшей доводки и совершенствования вертолета Ми-1 производились соответствующие доработки и учебно- тренировочного варианта.
Вертолет Ми-1 в санитарном варианте. Санитарный вариант вертолета Ми-1 был построен в 1954 г. Он имел подвешенные сбоку фюзеляжа легкосъемные гондолы для перевозки больных (по одному больному в каждой гондоле); гондолы соединялись с кабиной через тоннель. В кабине был оборудован столик для инструмента, медикаментов и прочего специального медицинского оборудования.
Подвесные гондолы и специальное оборудование увеличивали массу вертолета Ми-1, в связи с чем появилась необходимость ограничить максимальную скорость вертолета, но даже и в этом случае не устранялась опасность попадания на срывные режимы. Вследствие этого было решено снабдить ротор вертолета не тремя лопастями, а четырьмя такого же размера. Это позволило снять ограничения по скорости и повысить ресурс лопастей.
Заводские испытания вертолета дали удовлетворительные результаты.
Вертолет Ми-1 с четырехлопастным несущим винтом серийно не строился.
Вертолет Ми-1НХ как модификация серийного вертолета Ми-1 был создан специально для использования в народном хозяйстве. Весной и осенью он применялся в лесном и сельском хозяйстве, зимой и летом - для перевозки почты и пассажиров.
С обеих сторон фюзеляжа было установлено по одному баку аэропыла объемом 250 л., заполняющемуся жидкими или сыпучими химикатами.
На полу двигательного отсека находился центробежный насос, вращающийся от специального привода, установленного на редукторе двигателя. Насос перекачивал жидкие химикаты по трубам и шлангам из баков аэропыла в две боковые штанги опрыскивателей, снабженные форсунками.
Вертолет Ми-1НХ в сельскохозяйственном варианте
В систему опыливания входили два воздухопроводных тоннеля, расположенных по обеим сторонам двигательного отсека вертолета. Передняя часть тоннеля имела дроссельную заслонку и была соединена с вентиляторным отсеком двигателя. Внутри баков аэропыла были установлены вращающиеся рыхлители с упругими пластинками для рыхления сыпучих химикатов.
В результате контрольных испытаний вертолет получил положительную оценку. Разрешалось в необходимых случаях взлетную массу вертолета доводить до 2550 кг, не превышая при этом скорости полета 100 км/ч.
Ми-1НХ нашел широкое применение в лесном и сельском хозяйстве и особенно эффективное - на опрыскивании виноградников, для чего вертолет оборудован системой опрыскивания и опыливания. На этой работе он заменял труд 150-200 рабочих.
Вертолет Ми-1НХ в почтовом варианте был оборудован специальными подвесными контейнерами.
Вертолет Ми-1 с поплавковым шасси. В 1958 г. серийный вертолет Ми-1 был специально оборудован поплавковым шасси, что позволило использовать его в работе китобойной флотилии «Слава». Было спроектировано и изготовлено два варианта поплавков:
- первый вариант - три поплавка (каждый в виде «бублика») охватывающих колеса шасси;
- второй вариант - четыре поплавка (цилиндрической формы), расположенных по два с каждой стороны вертолета.
В результате аэродинамических и гидродинамических исследований был выбран второй вариант поплавков, обеспечивающий меньшее сопротивление, лучшую устойчивость вертолета на воде и большую прочность.
После проведения летных испытаний, давших вполне удовлетворительные результаты, вертолет Ми-1 с поплавковым шасси был передан в распоряжение китобойной флотилии «Слава» для эксплуатации.
Вертолет Ми-1 с поплавковым шасси в полете во время заводских летных испытаний
За 13-й промысловый рейс флотилии (с 22 октября 1958 г. по 16 мая 1959 г.) этот вертолет налетал 338 ч с общим налетом 42 250 км, выполнив 184 полета.
Кроме основных модификаций и вариантов серийного вертолета Ми-1, описанных выше, были и другие, строившиеся по специальным заказам.
В 1957 г. в Польской Народной Республике было начато серийное производство вертолета Ми-1, а в 1965 г. началось производство нового вертолета Ми-2.
Вертолет Ми-1 неоднократно принимал участие в авиационных парадах на Тушинском аэродроме.
Благодаря высоким летным качествам вертолета на нем было установлено 17 рекордов, утвержденных в свое время ФАИ в качестве мировых для вертолетов этого класса. Наиболее интересные из них:
Дальность полета по прямой (11 сентября 1967 г., летчик В. Ларин) 1654,57 км Высота полета (12 марта 1959 г., летчик Ф. И. Белушкин) 6700 м Скорость полета по замкнутому маршруту в 100 км (21 мая 1959 г., летчик В. В. Виницкий) 210,535 км/ч Скорость полета по замкнутому маршруту в 500 км (19 мая 1959 г., летчик В. В. Виницкий) 196,452 км/ч
Прошло более 30 лет с момента постройки опытного образца вертолета Ми-1, созданного молодым в те годы конструкторским коллективом под руководством М. Л. Миля.
Этот вертолет нашел широкое применение, получил всеобщее признание и поныне эксплуатируется в некоторых отраслях народного хозяйства.
Вертолет Ми-4
В октябре 1951 г. была начата конструктивная разработка нового вертолета Ми-4, хорошо известного в Советском Союзе и за рубежом.
Вертолет Ми-4 предназначен для транспортировки различных грузов общей массой до 1200 кг в нормальном варианте и до 1600 кг в перегрузочном.
Новый вертолет построен по одновинтовой схеме с рулевым винтом для парирования реактивного крутящего момента и имеет мощный двигатель воздушного охлаждения АШ-82В со взлетной мощностью 1700 л. с.
Конструктивно фюзеляж делится на основную часть, хвостовую и концевую балки.
Основная часть фюзеляжа состоит из кабины летчиков (2 человека), отсека двигателя, отсека главного редуктора, отсека топливного бака, отсека радиооборудования и грузовой кабины.
Грузовая кабина оборудована сиденьями для десантников (12 человек) и специальными швартовыми приспособлениями для крепления боевой техники.
Вертолет Ми-4. Вид в трех проекциях
Вертолет Ми-4 имеет специальный легко открываемый загрузочный люк, позволяющий погрузить внутрь фюзеляжа автомашины типа ГАЗ-69 или «Победа».
В носовой части фюзеляжа размещен двигатель, снабженный вентилятором и муфтой включения, конструктивно расположенной в центральной части вентилятора.
Несущий винт вертолета Ми-4 - четырехлопастный диаметром 21 м.
Лопасти подвешены ко втулке с помощью горизонтальных, вертикальных и продольных шарниров.
На осях вертикальных шарниров смонтированы фрикционные демпферы.
Конструкция лопастей на первом этапе была смешанная: стальной лонжерон и деревянный каркас с фанерной обшивкой. Профиль лопастей - NACA-230.
Лонжерон лопасти состоял из двух стальных труб, переменных по сечению и толщине.
Трубы соединялись между собой и с комлевым наконечником заклепками. Нервюры крепились к лонжерону также с помощью заклепок и пайки. Вдоль передней кромки лопасти был установлен противовес для поперечной балансировки лопасти.
Рулевой винт Ми-4 - изменяемого шага, толкающий, реверсивный - имеет три деревянные трапециевидные лопасти. Лопасти крепятся ко втулке с помощью горизонтальных шарниров.
Лопасть несущего винта вертолета Ми-4
Коленчатый вал двигателя соединяется с главным редуктором через главный вал. В главном редукторе происходит разветвление передаваемой мощности: большая ее часть поступает к несущему винту, а меньшая - передается на задний вывод главного редуктора, идущий на привод рулевого винта. На ведущем валу редуктора установлена муфта свободного хода, отключающая редуктор от двигателя при работе несущего винта на режиме авторотации. Передача мощности к валу несущего винта осуществляется через пару конических зубчатых колес и двухступенчатую планетарную передачу, передача на хвостовой вал - через пару конических зубчатых колес. Главный редуктор имеет собственную масло- систему с маслорадиатором, расположенным в двигательном отсеке и обдуваемым вентилятором.
С главным редуктором с помощью хвостового вала связан промежуточный редуктор, изменяющий направление оси хвостового вала на 45° вверх без изменения частоты вращения. Промежуточный и хвостовой редукторы связаны между собой концевым валом.
На корпусе главного редуктора при выходе из него хвостового вала установлен тормоз колодочного типа, позволяющий затормаживать несущий и рулевой винты после посадки вертолета.
Схема трансмиссии вертолета Ми-4
Управление вертолетом Ми-4 - обычное для вертолетов одновинтовой схемы. Управление положением вертолета вокруг его продольной и поперечной осей осуществляется изменением циклического шага лопастей несущего винта путем воздействия на них автомата перекоса, связанного с ручкой управления летчика.
Путевое управление вертолетом достигается воздействием на установку шага лопастей рулевого винта с помощью ножных педалей. Изменение вертикальных режимов полета вертолета Ми-4, т. е. вертикальный подъем, снижение или висение достигается путем воздействия на величину общего шага лопастей несущего винта посредством подъема или опускания ползушки автомата перекоса от ручки управления общим шагом.
Эти ручки управления блокированной системой «Шаг-Газ», одновременно связаны с дроссельной заслонкой двигателя через специальный кулачковый механизм, обеспечивающий поддержание соответствующей частоты вращения двигателя при различной изменяющейся загрузке несущего винта. Кроме того, перемещение ручки управления системой «Шаг-Газ» вызывает изменение угла установки стабилизатора.
Для понижения или даже снятия возникающих усилий во всех каналах системы управления вертолетом включены специальные устройства - гидроусилители с показателем обратимости 1 : 10 в продольном направлении, 1 : 5 в путевом направлении и необратимые в поперечном направлении и в управлении общим шагом.
Общая схема управления вертолета Ми-4
Для обеспечения наиболее приятных для летчика усилий (по абсолютной величине и по градиенту) на ручке управления в системы продольного и поперечного управления включены пружинные загрузочные механизмы. Управление этими механизмами - электрическое, осуществляемое с помощью специальных кнопок, расположенных на ручке управления летчика.
В кабине летчиков все органы управления дублированы. Ручка управления тормозом несущего винта расположена между сиденьями летчиков. Это управление сблокировано с управлением муфтой включения.
Вертолет в соответствии с его назначением оборудован всеми приборами, обеспечивающими вождение его днем и ночью, а также в сложных метеорологических условиях.
Лопасти несущего и рулевого винтов, а также передние стекла кабины летчиков оборудованы системой антиобледенительного устройства.
Первый опытный экземпляр вертолета Ми-4 был построен в апреле 1952 г. и был испытан летчиком В. В. Виницким.
В процессе заводских летных испытаний были зафиксированы следующие данные вертолета:
максимальная скорость 207 км/ч статический потолок 2000 м динамический потолок 5650 м практическая дальность полета 466 км
Государственные испытания вертолет Ми-4 прошел успешно.
Одновременно с изготовлением опытных образцов вертолет Ми-4 был запущен в серийное производство. Благодаря этому уже летом 1952 г. в СССР появились первые серийные транспортные вертолеты Ми-4, вдвое превосходившие по полетной массе, мощности двигателя и полезной нагрузке наиболее удачный зарубежный вертолет тех лет - американский вертолет S-55.
Обладая высокими летными данными, оснащенные совершенным оборудованием для слепых и ночных полетов, вертолеты Ми-4 не имели себе равных в тот период и вновь вывели Советский Союз на передовые позиции в этой области авиационной техники.
Схема автомата перекоса вертолета Ми-4
После окончания государственных испытаний вертолета начался новый, не менее ответственный этап работ по вертолету - его внедрение в серию, дальнейшая доводка, устранение выявляющихся в эксплуатации дефектов, наблюдение за его освоением, проектирование различных его модификаций.
Самой серьезной и трудоемкой была работа по улучшению конструкции лопастей несущего винта и по увеличению их ресурса.
При создании опытного образца вертолета Ми-4 конструкция лопастей его несущего винта была примерно такая же, как и у вертолета Ми-1.
Возрастание диаметра несущего винта почти в полтора раза, увеличение мощности и удельной нагрузки вызвали резкий рост переменных напряжений в лонжероне лопастей, что сказалось на их прочности и долговечности. Ресурс этих лопастей был всего 100-150 ч. Требовалась большая работа по повышению динамической прочности лонжерона.
С 1954 г лопасти стали выпускаться с удлиненными наконечниками. В дальнейшем были приняты меры по упрочнению отверстий в трубе под заклепки в комлевом стыке путем повышения чистоты отверстий, введения фасок и их наклепа; по применению дорнования отверстий в трубе и наконечнике; по введению прессовой клепки комлевого стыка. В результате принятых мер ресурс лопастей возрос до 300 ч.
С 1957 г. по настоянию ОКБ металлургическая промышленность стала выпускать для лонжерона лопастей стальные трубы длиной 10,3 м, с переменной толщиной и переменными сечениями, с утолщенной стенкой в комлевой части. Это позволило с конца 1957 г. выпускать лопасти с цельной трубой лонжерона (без среднего стыка) и с упрочненным комлевым стыком. Ресурс лопастей такой конструкции возрос до 600 ч.
В 1964 г., после освоения технологии крепления хомутов каркаса к лонжерону лопасти с помощью клея, ресурс лопастей был увеличен до 1000 ч.
Трудности обеспечения высокого ресурса (как по лонжерону, так и по обшивке) заставили ОКБ параллельно с работой по увеличению надежности и ресурса лопастей существующей конструкции искать и другие пути решения этой задачи. Поэтому наряду с проектированием отдельных модификаций и доводкой лопастей смешанной конструкции ОКБ непрерывно работало над созданием цельнометаллических лопастей.
Первые опытные металлические лопасти (1953 г.) имели стальной лонжерон и дуралюминовый каркас с разрезной обшивкой. Каркас крепился к лонжерону на клее. Испытания этих лопастей не дали удовлетворительных результатов.
В дальнейшем были спроектированы и построены опытные металлические лопасти с прессованным дуралюминовым лонжероном и дуралюминовыми хвостовыми отсеками, приклеенными к лонжерону.
Опыт изготовления этих лопастей был положен в основу создания нового проекта (1958 г.) лопастей с прессованным лонжероном и хвостовыми отсеками с сотовым заполнителем.
В 1959-1960 гг. лопасти этого типа были изготовлены, испытаны, прошли государственные испытания и были переданы для внедрения в серийное производство.
Лопасти этой конструкции обеспечивают необходимую надежность в работе и достаточно большой ресурс.
В процессе испытаний и эксплуатации большого количества вертолетов Ми-4 пришлось столкнуться с явлением флаттера лопастей несущего винта. Вопросы флаттера были подвергнуты глубокому всестороннему теоретическому изучению, благодаря чему удалось разработать конкретные рекомендации конструктивного порядка, избавившие в дальнейшем вертолет от этого крайне неприятного и опасного явления. Кроме того, начиная с 1956 г. введена заводская наземная контрольная проверка на флаттер всех лопастей несущих винтов.
В систему управления вертолета Ми-4 были включены впервые в практике советского вертолетостроения специальные бустерные устройства. Создание полностью дублированной и безотказной гидравлической системы такого управления потребовало проведения больших экспериментальных работ и конструктивных доработок.
Явление земного резонанса, с которым пришлось неоднократно встречаться при эксплуатации вертолетов Ми-4, поставило перед работниками ОКБ задачу глубокого теоретического изучения этого вопроса.
В результате были выработаны необходимые рекомендации летчику вертолета и разработаны мероприятия конструктивного порядка, предохраняющие вертолет от этого явления.
Наряду с работой по повышению надежности конструкции лопастей несущего винта и по увеличению их ресурса в коллективе ОКБ не прекращалась разработка конструктивных мероприятий, обеспечивающих значительное повышение ресурса всех остальных агрегатов вертолета. Эта работа принесла свои плоды - по ресурсу основных агрегатов вертолет Ми-4 не уступает лучшим заграничным вертолетам.
Вертолет Ми-4 совершает посадку в Кремле
Почти тридцать лет прошло с момента создания вертолета Ми-4, за это время он получил широкое распространение в Советском Союзе и за его пределами.
Его основное назначение - транспортная служба. Но высокие летно-эксплуатационные качества нового вертолета и все возрастающие потребности в аппаратах подобного типа обеспечили широкое применение вертолета в различных областях народного хозяйства. Для этого потребовалось создать ряд специализированных модификаций серийного вертолета Ми-4, отличающихся от исходного варианта оборудованием и оснащением, а также конструкцией некоторых узлов.
Транспортный вариант вертолета Ми-4. Наличие на вертолете Ми-4 грузовой кабины большой вместимости позволяет размещать самые разнообразные грузы больших габаритных размеров, вплоть до грузового автомобиля среднего класса массой до 1650 кг.
Оборудование вертолета этого типа специальной наружной подвеской, состоящей из системы тросов с крюком, управляемым электрическим замком, открыло новые возможности для использования вертолета в качестве летающего крана.
В таком виде он успешно применялся на прокладке траллейбусной линии Симферополь-Ялта, доставляя на место и устанавливая стальные мачты массой 1800 кг и длиной 22 м.
В Москве на строительстве телевизионной башни вертолет доставил и плавно опустил на 100-метровую железобетонную башню плиту массой более 1000 кг.
Пассажирский вариант вертолета Ми-4. Этот вариант вертолета был создан в 1954 г. на базе серийного вертолета Ми-4.
Грузовой отсек фюзеляжа вертолета переоборудован в комфортабельную светлую кабину с мягкими креслами. Кабина рассчитана на 10 пассажиров и груз 200 кг, оборудована тепло- и звукоизоляцией, отоплением и вентиляцией.
Практическая дальность полета вертолета с указанной нагрузкой - 500 км.
Вертолет Ми-4 в пассажирском варианте завоевал большую популярность и получил широкое распространение. В 1959 г. действовало только 10 вертолетных линий, в основном в Крыму и на Кавказе. В течение 1960 г. число таких линий возросло в десять раз. Пассажирские вертолеты теперь регулярно летают в Сибири и на Дальнем Востоке, в Крыму и на Кавказе, во всех союзных республиках. С 1961 года в Москве функционирует первая вертолетная линия, связавшая основные аэродромы столицы.
Санитарный вариант вертолета Ми-4. В санитарном варианте грузовая кабина фюзеляжа вертолета специально оборудована восемью съемными носилками; в кабине размещены столик и сиденье для медработника, специальное медицинское оборудование.
На некоторых санитарных вертолетах Ми-4 кабина переоборудована в «летающую» операционную. В ней есть все, что может потребоваться при необходимости срочного хирургического вмешательства: операционный стол, хирургическое оборудование, мощное электрическое освещение.
Сельскохозяйственный вариант вертолета Ми-4. В 1954 г. был построен сельскохозяйственный вариант вертолета Ми-4. Он был создан на базе серийного вертолета Ми-4 и отличается от него специальным оборудованием, входящим в систему опрыскивания и опыливания.
Все оборудование сделано легкосъемным, благодаря чему стало возможным переоборудовать серийный транспортный вертолет Ми-4 в сельскохозяйственный вариант за 14 ч и произвести полный демонтаж за 9 ч.
Управление сельскохозяйственным оборудованием расположено на пульте близко к летчику и оператору, а кнопки, приводящие в действие системы опыливания и опрыскивания, установлены непосредственно на ручке управления вертолетом.
Вертолетом Ми-4 были опылены и опрысканы десятки тысяч гектаров лесов, полей и садов нашей страны.
В 1955 г. он успешно демонстрировался в работе на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке в Москве.
Ми-4 с поплавковым шасси. Вертолет Ми-4, оборудованный поплавковым шасси, превращен таким образом в вертолет-амфибию.
Испытания опытного образца, проходившие на Химкинском водохранилище в Москве осенью 1959 г. и весной 1960 г., показали, что:
- посадка вертолета на спокойную водную поверхность с режима висения (по-вертолетному) не отличается от посадки вертолета на землю;
- возможно свободное руление по водной поверхности со скоростью 15-20 км/ч;
- взлеты с водной поверхности не представляют трудности и выполняются обычным способом.
Вертолет Ми-4 на поплавковом шасси получил при испытаниях удовлетворительную оценку и был передан в эксплуатацию.
Вертолет Ми-4 с поплавковым шасси в процессе летных испытаний
В 1954 г. вертолет Ми-4 впервые участвовал в воздушном параде в честь Дня авиации на аэродроме в Тушино.
В 1955 г. в воздушном параде участвовало уже несколько вертолетов Ми-4, а в 1956 г. большая группа вертолетов Ми-4 в количестве 36 экземпляров продемонстрировала высокие тактические возможности вертолета в десантно-транспортных операциях, совершив посадку на Тушинском аэродроме и высадив крупный военный десант с пушками, тягачами и другой военной техникой.
Общеизвестно успешное применение вертолетов Ми-4 в Арктике и в Антарктике. В 1955 г. летчики В. П. Колошенко и В. В. Афонин совершили на двух вертолетах Ми-4 перелет из Москвы до полярной станции «Северный полюс 5», покрыв расстояние свыше 5000 км. После года напряженной работы в условиях Арктики был совершен обратный перелет по тому же маршруту.
Благодаря своим высоким летно-техническим данным, большой эксплуатационной надежности и безопасности вертолет Ми-4 пользуется большой известностью не только в Советском Союзе. Он успешно применялся и за рубежом: в Чехословакии, Австрии, ОАР, Афганистане, Индии, Ираке.
О высоких летных данных вертолета Ми-4 достаточно красноречиво говорят всесоюзные и мировые рекорды, установленные на этом вертолете в разное время. Отметим наиболее значительные из них.
25 апреля 1956 г. был поднят коммерческий груз 2000 кг на высоту 6017,5 м (летчик Р. И. Капрэлян).
26 апреля 1956 г. коммерческий груз в 1000 кг был поднят на высоту 6056 м (летчик В. В. Виницкий).
29 апреля 1956 г. на дистанции 500 км была достигнута средняя скорость 187,254 км/ч (летчик Б. В. Земсков).
26 марта 1960 г. коммерческий груз 1012 кг был поднят на высоту 7575 м (летчик Г. В. Алферов).
На Всемирной выставке 1958 г. в Брюсселе вертолет Ми-4 был удостоен диплома и золотой медали.
Вертолет Ми-6
В 1958 г. в воздушном параде на Тушинском аэродроме принял участие новый мощный вертолет Ми-6 - новое детище коллектива ОКБ М. Л. Миля.
По своим размерам, мощности двигателей, грузоподъемности и летно-тактическим данным этот вертолет намного превосходил все отечественные и зарубежные вертолеты того времени.
Схема управления вертолета Ми-6
Вертолет Ми-6 предназначен для перевозки крупногабаритных коммерческих грузов массой до 12000 кг. Наличие внешней подвески большой грузоподъемности позволяет использовать машину в качестве летающего крана. С помощью вертолета Ми-6 строятся мосты, монтируется оборудование заводов, транспортируются и устанавливаются буровые вышки, электромачты.
Основные летные данные вертолета
Нормальная взлетная масса 40500 кг
Максимальная взлетная масса 44000 кг
Дальность полета при mвзл = 44000 кг:
с коммерческим грузом 6000 кг 900 км
с коммерческим грузом 8000 кг 700 км
с коммерческим грузом 12000 кг 300 км
Дальность полета с дополнительными топливными баками 1205 км
Максимальная скорость 300 км/ч
Крейсерная скорость 250 км/ч
Динамический потолок 4500 м
Вертолет построен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, предназначенным для парирования реактивного момента и путевого управления вертолетом. Его силовая установка состоит из двух турбовинтовых двигателей Д-25В (главный конструктор Соловьев П. А.) мощностью по 5500 л. с.
Экипаж вертолета располагается в носовой части фюзеляжа, где находится кабина штурмана, летчиков, борттехника и радиста.
Грузовая кабина, находящаяся в центральной части фюзеляжа, в пассажирском варианте имеет съемные и откидные сиденья для размещения 60 чел. с дополнительным грузом. При использовании вертолета в санитарном варианте в грузовой кабине устанавливаются 41 носилки. В задней части грузовой кабины расположены створки и трапы, открытие которых производится с помощью гидроцилиндров с дистанционным управлением.
Силовая установка вертолета Ми-6
Для разгрузки несущего винта на больших скоростях полета на вертолете установлено крыло площадью 35 м2, несущее до 25% от полетной массы вертолета. Разгрузка несущего винта приводит к уменьшению уровня напряжений в лопастях и снижению уровня вибраций конструкций.
Для улучшения характеристик продольной устойчивости на хвостовой балке имеется управляемый стабилизатор, изменение угла установки которого происходит синхронно с изменением общего шага лопастей несущего винта.
Вертолет Ми-6 в полете
Вертолет имеет трехколесное шасси. Стойки передней и основных опор шасси снабжены пневмомасляными амортизаторами. Для исключения возможности возникновения поперечных колебаний типа «земной резонанс» двухкамерные стойки основных опор снабжены специальной системой перетекания. Передние сдвоенные колеса - самоориентирующиеся.
Над потолком грузовой кабины вертолета расположены двигатели и главный редуктор.
Вертолет Ми-6. Вид в трех проекциях
Передача мощностей от двигателей к главному редуктору происходит через свободные турбины двигателей. Связь между компрессорной частью двигателей и свободными турбинами - газодинамическая. Выходные валы свободных турбин двигателей кинематически связаны с входными валами главного редуктора посредством обгонных муфт. Назначение обгонных муфт (чаще их называют «муфтами свободного хода») - передавать крутящий момент от двигателей к главному редуктору или расцеплять свободные турбины с входными валами редуктора при превышении последними частоты вращения свободной турбины (например, при однодвигательной работе или на режиме авторотации несущего винта).
Трансмиссия вертолета состоит из главного, промежуточного и хвостового редукторов и соединительных валов.
Схема трансмиссии вертолета Ми-6
Главный редуктор предназначен для понижения частоты вращения свободных турбин и раздачи мощности на несущий и рулевой винты и вентиляторную установку, а также для вращения вспомогательных агрегатов: генераторов, гидронасосов и т. д. Для передачи крутящего момента большой мощности с большой степенью редукции на несущий винт (частота вращения свободных турбин уменьшается главным редуктором в 69,2 раза) редуктор выполнен четырехступенчатым с крупногабаритными зубчатыми колесами.
На корпусе главного редуктора смонтирован тормоз несущего винта вертолета. Крутящий момент для вращения хвостового винта от привода главного редуктора передается через хвостовой вал промежуточному редуктору и далее через концевой участок вала к хвостовому редуктору.
Промежуточный редуктор обеспечивает поворот оси хвостового вала на угол 47° и небольшое понижение частоты вращения хвостового вала (степень редукции i = 0,968).
Втулка и автомат перекоса вертолета Ми-6
Хвостовой редуктор предназначен для вращения хвостового винта с понижением частоты вращения относительно ведущего вала (i = 0,344).
Несущий винт вертолета состоит из втулки и пяти лопастей. Лопасти соединяются с корпусом втулки посредством трех шарниров: горизонтального, вертикального и осевого. Диаметр несущего винта 35 м.
Горизонтальные шарниры втулки несущего винта разнесены и повернуты, вертикальные шарниры снабжены гидравлическими демпферами. В конструкции втулки введен компенсатор взмаха с коэффициентом k = 0,4. Для обеспечения необходимых зазоров между концом лопасти и хвостовой балкой при раскрутке и остановке трансмиссии на втулке есть центробежные ограничители свеса, позволяющие лопасти на малых оборотах отклоняться вниз только на 2°10'.
Лопасти несущего винта - прямоугольной (в плане) формы.
Конструкция лопастей - цельнометаллическая с применением клеевых соединений. Основой конструкции является стальной спрофилированный из трубы лонжерон.
Носовая часть лопасти образована 21 отсеком, состоящим из дуралюминовой обшивки, скрепленной для жесткости диафрагмами из гофрированных подкладок.
Хвостовая часть лопасти состоит из двадцами одного хвостового отсека, выполненного из дуралюминовой обшивки, боковых нервюр и сотового заполнения. Лопасть несущего винта имеет пневматическую систему сигнализации повреждения лонжерона.
Рулевой винт вертолета - реверсивный, изменяемого в полете шага. Винт состоит из втулки и четырех прикрепленных к ней с помощью горизонтальных и осевых шарниров лопастей. Принципиальная схема управления вертолета Ми-6 аналогична схеме управления вертолета Ми-4.
Управление вертолетом двойное, в основном жесткой конструкции. Управление двигателями в полете объединено с управлением общим шагом несущего винта.
Для создания определенных градиентов усилий на ручке циклического шага в цепях продольного и поперечного управления включены пружинные загрузочные механизмы.
В цепях управления общим шагом, продольного, поперечного управления и управления изменением шага рулевого винта установлены мощные гидроусилители, включенные по необратимой схеме.
Пятый гидроусилитель, меньшей мощности, установлен в цепи управления двигателями. Питание гидроусилителей осуществляется основной, а в случае ее неисправности - дублирующей гидросистемами. При переходе на дублирующую гидросистему в работу вступают дублирующие камеры силовых гидроусилителей с собственными золотниковыми группами, т. е. система питания четырех силовых гидроусилителей вертолета в режиме ручного управления имеет стопроцентное резервирование. Переход с основной гидросистемы на дублирующую происходит автоматически при падении давления в основной системе или при возрастании усилий на ручке управления вертолетом («заклинивание» ручки); кроме того, возможно принудительное переключение по желанию экипажа.
Кроме того, на вертолете имеется вспомогательная система, обеспечивающая управление трапами, створками, стеклоочистителями, расстопаривающая рычаг общего шага, обеспечивающая работу гидродемпфера педалей и регулировку сидений летчиков.
Для обеспечения полета в условиях обледенения на вертолете установлены противообледенительные устройства электротеплового действия на лопастях несущего и рулевого винтов, на носках воздухозаборников в двигателях и на передних стеклах кабины летчиков и штурмана. Рулевой винт имеет жидкостную противообледенительную систему.
Установленное на вертолете пилотажно-навигационное и радиооборудование позволяет осуществлять полеты днем и ночью в сложных метеорологических условиях.
Топливная система вертолета для повышения эксплуатационной надежности выполнена по двухпроводной схеме, т. е. каждый двигатель имеет свою, независимую от другого двигателя, магистраль питания топливом. Основное топливо размещается в 11 мягких баках, два из которых являются расходными и находятся над потолком грузовой кабины, остальные расположены под полом грузовой кабины. Кроме основных мягких баков на вертолете предусмотрена установка двух металлических подвесных наружных баков (по одному с каждой стороны фюзеляжа) и двух дополнительных баков внутри грузовой кабины. Управление расходом топлива - автоматическое. Установленный порядок выработки обеспечивается определенной последовательностью включения и выключения подкачивающих насосов по командам топливомера. Автоматическая выработка топлива позволяет сохранить эксплуатационные центровки вертолета в допустимых пределах. Порядок выработки может быть изменен экипажем, в этом случае предусмотрено принудительное включение насосов в желаемой последовательности.
На вертолете установлен автопилот, включенный в систему управления по дифференциальной схеме. Автопилот предназначен для стабилизации вертолета по каналам тангажа, крена и направления. Кроме того, автопилот имеет каналы стабилизации заданных высоты и скорости полета. На вертолете есть система автоматического поддержания заданной частоты вращения несущего винта, воздействующая на рычаги управления двигателями с помощью гидроусилителя.
Установленная на вертолет система внешней подвески позволяет перевозить грузы массой до 8000 кг вне кабины вертолета. Конструкция внешней подвески включает съемную четырехподкосную раму, крепящуюся к силовым шпангоутам фюзеляжа внутри грузовой кабины, и смонтированный на этой раме замок - вертлюг, удерживающий наконечник грузового каната.
Энерговооруженность вертолета позволяет продолжать горизонтальный полет при отказе одного из двигателей. При выключении обоих двигателей надежно обеспечивается посадка на авторотации.
На вертолете Ми-6 установлено 16 мировых рекордов, утвержденных в свое время ФАИ, основные из которых:
скорость по замкнутому маршруту в 100 км 340 км/ч скорость по замкнутому маршруту в 1000 км 300,4 км/ч высота подъема с грузом 10 т 4885 м высота подъема с грузом 20 т 2738 м максимальный груз, поднятый на высоту более 2000 м 20117 кг
Конструкторскому коллективу М. Л. Миля за абсолютный рекорд скорости полета 320 км/ч, установленный в 1961 г. летчиком-испытателем Н. В. Лешиным на вертолете Ми-6, Американским вертолетным обществом присужден международный приз имени И. И. Сикорского за 1961 г. Этот приз присуждается за выдающиеся достижения в вертолетной технике, зафиксированные в виде официальных мировых рекордов.
Вертолет Ми-6 нашел широкое применение в народном хозяйстве нашей страны, а также экспортируется в ряд зарубежных стран.
Вертолет Ми-10
На базе вертолета Ми-6 в 1961 г. был создан вертолет-кран Ми-10.
Вертолет-кран предназначен для транспортировки крупногабаритных грузов вне грузовой кабины при жестком креплении их в подфюзеляжном пространстве между стоек шасси или свободно закрепленных на внешней тросовой подвеске.
Вертолет Ми-10 в трех проекциях
Четырехколесное шасси с колеей более 6 м и высотой до фюзеляжа 3,75 м (при полностью загруженном вертолете) дает возможность «наруливать» на груз или подвозить его под фюзеляж, что решает проблему погрузки многотонных изделий.
Под фюзеляжем вертолета имеются гидравлические захваты, управляемые из пилотской кабины или с переносного пульта.
Гидравлические захваты позволяют поднять и закрепить груз массой до 12000 кг. Максимальная масса груза, перевозимого на внешней подвеске, - 8000 кг.
При интенсивной эксплуатации сменные платформы, поставляемые с вертолетом, позволяют полностью исключить простои вертолета при погрузочно-разгрузочных операциях.
Основные летные данные вертолета Взлетная масса 43450 кг Максимальная скорость с грузом на гидрозахватах 235 км/ч Максимальная скорость с грузом на свободной внешней подвеске 180 км/ч Крейсерская скорость при полетной массе более 38000 кг 180 км/ч Крейсерская скорость при полетной массе менее 38000 кг 220 км/ч Дальность полета с коммерческим грузом 12000 кг 250 км Дальность полета с коммерческим грузом 8000 кг 420 км Максимально допустимая высота полета 3000 м
Силовая установка, системы несущего и хвостового винтов и вентиляторная установка вертолета Ми-10 практически не имеют отличия от аналогичных систем вертолета Ми-6. Принципиальные схемы управления и гидравлической системы также подобны соответствующим схемам вертолета Ми-6 (с некоторыми изменениями, касающимися управления гидрозахватами).
В носовой части фюзеляжа находится экипаж, состоящий из двух летчиков и бортмеханика.
Центральная часть фюзеляжа служит грузовой кабиной. По ее бортам расположены откидные сиденья для 28 пассажиров.
Четырехстоечное шасси состоит из двух передних и двух главных опор с пневмомасляными амортизаторами.
На вертолете имеется трехканальный автопилот.
Вертолет Ми-10 в полете
Для упрощения операций, связанных с «наруливанием» на груз, на вертолете предусмотрена телевизионная установка, экран которой находится в кабине пилотов.
В 1961 г. на вертолете Ми-10 был установлен мировой рекорд подъема наибольшего груза на высоту 2000 м - был поднят груз массой 15 000 кг.
В 1965 г. на несколько модифицированном экземпляре вертолета (с шасси от вертолета Ми-6) было установлено три мировых рекорда:
наибольшая высота полета с коммерческим грузом в 25000 кг 2830 м то же с грузом 5000 кг 7151 м наибольший груз, поднятый на высоту 2000 м 25105 кг
На базе вертолета Ми-10 в 1965 г. была создана новая модификация - вертолет Ми-10К. Он предназначен для проведения строительно-монтажных работ и перевозки различных грузов на внешней подвеске.
Вертолет Ми-10К в полете
В отличие от вертолета Ми-10, имеющего высокое шасси, вертолет Ми-10К имеет низкое четырехстоечное шасси, позволяющее путем уменьшения его массы при прочих равных условиях поднимать больший груз, чем на вертолете Ми-10. Кроме того, на вертолете Ми-10К снизу носовой части фюзеляжа установлена дополнительная подвесная кабина с третьим управлением. Летчик, находящийся в нижней кабине, обращен лицом к хвостовой части вертолета. Дополнительная кабина предназначена для пилотирования вертолета при выполнении специальных монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. Система внешней подвески вертолета, установленная внутри фюзеляжа на специальной раме, имеет грузоподъемность 11 т. С помощью вертолета Ми-10К в последние годы выполнено большое количество строительно-монтажных работ, в том числе несколько уникальных работ, позволивших существенно ускорить ввод в строй и сократить средства на строительство ряда промышленных объектов.
Вертолет Ми-2
Накануне открытия XXII съезда КПСС были опубликованы сведения о новом вертолете, созданном коллективом ОКБ М. Л. Миля в подарок съезду.
Легкий многоцелевой вертолет Ми-2 построен на смену вертолету Ми-1. Новый вертолет, сохраняя основные размеры своего предшественника, значительно превосходит его по экономическим показателям.
Основные летные данные вертолета Ми-2 Нормальная взлетная масса 3550 кг Максимальная взлетная масса 3700 кг Коммерческая нагрузка 800 кг Число пассажиров 8 Дальность полета с грузом 800 кг 130 км Дальность полета с дополнительными баками 630 км Максимальная скорость 210 км/ч Крейсерская скорость 190 км/ч Динамический потолок 4000 м
Вертолет построен по одновинтовой схеме. На нем установлены два турбовинтовых двигателя ГТД-350 (главный конструктор С. П. Изотов) со свободными турбинами. Мощность каждого двигателя 400 л. с.
Вертолет Ми-2 в полете
В носовой части фюзеляжа вертолета размещены сиденья летчика и одного пассажира, органы управления, аккумуляторы, приборы и электрооборудование.
Центральная часть является грузовой кабиной, в средней части которой расположен контейнер топливного бака. В пассажирском варианте контейнер служит основанием для установки двух трехместных сидений. В задней части кабины находится откидное сиденье для восьмого пассажира.
Угол установки стабилизатора меняется синхронно с изменением общего шага лопастей несущего винта.
Трехстоечное шасси вертолета состоит из двух главных и одной передней опоры. Стойки шасси имеют пневмомасляные амортизаторы, амортизаторы главных опор шасси - однокамерные с демпфером.
Над потолком грузовой кабины расположена силовая установка, состоящая из двух двигателей и главного редуктора.
Крутящий момент свободных турбин через редукторы, установленные на каждом из двигателей (i = 0,246), передается на входные валы муфт свободного хода главного редуктора.
Кинематическая схема редуктора вертолета Ми-2
На вертолете установлена система поддержания заданной частоты вращения несущего винта.
Трансмиссия вертолета состоит из главного, промежуточного и хвостового редукторов и соединительных валов. Передача мощности от двигателей к валу несущего винта осуществляется тремя парами зубчатых колес с суммарной степенью редукций i = 0,0417.
Несущий винт вертолета состоит из втулки и трех лопастей. Лопасти соединяются с корпусом втулки посредством горизонтального, вертикального и осевого шарниров. Горизонтальные шарниры втулки разнесены и повернуты, вертикальные шарниры снабжены гидравлическими демпферами. В конструкцию втулки введен компенсатор взмаха с коэффициентом k = 0,4.
Лопасти несущего винта с прессованным лонжероном и сотовым заполнителем хвостовых частей имеют прямоугольную форму в плане и геометрическую крутку - 6°. На двух отсеках имеются триммерные пластины шириной 40 мм.
Лопасть несущего винта вертолета Ми-2
Лопасти снабжены пневматической сигнализацией повреждения лонжерона.
Двухлопастный рулевой винт вертолета диаметром 2,7 м - толкающий, изменяемого в полете шага.
Управление общим и циклическим шагом несущего винта осуществляется гидроусилителями.
Гидросистема вертолета не дублирована, так как даже в случае отказа гидравлики на вертолете возможно выполнение всех эволюций, при этом усилия на органах управления летчика имеют приемлемые значения.
Лопасти несущего и рулевого винтов вертолета, а также левое смотровое стекло кабины летчика оборудованы электротепловой противообледенительной системой.
Вертолет имеет внешнюю подвеску, предназначенную для транспортировки грузов вне грузовой кабины. Грузоподъемность внешней подвески 800 кг.
Для выполнения спасательных работ вертолет оборудован грузовой стрелой и электролебедкой, с помощью которой на - режиме висения можно поднимать на борт вертолета людей и грузы массой до 150 кг.
Вертолет снабжен современным навигационно-пилотажным оборудованием, позволяющим выполнять полеты днем и ночью в сложных метеоусловиях.
Кроме основного варианта - транспортного - вертолет Ми-2 может быть использован еще в нескольких вариантах.
В пассажирском варианте он вмещает 8 пассажиров.
В санитарном варианте вертолет оборудуется четырьмя носилками для транспортировки лежачих больных в сопровождении одного медработника. Вертолет из транспортного варианта в санитарный легко переоборудуется в полевых условиях.
В сельскохозяйственном варианте на вертолете устанавливается специальная аппаратура, позволяющая производить с воздуха опрыскивание или опыливание полей, садов и лесов различными химикатами. Химикаты размещаются в двух баках, расположенных по наружным бортам фюзеляжа. Общая емкость баков - 1000 л. Распыление химикатов производится с помощью специальных вентиляторов (в варианте опыливания) и насосов (в варианте опрыскивания), расположенных в нижней части баков и приводимых во вращение от расположенных там же электродвигателей.
Легкий многоцелевой вертолет Ми-2 является первым серийным двухтурбинным вертолетом такого класса и может использоваться в самых различных областях народного хозяйства.
Вертолет Ми-8
Вертолет Ми-8 - 25-местный вертолет одновинтовой схемы с турбовинтовым двигателем - был построен в качестве промежуточного варианта на пути создания вертолета с двумя турбовинтовыми двигателями и использовался для проверки и отработки систем и отдельных агрегатов строящегося нового аппарата.
Вертолет Ми-8 с двумя двигателями ТВ2-117 (главный конструктор С. П. Изотов) был построен на базе однодвигательного вертолета В-8 в четырехлопастном варианте.
Вертолет Ми-8 в полете
17 сентября 1962 г. вертолет был поднят в воздух летчиком- испытателем Н. В. Лешиным. Заводские испытания вертолета показали, что при приемлемых значениях напряжений в лонжероне лопасти нагрузки в цепях управления вертолетом достаточно велики. Одновременно с работами по уменьшению шарнирных моментов лопастей несущего винта путем модификации профиля был разработан проект пятилопастного несущего винта с цельнометаллическими лопастями, испытанными в массовой эксплуатации вертолета Ми-4.
Вертолет Ми-8 в пятилопастном варианте начал проходить заводские испытания 9 октября 1963 г. Результаты испытаний были положительными, и в этом варианте вертолет был предъявлен на государственные испытания.
В марте 1965 г. государственные испытания были успешно закончены, и в конце 1965 г. было начато серийное производство вертолетов Ми-8. К началу серийного выпуска на базе цельнометаллических лопастей вертолета Ми-4 были построены модифицированные лопасти с термоэлектрической противообледенительной системой специально для вертолета Ми-8.
Вертолет Ми-8 предназначен для перевозки пассажиров и транспортировки грузов массой до 2000 кг при нормальной и до 3000 кг при максимальной взлетной массе на дальность 500-650 км.
Основные летные данные вертолета Нормальная взлетная масса 11100 кг Максимальная взлетная масса 12000 кг Коммерческая нагрузка до 4000 кг Дальность полета с грузом 2480 кг 655 км Дальность полета с дополнительными баками и грузом 1710 кг 890 км Максимальная скорость 250 км/ч Крейсерская скорость 220 км/ч Динамический потолок 4500 м
В носовой части фюзеляжа расположена кабина экипажа, состоящего из двух летчиков и бортмеханика. Центральная часть фюзеляжа является грузовой (пассажирской) кабиной.
Площадь стабилизатора 2 м2, стабилизатор фиксированный. Вертолет имеет терхколесное шасси с носовыми самоориентирующимися сдвоенными колесами.
Схема трансмиссии вертолета Ми-8
Стойка передней опоры - рычажного типа с пневмомасляным амортизатором. Стойки основных опор шасси имеют двухкамерные амортизаторы с полостями низкого и высокого давления, совместная работа которых исключает возможность возникновения поперечных колебаний вертолета типа «земной резонанс».
Силовая установка вертолета состоит из двух турбовинтовых двигателей ТВ2-117 со свободными турбинами (главный конструктор С. П. Изотов). Суммарная взлетная мощность обоих двигателей 3000 л. с. Силовая установка оборудована системой автоматического поддержания заданной частоты вращения несущего винта. Благодаря наличию указанной системы управление силовой установкой сводится к изменению загрузки несущего винта (изменению общего шага его лопастей), при этом мощность двигателей автоматически изменяется до значения, обеспечивающего поддержание заданной частоты вращения. В случае отказа одного из двигателей в полете система обеспечивает автоматический выход работающего двигателя на повышенную мощность.
Энерговооруженность вертолета позволяет выполнять горизонтальный полет без снижения при отказе одного из двигателей.
Кинематическая схема рекуктора вертолета Ми-8
Трансмиссия вертолета состоит из главного, промежуточного и хвостового редукторов и системы соединительных трансмиссионных валов, назначение которых, а также и конструкция в значительной степени аналогичны назначению и конструкции соответствующих агрегатов вертолетов Ми-6 (главный редуктор) и Ми-4 (промежуточный и хвостовой редукторы).
Несущий винт вертолета состоит из втулки и пяти цельнометаллических лопастей.
Сочленение лопастей со втулкой осуществляется при помощи горизонтального, вертикального и осевого шарниров. На вертикальных шарнирах установлены гидравлические демпферы.
Основным силовым элементом лопасти несущего винта служит прессованный из алюминиевого сплава полый лонжерон, обработанный снаружи в соответствии с теоретическим контуром лопасти. К полкам задней стенки лонжерона на клею крепятся хвостовые отсеки, состоящие из авиалевой обшивки и сотового заполнителя.
Лопасти несущего винта имеют пневматическую сигнализацию повреждения лонжерона.
На вертолете установлен толкающий реверсивный трехлопастной рулевой винт на карданной втулке.
Принципиальная схема управления вертолета не отличается от схем, примененных ранее на вертолетах Ми-4 и Ми-6.
Во всех четырех каналах управления вертолетом (продольное, поперечное, путевое и управление общим шагом) установлены мощные гидроусилители, включенные в цепи управления по необратимой схеме.
Питание гидроусилителей обеспечивается двумя гидросистемами - основной и дублирующей. Переход на дублирующую систему происходит автоматически при падении давления в основной системе или ручным переключением по желанию экипажа.
Для создания необходимых градиентов усилий на ручке циклического шага и педалях в цепях продольного, поперечного и путевого управления установлены загрузочные пружины с электромагнитными муфтами включения.
На машине установлен автопилот, управляющие элементы которого встроены в систему управления вертолетом по дифференциальной схеме. Кроме стабилизации вертолета по каналам продольного, поперечного и путевого управления автопилот обеспечивает выдерживание заданной высоты полета.
Компоновочная схема вертолета Ми-8 в пассажирском варианте
Вертолет оборудован противообледенительной системой, которая включается автоматически по сигналу сигнализатора обледенения, а также может быть включена принудительно экипажем вертолета. Вертолет имеет современные радиосредства и навигационно-пилотажные приборы, позволяющие выполнять полеты днем и ночью в сложных метеорологических условиях.
Для транспортировки крупногабаритных грузов вертолет оборудован системой внешней подвески, позволяющей перевозку грузов массой до 3000 кг вне кабины вертолета.
Для подъема на борт людей и грузов массой до 150 кг при висении вертолета на высотах до 40 м машина снабжена специальной системой, состоящей из бортовой стрелы и электролебедки. Электролебедка, кроме того, может быть использована для погрузки в грузовую кабину грузов и колесной техники.
В зависимости от назначения вертолет выпускается в транспортном и пассажирском вариантах.
Вертолет Ми-8 в транспортном варианте предназначен для перевозки различных грузов и техники. Для производства погрузочно-разгрузочных работ в задней части кабины имеются грузовые створки и трапы.
Вертолет Ми-8 в пассажирском варианте предназначен для перевозки 28 пассажиров. В пассажирской кабине установлены мягкие кресла для 28 человек, имеются гардероб и багажное отделение.
Как в транспортном, так и в пассажирском варианте вертолет легко переоборудуется в аэродромных условиях в санитарный вариант с установкой 12 носилок, размещением медработника и необходимого санитарного оборудования.
Испытания и первый опыт эксплуатации вертолета Ми-8 показали, что машина обладает высокими летными качествами, подтвержденными мировыми рекордами 1964 г.: дальность полета по замкнутому маршруту - 2464 км и средняя скорость полета на базе 2000 км - 203 км/ч.
Надежный и простой в эксплуатации вертолет Ми-8 с успехом заменил распространенный во многих странах мира вертолет Ми-4.
Экспериментальный вертолет Ми-12
Ми-12 - двухвинтовой вертолет поперечной схемы был построен в 1967 г. До сего времени Ми-12 не имеет себе равных по взлетной массе, грузоподъемности и габаритным размерам.
В этой машине нашли воплощение передовые для своего времени достижения авиационной техники и смежных с ней технических наук, опыт создания и эксплуатации тяжелых вертолетов Ми-6 и Ми-10.
Основные технические данные вертолета
Нормальная взлетная масса 97000 кг Максимальная взлетная масса 105000 кг Коммерческая нагрузка до 40000 кг Размах с вращающимися несущими винтами 67 м Длина фюзеляжа 37 м Дальность полета 500 км Максимальная скорость 260 км/ч Крейсерская скорость 240 км/ч Динамический потолок 3500 м
В процессе разработки конструкции вертолета Ми-12 конструкторским бюро был решен целый ряд сложнейших инженерно- технических проблем. Одной из таких проблем было создание достаточно жесткой на изгиб и кручение системы крепления двух силовых установок, которая, кроме того, должна была отвечать и еще одному важному требованию - минимальная потеря от вертикального обдува конструкции при работе несущих винтов в осевом потоке.
Вертолет Ми-12. Вид в трех проекциях
В результате проработки нескольких вариантов схемы было принято оригинальное решение: вынести силовые установки на пространственных фермах, часть стержней которых образует крыло обратного сужения. Применение крыла обратного сужения в значительной мере решило проблему сведения к минимуму потерь от вертикального обдува: в зоне максимальных индуктивных скоростей воздушного потока от несущих винтов хорда крыла минимальна и, следовательно, минимальны потери от вертикального обдува. В то же время у комля лопастей крыло имеет максимальную хорду, что препятствует обратному перетеканию потока в зоне отрицательных индуктивных скоростей.
На вертолете установлены четыре двигателя Д-25-ВФ мощностью по 6500 л. с. (главный конструктор П. А. Соловьев), попарно работающих на два главных редуктора, на выводных валах которых установлены пятилопастные несущие винты диаметром 35 м. Двигатели, главные редукторы, втулки и автоматы перекоса являются довольно близкой модификацией аналогичных агрегатов, примененных ранее на вертолетах Ми-6 и Ми-10. Основное отличие в конструкции агрегатов было продиктовано особенностями схемы вертолета: необходимостью жесткой синхронизации частоты вращения несущих винтов и изменением принципа поперечного управления вертолета.
Синхронность вращения несущих винтов, имеющих трехметровое перекрытие дисков, обеспечивается специальным трансмиссионным валом, соединяющим оба главных редуктора. Излом вала при переходе из одного крыла в другое обеспечивается промежуточным редуктором, установленным в надфюзеляжном гаргроте (в месте стыковки крыльев). Синхронный вал служит, кроме того, для передачи мощности с одного редуктора на другой. Потребность такой передачи на вертолете поперечной схемы возникает ежесекундно вследствие управления машины по крену дифференциальным изменением общего шага на левом и правом несущих винтах при неизменной мощности левой и правой группы двигателей. И, наконец, еще одна функция - передача мощности с одной силовой установки на другую при не одинаковых мощностях левой и правой группы двигателей (например, при отказе одного или даже двух двигателей одной группы).
Вертолет Ми-12 в полете
Фюзеляж вертолета состоит из расположенной в носовой части кабины экипажа и грузовой кабины, имеющей размеры 28,15x4,4x4,4 м. Кабина экипажа - двухпалубная, в нижнем этаже располагаются два летчика, бортинженер и бортэлектрик, в верхнем - штурман и бортрадист. Хвостовая часть фюзеляжа заканчивается силовым трапом и боковыми створками, при открывании которых образуется проем для въезда самоходной техники, погрузки с помощью мощных электролебедок несамоходной колесной техники или с помощью специальных тельферных устройств различных грузов массой до 5 т каждый. На потолочной части грузовой кабины в задней ее части закреплены киль и стабилизатор с двумя вертикальными шайбами.
Шасси вертолета - трехколесное. Передняя нога с самоориентирующимися сдвоенными колесами установлена в передней части фюзеляжа, сдвоенные колеса основных опор - на вертикальных стойках левой и правой ферм. Амортизационные стойки шасси имеют пневмомасляные амортизаторы, на основных шасси - двухкамерные.
Система управления сконструирована в соответствии с основными принципами управления вертолетом:
- изменение величины пропульсивной силы осуществляется синхронным продольным отклонением автоматов перекоса;
- разворот вокруг вертикальной оси осуществляется дифференциальным изменением продольного наклона автоматов перекоса;
- изменение силы тяги вертолета происходит в результате синхронного изменения общего шага на обоих несущих винтах;
- управление по крену осуществляется дифференциальным изменением общего шага левого и правого несущих винтов.
Кроме того, система управления проектировалась с учетом других особенностей конструкции вертолета:
- большой протяженности проводки; возможных деформаций конструкции;
- большой массы и достаточно больших сил трения элементов проводки.
Система управления вертолета выполнена двухкаскадной.
Первый каскад состоит из обычных вертолетных органов управления - ручки циклического шага, рычага общего шага и педалей, жесткой проводки и пяти промежуточных гидроусилителей небольшой (сравнительно) мощности. Четыре гидроусилителя поканально встроены в цепи продольного, поперечного, путевого и общего шага управления, пятый гидроусилитель связан с рукояткой коррекции газа и синхронно перемещает рычаги управления двигателями.
Вертолет Ми-12. Загрузка вертолета
Промежуточные гидроусилители установлены в фюзеляже вертолета на специальном агрегате, назначение которого - преобразовывать поканальные перемещения командных органов управления в суммированные команды на управление исполнительных органов управления: мощных гидроусилителей продольного управления и управления общим шагом, попарно расположенных на главных редукторах левой и правой силовых установок. Одновременно с суммированием сигналов управления на агрегате - сумматоре происходит переход с жесткой системы управления на тросовую, при этом в несколько раз увеличивается ход элементов проводки.
В мотогондолах в непосредственной близости от силовых гидроусилителей происходит обратный переход с тросовой проводки на жесткую с уменьшением передаточных чисел.
Для увеличения эффективности путевого управления на средних и больших скоростях полета на киле установлен руль поворота, управляемый специальным гидроусилителем путевого управления синхронно с отклонением педалей.
По такому же принципу синхронно с изменением общего шага работает руль высоты, установленный на стабилизаторе вертолета.
Питание промежуточных гидроусилителей, а также специальных гидроусилителей рулей поворота и высоты происходит от гидросистемы, находящейся в отсеке промежуточного редуктора, а основных гидроусилителей - от гидросистем, расположенных в левой и правой мотогондолах.
Все три системы совершенно автономны, каждая из трех систем, в свою очередь, состоит из основной и дублирующей систем.
Принципы дублирования и перехода с основных систем на дублирующие в основном подобны действующим на вертолетах Ми-6 (системы силовых гидроусилителей) и Ми-8 (система промежуточных гидроусилителей).
Топливо расположено в крыльевых и наружных подвесных топливных баках. Управление расходом топлива - автоматическое.
Вертолет оборудован современными навигационно-пилотажными системами, позволяющими выполнять полеты днем и ночью в сложных метеоусловиях.
Установленный на вертолете четырехканальный автопилот и система автоматического поддержания заданной частоты вращения несущего винта существенно упрощает пилотирование вертолета.
На заре создания вертолета Ми-12 анализ возможных схем проектируемого аппарата показал, что поперечная схема наряду со многими преимуществами таит в себе довольно много «подводных камней». В частности, общепризнанная аэродинамическая симметрия схемы, справедливая для случая прямолинейного полета, существенно искажается при выполнении эволюций и даже просто при работе органами управления для парирования внешних возмущений. При этом возникают так называемые «перекрестные связи» в управлении, уменьшающие запасы управления и усложняющие пилотирование. И хотя глубина перекрестных связей в значительной мере зависит от правильности выбора некоторых параметров конструкции, в то время было довольно широко распространено мнение, что в любом случае пилотирование вертолета без применения систем автоматической стабилизации окажется невозможным.
Особую актуальность для поперечной схемы имеет проблема обеспечения достаточных запасов для одного из опасных видов самовозбуждающихся колебаний - автоколебаний несущего винта на упругом основании.
Все эти вопросы требовали тщательной проработки, расчетов, экспериментов, и, в конце концов, обоснованного ответа. Риск был велик. Но генеральный конструктор, его ближайшие помощники верили в выбранную схему, а коллектив ОКБ увлеченно работал над решением вставших перед ним проблем, сложных и интересных.
Задача была решена, что еще раз подтвердило зрелость и высокое профессиональное мастерство ученых, конструкторов, технологов, рабочих и инженеров предприятия.
Вертолет Ми-12 не просто летал, на нем успешно были проведены запланированные испытания, выполнено более 100 полетов, в которых полностью были подтверждены расчетные летные данные, живучесть конструкции и работоспособность систем. Без применения каких-либо средств автоматической стабилизации вертолет был хорошо управляем и обладал хорошими характеристиками устойчивости.
На этом аппарате было установлено 7 мировых рекордов, в том числе в августе 1969 г. экипажем летчика-испытателя В. П. Колошенко был установлен рекорд абсолютной грузоподъемности для винтокрылых машин: груз массой 40,2 т. был поднят на высоту 2250 м.
В 1971 г. вертолет Ми-12 успешно экспонировался на 29-м Международном салоне авиации и космонавтики в Париже, где был единодушно признан «звездой салона».
За успехи в создании этой машины КБ им. М. Л. Миля был присужден второй Международный приз им. И. Сикорского.
Генеральному конструктору доктору технических наук М. Л. Милю были присуждены Ленинская и Государственная премии, он был удостоен высокого звания Героя Социалистического Труда и награжден тремя орденами Ленина и другими орденами и медалями.
Высокими правительственными наградами отмечена также деятельность многих работников коллектива.
Следует отметить деятельность ряда руководящих деятелей ОКБ: А С Бравермана, С. А. Колупаева, А. К. Котикова, В. А. Кузнецова, И С. Дмитриева, В. П. Лаписова, М. А. Лейканда, А. Э. Малаховского, Д. Т. Мацицкого, А. В. Некрасова, М. Н. Пивоварова, Н. Г. Русановича, М. Н. Тищеико и ряда других, а также летчиков-испытателей: Р. И. Капреляна, Н. В. Лешина, Б. В. Земского, Г. В. Алферова, B. П. Колошенко, Г. Р. Карапетяна.
|
ПОИСК:
|
При копировании материалов активная ссылка обязательна:
http://fly-history.ru/ 'История авиации и воздухоплавания'
