В-7 прототип реактивного вертолета времен СССР
В середине 1950-х годов, когда проектирование нового вертолета Ми-6 подошло к концу, в ОКБ М. Л. Миля приступили к поискам перспективных путей дальнейшего увеличение грузоподъемности вертолетной техники. Одним из наиболее приоритетных направлений в те годы посчитали проектирование вертолета, имеющего реактивный привод несущего винта. Вертолет В-7 стал первой в СССР разработкой реактивного вертолета. В ходе работ по его созданию конструкторы столкнулись с рядом непреодолимых на тот момент технических проблем (в частности, нагрузками на несущий ротор и работой ТРД). В итоге проект был закрыт, а вертолет не пошел в серию.
На вертолет В-7 предполагалось использование такого привода, при котором крутящий момент винта создается при помощи силы реакции газов, которые вытекают из установленных по концам лопастей реактивных сопел или реактивных двигателей. По мнению конструкторов, отказ от механической трансмиссии должен быть не только облегчить и упростить конструкцию вертолета, но и в значительной мере повлиять на весовое совершенство машины. Помимо этого, при реализации такой конструкции отсутствовал реактивный момент несущего винта, а, следовательно, отсутствовала необходимость в громоздких и энергоемких средствах его парирования, что также должно было упростить компоновку вертолета.
В то время из всех видов существующих реактивных приводов наиболее экономичным и перспективным признавался турбореактивный двигатель – ТРД. В ОКБ Миля в то время разрабатывался проект сверхтяжелого вертолета-крана, имеющего несущий винт диаметром в 60 метров. На конце каждой из его лопастей предлагалось установить по 2 ТРД, обладающих противоположным вращением турбин и тягой по 1 750 кгс каждый.
Однако предварительно М. Л. Миль рассчитывал создать небольшой опытный вертолет на 4 человека, на котором планировалось опробовать реактивный привод несущего винта, а также разобраться с рядом специфических для данной конструкции проблем. Милю удалось заинтересовать своей идеей сначала представителей гражданского воздушного флота, а позднее и военных. После этого 20 декабря 1956 года вышло правительственное постановление о проектировании нового опытного вертолета В-7, обладающего реактивным приводом несущего винта.
Проектирование и строительство нового винтокрылого аппарата, который был самым легким и самым маленьким из когда-либо создаваемых в ОКБ Миля шло достаточно быстро. В декабре 1957 года рабочее проектирование было в целом закончено, и на заводе №329 была заложена опытная партия из 5 вертолетов. Ведущим конструктором по реактивному вертолету В-7 был назначен А. В. Кочкин, в дальнейшем этот пост занял Г. Г. Лазарев.
Конструкция вертолета была достаточно простой и состояла из цельнометаллического фюзеляжа полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части фюзеляжа при помощи болтов на силовых шпангоутах была установлена литая плита. К фланцу данной плиты крепился редуктор, который состоял из вала несущего винта (на его оси была смонтирована втулка несущего винта с лопастями, а также автомат перекоса) и приводов агрегатов. К переднему торцу плиты был присоединен кронштейн с гидроусилителями и качалками управления. По бокам фюзеляжа располагались 3 двери.
В кабине пилота могли свободно разместиться 3 пассажира или 1 носилки с больным/раненым и сопровождающим врачом. Под полом кабины был расположен топливный бак. Помпа подавала горючее сначала в топливный регулятор, а уже после в коллектор вала несущего винта, откуда оно под действием центробежной силы перегонялось к ТРД, установленным на концах двухлопастного несущего винта.
Лопасти вертолета обладали прямоугольной формой и имели стальной лонжерон с фанерной обшивкой и деревянным каркасом. Лопасти крепились к втулке с помощью осевых и общего горизонтального шарниров. В лопастях были проложены по 2-е специальных трубки топливопитания. При этом электропроводка проходила внутри лонжерона. На конце вала несущего винта, сверху был установлен токосъемник приборов силовой установки машины.
Создатели вертолета при его проектировании и разработке системы путевого управления рассчитывали обойтись лишь хвостовым оперением в индуктивном потоке. Однако сопровождавшие создание машины исследования в аэродинамической трубе показали, что вертолет В-7 нуждается в сохранении рулевого винта. Рулевой винт был расположен сзади фюзеляжа, на специальной достаточно короткой трубчатой ферме. Таким образом, конструкторам не удалось избежать установки на вертолет трансмиссии.
В конструкции вертолета В-7 впервые было применено шасси полозкового типа. Установленные на задних поперечных трубах гидроамортизаторы должны были предупреждение земного резонанса машины. Вертолет В-7 должен был получить облегченный комплект приборного оборудования. При использовании машины в военном варианте была предусмотрена возможность установки на вертолет различных навесных систем вооружений.
Одной из наиболее сложных задач при создании и доводке до ума нового вертолета стала сильная зависимость от смежников – разработчиков силовой установки. Успешное воплощение идеи создания вертолета, обладающего реактивным приводом несущего винта, в первую очередь зависело от создания новых малогабаритных и достаточно легких двигателей, которые бы обеспечивали надежную работу при воздействии больших перегрузок и центробежных сил. А также создания надежных систем топливопитания и управления ими.
Из многих руководителей авиамоторных ОКБ, которые были привлечены к решению возникших проблем, за проектирование ТРД взялся лишь главный конструктор А. Г Ивченко. Под его непосредственным руководством был создан ТРД АИ-7 с одноступенчатой турбиной и центробежным компрессором. Для уравновешивания гироскопических моментов двигатель был оснащен 3 маховиками, которые вращались в сторону, противоположную турбине. Данное решение было достаточно простым, но как показала практика и дальнейшие испытания – неправильным.
Первые двигатели АИ-7 поступили на 329-й завод в декабре 1959 года, когда первый вертолет уже был собран. Сразу после первого пуска двигателя с ним возникли трудности. АИ-7 не выходил на заданные рабочие обороты и не развивал необходимой тяги, перегревалась его маслосистема. Причиной работы на малых оборотах стала большая потребная мощность, необходимая для вращения маховиков. По этой причине их пришлось снять с двигателей. Для улучшения охлаждения двигателя в ОКБ был создан уникальный трубчатый маслорадиатор, который был смонтирован вокруг воздухозаборника. После этого двигатель АИ-7 стал развивать расчетную тягу, но при этом все нагрузки от гироскопического момента перешли на несущую систему самого вертолета.
Реализация проекта реактивного вертолета В-7 оказалось куда более сложным делом, чем предполагали конструкторы. Доводка вертолета и его двигателей затягивалась. Для совершенствования двигателя АИ-7 решено было привлечь специалистов ЦИАМ. Несколько лет было потрачено на решение проблемы обеспечения работы двигателей в поле центробежных сил, и лишь 19 февраля 1962 года была предпринята первая попытка поднятия реактивного вертолета В-7 в воздух. Вертолет поднимался на привязи, но оторваться от земли он не смог. Под воздействием гироскопического момента двигателей лопасти несущего винта вертолета закручивались на отрицательный угол, а обшивка лопастей покрывалась гофрами, что вело к возникновению большего сопротивления вращению, которое только усиливалось незакапотированными двигателями.
Помимо этого, мощности гидроусилителя общего шага оказалась недостаточно, для того чтобы преодолевать нагрузки, возникающие в системе управления. Вибрации машины были очень большими, и двигатель был отправлен на доработку. Гидроусилитель системы управления общим шагом винта был заменен на более мощный, для двигателей спроектировали капоты, а лопасти отремонтировали.
В итоге к испытаниям вертолета вновь приступили лишь в 1965 году. Испытатели ставили перед собой задачу – проверить фактическую мощность двигателя на различных оборотах несущего винта, но данный год стал последним в истории создания вертолета В-7. 11 ноября 1965 года во время проведения испытаний на максимальных оборотах и взлетном режиме ТРД произошло практически одновременное разрушение обеих силовых установок. Как удалось установить позднее, взлетные обороты АИ-7 были критическими. Компрессоры вошли в резонансные колебания и, выломав корпуса, вместе с задними частями двигателя улетели на землю. После этого вертолет без повреждений смог плавно приземлиться.
Конструкторы вынуждены были признать, что дальнейшая доводка АИ-7 является бесперспективной. Свои надежды они возлагали на новый двигатель МД-3, на котором гироскопический момент удалось уравновесить при помощи противоположного вращения турбины и компрессора. Но и этот двигатель нуждался в длительной процедуре доводки, как, впрочем, и многие элементы конструкции нового вертолета. К примеру, расход топлива при схеме с реактивным приводом несущего винта на деле оказался существенно выше, чем это предполагалось изначально. Достаточно высок был и уровень шума. В итоге разработка вертолета была остановлена.
Несмотря на это В-7 является первым и единственным в мире реактивным вертолетом, на концах лопастей которого были установлены турбореактивные двигатели. При его разработке конструкторы ОКБ Миля получили бесценный опыт в разработке машин подобного типа. На основе серии испытаний они пришли к выводу о том, что в будущем постройка реактивного вертолета с ТРД на концах лопастей вполне реальна. При этом преимущества такого вертолета росли бы вместе с увеличением его размеров.
Тактико-технические характеристики В-7:
Длина – 11,6 м;
Высота – 6,23 м;
Диаметр несущего винта – 11,6 м;
Масса пустого – 730 кг, нормальная взлетная – 835 кг, максимальная взлетная – 1050 кг;
Силовая установка – 2 ТРД АИ-7 тягой по 56 кгс
Экипаж – 1 человек, полезная нагрузка – 3 пассажира.
Источники информации:
-http://www.aviastar.org/helicopters_rus/mi-7-r.html
-http://www.airwar.ru/enc/heli/v7.html
-http://ru.wikipedia.org/
На вертолет В-7 предполагалось использование такого привода, при котором крутящий момент винта создается при помощи силы реакции газов, которые вытекают из установленных по концам лопастей реактивных сопел или реактивных двигателей. По мнению конструкторов, отказ от механической трансмиссии должен быть не только облегчить и упростить конструкцию вертолета, но и в значительной мере повлиять на весовое совершенство машины. Помимо этого, при реализации такой конструкции отсутствовал реактивный момент несущего винта, а, следовательно, отсутствовала необходимость в громоздких и энергоемких средствах его парирования, что также должно было упростить компоновку вертолета.
В то время из всех видов существующих реактивных приводов наиболее экономичным и перспективным признавался турбореактивный двигатель – ТРД. В ОКБ Миля в то время разрабатывался проект сверхтяжелого вертолета-крана, имеющего несущий винт диаметром в 60 метров. На конце каждой из его лопастей предлагалось установить по 2 ТРД, обладающих противоположным вращением турбин и тягой по 1 750 кгс каждый.
Однако предварительно М. Л. Миль рассчитывал создать небольшой опытный вертолет на 4 человека, на котором планировалось опробовать реактивный привод несущего винта, а также разобраться с рядом специфических для данной конструкции проблем. Милю удалось заинтересовать своей идеей сначала представителей гражданского воздушного флота, а позднее и военных. После этого 20 декабря 1956 года вышло правительственное постановление о проектировании нового опытного вертолета В-7, обладающего реактивным приводом несущего винта.
Проектирование и строительство нового винтокрылого аппарата, который был самым легким и самым маленьким из когда-либо создаваемых в ОКБ Миля шло достаточно быстро. В декабре 1957 года рабочее проектирование было в целом закончено, и на заводе №329 была заложена опытная партия из 5 вертолетов. Ведущим конструктором по реактивному вертолету В-7 был назначен А. В. Кочкин, в дальнейшем этот пост занял Г. Г. Лазарев.
Конструкция вертолета была достаточно простой и состояла из цельнометаллического фюзеляжа полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части фюзеляжа при помощи болтов на силовых шпангоутах была установлена литая плита. К фланцу данной плиты крепился редуктор, который состоял из вала несущего винта (на его оси была смонтирована втулка несущего винта с лопастями, а также автомат перекоса) и приводов агрегатов. К переднему торцу плиты был присоединен кронштейн с гидроусилителями и качалками управления. По бокам фюзеляжа располагались 3 двери.
В кабине пилота могли свободно разместиться 3 пассажира или 1 носилки с больным/раненым и сопровождающим врачом. Под полом кабины был расположен топливный бак. Помпа подавала горючее сначала в топливный регулятор, а уже после в коллектор вала несущего винта, откуда оно под действием центробежной силы перегонялось к ТРД, установленным на концах двухлопастного несущего винта.
Лопасти вертолета обладали прямоугольной формой и имели стальной лонжерон с фанерной обшивкой и деревянным каркасом. Лопасти крепились к втулке с помощью осевых и общего горизонтального шарниров. В лопастях были проложены по 2-е специальных трубки топливопитания. При этом электропроводка проходила внутри лонжерона. На конце вала несущего винта, сверху был установлен токосъемник приборов силовой установки машины.
Создатели вертолета при его проектировании и разработке системы путевого управления рассчитывали обойтись лишь хвостовым оперением в индуктивном потоке. Однако сопровождавшие создание машины исследования в аэродинамической трубе показали, что вертолет В-7 нуждается в сохранении рулевого винта. Рулевой винт был расположен сзади фюзеляжа, на специальной достаточно короткой трубчатой ферме. Таким образом, конструкторам не удалось избежать установки на вертолет трансмиссии.
В конструкции вертолета В-7 впервые было применено шасси полозкового типа. Установленные на задних поперечных трубах гидроамортизаторы должны были предупреждение земного резонанса машины. Вертолет В-7 должен был получить облегченный комплект приборного оборудования. При использовании машины в военном варианте была предусмотрена возможность установки на вертолет различных навесных систем вооружений.
Одной из наиболее сложных задач при создании и доводке до ума нового вертолета стала сильная зависимость от смежников – разработчиков силовой установки. Успешное воплощение идеи создания вертолета, обладающего реактивным приводом несущего винта, в первую очередь зависело от создания новых малогабаритных и достаточно легких двигателей, которые бы обеспечивали надежную работу при воздействии больших перегрузок и центробежных сил. А также создания надежных систем топливопитания и управления ими.
Из многих руководителей авиамоторных ОКБ, которые были привлечены к решению возникших проблем, за проектирование ТРД взялся лишь главный конструктор А. Г Ивченко. Под его непосредственным руководством был создан ТРД АИ-7 с одноступенчатой турбиной и центробежным компрессором. Для уравновешивания гироскопических моментов двигатель был оснащен 3 маховиками, которые вращались в сторону, противоположную турбине. Данное решение было достаточно простым, но как показала практика и дальнейшие испытания – неправильным.
Первые двигатели АИ-7 поступили на 329-й завод в декабре 1959 года, когда первый вертолет уже был собран. Сразу после первого пуска двигателя с ним возникли трудности. АИ-7 не выходил на заданные рабочие обороты и не развивал необходимой тяги, перегревалась его маслосистема. Причиной работы на малых оборотах стала большая потребная мощность, необходимая для вращения маховиков. По этой причине их пришлось снять с двигателей. Для улучшения охлаждения двигателя в ОКБ был создан уникальный трубчатый маслорадиатор, который был смонтирован вокруг воздухозаборника. После этого двигатель АИ-7 стал развивать расчетную тягу, но при этом все нагрузки от гироскопического момента перешли на несущую систему самого вертолета.
Реализация проекта реактивного вертолета В-7 оказалось куда более сложным делом, чем предполагали конструкторы. Доводка вертолета и его двигателей затягивалась. Для совершенствования двигателя АИ-7 решено было привлечь специалистов ЦИАМ. Несколько лет было потрачено на решение проблемы обеспечения работы двигателей в поле центробежных сил, и лишь 19 февраля 1962 года была предпринята первая попытка поднятия реактивного вертолета В-7 в воздух. Вертолет поднимался на привязи, но оторваться от земли он не смог. Под воздействием гироскопического момента двигателей лопасти несущего винта вертолета закручивались на отрицательный угол, а обшивка лопастей покрывалась гофрами, что вело к возникновению большего сопротивления вращению, которое только усиливалось незакапотированными двигателями.
Помимо этого, мощности гидроусилителя общего шага оказалась недостаточно, для того чтобы преодолевать нагрузки, возникающие в системе управления. Вибрации машины были очень большими, и двигатель был отправлен на доработку. Гидроусилитель системы управления общим шагом винта был заменен на более мощный, для двигателей спроектировали капоты, а лопасти отремонтировали.
В итоге к испытаниям вертолета вновь приступили лишь в 1965 году. Испытатели ставили перед собой задачу – проверить фактическую мощность двигателя на различных оборотах несущего винта, но данный год стал последним в истории создания вертолета В-7. 11 ноября 1965 года во время проведения испытаний на максимальных оборотах и взлетном режиме ТРД произошло практически одновременное разрушение обеих силовых установок. Как удалось установить позднее, взлетные обороты АИ-7 были критическими. Компрессоры вошли в резонансные колебания и, выломав корпуса, вместе с задними частями двигателя улетели на землю. После этого вертолет без повреждений смог плавно приземлиться.
Конструкторы вынуждены были признать, что дальнейшая доводка АИ-7 является бесперспективной. Свои надежды они возлагали на новый двигатель МД-3, на котором гироскопический момент удалось уравновесить при помощи противоположного вращения турбины и компрессора. Но и этот двигатель нуждался в длительной процедуре доводки, как, впрочем, и многие элементы конструкции нового вертолета. К примеру, расход топлива при схеме с реактивным приводом несущего винта на деле оказался существенно выше, чем это предполагалось изначально. Достаточно высок был и уровень шума. В итоге разработка вертолета была остановлена.
Несмотря на это В-7 является первым и единственным в мире реактивным вертолетом, на концах лопастей которого были установлены турбореактивные двигатели. При его разработке конструкторы ОКБ Миля получили бесценный опыт в разработке машин подобного типа. На основе серии испытаний они пришли к выводу о том, что в будущем постройка реактивного вертолета с ТРД на концах лопастей вполне реальна. При этом преимущества такого вертолета росли бы вместе с увеличением его размеров.
Тактико-технические характеристики В-7:
Длина – 11,6 м;
Высота – 6,23 м;
Диаметр несущего винта – 11,6 м;
Масса пустого – 730 кг, нормальная взлетная – 835 кг, максимальная взлетная – 1050 кг;
Силовая установка – 2 ТРД АИ-7 тягой по 56 кгс
Экипаж – 1 человек, полезная нагрузка – 3 пассажира.
Источники информации:
-http://www.aviastar.org/helicopters_rus/mi-7-r.html
-http://www.airwar.ru/enc/heli/v7.html
-http://ru.wikipedia.org/
Информация