Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 1(27) за 2017 г.
Дмитрий Дрозденко
Модели больших вертолётов активно разрабатываются многими странами. И тем не менее в тяжёлом весе неизменно лидирует наша страна. На заре развития вертолетной авиации Россия отставала от своего главного геополитического противника — США. У нас тогда не очень верили в винтокрылые машины и скептически смотрели на возможность их массового применения в войсках. Успех американцев при проведении десантной операции в Корее с массированным использованием вертолетов Sikorsky S-55 коренным образом поменял отношение к ним в СССР. Сталин потребовал «догнать и перегнать» Америку. Сделать это надо было, как водится, еще «вчера».
Советские авиаконструкторы получили приказ вождя — сделать транспортный вертолет всего за один год. Курировал этот проект лично Лаврентий Берия. Непосильная задача была успешно решена конструкторским бюро под руководством Михаила Леонтьевича Миля — в середине 1952 года в воздух поднялся советский вертолет Ми-4.
Несмотря на то, что вертолеты Сикорского и Миля были внешне похожи, последний имел почти вдвое большую грузоподъемность и скорость полета. Так началось лидерство нашей страны в области разработки мощных вертолетов.
Ми-4 и Ми-6
Эра турбин
Первым серийным вертолетом-гигантом стал Ми-6. Он поднялся в воздух в 1957 году, спустя всего пять лет после взлета Ми-4 и по многим параметрам стал первым в мире. Ми-6 был первым на планете серийным вертолетом с двумя газотурбинными двигателями со свободной турбиной. В дальнейшем такая компоновка была всемирно признана и сейчас применяется практически на всех современных средних и тяжелых вертолетах.
Ми-6 был первым по силе среди вертолетов того времени. Вертолет поднимал — только вдумайтесь! — 12 тонн в большой грузовой кабине и 8 тонн на внешней подвеске. Большие крылья, которыми он оснащался, позволяли существенно разгрузить несущий винт в горизонтальном полете, а также подняться в воздух с большим грузом, используя взлет по-самолетному. Ми-6 развивал скорость до 320 км/ч и имел дальность полета до 1000 километров.
Зачем же были нужны такие мощные машины? Ответ достаточно прост: это было время ракетного противостояния, и тяжелый транспортный вертолет был нужен для переброски мобильных тактических ракетных комплексов «Луна».
Твердотопливная ракета комплекса могла оснащаться ядерной БЧ, а советский вертолет-гигант придавал комплексу небывалую для тех времен мобильность. Ми-6 в группе с самолетом Ан-12 стал транспортным компонентом ракетных систем. Эта авиационная пара придала нашим войскам невиданную до этого мобильность, т. к. могла транспортировать не только живую силу, но и легкую бронетехнику. Самолет доставлял до аэродрома, а вертолет — в недоступную местность. Это был мощный старт советского вертолетостроения.
Воздушный кран
Несколько позже на базе Ми-6 был разработан еще один русский богатырь, который пошел пусть в маленькую, но все же серию — вертолет Ми-10. Военным предназначением этого вертолета была перевозка всего того, что было не под силу Ми-6, — крупногабаритных элементов ракет, РЛС и многого другого. В 1961 году этот вертолет поставил рекорд — он поднял груз 15 тонн на высоту более 2 000 метров. Ми-10 имел необычный вид: узкий фюзеляж, длинные, почти 4 метра, похожие на ходули шасси с закрепленной между ними грузовой платформой. Причем правые стойки были короче левых на 30 сантиметров. Это было сделано для того, чтобы вертолет одновременно отрывал все стойки шасси при взлете. Один из этих вертолётов был модифицирован специально, чтобы установить на грузоподъемности. Эта машина подняла в воздух 25 тонн.
В 1966 году была построена новая модель — Ми-10К, на которой постарались учесть недостатки первой модификации. Она имела короткие «ноги» и была оборудована специальной кабиной, в которой летчик-оператор мог управлять вертолетом, сидя лицом к хвосту и глядя непосредственно на груз на внешней подвеске. Это позволило проводить уникальные монтажные операции с помощью вертолета.
Но машина по-прежнему имела много недостатков. Военное наследие, повышенная вибрация и некоторые конструкционные недостатки не давали Ми-10 спокойно перейти к гражданской жизни, несмотря на прекрасные возможности и экономический эффект, которые давал народному хозяйству летающий кран. Доводка вертолета продолжалась несколько лет, и только в 1974 году Ми-10К пошел в серию. Машина совершила множество уникальных по сложности строительных операций по всему миру и эксплуатировалась до наших дней.
Великан-12
Еще одной тяжелой, а правильнее сказать сверхтяжелой, винтокрылой машиной стал «Русский великан». Именно так его назвали на западе после демонстрационного полета В-12 на авиасалоне Ле Бурже в 1971 году. Машина потрясала своими невероятными размерами, мощью и изяществом конструкции. Поперечно разнесенные 35-метровые винты с силовыми установками принадлежали вертолету Ми-6. По сути, на концах крыльев Великана было по одному тяжелому вертолету.
Крылья вертолета были особенными — они сужались ближе к фюзеляжу. В горизонтальном полете крылья создавали дополнительную подъемную силу и одновременно снижали КПД несущих винтов, тормозя поток воздуха, исходящий от них. Сужение крыла позволило уменьшить этот эффект в области максимальной скорости потока воздуха от винтов и дало 5 дополнительных тонн тяги. Внутри крыла проходила трансмиссия, которая синхронизировала винты, не допуская перехлеста лопастей, и позволяла вертолету продолжать полет при отказе моторной группы одного из бортов. Такая конструкция была большим ноу-хау, и ее запатентовали за рубежом.
Небесный гигант с взлетной массой 105 т и общей мощностью четырех двигателей 26 000 л. с. летел удивительно легко и тихо. Отсутствовала присущая большим вертолетам сильная вибрация, которая была в ту эпоху настоящим бичом. Невероятные для того, да и для нашего времени, показатели — В-12 поднял более 44 тонн на высоту две с лишним тысячи метров. Нет, да и не ожидается в мире другого вертолета с подобными параметрами.
К сожалению, в серию эта уникальная машина не пошла. Причиной тому были военные потребности, ведь разрабатывалась она для доставки ракетных комплексов и компонентов стратегических ракет. Гигантский вертолет должен был работать в спарке с самолетом Ан-22, обеспечивая доставку стратегических ракет, поэтому В-12 можно по праву называть «Вертолет стратегического назначения». Но построили всего две машины, после этого программа была закрыта. Причина достаточно проста — ракеты «похудели» и стали помещаться на железнодорожные и колесные средства доставки, появились шахтные комплексы. Уникальная винтокрылая машина военным стала не нужна, а для гражданской жизни В-12 был слишком дорогим. К счастью, обе машины сохранились, и их можно увидеть в авиационном музее в Монино и на площадке Московского вертолетного завода имени Миля. Бесценный опыт, полученный при создании вертолетов-богатырей, не пропал даром.
Новый «ответ Чемберлену»
Ответ назвали Ми-26. На настоящий момент это самый сильный вертолет планеты. Пусть он не может сравниться с могучим В-12, но его способность спокойно «дернуть» вес более 20 тонн делает его непревзойденным в 21 веке. В 1982 году экипаж летчика-испытателя Г. В. Алферова на Ми-26 поднял на высоту 4060 метров груз массой 25 тонн. За вертолетом числится 14 мировых рекордов.
Ми-26 высоко функциональный вертолет обладает широкими функциональными возможностями. Он воин и трудяга, пожарный и спасатель, он прошел огонь, воду и медные трубы. Он тушил пожар на АС в Чернобыле и бился с природными катаклизмами. Наши вооруженные силы невозможно представить без этой машины. С помощью Ми-26 были осуществлены уникальные строительно-монтажные операции при подготовке олимпиады в Сочи, что позволило сохранить природу Красной Поляны.
В 2002 году наши гражданские Ми-26 авиакомпании «Вертикаль-Т» оказывали помощь вооруженным силам США. Российский вертолет вывез из труднодоступных районов Афганистана на американскую базу в Баграме сбитый вертолет Боинг CH-47 «Чинук» — самую тяжелую винтокрылую машину армейской авиации США. Никакой другой машине, в том числе знаменитому Sikorsky CH-53, это было не по зубам. Все серийные американские тяжелые вертолеты так и не смогли приблизиться по своим возможностям к Ми-26.
А что у них?
Как обстоят дела с тяжелыми вертолетами за границей? Лидер зарубежья в этой области однозначно США. Пройдя длинный и насыщенный путь в вертолетостроении, Америка имеет на своем балансе целый букет различных транспортных вертолетов.
В классе тяжелых одновинтовых вертолетов нашим главным конкурентом была и остается знаменитая компания из американского Коннектикута — Sikorsky Aircraft. Самый мощный на сегодняшний день западный вертолет — CH-53K King Stallion. Он поднимает в воздух 16 тонн и то на внешней подвеске. В кабине помещается 37 десантников с полной выкладкой против 70 наших бойцов в Ми-26. Эта машина прошла длинный путь, находясь в постоянной конкуренции с Милевскими машинами. Примерное сравнение по грузоподъемности: Ми-6 (1957) — 12 тонн. CH-53 «Sea Stalion» (1964) — 5,8 тонн, а «летающий кран» S-64–9 тонн.
Когда утихли разговоры о неминуемой ядерной войне, руководство Пентагона отказалось от концепции «Пентомик», предполагающей использование вертолетов во время ядерного конфликта. Рост грузоподъемности американских вертолетов остановился на 9 т доступных S-64. По той же причине прекратилась разработка тяжелых вертолетов для перевозки ракетных комплексов и в СССР, однако потребность в доставке сверхтяжелых грузов в труднодоступные районы нашей страны сохранила в отечественном вертолетостроении класс винтокрылых машин большой грузоподъемности.
Kaman K-MAX и Boeing CH-47 Chinook
Летающий вагон
Знаменитый «летающий вагон» Boeing CH-47 Chinook, тоже берет на борт примерно 40 солдат с их баулами, 6,3 тонны в кабине и 10,3 на внешней подвеске. Прародителем «летающего вагона» был «летающий банан» — Boeing Vertol CH-21 Shawnee. Этот транспортный вертолет создан на основе проекта вертолета Piasecki HRP-2 1948 года и имел продольную схему расположения несущих винтов, которые приводились в движение двумя поршневыми двигателями по 1445 лошадиных сил каждый. Вертолет имел очень неплохие на то время показатели: максимальная скорость 211 км/ч, практический потолок 2360 м, и мог взять на борт до 2130 кг груза в кабине (20 солдат) или 1814 кг на внешней подвеске.
Продольная компоновка очень удобная для транспортных вертолетов с точки зрения использования максимально возможного объема грузовой кабины, процесса погрузки-выгрузки и диапазона допустимых центровок. Однако, такая компоновка вертолета имеет ряд серьезных недостатков. Продольное расположение винтов требует сложной трансмиссии, которая связывает редукторы винтов друг с другом. Поток воздуха от винтов частично «затеняется» широким фюзеляжем-вагоном, а на КПД заднего винта отрицательно влияет на поток от переднего. Все это приводит к неполной компенсации реактивных моментов и появлению бокового паразитного момента. Как следствие, несимметричность управляемости вертолета в путевом отношении. Вишенкой на торте недостатков является повышенный уровень вибраций на переходных режимах полета. Особенно это проявлялось в ранних моделях американских и советских вертолетов 50–70 годов. Я не оговорился, именно советских вертолетах. 3 июля 1952 года в воздух поднялся наш «летающий вагон» — Як-24.
Этот вертолет был сделан в ответ на американские машины подобного типа, и имел лучшие характеристики. В сравнении с американским Boeing Vertol CH-21 наш «летающий вагон», тоже оснащенный поршневыми двигателями, имел большую грузоподъемность и брал на борт до 30 солдат. Вертолет пошел в серию в 1955 году. Всего было выпущено 40 машин. Так КБ Яковлева предприняло еще одну попытку выйти на вертолетное направление, но уступило КБ Миля и окончательно закрыло вертолетную тематику. Может, и к лучшему. Теперь мы имеем прекрасные вертолеты Миля и великолепные самолеты Яковлева.
«Муравей»
Есть в Америке еще один очень интересный транспортный вертолет. Его уместно сравнить с муравьем, потому что он поднимает груз больше своего веса. Это летающий кран Kaman K-MAX. Его спроектировали специально для транспортировки грузов на внешней подвеске массой до 3-х тонн. Построен по схеме синхроптера с двумя перекрещивающимися роторами. Это когда лопасти одного винта проходят под углом через диск другого винта. Вертолет абсолютно «пустой»: в нем практически нет кабины, есть место только для одного пилота. Максимально убрано все, что мешает его работе как крана. Компоновочная схема вертолета не позволяет ему разворачиваться по курсу в режиме висения. Поворот он может делать только в горизонтальном полете за счет поворотного киля. Kaman K-MAX поднимает на внешней подвеске 2721 кг при том, что сам весит в снаряженном состоянии 2334 кг. В настоящее время на его базе разработана беспилотная версия для доставки грузов в интересах армии США.
Эпилог
Наша страна обладает потрясающим, бесценным опытом в области вертолетостроения, а в сегменте средних и тяжелых транспортных нам нет равных. Этот опыт не сам по себе. Было множество новых, а порой смелых идей. Ведь отрабатывались самые различные компоновочные решения. Были успехи, про которые вы прочитали. Были, как и у всех, неудачи. Последние не прошли даром, ведь именно благодаря этому наша вертолетная наука пошла по своему правильному пути. Так и появились русские вертолеты-богатыри, вертолеты-воины и вертолеты-трудяги, именно поэтому наша страна уже много лет лидер мирового вертолетостроения.
