«Квадрокоптер на максималках»: проект электровертолёта Юрьева и Иосифьяна (СССР. 1952 год).
В 1930-х годах в СССР был спроектирован и построен целый ряд экспериментальных винтокрылых летательных аппаратов, которые в большинстве своём были оснащены двигателями внутреннего сгорания. К числу немногочисленных исключений можно отнести несколько вертолетов с электродвигателями, ведущим разработчиком которых был талантливый инженер Андроник Гевондович Иосифьян (впоследствии он заслужил признание как основатель советской школы электротехники и один из основоположников советского ракетостроения и космонавтики). С 1933 по 1941 год по его проектам было построено несколько образцов привязных электровертолётов питаемых с земли по бронированному кабелю. Иосифьян характеризовал электровертолёт как
«артиллерийскую торпедно-минную наблюдательную прожекторную систему, отличающуюся от известных … тем, что в качестве двигателя используется трехфазный асинхронный двигатель с вращающимся статором и ротором в разные стороны, позволяющим без механических передач и без уравновешивания сил реакции при вращении лопастей создавать устойчиво висящую в воздухе систему».
Но связи с войной и эвакуацией промышленности работы были прекращены.
После окончания войны работы возобновились. Они шли по пути создания все более компактных и мощных силовых установок, поиску нестандартных компоновочных решений электровертолетов, отработке системы перераспределения энергии в единой теплоэнергетической системе. Строго говоря, генеральным заказчиком по первому и третьему направлениям работ были учреждения общего и среднего машиностроения, которым требовались мощные и надежные электродвигатели, в частности, для привода центрифуг и некоторых других целей.
Параллельно, для разработчиков средств радиолокации в 1950-51 гг проводилось моделирование единой электроэнергетической системы на нескольких двигателях внутреннего сгорания с универсальными электрическими машинами, работающими в электродвигательном и генераторном режимах:
«из осциллограмм электродинамических процессов установлено, что система устойчиво перераспределяет энергию из единой теплоэнергетической системы в любую силовую точку».
Одновременно с работами над моделью электровертолета и по единой теплоэнергетической системе, в НИИ-627 Минэлектропрома были построены и испытаны компактные электрогенераторы, агрегатируемые с авиадвигателями.
Положительные результаты работ позволили вновь вернуться к вопросу создания электрического вертолета. 26 июня 1952 г. при письме №0291сс А.Г. Иосифьян и Б.Н. Юрьев направили в инстанции
«материал по проблеме тяжелых вертолетов».
Помимо краткой исторической справки, материал включал описание проекта перспективного электровертолета грузоподъемностью 10…100 тонн. Рассмотрев современные конструкции вертолетов, авторы материала пришли к выводу, что при имеющихся конструктивных схемах создание вертолета грузоподъемностью 10…100 т не возможно. Однако при объединении в единую энергетическую систему
«четырех-, шести-, восьми- и более винтовых вертолетов»,
проблема может быть решена. По мнению авторов материала, основным преимуществом проекта было следующее:
«Возможность вертикальной посадки и подъема вертолетов с большой грузоподъемностью в условиях горных мест, тундр, ледяных массивов, пустынь, болот, в трудных лесных районах с небольшими полянами открывает значительные перспективы для применения тяжелых вертолетов при военных операциях на территориях, не имеющих аэродромов».
Авторы материала отмечали:
«… 500 вертолетов, с полезной грузоподъемностью 20 тонн каждый, могут перебросить в течение нескольких суток войсковое соединение в составе 100000 человек /необученных парашютному делу/ на расстояние многих тысяч километров…».
В числе особенностей проекта отмечались возможности:
1) Обеспечить автоматическое управление и стабилизацию аппарата путем мгновенного перераспределения мощности между всеми силовыми в моторной группе; обеспечить устойчивое движение при перераспределении полезной нагрузки внутри аппарата; применить винты с упрощенным механизмом головки
2) Продолжить горизонтальный полет с меньшей скоростью на всех винтах при аварии одного авиационного двигателя путем равномерного перераспределения мощности работающих двигателей через электрическую сеть
3) Осуществлять вертикальную посадку при аварии нескольких авиационных двигателей, обеспечив работу всех винтов на пониженной мощности
4) Осуществлять безопасную посадку при безмоторном полете с авторотирующими винтами путем автоматического перераспределения энергии авторотации через электрическую систему стабилизации аппарата
5) Обеспечить электростартерный запуск авиадвигателей
6) Иметь мощный резерв электроэнергии для различных радиолокационных и радиотехнических целей
В предлагавшейся конструкции экспериментального образца вертолета полетным весом 30 тонн предполагалось использовать: четыре винтомоторные группы вертолета с диаметром винта 21 метр и элементы конструкции фюзеляжа тяжелых транспортных самолетов, освоенные Минавиапромом. Специальные электрические машины минимального веса, в том числе элементы электрооборудования для самолета Ту-4, ракет Р-2 и Р-11, освоенные НИИ-627 Министерства электропромышленности. Систему автоматического управления, стабилизации и контроля ракет Р-2 и Р-11, освоенные НИИ-885 Министерства промышленности средств связи и НИИ-88 Министерства вооружений. Для реализации проекта предполагалось организовать в системе МАП специальное КБ на «базе завода тяжелых транспортных самолетов» и поручить этому бюро разработать технический и рабочий проект электровертолета под руководством авторов материала.
Кроме того, предприятиям Минэлектропрома, Министерства вооружений, Министерства промышленности средств связи требовалось спроектировать, изготовить и испытать необходимое бортовое и наземное оборудование. Согласно материалу
«вариант конструкции электровертолета представляется в виде фюзеляжа с отходящими от него консолями — балками, на концах которых устанавливаются четыре несущих ротора и четыре авиадвигателя с универсальными электрическими машинами».
В носовой части располагалась кабина летчиков. В средней части должен был размещаться грузовой отсек «достаточных габаритов». Винтомоторная группа предполагалась из авиадвигателей, объединенных с электродвигателями в единую тепловую электроэнергетическую систему.
Из-за конструктивной сложности, высокой стоимости, неудовлетворительного решения ряда научных проблем, а также загруженности предприятий и научно-исследовательских учреждений работами по темам среднего и общего машиностроения, проект не получил государственной поддержки и не был реализован.
источник: https://vk.com/all_sky_public?w=wall-76992071_260384
