Судьба пионера или нетрадиционная любовь Бруно Наглера

На днях вышла на Варспоте новая статья, достаточно необычного для меня формата. рассказывается в ней об историии австрийско-американского инженера Бруно Наглера и дела всей его жизни. История, как оп мне, достаточно поучительная. Человек талантливый, имевший все шансы хорошо устроится в разрастающейся авиастроительной отрасли — вместо этого до конца жизни двигал одну, абсолютно бессмысленную идею, и так ничего и не добился. Правильный ли это подход — тут решает каждый для себя. Но всё равно история Наглера и его лёгких вертолётов крайне интересна.

В статью не влез видеоролик с испытаний, так что размещаю его тут:

И да, название статьи провокационное, но придумано не мной)

Традиции в инженерном деле не появляются на пустом месте. Традиционная компоновка танка, самолёта, вертолёта — все они возникают не от какой-то косности конструкторов, обычно их использование наиболее выгодно как технически, так и экономически. Но за традициями всегда остаётся небольшое пространство, в котором энтузиасты ищут новые пути. Их проекты зачастую смелы, необычны и привлекательны, но в большинстве случаев путь в жизнь они так и не находят. Одним из ярчайших примеров подобного подхода является история австрийского инженера-вертолётостроителя Бруно Наглера (Bruno Nagler) и его работы над вертолётами необычных схем.

Экскурс в историю

Для рассмотрения всего многообразия его проектов понадобится что-то большее, чем небольшая статья, потому основное внимание будет уделено работам над вертолётами с компрессорным реактивным несущим винтом. Тем не менее не поговорить об истории нельзя. В 1929 году в Австрии молодой инженер Наглер вместе с товарищем Раулем Хафнером (Raoul Hafner) начал работу над своим первым вертолётом. Особого успеха они не добились, и в начале 30-х годов, по предложению своего спонсора, перенесли работы в Великобританию. Там и полетел их первый гибрид вертолёта и автожира, названный Heliogyro.

Кроме автожиров, шла работа и над вертолётами — R2 Revoplan один из подобных проектов Хафнера и Наглера, 1933 год

На фоне успеха была основана фирма по производству последующих моделей, но позже между инженерами произошёл разлад. Хафнер хотел сосредоточиться на автожирах, а Наглер считал необходимым продолжать эксперименты с вертолётами. Разрешить конфликт не удалось, и в 1938 году Наглер вернулся в Австрию, справедливо рассчитывая, что нацистский режим не откажется профинансировать его работы.
В своих предположениях он не прогадал. Рейх стремился поддерживать технический прогресс и щедро тратил на это деньги. Главной задачей, что поставил перед собой Наглер, было создание вертолёта настолько простого и дешёвого, чтобы он смог занять место личной машины. Первоначально он занимался адаптацией своих предыдущих машин для развивающегося воздушного спорта Германии, а в 1940 году получил от правительства Рейха первый контракт.

Сверхлёгкий ранцевый вертолёт NR-54V2, 1945 год

Наглеру предложили создать сверхлёгкий одноместный «ранцевый» вертолёт. Над этой задачей Наглер трудился до 1945 года, когда работы пришлось свернуть из-за наступления советских войск. К тому времени было построено несколько не самых удачных прототипов. После бегства из советской зоны оккупации Наглер и несколько его помощников вышли на связь сначала с британской, а потом американской разведкой и добровольно передали им все свои наработки. Прототип «ранцевого» вертолёта NR-54V2 был испытан западными специалистами, но его признали бесперспективным, потому под программу вывоза научных кадров в США Наглер не попал.

Реактивный винт

Понимая, что в разрушенной войной Австрии ему делать нечего, в 1951 году Наглер эмигрировал в США. Использовав собственные накопления, он в инициативном порядке создал несколько сверхмалых вертолётов. Уже сформированную к тому времени традиционную конструкцию винтокрылой машины Наглер считал в корне ошибочной и не подходящей для его главной мечты. Наибольшее неприятие встречала прямая передача тяги мотора на винт. Ещё в своих работах в Третьем рейхе Наглер использовал для раскручивания основного ротора дополнительные маленькие винты, расположенные на нём, — на них и шла тяга от мотора, что позволяло упростить и облегчить конструкцию.

В 50–60-хх годах интерес к вертолётам с непрямым приводом был достаточно высок. Конечно, схему Наглера с винтами на роторе никто не использовал, основными были три варианта: установка на концах лопастей реактивных двигателей, создание реактивного несущего винта с тягой от выхлопа двигателя и работы над компрессорным реактивным несущим винтом, где тягу создавал сжатый воздух от компрессора.
Каждая из трёх схем имела свои недостатки и достоинства. Общими преимуществами для них перед обычной схемой передачи тяги были простота конструкции, отсутствие необходимости в сложной и тяжёлой трансмиссии, возможность обойтись без систем парирования реактивного момента несущего винта и возможность более эффективно передавать тягу на лопасти большого размера.

Одноместный сверхлёгкий вертолёт для преодоления препятствий с использованием ракетных двигателей в лопастях. Разработан Наглером в 1952–1953 гг.

В своих первых работах в США Наглер не использовал ни один из трёх выше описанных методов, вместо того установив на лопасти вертолёта ракетные двигатели. Это позволило полностью отказаться от мотора и максимально облегчить конструкцию. Но, как показали испытания, взлететь такие вертолёты не могли. Последующие эксперименты — например, попытка создать двухвинтовой вертолёт с расположением второго ротора под фюзеляжем — также не дали результата.

В конце концов Наглер решил вернуться к тому, с чего начинал — к автожирам. Для постройки нового проекта личных средств уже не хватало, так что Наглер основал фирму Nagler Helicopter Company и привлёк несколько инвесторов. VG-1 Vertigyro представлял собой гибрид вертолёта и автожира. Вертикальный взлёт и посадка производились при помощи несущего реактивного винта, получающего тягу от компрессора. В обычном полёте мощность двигателя переключалась с компрессора на тянущий винт, а ротор обеспечивал подъёмную силу авторотацией. Главными преимуществами Vertigyro назывались малая цена и простота в обслуживании.

Проект двухвинтового вертолёта Наглера, 1954 год

VG-1 строился с 1962 по 1964 гг. с использованием частей от других летательных аппаратов. Корпус и двигатель были взяты у лёгкого самолёта Пайпер «Кольт», ротор и система управления — у Зюд-Авиэйшн «Джинн», также использующего компрессорный реактивный несущий винт. Первый полёт Vertigyro совершил в 1964 году. Несмотря на то, что он успешно летал, в остальном Наглера ждала неудача.

Мощности мотора от «Кольта» не хватало для создания нужной мощности компрессора, потому Vertigyro мог совершать полёт только с пилотом, без груза и пассажиров. Система передачи тяги с компрессора на тянущий винт получилась сложной и часто ломалась. Кроме того, не удалось сделать VG-1 и дешёвым: прототип обошёлся Наглеру в 120 000 долларов. Неудивительно, что почти все инвесторы разочаровались в проекте и прекратили финансирование. Но тогда же на Наглера вышел Дэроу Томпсон, бизнесмен и ветеран Второй мировой, предложивший сотрудничество. На его деньги Наглер основал небольшой завод около Феникса, столицы штата Аризона.

VG-2 — проект дальнейшего развития VG-1, уже с использованием компрессора, винта и фюзеляжа собственной конструкции, 1964 год. Из-за неудачи VG-1 реализован не был

Перспективное сотрудничество

В дальнейшем Наглер отказался от использования схемы автожира и сосредоточил внимание только на вертолётах с тягой от компрессора. Первый совместный с Томпсоном проект предполагал создание вертолёта, который может собрать любой энтузиаст у себя дома. Это требовало предельной простоты конструкции, её низкой стоимости, надёжности и лёгкости в управлении.

Model-193 Honcho представлял собой сверхмалый одноместный вертолёт с уже отработанной схемой компрессорного реактивного несущего винта. Наглер проектировал его с расчётом в дальнейшем продавать чертежи любителям авиации, чтобы они могли самостоятельно изготавливать свои вертолёты в гаражах и мастерских. Томпсон же считал, что компания должна продавать готовые наборы для сборки своего вертолёта.​

Model-193 Honcho в полёте, 1972 год

Все эти противоречия замедлили разработку Honcho, и первый полёт он совершил только в 1972 году. Много времени заняла адаптация компрессора для использования целого ряда различных двигателей и работа над полыми лопастями. Несмотря на то, что в полёте Model-193 проявил себя неплохо и был прост в управлении, цена его разработки зашла за 200 000 долларов. Окупить такую сумму, продавая только чертежи или даже наборы для сборки, было нельзя. Потому Томпсон настоял на создании на базе Honcho двухместного лёгкого вертолёта, который можно было продавать уже собранным.

Хотя Наглер и был не согласен с позицией Томпсона, выбора не было, и он приступил к созданию нового проекта. Model-200 Yellow Bird был дальнейшим развитием идей, заложенных в Honcho, и предназначался для отработки технологий будущего серийного вертолёта. Он имел более мощный мотор и доработанную систему управления; компрессор и лопасти заимствовали с Model-193. Появились место для пассажира и кабина из пластика.

Model-200 Yellow Bird в полёте, 1973 год

Лётные испытания Yellow Bird начались в 1973 году. На них он показал не самые перспективные результаты. В сравнении с Honcho машина хуже набирала высоту, плохо управлялась. Стало ясно, что при дальнейшем увеличении веса необходимо будет полностью переделать и компрессор, и конструкцию лопастей, а не просто использовать их с Model-193 с мотором большей мощности. Тем не менее Nagler Helicopter уже находилась в бедственном положении, потому единственным вариантом было лишь скорейшее начало выпуска серийной машины.

Главным проектом фирмы должен был стать вертолёт Model-202 Honcho-2. Для упрощения производства он создавался на базе OH-6 Cayuse, с Hughes Helicopters было заключено предварительное соглашение на поставку 10 корпусов вертолёта этого типа. Кроме того, были проведены переговоры о закупке моторов большей мощности с Continental.

Рекламный проспект Model-202 Honcho-2, 1974 год

Томпсон активно рекламировал будущий проект как идеальный вертолёт как для личного владения, так и для решения различных повседневных задач, вроде вертолёта для съёмки с воздуха или транспорта для шерифа. Главными преимуществами Model-202 указывались его малые размеры за счёт отсутствия хвостовой балки и высокая надёжность. В последующем на базе вертолёта предлагалось разработать спасательные и сельскохозяйственные модификации, а также сверхмалый летающий кран.

Томпсону удалось даже заинтересовать Флот США, который проявил интерес к возможности размещения Model-202 на кораблях в качестве лёгкого разведывательного и противолодочного вертолёта. Оставалось лишь дождаться первого полёта, но у Наглера и его команды были очень серьёзные проблемы.

Увеличенная версия Model-202 Honcho-2 для Флота США, 1974 год

Томпсон требовал произвести первый полёт в 1974 году, но Model-202 требовал сконструировать новый компрессор, полностью переделать лопасти и пересмотреть конструкцию сопел на них для большей эффективности тяги. Времени на всё это не было, и первый прототип Model-202 был выпущен недоделанным. Неудивительно, что на испытаниях в январе 1975 года он смог оторваться от земли только на один метр. Это бы полный провал.

Второй разлад

К тому времени у фирмы Nagler Helicopter не было средств даже на оплату аренды земли под сборочным помещением, не говоря уже о средствах на продолжение работ. Томпсон объявил о банкротстве и отказался дальше сотрудничать с Наглером. Большинство персонала Nagler Helicopter последовало за Томпсоном в новую фирму, а Наглер вернулся к идее создания вертолёта, пригодного для постройки на дому, — тем более, что в этот раз он в прямом смысле строил его в гараже, используя детали от старых машин.

Прототип вертолёта Model-228 на местной выставке бизнесменов Аризоны, 1978 год

Наглеру удалось открыть небольшую фирму Eagle Helicopter с привлечением средств своих друзей. Новый проект Model-228 представлял собой прямое развитие Model-193 Honcho, отличаясь лишь большей грузоподъёмностью и простой пластмассовой кабиной. Наглер даже завершил постройку первого прототипа Model-228, но полететь он так и не успел. В 1978 году Наглер стал испытывать серьёзные проблемы со здоровьем и в 1979 году умер от сердечного приступа. Так закончилась история Бруно Наглера, но история его изобретений продолжилась.

Взгляд на восток*

После банкротства Nagler Helicopter почти все её активы достались Томпсону, но он сам уже не был в состоянии продолжать финансирование работ. Требовалось найти крупного спонсора, ресурсы которого помогут преодолеть тупик. К счастью, ещё во время продвижения Model-202 у Томпсона сложились неплохие контакты с правительством и бизнесом ряда стран Ближнего востока, особенно в Саудовской Аравии. Эта богатая арабская страна была заинтересована не только в покупке вертолётов Томпсона и Наглера, но и в лицензии на их производство.

Неудивительно, что Томпсон и ряд арабских предпринимателей в 1978 году создали фирму Arabian Aerospace Corporation, целью которой было создание вертолётов для серийного выпуска в Саудовской Аравии. Схема с использованием компрессорного реактивного несущего винта подходила для слабой арабской промышленности как нельзя лучше. В 1979 году, после смерти Наглера, Томпсон выкупил все его патенты, и бывшие инженеры Nagler Helicopter приступили к проектированию вертолёта Model-255 Shehana. Он был дальнейшим развитием Model-202, выполненный на новом технологическом уровне, с учётом недостатков предшественника — благо, теперь бывшая команда Наглера не испытывала никаких проблем с финансами. Саудовская Аравия выделила 2 миллиона долларов.

Прототип Model-255 Shehana, 1981 год

В основу Shehana также положили фюзеляж от ОН-6, один из выкупленных Томпсоном ещё в ходе работ над Model-202. В качестве силовой установки использовали Allison Model 250, применяемый в том числе и на всём семействе ОН-6. Лопасти вертолёта, бывшие основной проблемой Model-202, в этот раз разрабатывались с особой тщательностью, в их конструкции использовался кевлар для лучшей стойкости. Серьёзно доработали систему управления, испытания которой даже провели в аэродинамической трубе.

Model-255 предполагалось использовать для решения как мирных, так и военных задач. Арабские партнёры рассчитывали, что такие вертолёты постройки Саудовской Аравии станут почти обязательным атрибутом её богатых граждан, будут востребованы у местных силовых структур. В военной сфере Shehana будут использовать для разведки и курьерской службы. Достаточно высоко оценивался и экспортный потенциал вертолётов для других арабских стран — Египта, Омана, ОАЭ.

Не только лёгкие

Кроме Model-255, в Arabian Aerospace Corporation вели работы над другими проектами. Наиболее интересным является ударно-разведывательный вертолёт Model-276. Работа над ним началась в 1980 году как над боевой версией Model-255. Первоначально предполагали просто установить крылья с точками подвески, а также курсовой пулемёт на обычный Shehana. Но быстро стало ясно, что конструкция получается перегруженной и требуется серьёзная доработка.

Одноместный вариант ударно-разведывательного вертолёта Model-276

Первоначально инженеры Томпсона предложили уменьшить экипаж Model-276 до одного человека, но это в корне не устроило арабских заказчиков. Один пилот не был способен успешно управлять и вертолётом, и его вооружением. В итоге пришлось увеличивать вертолёт и поставить более мощный мотор, что потребовало переработать конструкцию компрессора. В итоге, если изначально испытания Model-276 должны были начаться через полгода после первого полёта Model-255, то теперь их отложили минимум на год.

Если в своё время Наглер был против создания любых крупных вертолётов, считая, что это тупиковый путь вертолётостроения, то теперь Arabian Aerospace ничего не мешало приступить к проектированию больших машин. Благо арабский заказчик был заинтересован в получении тяжёлых грузовых вертолётов. В 1981 году начали проектирование сверхтяжёлого вертолёта-крана Model-281: схема с реактивным ротором как раз лучше всего подходила к машинам этого типа.

Проект тяжёлого вертолёта-крана Model-281, 1982 год

Приводить в движение Model-281 должны были целых восемь двигателей Allison ХТ-701 и восемь компрессоров. Фюзеляж вертолёта предполагалось заказать у Boeing, а финальную сборку осуществлять в Саудовской Аравии. Там этот проект вызвал закономерный интерес у армии и нефтяных компаний, но полноценные работы над ним планировалось начать только после старта выпуска первых серийных вертолётов, чтобы понимать возможные проблемы при арабской сборке.

К 1981 году сборка первого прототипа Model-255 Shehana была завершена, и вертолёт поступил на испытания. В целом результаты были хуже ожидаемых, но оставались удовлетворительными. Своему главному конкуренту ОН-6 Model-255 уступал по скорости, полезной нагрузке, дальности полёта, но при этом, если производство первого не могло быть налажено в Саудовской Аравии, то у Shehana помех не было. Если же говорить честно, на самом деле все его детали заказывались в западных странах, и на месте только бы осуществлялась сборка, но даже этого хватило бы арабам для гордости.

Model-255 Shehana в полёте, 1982 год

В 1982 году планировали переправить прототип из США в Аравию и продолжить испытания там, но в сентябре 1981 года на испытаниях Model-255 был разрушен. Расследование показало, что причиной стало намеренное повреждение одного из креплений лопасти. Как сообщал Томпсон, незадолго до того он получал угрозы и требования прекратить работы с арабами. Его итоговой версией был саботаж, при этом в интервью он открыто намекал на разведку Израиля.

Взлёт и падение VolJet

Ещё до этого работа Arabian Aerospace на территории США вызывала многочисленные проблемы политического характера, потому Томпсон и его партнёры решили пойти на хитрость. Arabian Aerospace прекратила работу в США, а вместо этого Томпсон создал фирму VolJet, которая заключила с первой договор на создание вертолётов. Таким образом, удалось избежать части политических проблем.

Проект вертолёта VolJet Model-280

В VolJet продолжили работы на Model-255, но арабские партнёры предложили перейти к разработке более совершенного вертолёта Model-280, поскольку Shehana не удовлетворял требованиям арабских военных. В новой машине предполагалось использовать ещё более мощный двигатель Pratt & Whitney Canada PT6-60C, к тому же, более простой в производстве, в результате полезная нагрузка вертолёта выросла до 600 килограмм. Планировалось, что к началу 90-х годов Саудовская Аравия будет способна развернуть производство этих двигателей у себя. Фюзеляж вертолёта также был новой конструкции, способный вместить уже четыре человека; его сборка должна была осуществляться в Саудовской Аравии без посредников.

Вместе с Model-280 начали работы и над Model-525. Это была полная копия вертолёта для Саудовской Аравии, но с использованием фюзеляжа от Bell 206. Предполагалось, что Model-525 будет производиться в США силами VolJet для внутреннего потребителя и на западный рынок. Был построен полноразмерный макет, который с 1987 года активно возили по выставкам. Интерес к проекту проявил ряд спасательных организаций и крупных больниц, но испытания Model-525 могли начаться только после успешного завершения контракта по Model-280, поскольку у VolJet не хватало средств для ведения самостоятельных работ.

Проект вертолёта VolJet Model-525

Работы над вертолётом новой конструкции сильно затянулись; если изначально первый полёт планировался на 1986 год, то потом сроки сдвинулись на 1988, позже и на 1990 годы. После начала вторжения Ирака в Кувейт арабские партнёры решили временно приостановить работы над Model-280 в пользу восстановления проектирования ударного Model-276. Новый вариант больше не использовал фюзеляж ОН-6 и был адаптирован под установку бронестёкол, также на нём использовался двигатель PT6-60C.

Первый полёт был запланирован на 1992 год, но после «Бури в пустыне» финансирование программы свернули: основной причиной стала критика проекта от военных. Model-276 имел смешную даже для столь лёгкого вертолёта дальность всего в 100 километров. После этого Саудовская Аравия стала быстро терять интерес к дальнейшему сотрудничеству с VolJet. Было ясно, что машины с компрессорным реактивным ротором хотя и могут строиться в Аравии, слишком уступают свои «нормальным» собратьям.

Одноместный ударно-разведывательный вертолёт Model-276, поздний вариант

В VolJet также пришли к выводу, что схема Наглера является абсолютно бесперспективной. Если в малых масштабах компрессор работал достаточно хорошо, то с повышением размера проигрыш в характеристиках становился слишком большим. После разрыва контрактов с Саудовской Аравией в VolJet на остаток средств приступили к проектированию вертолёта с обычным реактивным несущим винтом, где тяга передавалась с помощью выхлопа двигателя. Для удешевления работ был попросту переработан проект Model-525, но найти новых спонсоров VolJet не удалось, и в середине 90-х годов фирма прекратила своё существование.

Эту историю можно рассматривать с разных углов. С одной стороны, Наглер был одним из пионеров вертолётостроения и до последних дней своей жизни искал новые пути в нём, пытаясь сделать вертолёты доступными каждому человеку. С другой стороны, он, как грамотный инженер, вполне мог бы создавать успешные машины и вписать своё имя в историю наравне с другими известными вертолётостроителями, но отрицание традиционной компоновки и погоня за необычными идеями не дали ему уйти дальше курьёзных и малоизвестных проектов. Сейчас у концепции Наглера остаётся ряд поклонников в США, и, возможно, мы ещё увидим продолжение истории его сверхлёгких вертолётов.

Источники и литература:

E. K. Liberatore. Cold-Cycle Pressure-Jet Helicopters — Ventures, Designs and Development / Vertiflite — November/December 1991
VolJet revives tip-jet technology / Flight International — September 6 – 1986
B. Green. Technology Voljet / HOSPITAL AVIATION — February 1987
John W. R. Taylor. Jane’s All the World’s Aircraft 1975-76 — Jane’s Publishing Company Limited, 1976
Open Airscrew VTOL concepts — NASA, 1992
hoytstearns.com
secretprojects.co.uk

источники: 

https://warspot.ru/13116-netraditsionnaya-lyubov-bruno-naglera
https://youroker.livejournal.com/103995.html