Вертолет ЦАГИ 1-ЭА Черемухина, СССР, 1930 год

Первый советский вертолет. Построен под руководством Алексея Михайловича Черемухина. Пилотируемый самим конструктором, впервые поднялся в воздух в августе 1930 г. Уже в сентябре 1930 г. Черемухин свободно маневрирует на вертолете в 10–15 метрах от земли, а поздней осенью летает на 40–50 метрах, в 2–2.5 раза превзойдя официальный мировой рекорд, установ­ленный в том же году на итальянском геликоптере Асканио. Спустя два года ЦАГИ 1-ЭА стал подниматься почти на 300-метровую высоту, а тихой августовской ночью 14 августа 1932 года достиг высоты 605 м. Этот рекорд в 34 раза превосходил итальянский.

Силовая установка: 2×ПД М-2, ротативный, воздушного охлаждения, 88 кВт (120 л.с.)
диаметр четырехлопастного несущего винта: 11.0 м
частота вращения: 153 об/мин.

Экипаж: 1
Длина: 12,8 м, высота: 3,38 м, взлетный вес: 1145 кг
вес пустого: 982 кг
макс. скорость: 30 км/ч, потолок: 605 м.

14 августа 1932 года А.М. Черемухин установил на первом советском вертолете ЦАГИ 1-ЭА неофициальный мировой рекорд высоты полета – 605 м. ЦАГИ 1-ЭА проектировался по схеме Б.Н. Юрьева, разработанной им еще в начале века. Два поршневых двигателя М-2 мощностью 120 л.с. каждый вращали четырехлопастный несущий винт. Лопасти смешанной конструкции имели сложную эллиптическую форму и отличались аэродинамической компоновкой, которая обуславливала высокие тяговые характеристики несущего винта. ЦАГИ 1-ЭА был оснащен автоматом перекоса конструкции Б.Н. Юрьева, обеспечивающим управление общим и циклическим шагом лопастей несущего винта. Первый полет ЦАГИ 1-ЭА совершил в августе 1930 года.

Работы по созданию вертолетной техники начались в ЦАГИ в 1925 году под руководством Б.Н. Юрьева. Годом раньше он возглавил экспериментально-аэродинамический отдел, в составе которого была специальная геликоптерная группа, которую возглавил A.M. Черемухин. В группу вошли молодые энтузиасты вертолетостроения A.M. Изаксон, И.П. Братухин и В.А. Кузнецов, а затем и работающие над автожирами Н.И. Камов, Н.К. Скржинский, В.П. Лаписов и М.Л. Миль – будущие известные конструкторы вертолетов. С ними вместе трудились и другие инженеры, ставшие впоследствии ведущими специалистами советского вертолетостроения.

Сначала разработчики занялись теоретическими исследованиями несущего винта и различных схем вертолетов. Затем на построенном в ЦАГИ натурном стенде они приступили к экспериментальным исследованиям несущего винта диаметром 6 м. Позже, в 1928 году, началась разработка экспериментального вертолета. Первый советский экспериментальный вертолет, получивший обозначение ЦАГИ 1-ЭА (первый экспериментальный аппарат), было решено проектировать по схеме, разработанной Б.Н. Юрьевым еще в 1909-1912 гг.

М-2 — советский авиационный поршневой двигатель, копия французского двигателя Рон J, лицензия на который была приобретена еще в Российской империи.

М2-120 — копия французского двигателя Рон Jb с алюминиевыми поршнями, мощность 120 л.с. Двигатель производил Государственный авиационный завод (ГАЗ) №2 (г. Москва) начиная с лета 1919 г. Массовое производство было налажено с 1925 г., выпуск прекращен в 1927 г. Всего выпущено около 2000 двигателей.

Объём: 15,07 л
Ход поршня: 170 мм
Количество цилиндров: 9
Диаметр цилиндров: 112 мм
Система охлаждения: воздушного
Сухой вес: 145 кг (М2-120)

Le Rhône 9Jb (1916)
130 hp (97 kW), nine-cylinder rotary engine.
A Le Rhône 9J on museum display

ЦАГИ 1-ЭА был выполнен по одновинтовой схеме с четырехлопастным несущим винтом и двумя ротативными поршневыми двигателями М-2 мощностью по 120 л.с. каждый. Четыре рулевых винта, установленные попарно в носовой и хвостовой частях ферменного фюзеляжа, уравновешивали реактивный крутящий момент несущего винта. Четырехлопастный несущий винт диаметром 11 м имел лопасти смешанной конструкции с металлическим лонжероном, деревянными нервюрами и стрингерами и полотняной обшивкой. Они отличались сложной эллиптической формой в плане и совершенной для того времени аэродинамической компоновкой, обеспечивающей высокие тяговые характеристики несущего винта. Летательный аппарат имел трехопорное шасси с хвостовым колесом, как у самолета.

На вертолете была реализована система управления общим и циклическим шагом лопастей несущего винта с помощью автомата перекоса конструкции Б.Н. Юрьева. Перемещения и отклонения автомата перекоса обеспечивались отклонением ручки управления и рычага общего шага. При помощи этого же рычага несущий винт переводился на малый шаг, необходимый для перехода вертолета на режим авторотирующего безмоторного спуска. Чтобы развернуть вертолет, достаточно было изменить шаг рулевых винтов, что достигалось отклонением ножных педалей, связанных тросами с поворотными механизмами рулевых винтов. Такая система управления стала традиционной для всех вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом.

Бессменным летчиком-испытателем вертолета ЦАРИ 1-ЭА в 1931–1934 годах был Алексей Михайлович Черемухин (1895–1958 гг.). Один из учеников Н.Е. Жуковского, он посвятил авиации всю свою жизнь. Впервые Черемухин познакомился с авиационной техникой еще в годы Первой мировой. Из стен Петербургского политехнического института он в самом начале войны ушел добровольцем на фронт, поступил в авиационный отряд действующей армии и вскоре стал механиком при самолетах. Способности и энтузиазм Алексея Черемухина быстро заметили и направили его в школу авиации Московского Императорского общества воздухоплавания. Для слушателей школы теоретические курсы читали такие признанные ученые, как Н.Е. Жуковский, занятия по аэродинамике проводил А.Н. Туполев. В 1915 году A.M. Черемухин закончил курсы, выдержал экзамен на летчика и вновь отправился на фронт. Участвовал в боевых действиях, совершив 134 вылета на самолетах «Ньюпор X», «Вуазен» и «Фарман» с целью разведки и корректировки артиллерийского огня. За проявленные храбрость и мужество был награжден шестью боевыми орденами и высшим французским боевым орденом «Военный крест», а также представлен к награждению Георгиевским оружием. После войны A.M. Черемухина направили на службу инструктором Севастопольской военной авиационной школы.

Когда в 1918 году был основан ЦАГИ, Черемухина по запросу Н.Е. Жуковского перевели туда. Вместе с А.Н. Туполевым он участвовал в проектировании и постройке аэродинамических труб и первых самолетов. С 1926 года руководил разработкой первых вертолетов, одновременно читая лекции студентам в МВТУ, ВВИА им. Жуковского, а затем в МАИ.

Первый советский

Вертолет ЦАГИ 1-ЭА (СССР, 1930)

Поздней августовской ночью 1930 года по одному из подмосковных шоссе медленно, огибая каждую рытвину, тянулась подвода. Не обычный прицеп увлекал за собой этот гужевой транспорт: длинное, закутанное в брезент сооружение на дутых колесах с изящными спицами. Только ранним утром процессия достигла цели и кованые ободья подводы примяли сочную траву Ухтомского аэродрома.

Так прозаически доставили к месту испытаний самый необычный из всех летательных аппаратов, построенных к тому времени отечественными специалистами. В брезентовой «обертке» скрывался первый советский вертолет, или, как тогда называли такие машины, геликоптер, созданный группой экспериментально-аэродинамического отдела (ЭАО) ЦАГИ.

Нечасто бывало в те далекие годы, чтобы новый летательный аппарат имел такой большой объем теоретических и экспериментальных данных. Случалось, новая машина, конструктор которой располагал необходимыми научными данными, полагаясь слишком на собственный опыт, интуицию или просто везение, с трудом поднималась в небо и лишь благодаря мастерству пилота возвращалась на землю. И если проверенная самолетная схема нет-нет да и преподносила какой-нибудь сюрприз, то что можно ожидать от геликоптера, в конструкции которого все — любой сколько-нибудь важный агрегат или узел — сплошные загадки!

«Имейте в виду, что проблема создания геликоптера — одна из труднейших в авиации, — сказал весной 1925 года тогдашний начальник ЭАО ЦАГИ Б. Юрьев. — Перед вами откроется интересная, увлекательная область авиационной науки и техники, но путь этот длинный и очень трудный. Нужно только глубоко верить в возможность решить эту проблему, уметь заразить этой верой всех сотрудников, бороться со скептицизмом многих и очень многих…»

Молодые сотрудники ЦАГИ в полной мере убедились, сколь прав был «патриарх» отечественного вертолетостроения: трудностей и разочарований у вертолетчиков оказалось предостаточно, но успех пришел все-таки раньше, чем можно было предположить. В лучших традициях ЦАГИ группа не пошла по пути чистого изобретательства. Постройке машины в металле предшествовали многолетние эксперименты, имевшие целью выяснить, как работает несущий винт в непосредственной близости от земли, на режиме авторотации, какая схема — одно- или многовинтовая — сулит наилучшие результаты.

Из множества схем исследователи отобрали три, казавшиеся тогда самыми перспективными: двухвинтовую поперечную, восьмивинтовую и одновинтовую («юрьевскую») с рулевым винтом. Геликоптеры этих трех схем, названные «фаворитами», были подвергнуты углубленной эскизной разработке, которая доводилась до такого состояния, чтобы можно было с достаточной надежностью оценить вес агрегатов для составления суммарной весовой сводки.

И этого показалось мало конструкторам, шедшим по никем еще не изведанному пути. Каждую схему они проверили экспериментально. Первую, с лопастями, снабженными для управления стабилизаторами-закрылками, испытали с помощью так называемого винтового прибора. Вторую, состоявшую из восьми совершенно одинаковых винтомоторных установок, опробовали на двух таких элементах, построив натурный стенд с винтами диаметром 2 м. И наконец, одновинтовую исследовали, проведя обширные эксперименты с двухлопастным несущим винтом, приводимым в действие 120-сильным авиационным двигателем. Только после этих и многих других работ группа под руководством военного летчика первой мировой войны, инженера-конструктора, а впоследствии профессора МАИ А.М. Черемухина приступила в конце 1928 года к проектированию вертолета.

В июле 1930 года, создав уникальные, чисто геликоптерные агрегаты — четырехлопастный несущий винт, центральный редуктор, муфты свободного хода, другие элементы сложной, разветвленной трансмиссии, — специалисты начали натурные испытания машины. Ее необычности была под стать и обстановка, в которой прошли первые запуски; не рискуя перебазировать вертолет сразу на аэродром (вдруг понадобятся серьезные переделки), коллектив, строивший геликоптер, обосновался на втором этаже недостроенного здания ЦАГИ. Там в присутствии пожарного с полным комплектом огнетушительных средств Черемухин — по совместительству пилот экспериментального аппарата ЦАГИ 1-ЭА — провел первые, пока лишь наземные его испытания. После этих испытаний и состоялся ночной марш к Ухтомскому аэродрому, выделенному для летных испытаний новой машины по распоряжению заместителя наркома по военным и морским делам М.Н. Тухачевского.

В истории первого советского вертолета, превзошедшего по своим данным все зарубежные конструкции тех лет, немало и драматических и героических страниц. Но не случайно я так подробно остановился на предыстории машины. Углубленная проработка дала свои всходы, и аппарат, ставший вехой в мировом вертолетостроении, очень быстро продемонстрировал невиданные прежде летные качества.

Уже в сентябре 1930 года Черемухин свободно маневрирует на вертолете в 10—15 метрах от земли, а поздней осенью летает на 40—50 метрах, в 2—2,5 раза превзойдя официальный мировой рекорд, установленный в том же году на итальянском геликоптере Асканио. Спустя два года ЦАГИ 1-ЭА стал подниматься почти на 30-метровую высоту, а тихой августовской ночью 1932 года достиг фантастической высоты 605 метров! Этот рекорд в 34 раза превосходил итальянский.

ЦАГИ 1-ЭА, как и другим геликоптерам, построенным специалистами этого всемирно известного научного центра, не суждено было стать прототипами серийных машин, но без них невозможно представить становление советской школы вертолетостроения. В первых трудах над первенцем выросли выдающиеся ученые и конструкторы, такие, например, как А.М. Изаксон, К.А. Бункин, А.Ф. Маурин, Г.И. Солнцев и И.П. Братухин, впоследствии профессор МАИ, лауреат Государственной премии, главный конструктор вертолетов «Омега», и многие другие, чьи имена навечно вписаны в историю нашего авиастроения.

18. Вертолет Бликкера (США, 1932). Построен по схеме Велльнера: несущий винт приводится во вращение небольшими винтомоторными установками на широких и сравнительно коротких лопастях. Сведений об успешных испытаниях аппарата нет.

Источники:

• aviastar.org/helicopters_rus/brat_1ea-r.html
• vadimvswar.narod.ru/ALL_OUT/AiKOut09/HelRecHi/HelRecHi007.htm
• aviaspace.ru/calendar/section/events/pervyy_polet_tsagi_-ea/
• avia-museum.narod.ru/helix/russia/tsagi_1-ea.html
• technicamolodezhi.ru/rubriki_tm/247/1840
• ru.wikipedia.org/wiki/М-2_(двигатель)
• en.wikipedia.org/wiki/Le_Rhône_9Jb
• opoccuu.com/030911.htm
• vipair.org.ua/history.html