Во втором десятилетии ХХ века в истории винтокрылых летательных аппаратов начался новый этап. Изменился сам подход к проблеме: вертолет перестал считаться конкурентом самолета и начал рассматриваться как транспортное и военное средство, способное решать задачи, принципиально не выполнимые с помощью самолетов и воздушных шаров. Новому подъему интереса к вертолетостроению способствовали и многочисленные аварии, случавшиеся в те годы с самолетами. Вспомнили энтузиасты воздухоплавания и знаменитое высказывание Томаса Эдисона: «Пока самолет должен разбегаться, чтобы взлететь, он изобретен только наполовину».
Первый отрыв от земли в 1907— 1910 годах вертолетов Бреге, Корню, Райта, Инглиша, Уильямса и Берлинера с летчиками на борту доказал принципиальную возможность подъема в воздух посредством несущего винта. Следующей актуальной задачей стал управляемый полет, для реализации которого требовались специальные органы и горизонтальная тяга винта. Изобретатели вертолетов придумали немало различных средств управления: рулевые винты, управляемые поверхности, располагаемые в воздушном потоке, и даже догадались о возможности изменения общего и циклического шага несущего винта. Регулировка угла наклона лопастей позволяла обеспечить балансировку вертолета только с помощью основного винта без дополнительных громоздких агрегатов. Однако реализовать эффективный механизм управления общим, а уж тем более циклическим шагом было непросто. Для создания так называемого автомата перекоса потребовалось решить множество задач из области аэродинамики, механики, кинематики и теории прочности.
В 1912 году поднялся в воздух пилотируемый вертолет датчанина Якоба-Христиана Эллехаммера. Аппарат взлетной массой 350 кг имел двигатель мощностью 36 л. с. и два соосных несущих винта диаметром по шесть метров. Воздействуя на рычаги управления, пилот мог изменять общий и циклический шаг лопастей верхнего винта, то есть вертолет Эллехаммера впервые в истории был оснащен прообразом автомата перекоса. При помощи этого устройства обеспечивается продольно-поперечное регулирование на всех современных вертолетах.
В 1913 году оторвался от земли вертолет немца Отто Баумгартля. В этой модели угол лопастей соосных несущих винтов мог изменяться для регулирования величины подъемной силы и перехода на режим авторотации или дифференциально — для путевого управления. Вертолет Баумгартля, как и Эллехаммера, не летал свободно, а лишь «висел» на привязи. Осуществлять свободные поступательные перемещения тогда еще никто не отваживался.
Впервые полетать с поступательной скоростью удалось шотландцу Эммануилу Мумфорду. Шесть несущих винтов его аппарата приводились во вращение мотором в 40 л. с., масса превышала 700 кг. Шотландец зафиксировал валы несущих винтов с небольшим наклоном вперед. Осенью 1914 года вертолет «Мумфорд-2» прошел над водной гладью почти стометровую дистанцию на высоте около трех метров со скоростью 15 узлов (28 км/ч) и… упал. Органов управления на нем не было.
В том же году завершились успехом многолетние опыты бельгийца Анри Виллара на вертолете «Орнис-2», где реактивный момент несущего винта парировался хвостовым рулевым винтом. Подъемная сила едва превышала вес аппарата и летчика. Тем не менее 28 июня 1914 года Виллару впервые в истории удалось оторвать от земли аппарат одновинтовой схемы с хвостовым рулевым винтом. Начало Первой мировой войны прервало опыты бельгийца, как и эксперименты других первых вертолетостроителей. Параллельно с А. Вилларом и Б.Н. Юрьевым отдельный вклад в развитие классической одновинтовой схемы накануне войны внесли также американец Э. Берлинер и новозеландец Р. Пирс. Тогда же появился и первый в мире вертолет с реактивным концевым компрессорным приводом несущего винта — «Жироптер» французских инженеров Альфонса Папена и Диде Руйи. Внешне он напоминал лист сикомора — единственная лопасть вращалась вокруг кабины пилота и уравновешивалась с противоположной стороны мотором и компрессором. Компрессор нагнетал воздух внутрь лопасти, с конца которой он выбрасывался в направлении, обратном направлению вращения винта. Увы, плохо динамически сбалансированная «сикомора» опрокинулась при первом же запуске мотора.
Полчаса в воздухе
Особую роль для развития вертолетостроения в годы Первой мировой войны сыграли легкие (удельной массой 1,5 кг/л. с.) звездообразные ротативные моторы типа «Гном-Рон» — двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, где цилиндры вместе с картером и воздушным винтом вращались вокруг неподвижного коленчатого вала, жестко связанного с корпусом.
В этот период венгерские конструкторы Стефан Петроцци, Теодор Карман и Вильгельм Цуровец приступили к созданию «привязного» вертолета для замены аэростатов наблюдения. В марте 1918 года начались испытания PKZ-1. Четыре установленных в ряд вдоль длинного фюзеляжа четырехметровых несущих винта приводились во вращение электромотором мощностью 190 л. с. Взлетная масса достигала 1 100 кг. Ток подавался по проводам с земли. Мотор постоянно перегревался и при четвертом запуске сгорел вместе с вертолетом.
Аппарат PKZ-2 оказался более удачным. Карман и Цуровец отказались от многовинтовой схемы и электропривода. Вес тяжелого кабеля вместе с давлением на него ветра аннулировал все преимущества легкого электромотора. Построенный в марте 1918 года PKZ-2 имел два соосных шестиметровых несущих винта и ферменный корпус, сваренный из стальных труб в виде трехлучевой звезды. В корневой части каждого из трех «лучей звезды» стояло по ротативному стодвадцатисильному мотору «Рон». PKZ-2, как и его предшественник, не имел органов управления. Балансировка в воздухе должна была осуществляться натяжением трех тросов привязи, крепившихся к концам «лучей». Взлетная масса вертолета составляла 1 600 кг.
Испытания PKZ-2 продолжались со 2 апреля по 10 июня 1918 года. Всего было совершено 30 подъемов на высоту до 50 м. Такую высоту подъема удалось повторить только спустя 10 лет. Временами вертолет оставался в воздухе до получаса при натянутых тросах привязи, но стоило этим тросам ослабнуть, аппарат начинал раскачиваться. Во время одного из подъемов 10 июня 1918 года аэродромная команда не обеспечила нужного натяжения тросов и PKZ-2 опрокинулся.
Попытки построить вертолет в годы Первой мировой войны предпринимали не только в Австро-Венгрии. Командование французской армии поддержало в 1916—1918 годах разработки конструкторов Э. Дуэре, А. Туссена, Л. Лакоэна и Л. Дамбланка. Особенно интересным был вертолет Лакоэна и Дамбланка «Алерьон». Он имел двухвинтовую поперечную схему — несущие винты стояли на консолях по бокам самолетного фюзеляжа. Но, к сожалению, при первом же запуске моторов из-за динамической неустойчивости конструкции — банального резонанса — вертолет разрушился в одно мгновение. Причиной этого стало совпадение собственной частоты колебаний правой консоли конструкции с частотой вращения винта.
В Америке столь же безрезультатными оказались попытки поднять в воздух вертолет Кроккера и Хьюита, в Германии — Р. Рюба. Революция в России помешала завершить постройку машин Г.А. Ботезата, И.А. Эйды, Х.Г. Берланда.
Успехи ботезата
По окончании войны постройку вертолетов продолжил американец Эмиль Берлинер. Он соорудил в 1919 году маленький аппарат двухвинтовой соосной схемы. Для его управления использовались многочисленные поверхности, закрепленные в воздушном потоке несущих винтов. Эффективность их оказалась крайне низкой, но тем не менее достаточной для обеспечения наклона вертолета вперед. Таким образом, Берлинеру удалось осуществить первый в истории вертолетостроения управляемый полет с поступательной скоростью. В 1922 году конструктор построил новый вертолет: он отказался от соосной схемы в пользу поперечной, более сложной и тяжелой, но зато обещавшей лучшую поперечную устойчивость. Ротативный мотор «Бентли» мощностью 230 л. с. вращал несущие винты диаметром 6 м, установленные по концам крыла. Летно-технические характеристики вертолета заметно превзошли показатели предшественников: дальность полета была почти километровой, а достигнутая скорость (90 км/ч) оставалась непревзойденной до 1937 года.
Дальнейшее совершенствование теории расчета несущих винтов, развитие представлений об аэродинамике и динамике винтокрылых машин, а также появление в конце Первой мировой войны мощных и надежных ротативных двигателей «Рон» и «Бентли» с удельной массой 1 кг/л. с. позволили вертолетостроителям в начале 20-х годов оснастить свои аппараты всевозможными средствами управления и добиться на них серьезных успехов. Вертолеты стали перемещаться в любую сторону, выполнять виражи и развороты на месте.
Построенный по заказу американской армии в 1922 году аппарат русского эмигранта профессора Георгия Александровича Ботезата имел четыре несущих винта диаметром 8 м. В центре крестообразного ферменного корпуса располагались мотор «Бентли» мощностью 220 л. с. и кабина пилота. Продольно-поперечное управление обеспечивалось дифференциальным изменением общего шага несущих винтов, путевое — рулевыми винтами. Аварийная посадка при отказе силовой установки должна была обеспечиваться переводом винтов на режим авторотации. С декабря 1922 по апрель 1923 года вертолет Ботезата осуществил свыше сотни управляемых свободных полетов, продемонстрировал хорошие устойчивость и управляемость. 17 апреля 1923 года на нем были подняты в воздух последовательно два, три и четыре пассажира. Максимальный вес пассажиров вместе с пилотом составил 450 кг. Аналогичной грузоподъемности в истории вертолетостроения удалось достичь только через 20 лет. Взлетный вес аппарата Ботезата при испытаниях достигал 1 700—2 020 кг. Знаменитый изобретатель Томас Эдисон поздравил Ботезата с созданием «первого успешного вертолета».
Компоненты устойчивости
Первый одновинтовой вертолет, способный совершать управляемые свободные полеты, был создан на средства британского военного ведомства изобретателем Луи Бренненом в 1921 году. Огромный по тем временам двухлопастный несущий винт диаметром 18,3 м приводился во вращение тягой маленьких пропеллеров, установленных по концам лопастей, которые вращал мотор Бентли мощностью 230 л. с., находящийся на оси несущего винта. Сложная механическая система позволяла летчику изменять в полете наклон оси несущего винта. При испытаниях взлетный вес аппарата, совершавшего небольшие управляемые перемещения на незначительной высоте, достигал 1 360 кг. Но устойчивость его была очень плохой, и осенью 1925 года он опрокинулся. Специальная комиссия авиационного министерства постановила аппарат не восстанавливать, а направить средства на опыты с казавшимися в те годы более перспективными автожирами.
Что же касается устойчивости, то в это понятие вертолетостроители 20— 30-х годов включали ряд факторов, входящих в настоящее время в определения «пилотажные характеристики», «прочность», «надежность», «работоспособность».
В крупнейших авиационных научно-исследовательских центрах — ЦАГИ (СССР), NASA (США), ARC (Великобритания), DVL (Германия) — начались тогда серьезные исследования проблем, мешающих созданию винтокрылых летательных аппаратов.
Автожиры Хуана
Увеличение высоты полета вертолетов зависело и от освоения аварийной посадки на режиме авторотации. Хотя принципиальная возможность такого режима работы винта была хорошо известна, практически она оставалась неопробованной. Освоить режим авторотации стало возможным лишь в начале 20-х годов, когда испанский инженер Хуан де ла Сьерва создал автожир — оригинальный тип винтокрылого летательного аппарата, занявший промежуточное место между самолетом и вертолетом. Для подъемной силы конструктор решил использовать отклоненный немного назад ротор, самовращающийся под действием набегающего потока воздуха. Водрузив на самолет-биплан вместо верхнего крыла винт, Хуан де ла Сьерва получил самолет укороченного взлета и посадки. Так как ротор не имел привода от двигателя, автожир не мог взлетать вертикально. Все управление обеспечивалось самолетными органами: рулями и элеронами. Тем не менее автожир, не требующий в отличие от вертолета сложной трансмиссии и органов уравновешивания реактивного момента несущего винта, оказался значительно более простым в доводке. Военные ведомства ряда стран даже прекратили в 20-х годах поддержку исследований по вертолетам, сосредоточив все свое внимание на автожирах. Сначала в Великобритании в 1930 году, а затем в США, СССР, Франции и Германии началось их серийное производство.
Перспективы их применения в военном деле существенно возросли в 1933 году, когда Хуан де ла Сьерва ввел в конструкцию управление углом наклона втулки ротора. Это значительно повысило пилотажные характеристики и позволило обойтись без крыла и самолетных органов управления, благодаря чему улучшились весовая отдача, обзор и компактность аппарата. Проведенные в 1933 году испытания автожира «Сьерва С-30» на военных маневрах привели к приобретению десяти таких машин Королевскими ВВС. Британцы первыми пришли к выводу о высокой эффективности медленно летающих винтокрылых машин в борьбе с танками.
Военных всегда интересовали возможности вертикальных взлета и посадки. Ожидалось, что этого удастся достичь на появившихся в конце 30-х годов автожирах с «прыжковым» стартом. Ротор такой машины перед взлетом раскручивался основным мотором на нулевом угле установки лопастей, затем привод переключался на «самолетный» винт, угол лопастей ротора резко увеличивался и автожир «подпрыгивал». Однако «висеть в воздухе» автожир не мог. Для этого требовался настоящий вертолет.
Вертолет и самолет — не конкуренты
В 1932 году на невиданную для вертолета высоту 605 м поднялся ЦАГИ 1-ЭА, созданный в нашей стране под руководством А.М. Черемухина. Два мотора (по 120 л. с. каждый) вращали несущий винт диаметром 11 м и четыре рулевых винта, установленных попарно на концах ферм спереди и сзади вертолета (последние служили для балансировки реактивного момента несущего винта и путевого управления). Продольно-поперечное управление обеспечивалось при помощи автомата перекоса. Взлетная масса вертолета составляла 1 145 кг. Увлеченный Тухачевский даже предлагал тогда запустить 1-ЭА в серию.
Заметных успехов в развитии других типов одновинтовых схем добились австрийские конструкторы Хафнер и Наглер и немец Цашке. Убедительно доказали перспективность двухвинтовой соосной схемы венгр Асбот, итальянец д’Асканио и испанец Пескара. Вертолет Оскара Асбота весил полтонны, стодвадцатисильный мотор приводил во вращение винты диаметром 4,35 м. Управление обеспечивалось сложной системой поверхностей в потоке винтов. Вертолет Асбота провел в 1929 году в воздухе рекордное время, не касаясь колесами земли, — 53 минуты. Большое впечатление на авиационных специалистов всего мира произвели полеты аппарата, построенного Карадино д’Асканио. Его 95-сильный мотор приводил во вращение винты диаметром 13 м. Масса вертолета Асканио составляла 800 кг. В Бельгии успешные опыты с двухвинтовыми вертолетами оригинальной продольной схемы вел русский эмигрант Николай Анатольевич Флорин.
Во всех этих разработках конструкторам помог уже созданный автожир, особенно в вопросах совершенствования конструкции, повышения ее надежности и эффективности. Он же помог разрешить основные проблемы теории вертолета. Отработанные на автожирах конструкции лопастей и втулки применялись в вертолетостроении вплоть до 60-х годов. Теория ротора, использование шарнирной подвески, конструкция лопастей и втулки позволили решить проблему создания надежного и прочного несущего винта. На автожирах была определена эффективность различных органов управления, в том числе и автомата перекоса. Эксплуатация автожиров позволила найти новые области применения винтокрылым машинам. Если ранее военные заказчики требовали от таких аппаратов летно-технических характеристик, аналогичных самолетным, то опыт применения автожиров показал, что «не конкурировать призваны вертолет и самолет, а дополнять друг друга».
Из-под облаков под театральный купол
Постепенное совершенствование частей и деталей конструкции неизбежно должно было привести к появлению вертолетов с ресурсом, позволяющим безопасно совершать дальние полеты на большой высоте. Первыми аппаратами с летно-техническими и пилотажными характеристиками, сопоставимыми с легкомоторными самолетами, стали «Бреге—Доран» во Франции и «Фокке—Вульф» FW-61 в Германии.
В 1935—1936 годах рекордные показатели продемонстрировал вертолет «Бреге—Доран» двухвинтовой соосной схемы. Имея взлетную массу около двух с половиной тонн, он был оснащен двигателем мощностью 420 л. с. и винтами диаметром 16,4 м. Создателям вертолета удалось удовлетворить все требования командования французской военной авиации: движение по замкнутому кругу площадью 500 м2 (проверка маневренности), подъем на высоту 100 м, полет со скоростью 100 км/ч, продолжительность пребывания в воздухе 1 час и неподвижное висение в течение 10 минут. Испытатели признали пилотажные характеристики «Бреге—Доран» вполне пригодными для массовой эксплуатации. ВВС и ВМФ Франции выделили Луи Бреге и Рене Дорану средства на создание опытных образцов для практического применения. Однако военное поражение французов в 1940 году помешало запустить эти вертолеты в серию.
В 1937—1938 годах весь мир восхищался и рекордными показателями вертолета «Фокке—Вульф» FW-61. Экспериментальный одноместный аппарат был построен под руководством Генриха Фокке в 1936 году. Установленный перед кабиной мотор «Сименс» Sh-14A мощностью 160 л. с. приводил во вращение два несущих винта диаметром 7 м, установленных по бокам фюзеляжа на легких, прочных, создающих минимальное аэродинамическое сопротивление фермах из стальных труб. Взлетная масса в процессе летных испытаний изменялась от 950 до 1 024 кг. Впервые в истории вертолет оказался способен совершать длительные полеты вне аэродрома. Части конструкции действовали безотказно. Аэродинамически симметричная поперечная схема обеспечила винтокрылой машине идеальные управляемость и устойчивость. Пилотирование вертолета напоминало полеты на легкомоторных самолетах. 10 мая 1937 года летчик-испытатель выполнил на FW-61 первую в истории вертолетостроения посадку на авторотации. Через месяц ФАИ зарегистрировала рекорды, значительно превзошедшие все ранее установленные: дальность — 80,6 км, длительность полета — 1ч 20 м 49 с, высота — 2 439 м, скорость — 122,55 км/ч. Впервые летно-технические характеристики вертолета оказались сопоставимы с показателями самолета. В июне 1938-го FW-61 осуществил перелет в 230,35 км, а в январе 1939-го «забрался» на высоту 3 427 м. Мировой сенсацией стали демонстрационные полеты знаменитой летчицы Ханны Рейч в феврале—марте 1938 года на FW-61 внутри театрального зала Дойчландхалле.
Руководители германского вермахта решили запустить вертолет в серийное производство. Они собирались использовать FW-61 для воздушного наблюдения, артиллерийской корректировки, связи между танковыми подразделениями и прокладки телефонных проводов. Однако Фокке убедил генералов не спешить с заказом одноместного экспериментального аппарата и выделить средства на разработку более мощных моделей: двухместной учебной и шестиместной многоцелевой.
Начало Второй мировой войны помешало немцам создать двухместный вариант FW-61, но шестиместный «Фокке—Ахгелис» Fa-223 в 1940 году поднялся в воздух. Два летчика размещались в кабине на установленных рядом сиденьях, четыре пассажира могли перевозиться в грузовом отсеке. Двигатель Брамо 323 мощностью 1 000 л. с. приводил во вращение два несущих винта диаметром 12 м. Взлетная масса Fa-223 превышала 4 400 кг. На внешней подвеске вертолет мог поднимать до 1 284 кг груза. Вооружение состояло из подвижного пулемета, установленного в носовой части кабины пилотов. Под фюзеляжем могли крепиться две бомбы массой по 250 кг. В начале 1942 года командование люфтваффе приняло решение запустить Fa-223 в серийное производство сразу в пяти вариантах: транспортном, противолодочном, поисково-спасательном, разведывательном и учебном. Однако бомбежки союзников помешали, и наладить выпуск вертолетов удалось только в 1944 году. Из предполагавшейся серии в 400 экземпляров построили только 14 машин. Они использовались в 1944—1945 годах германскими вооруженными силами для перевозки грузов (вплоть до ракет «Фау-2») в труднодоступные места, срочной доставки штабных офицеров, разведки и вывоза раненых и сбитых летчиков.
Кроме Fa-223 в Германии в 1942 году началось серийное производство легкого одно-двухместного вертолета «Флеттнер» Fl-282 в двух вариантах: палубный и армейский разведчик. Аппарат имел оригинальную схему синхроптера — валы двух смонтированных поперечно несущих винтов стояли с максимально возможным перекрытием и вращались строго синхронно. Двухлопастные винты диаметром по 12 м приводились во вращение мотором мощностью 160 л. с. Из планировавшихся 1 000 машин Fl-282 было построено только 24. На кораблях Fl-282 эксплуатировался с 1942 года (он был оборудован системой принудительного притяга), использовался для поиска подводных лодок и спасения на воде. Сухопутный же вариант, предназначенный для сопровождения танковых частей, прокладки телефонов и корректировки артиллерийского огня, доказал свою высокую выживаемость и малую уязвимость. Fl-282 отличился весной 1944-го в учебном бою с истребителями Me-109 и FW-190, а затем в 1945 году в реальных боевых действиях в Померании и под Берлином. Из-за недостаточной грузоподъемности Fl-282 была начата разработка более тяжелого Fl-339 в пяти вариантах: палубный разведчик, разведчик-корректировщик, связной, санитарный и транспортный.
Таким образом, как только немецкие конструкторы оказались способны создать пригодные для практического применения вертолеты, вооруженные силы Германии тут же нашли для них применение. Но уничтожение немецких заводов союзной авиацией предотвратило массовое появление немецких вертолетов на фронтах Второй мировой войны.
Предвоенная гонка
После успешного испытания французского и немецкого вертолетов Конгресс США выделил в 1938 году немалые деньги на создание собственных вертолетов. Одновременно авиационное министерство Великобритании приняло решение о заказе винтокрылых машин фирмам, ранее занимавшимся разработкой автожиров. Специально созданное в СССР ОКБ И.П. Братухина приступило к проектированию вертолета, предназначенного для серийного производства. Все они оказались похожи на FW-61, что и неудивительно. Американцы долго экспериментировали с вертолетами «Платт—Ле-Пейдж», англичане — с «Уэйер», наши соотечественники — с 2МГ «Омега». Эти машины имели по два несущих винта, установленных поперечно. С одной стороны, такая схема обеспечивала неплохие пилотажные характеристики, но с другой — налицо были проблемы, связанные с резонансами конструкции консолей, на которых крепились винты. Не всем конструкторам удалось решить их столь же удачно, как Фокке. На советской «Омеге» проблема усугубилась еще и выносом тяжелых мотогондол с двигателями под несущие винты. Доводка машин затянулась из-за обстоятельств военного времени. «Битва за Англию» остановила доводку «уэйеров». Эвакуация и реэвакуация затянули доводку «омег».
Заокеанский прорыв
В 30-е годы одновинтовые винтокрылые аппараты с рулевыми винтами смогли построить А. Флетнер в Германии, д’Асканио в Италии и Братухин в СССР. Однако самого большого успеха на данном направлении добился русский авиаконструктор Игорь Иванович Сикорский, работавший в эти годы в США. Построенный им экспериментальный VS-300 (другое обозначение: «Сикорский S-46») имел простейшую конструкцию и совершенно примитивный вид. Сделанный из труб фюзеляж даже не был обтянут полотном. Летчик сидел на открытом маленьком кресле перед двигателем. Мотор мощностью 90 л. с. приводил во вращение несущий винт диаметром 8,5 м. Реактивный момент парировался хвостовым рулевым винтом. Взлетная масса VS-300 немногим превышала полтонны. Вертолет садился как на колесное шасси, так и на поплавки.
Убедившись в перспективности вертолета VS-300, командование ВВС армии США остановило в 1941 году финансирование разработки вертолетов поперечной схемы и перенаправило средства на фирму Сикорского. Предназначенный для практической эксплуатации S-47 получил армейское обозначение R-4. Он был собран в самом конце 1941 года и представлял собой легкий многоцелевой вертолет классической одновинтовой схемы взлетной массой 1 170 кг. Двигатель мощностью 175 л. с. приводил во вращение трехлопастный несущий винт диаметром 11 м и хвостовой рулевой винт диаметром 2,34 м. В остекленной закрытой кабине, находившейся в передней части фюзеляжа, два пилотских кресла располагались рядом. Для обеспечения спасательных операций на левом борту крепились подъемная лебедка, а по бокам фюзеляжа — носилки с ранеными. Позднее вертолеты были оснащены системой подвески для восьми противолодочных бомб весом по 12,5 кг.
14 января 1942 года вертолет XR-4 впервые оторвался от земли. Испытания продемонстрировали высокую надежность и работоспособность конструкции аппарата, и 21 декабря 1942 года Сикорский получил первый заказ на 22 вертолета для американской армии и береговой охраны. Еще восемь машин заказали британские союзники. В январе 1943 года началось их серийное производство. Из нескольких сот заказанных вертолетов R-4 до конца войны и аннуляции контрактов было построено 130 машин.
С 1943 года для вертолетов Сикорского началась опытная эксплуатация в вооруженных силах США, а в следующем году — в Великобритании. С марта 1944 года серийные R-4 стали применяться непосредственно в боевых действиях: сначала в Бирме, а затем в Китае и на островах Тихого океана для эвакуации раненых солдат, сбитых летчиков, снабжения окруженных частей и кораблей, связи, наблюдения и корректировки огня артиллерии. На S-47 сначала в учебном бою с истребителем «Спитфайр V», а затем в реальных стычках с японскими ассами была подтверждена способность вертолета уворачиваться от атакующих самолетов. Во флоте и береговой охране США эта машина использовалась под именем HNS-1. В вооруженных силах Великобритании она носила название Hoverfly-I и помимо перечисленных выше целей использовалась для поиска подводных лодок и обслуживания королевской семьи.
Грузоподъемность первого серийного американского вертолета R-4 была недостаточной для перевозки глубинных бомб и другого специального военного оборудования. Поэтому в 1943 году Сикорский построил S-48, получивший армейское обозначение R-5. Подобно S-47, новый вертолет имел классическую одновинтовую схему, но по размерам значительно превосходил своего предшественника: по взлетной массе — в два раза, по полезной нагрузке — почти в три. Фирма «Прат—Уитни» специально разработала для R-5 двигатель R-985AN5 мощностью 425 л. с. Трехлопастный несущий винт имел диаметр 14,64 м, трехлопастный рулевой — 2,56 м. При разработке компоновки S-48 учитывались все требования военных. Кресла двух членов экипажа были установлены в тандем. Причем, чтобы обеспечить лучший обзор штурману-бомбардиру, облегчить прицеливание при бомбометании и наблюдение при артиллерийской корректировке, его кресло устанавливалось впереди пилотского (как на современных Ми-24). Остекленная кабина получилась узкой и хорошо обтекаемой. Вертолет имел подъемную лебедку для осуществления эвакуационных операций. По бокам фюзеляжа можно было закрепить до четырех носилок с ранеными. Продемонстрированные при испытаниях летно-технические характеристики оказались столь высокими, что последовал заказ на 450 машин. Выпуск R-5A начался в конце 1944 года.
В 1946 году в зоне воздушной подушки S-48 поднял 18 человек, облепивших его со всех сторон. В том же году на нем были побиты все официальные мировые рекорды — осуществлен полет на дальность 1 132 км, набрана скорость 178 км/ч, продолжительность пребывания в воздухе составила 10 ч 07 мин. В феврале 1947 года S-48 достиг высоты 5 745 м. До окончания войны было изготовлено 65 таких машин.
Из-за задержки с доводкой артиллерийского оборудования на фронт S-48 не успели. Зато «повезло» следующей модели Сикорского — S-49. Она представляла собой «облагороженную» модификацию S-47 с хорошо обтекаемым фюзеляжем, более мощным двигателем в 245 л. с., улучшенными агрегатами конструкции и повышенным комфортом в кабине. Из заказанных 730 машин до конца войны успели собрать 225 R-6. Эти машины принимали участие в боевых действиях против японских войск в Китае и на островах.
С винтокрылых аппаратов И.И. Сикорского началось серийное вертолетостроение в США. Так как появившиеся ранее немецкие вертолеты были выпущены ограниченным количеством, можно с полным основанием утверждать, что именно нашему соотечественнику досталась честь основателя мирового вертолетостроения.
Вадим Михеев доктор исторических, кандидат физико-технических наук | Иллюстрации Михаила Дмитриева
13 января 1942 года впервые поднялся в воздух вертолет Сикорского - первый в мире вертолет, предназначенный для военных целей. Разработки вертолётов ученый-авиаконструктор Игорь Сикорский начал ещё в дореволюционной России, а реализовал их в жизнь уже будучи в эмиграции в США. Сегодня в нашем обзоре десятка самых известных военных вертолётов.
Легкий многоцелевой вертолет Сикорский R-4 «Ховерфлай»
Первый вертолёт Сикорского VS-300 поднялся в воздух ещё в 1939 году. Конструктор лично пилотировал машину. Вид у VS-300 был совершенно примитивный, а фюзеляж даже не имел обшивки. Лётчик сидел в маленьком кресле совершенно открыто, прямо перед двигателем. Первоначально на вертолёте был установлен мотор «Лайкоминг» мощностью в 65 лошадиных сил, который приводил в движение трёхлопастной винт. Вертолет был тяжел в управлении, сильно вибрировал и продержался в воздухе всего несколько секунд.
Сикорский продолжил свои разработки и в январе 1942 представил вертолёт R-4 «Ховерфлай». Вертолёт мог развивать скорость до 120 км\ч и пролетать 180 км, поднимаясь с одним пилотом на высоту 3650 метров (на 2800 метров – с двумя пилотами). Предназначение первого военного вертолёта – связь и спасательные работы. Сикорский R-4 «Ховерфлай» состоял на вооружении в Соединённых Штатах с 1942 года и с 1945 на вооружении в Великобритании. Военная авиация эксплуатировала этот вертолёт на Аляске и во время войны в Бирме, где R-4 обеспечивал продвижение американских войск в джунглях, доставляя грузы и сообщения и эвакуируя раненных. С вооружения R-4 был снят в конце 1940-х.
Первым советским серийным вертолётом стал МИ-1. По лётно-техническим характеристикам Ми-1 походил на известный американский вертолёт Sikorsky S-51 (1949 г.). Но если американский вертолёт был выпущен небольшой серией и строился недолго, то вертолеты Ми-1 получили самое широкое применение в народном хозяйстве и в вооруженных силах СССР, а также других стран, куда вертолёт экспортировался.
С 1954 года вертолеты Ми-1 выпускались в Оренбурге, позже – в Ростове, а с 1957 года их производили по лицензии в Польше. Всего было построено более 2,5 тыс. вертолётов Ми-2. В период с 1958 года по 1968 на этом вертолёте было установлено 27 международных рекордов, в том числе рекорд скорости (141.392 км/ч), рекорд высоты (6700 м) и дальности полёта (1654.571 км). Ми-1 и сегодня находятся в эксплуатации во многих странах мира.
Ми-8 - самый популярный вертолет в мире
Вертолёт Ми-8 был запущен в производство в 1965 году. История этой машины началась в 1958 году, когда Никита Хрущёв вызвал конструктора Михаила Миля в Кремль и предложил отправиться в США, чтобы закупить несколько вертолётов фирмы Сикорского, а самое главное – осмотреть производство и выяснить возможности американских машин.
Вертолёт Ми-8 был оснащён двумя 1500-сильными двигателями с 12-ступенчатым компрессором, с кольцевой прямоточной камерой сгорания и 2-ступенчатой осевой турбиной. При отказе одного из двигателей другой автоматически выходил на повышенную мощность, благодаря чему вертикальный полёт машина выполняла без снижения высоты. Кроме 3-х членов экипажа вертолёт мог взять на борт 24 десантника или 28 пассажиров и перенести их на расстояние до 425 км с крейсерской скоростью 225 км\ч. Максимальная скорость Ми-8 - 250 км/ч.
В июне 1965 года СССР представил Ми-8 на международном авиасалоне в Ле-Бурже, и вертолёт стал настоящей сенсацией.
За 50 лет существования машины выпущено более 12 тыс. Ми-8 различных модификаций. Последняя военная модификация этого вертолёта - Ми-8АМТШ «Терминатор» предназначена для борьбы с бронированными надводными, наземными, подвижными и неподвижными малоразмерными целями, для перевозки десанта, военных грузов, раненых, для поражения живой силы противника, а также для эвакуационных операций и поисково-спасательных работ.
В ноябре 1986 года поднялся в воздух советский вертолёт Ка-31, не имеющий аналогов в мировом вертолетостроении. Главная его особенность – возможность ведения радиолокационного дозора. Вертолёт может базироваться на кораблях, а может быть использован в сухопутном варианте для решения задач ПВО наземных войск.
На борту Ка-31 установлен радиоэлектронный комплекс, позволяющий вести автоматизированный полет вертолета в любых климатических и погодных условиях по запрограммированному маршруту, обнаруживать и брать на автосопровождение до 20 целей. При том информацию о целях вертолёт передаёт на пункты управления по телекодовому каналу связи.
Вертолёт и сегодня не имеет аналогов по своим боевым характеристикам. Он способен обнаруживать воздушные цели типа «самолёт - вертолёт» на дальних рубежах на предельно малых высотах полета. Используется вертолёт и для обнаружения надводных кораблей и их сопровождения. Вертолет корабельного базирования Ка-31 способен защищать от воздушных ударов соединения боевых кораблей, которые действуют вне зоны самолетов ДРЛО и береговых РЛС. Ка-31 стоит в настоящее время на вооружении в РФ и в Индии.
Ка-50 «Чёрная акула»
Советский вертолёт Ка-50, опытный образец которого поднялся в воздух летом 1982 года, стал первым в мире вертолётом с катапультируемым сидением, обеспечивающим спасение пилота в любых режимах полета. Безопасности лётчика в этой машине уделили особое место: кабина полностью бронированная с использованием разнесенных металлических плит, общая масса которых превышает 300 кг. Испытания показали, что защита пилота гарантирована при попадании в борт машины пуль калибра 12,7 мм и осколков 20-мм снарядов.
Испытания этого вертолёта держались в строжайшей секретности. Проходили испытания неподалёку от Москвы, на виду у множества любопытствующих. Поэтому специалисты ОКБ пошли на оригинальные меры маскировки: боевую машину превратили в транспортную, дорисовав яркой желтой краской на бортах фюзеляжа дополнительные окна и двери.
Первое боевое крещение вертолёта Ка-50 состоялось в ходе антитеррористической операции армии РФ в Чечне в январе 2001 года. Машина способна выполнять боевые задачи в сложнейших горных условиях, демонстрируя в бою энерговооруженность и маневренность.
Ми-26 – крупнейший в мире многоцелевой транспортный вертолет, который используется как в гражданской, так и в военной авиации. Первый Ми-26 поднялся в воздух в 1977 году. На сегодняшний день вертолёт, который лётчики прозвали «летающая корова», является самым большим вертолётом в мире. Он способен поднять в воздух до 20 тонн груза, и не только на борту, но и на внешней подвеске. Для тяжёлых грузов предусмотрела лебёдка, поднимающая грузы до 500 кг. Вертолет вмещает 82 десантников или 60 носилок с ранеными. Максимальная скорость машины – 295 км\ч.
Sikorsky UH-60 «Черный Ястреб»
Вертолётом ХХI века многие считают вертолёт Sikorsky UH-60 «Черный Ястреб», созданный 40 лет назад. При грузоподъёмности 1500 кг на борту или до 4000 кг на внешней подвеске, он берёт на борт 14 бойцов. Сегодня существует базовая сухопутная версия UH-60 и 2 противолодочные версии - SH-60F «Ocean Hawk» и SH-60B «Sea Hawk». Есть так же линейка палубных вертолетов, вертолетов огневой поддержки, машин для спецопераций, санитарные версии и постановщики помех. Sikorsky UH-60 используется как штабной вертолёт для генералитета и чиновников высокого ранга. Сегодня этот вертолёт активно поставляется на экспорт.
Ударный вертолет Boeing AH-64 «Apache»
Культовый вертолёт «Apache» получил известность в операции «Буря в пустыне», где, как заявляли представители НАТО, успешно боролся с танками, и стал прообразом целого класса современных боевых вертолетов. Этот вертолёт регулярно используется ВВС Армии Обороны Израиля. На вертолёте установлено 16 противотанковых ракет «Хэллфайр», ракетные комплексы «Стингер» для воздушного боя и 30 мм встроенная автоматическая пушка.
Специалисты утверждают, что сегодня открытый вызов «Апачу» по летным ТТХ бросил российский Ми-28Н «Ночной Охотник». А в 2002 году экспортный вариант Ми-24 с современным БРЭО ВВС КНДР сбил из засады южнокорейский «Апач». Южная Корея потерю признала и потребовала от США провести бесплатную парка своих «Апачей». Спор не разрешён до сего времени. Американские вертолёты становились даже источником вдохновения для дизайнеров, создавших коллекцию .
«Хьюи» (Ирокез) – символ вьетнамской войны
Вертолёт «Хьюи» вместе с напалмом стал символом войны во Вьетнаме. Эти вертолёты были для американских военных «родным домом» - доставляли их на позиции, снабжали провизией и боеприпасами, подвозили снаряжение и эвакуировали с поля боя.
По статистике, за 11 лет ведения войны «Хьюи» совершили 36 млн боевых вылетов. Если взять в расчёт, что на базу не вернулись 3 тыс. машин, получается, что на 18 тыс. боевых вылетов приходилась 1 безвозвратная потеря. Результат уникальный! И это при том, что «Хьюи» вообще не имели бронирования.
Ми-24 «Крокодил» – вертолёт-гибрид
Ми-24 – транспортно-боевой советский вертолёт, первый полёт которого состоялся в 1969 году. В НАТО он получил кодовое имя «Лань» (Hind), и американские специалисты вынесли вердикт: Ми-24 вертолётом не является.
Хотя внешне Ми-24 похож на вертолет и применяется, как вертолет, с технической точки зрения – это гибрид. Он не может взлетать с «пятачка». Его визуально непропорционально большие пилоны являются на самом деле крыльями. Ми-24 создавали как «летающей БМП». И конструкторам удалось превратить тяжёлый бронированный вертолёт в один из самых быстрых боевых вертолетов в мире (развивает скорость до 320 км\ч).
«Крокодил» принимал участие в боевых действиях в Памирских горах, в ущельях Кавказа, в тропических лесах Экваториальной Африки и в знойных азиатских пустынях. Боевая слава к нему пришла в Афганистане. Этот уникальный винтокрылый штурмовик стал символом той войны. Один из афганских моджахедов в интервью американскому новостному каналу о «Крокодиле» сказал так: «Мы не боимся русских, но мы боимся их вертолетов». Ми-24 является единственным вертолетом в мире, который в воздушном бою сбил боевой самолет (истребитель F-4 "Фантом")
Возможность полета всегда волновала человека. Наблюдение за птицами вызывало естественное желание подняться в воздух с помощью искусственных крыльев. Махолеты вплоть до начала XIX века были наиболее распространенным типом проектов летательных аппаратов тяжелее воздуха. Несмотря на давнюю повсеместную известность воздушного змея, идея подъема в воздух при помощи поступательно движущегося крыла почему-то не была популярной среди исследователей. «Змеи» и первые ракеты использовались преимущественно для увеселения, а в качестве пилотируемых летательных аппаратов, как правило, не рассматривались. Зато способность вращающегося винта проникать в воздушную среду казалась энтузиастам полета не менее естественной, чем взмахи птичьих крыльев. Так, в Средние века идея использования для полетов вращающийся винт уже была популярной.
Несущий винт, как источник подъемной силы, не имеет прямых аналогов в природе. Отдаленное сходство с вертолетами можно усмотреть разве что в способности летать у птиц колибри и некоторых видов насекомых. Немного напоминают несущий винт семена-крылатки клена и ясеня, которые иногда оказываются довольно далеко от родного дерева. Старейший же искусственный предшественник вертолета — бумеранг, предположительно был изобретен австралийскими аборигенами около 10 тысяч лет назад. Однако было бы слишком смело предполагать, что колибри, семя-крылатка или бумеранг послужили прототипами несущего винта. Скорее всего, для «вертолетостроителей» античности и раннего Средневековья прототипами послужили другие разновидности винтов и лопаточных машин: водоподъемная спираль и ветряная мельница. А понимание лопасти винта именно как движущегося по кругу крыла пришло к пионерам полета только в результате настоящих инженерных экспериментов в оборудованных лабораториях.
Прообраз несущего винта появился столь же рано, как и лопаточные машины других типов. Правда, в отличие от них несущий винт не получил практического применения и использовался только в качестве игрушки. Существует предположение, что широко распространенная игрушка «летающая палочка» (или «воздушный волчок»), представляющая собой маленький винт, ось которого раскручивают руками или обмотанной вокруг нее веревкой, а затем отпускают, была известна в Китае еще в самом начале нашей эры. В Европе «воздушные волчки» активно закрутились в XIV—XV веках.
Винтокрылые игрушки
Первое сохранившееся упоминание о вертолете относится к 320 году н. э. Китайский ученый Го Хун в своем опусе среди различных фантастических способов «вознесения на ужасные высоты и путешествия в безбрежных пространствах» предложил делать «летающие колесницы», поднимающиеся в воздух при помощи вращающихся лопастей. Даосист рассматривал путешествия «на ужасных высотах» и как средство борьбы с врагом. Первый сохранившийся до наших дней европейский проект вертолета появился одновременно с проектом другого военного средства — танка. Эти два плана содержатся на одной странице рукописи великого Леонардо да Винчи и датируются 1488—1489 годами. Для привода в действие механизмов Леонардо предлагал использовать пружину. Замена раскрутки винта от наземного стартера источником энергии, расположенным на самой модели, стала важным шагом в создании реального вертолета.
Попыток создать аппарат с вертикальным тяговым винтом предпринималось очень много. Русский ученый Ломоносов, также занимался изучением вертолета на макетах.
Аэронавтика начиналась усилиями увлеченных и энергичных людей: романтиков-благотворителей, спортсменов в поисках новых экстремальных ощущений и талантливых механиков, фанатично преданных своему делу. Поля Корню (1881-1944 гг.) можно отнести к последней категории.
Производитель велосипедов и мастер по ремонту из Лизье (Франция), этот скромный человек был полон идей и решимости. Он бредил зарождающейся авиацией и особенно вертолетами, которые, как он верил «окажутся более полезными, чем аэропланы»
В 24 года Поль Корню создал первую работающую модель вертолета. Этот летательный аппарат весил 13 кг и имел два «ротора», размещенных с обеих сторон металлической рамы, в которой размещался маломощный мотор в 2 л.с. Эта модель совершила несколько прыжков в воздух на глазах у зрителей, дав Корню уверенность в том, что он на правильном пути. 
Позднее он занялся разработкой большой машины на деньги частных спонсоров. Корню начал строить этот летательный аппарат в 1906 году. Он работал в одиночку и продвигался довольно медленно. Вертолет, разработку которого он завершил в 1907 году, имел V-образную раму, несущую двигатель «Антуанэтт» мощностью 24 л.с. и пилота. Трансмиссия обеспечивалась ремнем длиной 24 метра, соединяющим двигатель с двумя большими шкивами, на которых крепились двухлопастные винты по обеим сторонам конструкции. Плоскости рулевого управления размещались непосредственно под винтами.
Во время первых испытаний Корню столкнулся с теми же проблемами, которые проявились в его рабочей модели: нехватка мощности двигателя для массы в 260 кг, недостаточная сила сцепления трансмиссионного ремня и неудачные пропорции секций винта. 
Впервые в вертолетостроении Корню применил автомат перекоса, который им запатентирован в 1908 году.
Только в XX веке она получила практическое воплощение.
В 1853-1860 годах во Франции Понтон д’Амекур разработал проект летательной машины - «аэронефа». Аэронеф должен был подниматься вверх с помощью двух винтов, насаженных на одну вертикальную ось и вращающихся в противоположные стороны.
Первый в истории вертикальный полет состоялся 24 августа (по другим источникам, 29 сентября) 1907 года и продолжался одну минуту. Вертолёт, построенный братьями Луи и Жаком Бреге (Louis & Jacques Bréguet) под руководством профессора Шарля Рише (Charles Richet), поднялся в воздух на 50 см. Аппарат имел массу 578 кг и был оснащен двигателем Antoinette мощностью 45 л.с. Gyroplane имел 4 несущих винта диаметром 8,1 м, каждый винт состоял из восьми лопастей, попарно соединенных в виде четырех вращающихся бипланных крыльев. Суммарная тяга всех винтов составляла 560-600 кг. Максимальная высота полета на режиме висения - 1,525 м была достигнута 29 сентября. Также существуют данные о том, что в 1905 году француз М. Леже создал аппарат с двумя противоположно вращающимися винтами, который мог на некоторое время отрываться от земли .
Первым человеком, поднявшимся в воздух на вертолёте, был французский производитель велосипедов Поль Корню (Paul Cornu). 13 ноября он построил вертолёт, поднявший его вертикально в воздух на высоту 50 см и провисевший в воздухе 20 секунд. Основное достижение Корню состояло в попытке сделать вертолет управляемым (нельзя сказать, правда, что эта попытка увенчалась полным успехом), для чего изобретатель установил под винтами специальные поверхности, которые, отражая поток воздуха от винтов, давали аппарату определенный запас маневренности. Но и этот вертолёт был плохо управляемым.
Этимология
Вертолёт в современном понимании этого слова до войны носил название «геликоптер». Это слово было заимствовано из французского языка (фр. hélicoptère ) уже в конце XIX века .
Слово «вертолёт» появилось в 1929 году , когда был применено Н. И. Камовым к автожиру КАСКР-1 , который, однако, не был вертолётом в современном смысле слова. В том же значении фиксируется в словаре Ушакова: «вертолёт, а м. (нов. авиац.). То же, что автожир» . По всей видимости, слово «вертолёт» было создано по подобию французского «gyroplane» (имеющего то же значение и существующего с 1907 года) так же, как по аналогии с «aéroplane» (тогда ещё бытовавшему во французском языке), был придуман «самолёт». То есть, первый элемент «верт-» (от слова «вертеть») соответствует французскому «gyro-», восходящему ко греческому «γῦρος».
Не представляется верным утверждение Л. А. Введенской и Н. П. Колесникова, что, «когда изобрели летательный аппарат, которому не нужен разбег перед взлётом, поскольку он способен вертикально подняться и полететь с любой площадки, то для его наименования создали слово вертолёт (верт икально + лет еть)» , тем более, что КАСКР-1 , являющийся автожиром, не мог подниматься вертикально.
Другим вариантом является два больших несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях на одной оси. Второй винт называется аэродинамически симметричным соосным несущим винтом. Этот вариант использован, например, в российском Ка-50 . Вертолёты такой схемы показывают более высокую тяговооружённость , однако в случае недостаточной продуманности конструкции, могут обладать повышенной вероятностью схлёстывания лопастей винтов при резком боковом манёвре.
Есть ещё вертолёты, которые используют эффект Коанды (прилипание струи жидкости или газа к твёрдой поверхности), чтобы компенсировать вращательный момент без дополнительных винтов.
Максимальная скорость вертолёта ограничена ввиду недопустимости постоянного достижения скорости звука на крайних участках лопастей (общая максимальная скорость на краю лопасти равна радиусу диска вращения ротора, умноженному на обороты в секунду + скорость самого вертолёта), что привело бы к разрушению конструкции.
Когда вертолёт летит вперёд, лопасти, движущиеся вперёд, имеют бо́льшую скорость относительно воздуха, чем движущиеся назад. В результате одна из половин винта создаёт бо́льшую подъёмную силу, чем другая, и вертолёт поворачивает вбок. Чтобы этого не происходило, используется механизм компенсации, встроенный в автомат перекоса , чтобы угол наклона лопастей в левой и правой половине винта был бы различен.
- Одновинтовые с рулевым винтом. Для компенсации реактивного момента используется рулевой винт, создающий тягу в направлении вращения НВ. Традиционно эту схему называют «классической схемой». По этой схеме построено большинство существующих вертолетов;
- Одновинтовые со струйной системой управления. Для компенсации реактивного момента используется система управления погранслоем на хвостовой балке и реактивное сопло на конце. На Западе известна как NOTAR, что расшифровывается, как «NO TAil Rotor» или «Без хвостового винта», что звучит не корректно ввиду наличия множества схем, подпадающих под это определение. Пример: MD 520N ; MD 900 Explorer.
- Одновинтовые с реактивным принципом вращения лопастей. Также именуются реактивными вертолетами. Двигатели расположены на лопастях и на вал несущего винта не передается сильных моментов, как в случае расположения двигателей в фюзеляже. Такая схема исключает наличие реактивного момента от несущего винта. Существуют различные варианты этой схемы: с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей (собственно реактивный вертолёт), либо с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), либо компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей. Было построено несколько экспериментальных машин с реактивным приводом. Только привод компрессорного типа использовался на серийно строившемся вертолёте. Пример: Sud-Ouest SO.1221 «Djinn».
- Двухвинтовые продольной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счет наличия двух одинаковых винтов, вращающихся в противоположные стороны и расположенных в передней и задней частях фюзеляжа. Пример: CH-47 Chinook , Як-24 .
- Двухвинтовые поперечной схемы. Аналогична предыдущей, но винты расположены на фермах либо крыльях по бокам фюзеляжа. Пример: В-12 (самый крупный из когда-либо взлетавших вертолетов).
- Двухвинтовые соосной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счет наличия двух одинаковых винтов вращающихся в противоположные стороны и расположенных на одной оси. Пример: Большинство вертолетов УВЗ им. Камова .
- Двухвинтовые с перекрещивающимися плоскостями роторов. Также именуются синхроптерами. Оси вращающихся в противоположные стороны роторов наклонены по оношению друг к другу, плоскости вращения роторов пересекаются, для исключения столкновения лопастей вращение их синхронизировано. Пример: Kaman HH-43 Huskie.
- Многовинтовые (вертолетные-платформы). Компенсация происходит за счет наличия равного количества противоположно вращающихся винтов.
- Винтокрылы. Эта схема отличается от вышеперечисленных тем, что для создания пропульсивной тяги используется тянущий/толкающий винт или реактивный двигатель. Тут название «винтокрыл» означает, что при горизонтальном полёте винт используется как крыло (не создает пропульсивную силу). Пример: Ка-22 .
- Конвертопланы. Эта схема переходного летательного аппарата, который взлетает как вертолет с помощью винта, а в горизонтальном полете летит как самолет, используя винты как пропеллеры. Конвертопланы разделяются на аппараты
- с поворотной винтомоторной группой (тилтротор) - крыло неподвижно, поворачивается двигатель (если он расположен на крыле) с винтом (Пример: V-22 Osprey);
- с поворотным крылом (тилтвинг) - поворачивается крыло вместе с расположенной на нем винтомоторной группой;
- вертикальные - элементы конструкции не поворачиваются, но аппарат стоит «на хвосте» (Heinkel Lerche II, Wespe - не построены по причине поражения
Вертолет создавался одновременно с самолетом, и долгое время эти машины были конкурентами. Однако во втором десятилетии XX в. стало очевидным, что вертолет может решать совершенно иные задачи: взлетать с места без предварительного разбега и садиться на очень маленькую площадку, неподвижно висеть в воздухе, передвигаться поступательно во всех направлениях.
Прообраз вертолетов был придуман еще итальянским художником и изобретателем Леонардо да Винчи , который в 1480 г. нарисовал летательный аппарат с громадным винтом. Через триста лет русский ученый Михаил Ломоносов продемонстрировал модель «воздухобежной машины» с двумя винтами, приводимыми в действие часовыми механизмами. В 1877 г. итальянский врач Карло Форланини и француз Гюстав де Понтон д"Амекур пытались изготовить модели вертолетов с паровым двигателем.
К началу XX в. появился двигатель внутреннего сгорания . Он-то и был установлен на летательном аппарате под названием жироплан, созданном французскими инженерами Луи и Жаком Бреге в 1907 г. Жироплан, удерживаемый канатами, поднялся в воздух на 60 см и продержался над землей в течение минуты. В том же году французский велоконструктор Поль Корню осуществил первый свободный полет на аппарате собственной конструкции, длившийся лишь 20 сек. при высоте подъема менее 2 м.
Были и другие изобретатели, которые создавали различные конструкции со сложной многовинтовой схемой. Схему вертолета с одним несущим винтом, ставшую впоследствии классической, опубликовал в 1911 г. русский инженер Борис Юрьев. Он же придумал автомат перекоса - механизм, до сих пор используемый в современных машинах. Но у Юрьева не было денег, чтобы построить вертолет. Три года спустя английский инженер Эдвин Мамфорд осуществил на своем вертолете первый полет с поступательной скоростью.
Дальнейшее развитие техники и изучение аэродинамики винтокрылых машин позволило добиться серьезных успехов. Вертолеты стали перемещаться в любую сторону, выполнять виражи и развороты на месте. Появились модели, способные совершать дальние безопасные полеты на большой высоте. Такими моделями стали «бреге-доран» во Франции и «фокке-вульф» в Германии. Они представляли собой двухвинтовые вертолеты поперечной схемы и были настолько успешными, что поперечная схема еще долгое время привлекала внимание конструкторов.
И все-таки в вертолетостроении постепенно утвердилась одновинтовая схема. Это произошло благодаря американскому авиаконструктору Игорю Сикорскому, который усовершенствовал классическую схему Юрьева. В 1942 г. вертолет Сикорского был принят на вооружение армии США и запущен в серийное производство. А годом позже британский королевский ВМФ обзавелся более мощной моделью «Си-корский R-4».
В ходе корейской войны (1950-53) вертолет использовался для доставки войск и вывоза раненых, а во время вьетнамской войны (1954-75) - в качестве воздушной артиллерии.
Вертолет Генриха Фокке (конец 1930-х) имел два трехлопастных несущих винта и тянущий пропеллер, позволявший развивать горизонтальную скорость свыше 120 км/ч. На этом вертолете был установлен мировой рекорд продолжительности полета -1 ч. 20 мин.
