Современную боевую авиацию невозможно представить без винтокрылых машин. Вертолеты давно завоевали репутацию универсальных летательных аппаратов, способных совершить вертикальный взлет и посадку, а список их военных профессий весьма обширен. Применение вертолетов (геликоптеров) в реальных сражениях началось еще во время второй мировой войны. Немцы в начале. 1945 г. формируют в Баварии единственную вертолетную часть в Люфтваффе 40-ю транспортную эскадрилью. В состав эскадрильи входили три вертолета поперечной схемы Fa-223 Генриха Фокке и пять FI-282 с перекрещивающимися винтами Антона Флеттнера. Винтокрылые машины со свастикой на фюзеляже участвовали в Северных Альпах в корректировке артиллерийского огня, а также в транспортных и связных операциях. За океаном Игорь Сикорский построил свой Р-4 по одновинтовой схеме. Этот небольшой вертолет ВВС США использовали в 1944 г. в основном для спасения раненых из джунглей в Бирме. Но еще до принятия на вооружение первых вертолетов военные заинтересовались другим винтокрылым аппаратом автожиром.
Самый первый автожир С-20 построил в 1920 г. испанец Хуан де ла Сперва. Конструктор задался целью создать безопасный летательный аппарат, который в случае отказа двигателя мог бы спарашютировать вниз с помощью вращающегося от набегающего потока ротора. Вслед за С-20 Сперва выпускает целый ряд опытных автожиров, а в 1928 г. на С-8 впервые совершает перелет из Парижа в Лондон. После успешной демонстрации своих машин испанец переезжает в Англию, где организует компанию для серийного выпуска автожиров. Ряд зарубежных фирм покупает у конструктора лицензию на постройку его необычных аппаратов. Поэтому практически все довоенные автожиры в мире являлись модификацией машин Сиервы.
Новый класс винтокрылых летательных аппаратов военные собирались использовать в самых различных целях: разведки, корректировки огня, связи и аэрофотосъемки. Моряков интересовали возможности автожиров при поиске подводных лодок, охране судов, патрулировании и спасательной службе. Хотя скорость автожиров была меньше, чем у самолетов, главными их достоинствами являлись небольшая дистанция на взлете и очень небольшой пробег на посадке. К тому же малая скорость при корректировке артиллерийского огня и поиске подводных лодок была даже необходима.
Первыми испытали автожиры на военной службе американцы. В сентябре 1931 г. автожир Питкерна РСА-2 (создавался при непосредственном участии самого Сиервы) впервые продемонстрировал взлет и посадку с палубы авианосца. Но на вооружение необычные аппараты не поступали небольшая скорость и ненадежность первых машин продолжали оставаться неразрешимыми проблемами.
Перспективы применения автожиров в армии несколько возросли в 1933 г., когда Хуан Сиерва ввел в конструкцию непосредственное управление втулкой ротора. До сих пор автожир управлялся в полете по-самолетному: с помощью элеронов на крыле и хвостового оперения. Теперь винтовые аппараты стали бескрылыми, и изменение направления подъемной силы происходило с помощью отклонения ротора. Это позволило улучшить пилотажные характеристики автожиров и снизить вес, а отсутствие крыла значительно повышало обзор пилоту.
Королевские ВВС Великобритании выделили средства на постройку пяти автожиров Сиерва С-40 нового поколения с так называемым «прыгающим» стартом. На С-40 летчик перед взлетом раскручивал от двигателя ротор, затем увеличивал шаг лопастей и автожир «подпрыгивал» на месте. В верхней точке «прыжка» шаг убирался и, наклонив винт вперед, автожир с небольшим проседанием уходил в полет. Пять С-40 успешно эксплуатировались в качестве связных аппаратов в Британском экспедиционном корпусе во Франции, но все они были потеряны при эвакуации из Дюнкера в 1940 г. Оставшиеся в Англии С-30 с непосредственным управлением втулкой были мобилизованы для калибровки локаторов. Сформированная для этой цели отдельная автожирная эскадрилья из пятнадцати С-30 просуществовала до конца войны.
Небольшой парк военных автожиров имела и Франция. К 10 мая 1940 г., когда части вермахта перешли границу первой республики, в войсках было 52 автожира LeO С-30 (лицензионный вариант) и еще восемь машин имел флот. Французские аппараты не сумели сыграть значительной роли в боевых действиях, но несколько С-30 патрулировали над Ла-Маншем до конца мая 1940 г.
Летом 1941 г. успели немного повоевать и автожиры А-7-За Военно-воздушных сил Красной Армии. Но в отличие от безоружных С-30 и С-40, это был настоящий боевой летательный аппарат, поскольку имел защитное вооружение из трех пулеметов и мог поднимать небольшие бомбы. Впервые в мировой авиации вооружение установили на винтокрылую машину, которую по праву можно назвать предшественницей современных боевых вертолетов.
Главным конструктором А-7 был Н. И. Камов, чья творческая судьба с самого начала неразрывно связана с развитием автожиро и вертолетостроения в СССР. Еще в 1929 г. Камов вместе с Н. К. Скрижинским строит первый в Советском Союзе автожир КАСКР (Камов Скрижинский), получивший собственное имя «Красный инженер». По своей схеме, размерам, параметрам и конструктивной схеме эта машина полностью повторяла один из автожиров Сперва С-8. В первом вылете, который состоялся 1 сентября и продолжался всего 80 секунд, участвовали сам Камов и летчик Михеев. Из-за недостаточной устойчивости КАСКРа во время взлета 12 октября случилась авария и автожир перевернулся. Пилоты отделались лишь ушибами, и после ремонта и доработок испытания продолжались.
Н. И. Камову удалось заручиться согласием руководства НИИ ВВС о выделении ему двух инженеров по испытаниям, а также откомандировании на полеты летчика-испытателя Д.А.Кошица. Однажды, 2 сентября 1930 г., на полет «Красного инженера» приехал посмотреть начальник ВВС РККА П. И. Баранов, и машина не подвела. КАСКР выполнил на высоте 12– 15м три полета продолжительностью секунд по тридцать каждый. Показательный полет не прошел напрасно. Командующий Красным воздушным флотом помог достать для автожира новый двигатель «Титан» (235 л.с.), поскольку мощность старого «Рона» (120 л.с.) была явно недостаточной. С новым мотором автожир стал называться КАСКР-2 и впервые поднялся в воздух 11 января 1931 г.
21 мая 1931 г. на Центральном аэродроме в Тушино автожир Камова и Скрижинского участвовал в показе новейшей авиационной техники руководству страны. Сталин, Ворошилов и Молотов обходили длинную шеренгу истребителей и бомбардировщиков, а замыкал «парад» необычный винтокрылый аппарат. Камов сам доложил Сталину о машине, и «лучший друг советских авиаторов» очень заинтересовался КАСКРом. Поддержал конструктора эффектным полетом и Кошиц. Сделав три круга над аэродромом, летчик красиво спланировал и посадил КАСКР-2 вблизи трибуны с членами правительства, совершив пробег на посадке всего в несколько метров. Позже Баранов рассказывал, что автожир очень понравился высокому руководству и, в первую очередь, Сталину.
Интерес первых людей в государстве к КАСКРу помог развитию всего автожиростроения в СССР. Создатели «Красного инженера» переходят в Бюро особых конструкций при ЦАГИ (БОК ЦАГИ), где приступают к постройке новых машин. Н.К.Скрижинский участвует в создании автожира А-4, а Н.И.Камов начинает руководить проектированием А-7, который разрабатывался по заданию ВВС как ближний разведчик и артиллерийский корректировщик. Помогала Камову совсем небольшая конструкторская бригада: М. Л. Миль, Н. С. Терехов, В. А. Солодовников, А. Е. Лебедев, В. И. Баршев, В. С. Морозов и И. И. Андреева.
А-7 представлял собой двухместный (летчик и наблюдатель) автожир крылатого типа с трехлопастным ротором и двигателем воздушного охлаждения М-22 мощностью 480 л.с. Тянущий винт А-12 имел две лопасти, шаг которых можно было изменить на земле. Фюзеляж ферменной конструкции из стальных труб состоял из трех отсеков: моторного с топливными баками, раздельной кабины для летчика и наблюдателя и хвостовой балки. Передняя часть закрывалась легкосъемными дюралевыми панелями, а хвостовая балка имела полотняную обшивку. Деревянное крыло с профилем МОС-27 состояло из центроплана с V-образными подкосами сверху, замыкавшимися на фюзеляж, и консолей с элеронами. Законцовки плоскостей под небольшим углом загибались вверх. Для удобства хранения и транспортировки консоли были приспособлены для складывания. Балка заканчивалась классическим хвостовым оперением из киля с рулем направления и стабилизатора с рулем высоты. Конструкция оперения была цельнометаллической с полотняной обшивкой. К специальным узлам центральной части фюзеляжа крепился трехстоечный «кабан» ротора с дополнительными стальными ленточными расчалками в поперечной плоскости. В верхней части «кабана» располагалась втулка, к которой на горизонтальных и вертикальных шарнирах подвешивались три лопасти. Лопасти имели лонжерон из термически обработанных и телескопически соединенных хромо-молибденовых труб. Деревянные нервюры с помощью дюралевых розеток насаживались на лонжерон и вся конструкция обшивалась полотном, а носок -фанерой. Угол установки лопасти с профилем Геттинген-429 составлял 2°45". Крутка отсутствовала. Конструкция позволяла складывать лопасти по вертикальным шарнирам назад, что вместе с подъемными консолями было очень ценно при транспортировке А-7. На автожире применили трехопорное неубираемое шасси с носовым колесом, а сзади ставился неубираемый костыль, защищавший балку фюзеляжа на взлете и посадке. Колеса закрывались обтекателями и снабжались гидравлическими тормозами. Для уменьшения дистанции разбега перед взлетом предусмотрели систему механической раскрутки ротора от двигателя. Передаточное число системы запуска было 5,78:1, то есть при оборотах двигателя 1130 об/мин втулка ротора делала 195 об/мин. Летчик запускал специальной ручкой в кабине механизм включения, который был соединен с тормозом ротора. При вращении ручки по часовой стрелке происходило включение механизма запуска, а при вращении против часовой стрелки срабатывал тормоз ротора. При этом гидравлическая система воздействовала на тормоза колес одновременно с включением системы запуска. Оборудование А-7 (электрооборудование, радио и фотооборудование) было аналогично обычному самолету-разведчику такого же назначения. Как уже говорилось выше, впервые автожир получил оборонительное вооружение из трех пулеметов калибра 7,62 мм. Летчик отвечал за передний ПВ-1 с ленточным питанием, стрелявший через винт. А наблюдатель вел оборону задней полусферы из двух спаренных пулеметов ДА (Дегтярев-авиационный) с дисковыми магазинами на кольцевой турели. В дальнейшем у крыла снизу появились узлы для подвески четырех бомб ФАБ-100 и шести неуправляемых ракетных снарядов РС-82.
В апреле 1934 г. на заводе опытных конструкций при ЦАГИ была закончена постройка первого А-7. В мае винтокрылый аппарат перевезли на аэродром, где приступили к наземным гонкам двигателя и небольшим пробежкам. И 20 сентября 1934 г. наступил исторический день С. А. Корзинщиков впервые поднимает в воздух необычную машину. Испытания А-7 продолжались до декабря 1935 г. Столь длительный срок связан с доводкой нового аппарата и с выявлением и устранением различных ненормальных явлений. Так, возникли проблемы из-за тряски ротора, вибраций хвостового оперения, дрожания ручки пилота и перегрева двигателя.
Постепенно от недостатков избавлялись, а летные характеристики оказались достаточно высокими по сравнению с лучшими отечественными и зарубежными автожирами того времени. Максимальная скорость А-7 в 218 км/ч была вполне сопоставима со скоростью самолетов-бипланов. Полетная программа получилась очень насыщенной. За время испытаний сняли балансировочные кривые, проверили поведение машины в полном диапазоне центровок и провели оценку устойчивости на разных режимах. Взлеты осуществлялись в основном на колесном шасси, но зимой испытали автожир и на лыжах.
Случались и происшествия. Однажды во время полета рассоединилась тяга управления двигателем. Автожир начал авторотировать, но к несчастью внизу оказался лесок. В результате грубой посадки подломилось шасси и лопнул узел соединения крыла с фюзеляжем. Но в основном А-7 зарекомендовал себя надежной машиной, и 18 августа 1935 г. летчик К.К.Попов продемонстрировал винтокрылый разведчик на авиационном параде в честь Дня авиации.
После заводских испытаний конструкция автожира подверглась тщательным доработкам, главной из которых была новая конструкция «кабана», выполненного теперь по двуногой схеме с парой боковых лент-расчалок. Это улучшило обзор летчику и облегчало покидание аппарата в случае необходимости. Под стабилизатором установили две «шайбы» для лучшей путевой устойчивости. Кроме того, облагородили аэродинамические обводы в местах некоторых узлов и сочленений.
С середины 1936 г. по май 1937 г. был построен и получил путевку в небо дублер А-7бис. В это время первый А-7 прошел и закончил с положительной оценкой государственные испытания. А-7бис завершил испытательную программу в июле 1938 г. Результаты его полетов в основном повторяли характеристики А-7.
Вообще, автожир удался, и летчики с доверием относились к необычной винтокрылой машине. Это подтверждает и тот факт, что в начале 1938 г. для снятия с дрейфующей льдины у Гренландии группы И. Д. Папанина среди других спасателей решили использовать и автожир А-7. Предложение поступило в правительственную комиссию от известного полярного летчика Маврикия Слепнева. Он телеграфировал в Москву: «Прошу разрешения вылететь к месту аварии на автожире или самолете. Обстоятельно знаю район. Пилот трех полярных экспедиций, летчик Слепнев.» Сроки поставили жесткие, и за пять дней А-7бис срочно переоборудовали, чтобы в задней кабине можно было перевозить двух человек. Автожир с запчастями погрузили на железнодорожную платформу. Из Москвы он отправился в Ораниенбаум, где был перегружен на ледокол «Ермак». Вместе с А-7бис в дальний морской поход уходили летчик Корзинщиков, конструктор Кузнецов и механик Коганский. Все они очень волновались за сохранность на корабле опытного аппарата. Однако полетать в Арктике автожиру так и не довелось. Гидрографические суда «Таймыр» и «Мурман», вышедшие раньше, опередили «Ермак» и сняли папанинцев со льдины.
А-7 не успел проявить себя на Севере, зато через три года отлично поработал в жаркой Средней Азии. В начале 1941 г. Наркомлес и Аэрофлот организовали экспедицию в предгорья Тянь-Шаня, чтобы доказать возможность применения автожиров в лесном и сельском хозяйстве. Склоны гор покрывали тысячи гектаров фруктовых садов, которые страдали от насекомого-вредителя яблочной моли. На помощь больным деревьям и пришел А-7бис вместе с бригадой специалистов в составе летчика В.Карпова, инженера Г.Коротких и механиков В.Ульянова и Г.Шамшева. Прежде всего, установили необходимое оборудование для распыления ядохимикатов. Сверху фюзеляжа перед передней стойкой «кабана» закрепили крыльчатку, вращаемую встречным потоком воздуха. От нее тянулась передача на механизм разбрасывания порошкового ядохимиката из двух наплывных баков по бокам фюзеляжа. А-7бис взлетал, крыльчатка начинала вращаться, и за автожиром широким шлейфом расходился ядовитый порошок и оседал на деревьях. Автожир справлялся с такими задачами не хуже, если не лучше самолета. Во-первых, винтокрылой машине не нужны были большие площадки для взлета и посадки; во-вторых, воздушный поток от ротора направлял поток ядохимикатов строго вниз, и эффективность их применения возрастала. Месяц экспедиция пробыла в предгорьях Тянь-Шаня, и результаты ее отличной работы отметила даже центральная пресса. Газета «Правда» так писала об эксперименте с автожиром-опылителем: «На днях в Москву возвратились участники авиационной химической экспедиции треста лесной промышленности Наркомлеса СССР. Экспедиция провела опыт использования советского автожира конструкции инженера Николая Камова для борьбы с вредителями плодовых деревьев в Южной Киргизии. Пилотируемый летчиком Владимиром Карповым, А-7 круто уходил вверх и, лавируя вдоль отвесных горных склонов, быстро достигал недоступных для самолета участков. Аппарат легко маневрировал в узких долинах, опускался в чашеобразные горные урочища, внизу разворачивался и снова поднимался. 32 полета выполнил автожир...»
Эта статья появилась 19 июня 1941 г., то есть всего за два дня до начала войны. Теперь автожир Н. И. Камова должен был бороться уже не с вредителями садов, а с наступающими полчищами гитлеровцев. Как уже говорилось, А-7 изначально задумывался как полноценная боевая машина, и после успешных испытаний было принято решение о постройке небольшой войсковой серии винтокрылого разведчика и корректировщика.
Еще весной 1940 г. по инициативе Н. И. Камова создается первый в СССР завод винтокрылых аппаратов на станции Ухтомская. Впоследствии именно из этого небольшого предприятия вырос Ухтомский вертолетный завод, носящий сегодня имя своего создателя. Директором завода и главным конструктором назначили Камова, а его заместителем стал М. Л. Миль. В середине 1940 г. на заводе приступили к постройке пяти военных автожиров А-7-За. Летчик Кошиц начал их испытания. Обучались пилотировать винтокрылые машины и военные летчики. В одном из вылетов случилась авария. Летчик при заходе на заводской аэродром не рассчитал дистанцию и приземлился на крышу одного из зданий. К счастью, летчики остались живы, а автожир после ремонта вернулся к полетам.
С началом Великой Отечественной войны из пяти А-7-За сформировали отдельную автожирную эскадрилью первую часть винтокрылых машин в ВВС Красной Армии. Сам Камов так вспоминал о действиях своих автожиров в боях против фашистских захватчиков:
«Отряд автожиров, организованный Главным артиллерийским управлением, действовал в составе 24-й армии в районе города Ельня и базировался одно время на аэродроме в деревне Подопхай. Летчики отряда под командованием старшего лейтенанта Трофимова совершили целый ряд боевых вылетов для корректировки артогня и в тыл противника к партизанам. Полеты проводились днем и ночью.
Особенно тяжело было проводить ночные полеты. Это был наш первый опыт, а на войне, как говорится, долго не раздумывают. Как только автожиры прибыли к месту расположения, на следующий же день командование приказало готовиться к выполнению боевого задания ночью. Полеты производились в полной темноте. Ни о каких лампах, хотя бы «летучих мышах», даже разговоров не было. Прифронтовой аэродром находился всего в двадцати километрах от передовой. За несколько дней до прибытия автожиров немцы засекли аэродром и девятка «мессеров» разбомбила его в пух и прах. Командир истребительного полка, бывшего на этом аэродроме, все время остерегался очередного налета немцев. Поэтому, как только автожир выруливал из укрытия, чтобы раскрутить винт перед взлетом, вокруг машины начиналась возня и раздавалась ругань: «Взлетай скорее!!! Не канительтесь!» и тому подобное. Ночью взлеты и посадки проводились в полной темноте только по звуку мотора можно было определить, где машина и что с ней. Если гудит, значит цела...»
Камов знал это все не из рассказов летчиков и техников. Он побывал на фронте вместе со своим заместителем М. Л. Милем. Главной задачей конструкторов на передовой был ремонт автожиров, подбитых в бою.
В начале октября автожирная эскадрилья перебазируется на восток. Две машины перелетели в 43-ю армию. Два из оставшихся в части А-7-За направили в Москву для ремонта, а на третьем командир эскадрильи Трофимов получил задание срочно доставить донесение в штаб наших войск в Гжатске. В донесении, подписанном руководством 24-й армии, сообщалось о прорыве немцев в районе стыка 24-й и 43-й армий. Полет выполнялся в полной темноте, которая защищала тихоходный аппарат от атак немецких истребителей. Но посадку в таких условиях выполнять было очень сложно. Пилот в сумерках принял лес за земляной покров аэродрома и спарашютировал на него с высоты 10 метров. Автожир получил серьезные повреждения, но Трофимов остался жив, и пакет с донесением был доставлен вовремя. Этот эпизод стал последним в боевой карьере винтокрылого разведчика и корректировщика А-7-За конструкции Н. И. Камова.
С угрозой захвата Москвы завод из Ухтомской эвакуировали в поселок Билимбай Свердловской области. Здесь Камов и его соратники ремонтировали уцелевшие А-7. Но главный конструктор уже думал о новой винтокрылой машине «прыгающем» автожире АК (артиллерийский корректировщик), проектирование которого началось перед самой войной. Этот автожир с двигателем МВ-6 (225 л.с.) имел управление несущим винтом как на современных вертолетах с помощью автомата перекоса, меняющего циклический шаг лопастей. В сложных условиях эвакуации постройка машины оказалась невозможной. ЗаводвБилимбае перепрофилировали на ремонт автомобильной и авиационной техники, а Н. И. Камов смог приступить к конструкторской работе только после войны. К автожирам он больше не возвращался, полностью переключившись на создание вертолетов.
В рассказе об этой удивительной машине очень часто приходится упоминать слово «первый», хотя А-7 остался последним летающим автожиром замечательного советского авиаконструктора. Это был первый боевой автожир в мире и первый серийный винтокрылый аппарат в СССР, построенный на первом в нашей стране заводе для подобной техники. Именно с этих неказистых на вид аппаратов начиналось отечественное вертолетостроение. Очевидно, что без полетов А-7 не было бы сегодня таких боевых вертолетов как Ми-24, Ми-28 и Ка-50.
| ЛТХ | А-7 |
| Экипаж | 2 |
| Размах крыла, м | 10.40 |
| Высота, м | 3.88 |
| Площадь крыла, м2 | 14.70 |
| Масса пустого, кг | 1225 |
| Масса нормальная взлетная, кг | 2300 |
| Тип двигателя | 1 ПД М-22 |
| Мощность, л.с. | 1 х 480 |
| Максимальная скорость, км/ч | 221 |
| Минимальная скорость, км/ч | 53 |
| Практическая дальность, км | 1000 |
| Боевая дальность, км | 400 |
| Продолжительность полета, ч | 2.50 |
| Максимальная скороподъемность, м/мин | 160 |
| Практический потолок, м | 4700 |
| Вооружение: | три 7.62-мм пулемета ПВ-1. Боевая нагрузка - 750 кг: 4х 100-кг бомб ФАБ-100 или 6х РС-82 |
Проектирование этого автожира было начато во второй половине 1930 г.
По общей схеме за прототип автожира ЦАГИ 2-ЭА был взят последний автожир Сиерва С-19 Мк III выпуска 1930 г.
Автожир ЦАГИ 2-ЭА - двухместный аппарат с двигателем «Титан» мощностью 230 л. с. Автожир имел небольшое крыло, несущее элероны.
Из известных в те годы систем раскрутки ротора перед взлетом - механической и аэродинамической - была выбрана из соображений большей конструктивной простоты аэродинамическая система, что и определило общую схему горизонтального оперения.
Над передней кабиной была установлена пирамида («кабан»), к которой крепился ротор.
Ротор состоял из четырех лопастей, соединенных с помощью горизонтальных и вертикальных шарниров с втулкой, свободно вращавшейся на оси.
Лопасти поддерживались тросами, идущими от конуса на втулке к середине лопастей.
Кроме поддерживающих тросов имелись тросы, связывавшие лопасти между собой.
Эти тросы крепились к демпферам, укрепленным на лонжеронах лопастей и предназначенным смягчать нагружение лопастей при раскрутке ротора.
Лонжерон лопасти был сделан из хромомолибденовой трубы. Нервюры были выполнены из дерева и крепились к лонжерону четырьмя дуралюминовыми угольниками с помощью заклепок.
Хвостовое оперение автожира ЦАГИ 2-ЭА, являясь органом управления, использовалось дополнительно для аэродинамического запуска - раскрутки ротора перед взлетом. В полете управление рулем было связано с нормальной ручкой управления, а управление стабилизатором - со специальным штурвальчиком, находившимся в кабине, сбоку от сиденья. Для отклонения руля высоты и стабилизатора при раскрутке ротора имелась дополнительная кинематическая цепь.
Осенью 1931 г. постройка автожира ЦАГИ 2-ЭА была закончена и начались его летные испытания.
Первый полет на автожире ЦАГИ 2-ЭА был совершен 17 ноября 1931 г. летчиком-испытателем Сергеем Александровичем Корзинщиковым.
Во время первого этапа летных испытаний пришлось столкнуться с рядом неизвестных ранее моментов:
- поддувом лопастей ротора при его раскрутке от случайных порывов ветра;
- трудностью раскрутки ротора до нужной частоты вращения перед взлетом ввиду невозможности удержать автожир на месте из-за отсутствия тормозов на колесах;
- потряхиванием автожира вследствие биения ротора, лопасти которого чрезмерно деформировались из-за недостаточной жесткости лонжеронов;
- тенденцией автожира к боковому неуправляемому развороту при посадке.
Выявление этих явлений, их изучение и устранение потребовало больших теоретических и экспериментальных исследований.
Освоение автожира, выявление и устранение основных дефектов позволило перейти ко второму этапу летных испытаний - снятию летных характеристик и общей оценке летных качеств аппарата.
В процессе летных испытаний большое внимание было уделено вопросам устойчивости и управляемости автожира. Было снято большое количество балансировочных кривых на разных режимах полета и при изменении некоторых параметров.
Во время испытаний автожира, имевших чисто исследовательский характер, впервые в СССР было произведено снятие поляры на режиме планирования.
В процессе летных испытаний и доводки автожира ЦАГИ 2-ЭА был получен ценный материал для уточнения методики авродинамического расчета и расчета балансировки автожира, расчета длины разбега и пробега, для оценки соответствия расчетных данных данным летных испытаний, для дальнейшего уточнения норм прочности.
В 1933 г. автожир ЦАГИ 2-ЭА был передан в агитэскадрилью «Максим Горький», где совершил несколько агитационных полетов.
В начале 1934 г. ввиду израсходования ресурса двигателя автожир был передан в музей Осоавиахима.
Ведущими конструкторами по проектированию автожира ЦАГИ 2-ЭА были В. А. Кузнецов и И. П. Братухин. В проектировании принимали участие Г. И. Солнцев и А. Ф. Маурин. Общее техническое руководство лежало на А. М. Черемухине (он же разработал для этого аппарата временные нормы прочности).
В летных испытаниях и исследованиях автожира активное участие принял М. Л. Миль. В частности, им был исследован вопрос неуправляемого разворота автожира при пробеге после посадки.
Ведущим летчиком-испытателем был С. А. Корзинщиков.
В начале 1932 г. было получено указание начальника Главного управления авиационной промышленности П. И. Баранова создать на базе испытанного автожира ЦАГИ 2-ЭА новый автожир, внеся в него ряд конструктивных улучшений и заменив иностранный двигатель двигателем отечественного производства.
Новую машину было решено построить небольшой опытной серией для использования в качестве автожира связи в частях ВВС и в народном хозяйстве.
Этот автожир, получивший марку ЦАГИ А-4, решено было снабдить механическим запуском ротора, более эффективным по сравнению с системой аэродинамического запуска, и двойным управлением - для использования аппарата в учебных целях.
Автожир ЦАГИ А-4 имел фюзеляж прямоугольного сечения, сварной из стальных углеродистых труб.
Кабан ротора состоял из трех отдельных ног-стоек.
Была использована с небольшой доработкой конструкция крыла автожира ЦАГИ 2-ЭА.
На автожире ЦАГИ А-4 был установлен авиационный двигатель М-26 воздушного охлаждения мощностью 300 л. с.
Система ротора автожира ЦАГИ А-4 была та же, что и у автожира ЦАГИ 2-ЭА. На аппарате были опробованы лопасти разной конструкции. По общей схеме все они были сделаны аналогично лопастям ротора автожира ЦАГИ 2-ЭА, отличаясь лишь размерами лонжерона и некоторыми конструктивными элементами.
Система механического запуска ротора позволила при частоте вращения двигателя 835 об/мин раскручивать ротор до 100 об/мин. Система была рассчитана на передачу мощности в 15 л. с.
В октябре 1932 г. был построен опытный экземпляр автожира. Первый полет на нем был совершен 6 ноября 1932 г. летчиком- испытателем С. А. Корзинщиковым. Еще в июне 1932 г. автожир был запущен в серийное производство, 30 ноября был совершен первый полет на головной серийной машине.
В первом полете опытного экземпляра автожира ЦАГИ А-4 были обнаружены биение и тряска ротора, возраставшие с увеличением скорости полета.
Кроме того, частота вращения ротора была значительно ниже расчетной (110-120 об/мин вместо 145-150 об/мин по расчету). Это давало основание опасаться снижения авторотирующих свойств ротора.
Во втором полете 9 ноября 1932 г. (летчик С. А. Корзинщиков) автожир потерпел аварию. При взлете появилась сильная тряска, частота вращения ротора резко уменьшилась, автожир стал проваливаться, теряя подъемную силу. Была совершена беспорядочная посадка, при которой автожир получил значительные повреждения, летчик, однако, остался невредим.
Перед коллективом отдела особых конструкций ЦАГИ встала трудная задача: разобраться в причинах обнаруженных явлений, принять срочные меры к их устранению и сделать это очень быстро, чтобы не нарушить нормальный ход серийного производства.
В результате развернутой в ООК большой теоретической работы было установлено, что ненормальное поведение ротора объяснялось недопустимо большой круткой лопастей из-за слишком задней их центровки (лопасти были обшиты целиком фанерой), недостаточной жесткостью лопастей на кручение и неудовлетворительной их конструктивной компоновкой.
В короткие сроки было изготовлено несколько вариантов новых лопастей. С их установкой на автожире прекратились тряска и биение ротора, частота вращения ротора поднялась до расчетной величины.
В результате летных испытаний автожира ЦАГИ А-4 были определены его летные данные.
Летные испытания и доводка автожира ЦАГИ А-4, потребовавшие большого труда и энергии всего конструкторского коллектива, дали богатейший технический опыт, помогли в совершенстве изучить материальную часть, глубоко вникнуть в вопросы эксплуатации автожиров.
Кроме того, был приобретен ценный опыт внедрения автожира в серийное производство, были определены взаимоотношения конструкторского бюро с серийным заводом и заказчиком.
Запуск в серийное производство автожира ЦАГИ А-4 одновременно с постройкой опытного экземпляра, без предварительного его испытания, был связан с определенным техническим риском.
Этот риск себя целиком оправдал, так как был получен выигрыш во времени, по крайней мере в 1-1,5 года. Кроме того, выпуск опытной серии автожиров значительно расширил возможность изучения и освоения нового типа авиационных аппаратов.
Технический проект автожира ЦАГИ А-4 был разработан в Отделе особых конструкций ЦАГИ под общим руководством заместителя начальника ООК ЦАГИ А. М. Черемухина. Ведущим инженером этого автожира в стадии изготовления чертежей и постройки опытного экземпляра был Г. И. Солнцев.
Разработка рабочих чертежей велась конструкторским бюро Московского авиационного института, специально для этого созданным. Все аэродинамические изыскания и расчеты по автожиру ЦАГИ А-4 выполнялись бригадой аэродинамики ООК под руководством М. Л. Миля.
Техническое руководство внедрением автожира ЦАГИ А-4 в серийное производство, доводкой конструкции автожира в период серийного производства и летных испытаний осуществлялось Н. К. Скржинским.
Основные летные испытания автожира (как опытного, так и головного серийного) провел летчик-испытатель С. А. Корзинщиков.
Почти одновременно с началом проектирования автожира ЦАГИ А-4 (начало 1932 г.) поступило задание создать новый опытный двухместный автожир под двигатель М-11 мощностью 100 л. с., предназначенный для практического использования в частях ВВС.
При проектировании этого автожира, получившего марку ЦАГИ А-6, было решено внести в его конструкцию целый ряд усовершенствований для повышения его летно-технических и эксплуатационных качеств.
Автожир ЦАГИ А-6 представлял собой двухместный аппарат с двигателем М-11 в 100 л. с., с трехлопастным ротором и небольшим низкорасположенным крылом.
В отличие от автожиров ЦАГИ 2-ЭА и ЦАГИ А-4 ротор нового автожира имел свободнонесущие лопасти без поддерживающих и междулопастных тросов.
Перед взлетом ротор автожира раскручивался от двигателя с помощью системы механического запуска.
Для уменьшения габаритных размеров автожира и облегчения тем самым его перевозки и хранения в ангаре ротор и крылья автожира были сделаны быстроскладывающимися.
Система механического запуска была рассчитана на передачу мощности в 15 л. с. Передаточное число от вала двигателя к ротору - 5,7: 1.
Руль высоты был связан с ручкой управления тягами из дуралюминовых труб. На ручках имелись штурвальчики, при помощи которых можно было менять передаточное число, увеличивая чувствительность управления на малых скоростях полета.
Включение механического запуска и тормоза производилось при помощи одного рычага, находящегося слева от сиденья. При отклонении рычага вперед включался запуск ротора, а при оттягивании рычага на себя - тормоз.
В первой половине 1933 г. постройка автожира ЦАГИ А-6 была закончена.
На первом этапе летных испытаний нового автожира испытатели впервые столкнулись с новым явлением - «земным резонансом»: при раскручивании от механического запуска ротора при некоторых его оборотах автожир начинал раскачиваться на колесах, причем это явление усиливалось при возрастании частоты вращения ротора.
Были начаты большие исследовательские работы для выяснения причин этого явления и изыскания методов борьбы с ним. Одновременно было заснято на кинопленку поведение лопастей ротора при его раскручивании.
«Земной резонанс» был устранен постановкой более жестких пружин с добавлением резиновых буферов в демпферах, расположенных в вертикальных шарнирах сочленений лопастей. Кроме того, был несколько уменьшен угол поворота лопасти около вертикального шарнира.
Испытания автожира показали хорошие летные качества аппарата этого класса.
Хорошая поперечная и продольная устойчивость допускала полет с брошенной ручкой.
Несколько велика была величина разбега при взлете, но это явилось результатом завышенной удельной нагрузки на 1 л. с. (у автожира ЦАГИ А-6 она равнялась 8,4 кг/л. с., в то время как обычно она не превосходила 4-5 кг/л. с.).
Помимо снятия полных летных характеристик на автожире ЦАГИ А-6 были проведены обширные исследования устойчивости и управляемости аппарата.
Эскизный проект автожира ЦАГИ А-6 был разработан В. А. Кузнецовым. Он же руководил рабочим проектированием аппарата и наблюдал за проведением летных испытаний и доводкой автожира. Все аэродинамические расчеты и изыскания выполнялись бригадой аэродинамики ООК под руководством М. Л. Миля.
М. Л. Миль принимал активное участие в проведении летных испытаний и исследовании автожира, в частности в изучении и устранении «земного резонанса» аппарата.
Летные испытания автожира проводил летчик-испытатель С. А. Корзинщиков. Кроме него в отдельных испытаниях участвовали летчики-испытатели ЦАГИ К. К. Попов и М, Ю. Алексеев.
Автожир ЦАГИ А-7
В середине 1931 г. было начато проектирование нового автожира ЦАГИ А-7. Его назначение - ближний разведчик и артиллерийский корректировщик.
Это был двухместный автожир крылатого типа с трехлопастным ротором и двигателем М-22 мощностью 480 л. с.
Фюзеляж автожира состоял из центральной части, имевшей три отсека (баковый отсек, кабина летчика и кабина наблюдателя) и хвостовой балки.
Крыло автожира состояло из центроплана с V-образными подкосами и консольных частей с элеронами. Консоли были приспособлены для складывания.
К специальным узлам верхней панели центральной части фюзеляжа крепился трехстоечный кабан ротора с дополнительными стальными ленточными расчалками в поперечной плоскости.
Три лопасти ротора были подвешены к втулке с помощью горизонтальных и вертикальных шарниров. Лопасти ротора имели лонжерон из термически обработанных и телескопически соединенных хромомолибденовых труб.
Деревянные нервюры с помощью дуралюминовых розеток были насажены на лонжерон.
Ротор автожира ЦАГИ А-7 перед взлетом раскручивался от двигателя с помощью системы механического запуска.
Полное передаточное число системы запуска - 5,78: 1, т. е. при ИЗО об/мин вала двигателя втулка ротора делала 195 об/мин. Механизм включения был соединен с тормозом ротора так, что при вращении ручки по часовой стрелке происходило включение механического запуска, а при вращении против часовой стрелки производилось торможение ротора. Гидравлическая система воздействовала также на тормоза колес, что происходило одновременно при включении системы запуска ротора.
Шасси автожира ЦАГИ А-7 состояло из основных опор и передней опоры.
Оборудование автожира ЦАГИ А-7 (электрооборудование, радиооборудование, фотоустановка, аэронавигационное и вспомогательное) находилось в соответствии с его назначением и было аналогично оборудованию самолета того же назначения.
Впервые в мировой практике автожиростроения автожир ЦАГИ А-7 имел защитное вооружение. Оно состояло из передней пулеметной установки для стрельбы через тянущий винт и спаренного пулемета, установленного на турели в кабине наблюдателя.
Конструкция автожира позволяла складывать лопасти ротора и консоли крыльев, тем самым сильно уменьшая габаритные размеры аппарата, что было весьма ценно для его хранения и транспортировки.
В апреле 1934 г. постройка автожира ЦАГИ А-7 была окончена. 3 мая 1934 г. автожир был перевезен на аэродром, и начались его летные испытания.
Летные испытания и доводка автожира продолжались до 9 декабря 1935 г. Столь длительный срок летных испытаний был связан с доводкой автожира, с выявлением причин встретившихся ненормальных явлений (тряска ротора, вибрация хвостового оперения и дрожание ручки пилота, перегрев двигателя) и их устранением.
В процессе летных испытаний автожира были сняты его летные характеристики, оказавшиеся весьма высокими по сравнению с данными ранее выпущенных автожиров ЦАГИ и зарубежных автожиров того времени (см. приложение 1).
За время испытаний автожира были сняты балансировочные кривые, проверен полет в полном диапазоне допустимых центровок, произведена качественная оценка устойчивости при полете на разных режимах.
Испытания в основном проводились в колесном (летнем) варианте, но были также выполнены полеты и в зимнем варианте (на лыжах).
18 августа 1935 г. автожир ЦАГИ А-7 участвовал в авиационном параде в День авиации (летчик К. К. Попов).
В мае 1937 г. новый автожир был построен и передан для летных испытаний.
Наиболее важным изменениям в конструкции автожира А-7 бис были подвергнуты кабан ротора и горизонтальное оперение; были изменены и облагорожены аэродинамические формы некоторых агрегатов и их сочленений. Кабан ротора был сделан по двуногой схеме с двумя боковыми лентами-расчалками. Под стабилизатором были установлены две шайбы для увеличения устойчивости пути.
В 1936 г. автожир ЦАГИ А-7 был передан на государственные испытания, которые он прошел весьма успешно, получив положительную оценку.
Летные испытания дублера автожира А-7 бис продолжались мая 1937 г. по июль 1938 г. Результаты испытаний были примерно те же, что и результаты испытаний автожира А-7.
С 28 августа по 17 сентября 1937 г. были проведены исследования в полете махового движения лопастей ротора автожира ЦАГИ А-7 с целью выяснить действительное положение лопастей ротора в полете, выявить влияние на маховое движение некоторых параметров и накопить фактический материал для уточнения методов теоретического расчета махового движения.
В начале 1938 г. для снятия с дрейфующей льдины группы И. Д. Папанина было решено наряду с другими мерами использовать автожир, базирующийся на ледоколе.
С этой целью из Кронштадта вышел ледокол «Ермак», имея на борту автожир ЦАГИ А-7, доставленный из Москвы по железной дороге. «Ермак» дошел до Гренландии, но в это время группа И. Д. Папанина была снята с льдины с помощью других средств.
В результате эксплуатационных испытаний автожира (1938 г.) было принято решение о постройке небольшой войсковой серии в количестве пяти экземпляров.
В первой половине 1940 г. пять автожиров войсковой серии были построены и летчик-испытатель Д. А. Кошиц приступил к их испытаниям.
Для изучения возможности использования автожира в различных областях народного хозяйства весной 1941 г. Наркомлесом и Аэрофлотом была организована экспедиция в Среднюю Азию. Экспедиция работала в предгорьях Тянь-Шаня в течение месяца и доказала возможность применения автожиров в лесном хозяйстве.
В начале Великой Отечественной войны пять автожиров ЦАГИ А-7 перелетели на один из прифронтовых аэродромов под Смоленском, где были использованы в ночное время для ближней разведки и сбрасывания листовок.
Эскизный проект автожира ЦАГИ А-7 был разработан Н. И. Камовым. Он же руководил проектированием.
Из основного инженерного персонала, работавшего по этому автожиру, следует назвать Н. С. Терехова, В. А. Солодовникова, А. Е. Лебедева, В. И. Баршева, В. С. Морозова и Н. Н. Андрееву. Ведущими летчиками-испытателями были С. А. Корзинщиков и Д. А. Кошиц.
Активное участие на всех этапах проектирования, летных испытаний и доводки автожира ЦАГИ А-7 принимал начальник бригады М. Л. Миль.
Большая работа по аэродинамическому расчету и обработке материалов летных испытаний была проделана инженером М. Я. Гусевой. Общее руководство проектированием, разработка норм прочности и расчет на прочность принадлежали заместителю начальника ООК А. М. Черемухину.
Автожир ЦАГИ А-8
При запуске в производство автожира ЦАГИ А-6 было принято решение строить аппарат в трех экземплярах, имея в виду значительную программу экспериментальных работ, которую намечалось провести на автожире в процессе летных испытаний.
Постройка этих трех аппаратов осуществлялась с некоторым сдвигом во времени, что давало возможность внести в каждый последующий экземпляр ряд конструктивных изменений, основываясь на опыте испытания и доводки первого экземпляра.
По сравнению с первым автожиром А-6 во втором и третьем были внесены следующие конструктивные изменения:
- крыло было сделано со значительным поперечным V и без отгибов на концах;
- шасси имело амортизационную стойку и колеса нормального самолетного типа;
- кабан ротора был выполнен по двухстержневой схеме с ленточными расчалками в поперечной плоскости;
- на стабилизаторе были поставлены дополнительные кили.
Кроме того, с целью проведения предварительных испытаний для перехода в дальнейшем к строительству бескрылых автожиров с непосредственным управлением втулкой ротора на этих двух экземплярах автожира ЦАГИ А-6 была поставлена новая втулка, благодаря которой можно было изменять наклон оси ротора из кабины летчика.
Так как внешний облик автожира после внесения указанных конструктивных изменений сильно изменился, то эти два экземпляра получили самостоятельный шифр - ЦАГИ А-8.
Новое шасси имело масляно-пневматическую амортизацинную стойку, примененную впервые в СССР. Удаление задних подкосов кабана ротора облегчило посадку в кабину и улучшило его аэродинамику.
Как уже указывалось, автожир ЦАГИ А-8 имел комбинированное управление, состоящее из управления обычного самолетного типа (с помощью элеронов и рулей высоты и направления) и управления наклоном втулки ротора, причем это дополнительное управление осуществлялось от ручки летчика в поперечной плоскости и от специального штурвала в продольной плоскости.
Проектные работы по конструктивным переделкам автожира велись на протяжении 1933 г.
Первый экземпляр автожира ЦАГИ А-8 был передан на летные испытания 28 июня 1934 г. В процессе летных испытаний были сняты летные характеристики аппарата и изучена эффективность управления автожиром при помощи наклона втулки ротора.
Была установлена полная возможность управлять автожиром в полете путем наклона втулки ротора, причем это управление на малых скоростях было эффективнее обычного управления самолетного типа.
Диапазон отклонения втулки ротора на автожире был вполне достаточен для нормального управления аппаратом на всех режимах полета.
Первый полет автожира ЦАГИ А-8 (1-й экземпляр) состоялся 29 июня 1934 г., а 18 августа 1934 г. автожир принял участие в авиационном празднике в Тушино.
В дальнейшем автожир был использован для тренировочных целей и для выполнения отдельных заданий исследовательского характера.
Постройка второго экземпляра автожира ЦАГИ А-8 была закончена в начале 1935 г. Первый его полет состоялся 19 февраля 1935 г.
Испытания автожира с закрепленными элеронами при пользовании только управлением с помощью наклона втулки ротора в поперечном направлении показали, что полет автожира при этом вполне возможен на всех режимах.
Летные испытания были закончены 20 августа 1935 г. 18 августа 1935 г. автожир принял участие в авиационном празднике и совершил посадку на аэродроме в Тушино.
В результате летных испытаний было признано возможным снять крыло автожира и перейти к испытаниям аппарата в бескрылом варианте с непосредственным управлением наклоном втулки ротора в поперечной плоскости.
Второй экземпляр автожира ЦАГИ А-8 был использован для переделки его в бескрылый вариант с непосредственным управлением втулкой ротора.
Все конструкторские работы по автожиру ЦАГИ А-8 выполнялись под руководством В. А. Кузнецова. Он же наблюдал за летными испытаниями и доводкой автожира.
Основные летные испытания обоих экземпляров автожира ЦАГИ А-8 проводил летчик-испытатель ЦАГИ С. А. Корзинщиков. Все аэродинамические изыскания и расчеты, связанные с летными испытаниями, доводкой и специальными исследованиями автожира, выполнялись бригадой аэродинамики ООК ЦАГИ под руководством М. Л. Миля.
Автожир ЦАГИ А-10
В результате достаточно удовлетворительных летных данных, полученных на автожире ЦАГИ А-4, благодаря успешной доводке автожира и выявленной надежности его в эксплуатации в 1933 г. в ООК ЦАГИ была предпринята эскизная разработка шестиместного пассажирского автожира с двигателем М-22 мощностью 480 л. с. Это был автожир крылатого типа с трехлопастным ротором, раскручиваемым перед взлетом от механического запуска, получивший марку ЦАГИ А-10.
К моменту окончания эскизного проекта этого автожира стало ясно, что создавать новый аппарат по выбранной схеме нецелесообразно и следует переходить на автожиры бескрылого типа с непосредственным управлением втулкой ротора. Это обстоятельство заставило прекратить работы по автожиру ЦАГИ А-10.
Эскизное проектирование автожира ЦАГИ А-10 выполнялось под руководством Н. К. Скржинского.
Автожиры ЦАГИ А-6 и ЦАГИ А-8 имели существенные для аппаратов этого типа недостатки: большую длину разбега, низкий потолок, малую скороподъемность. Эти недостатки были результатом завышенной величины удельной нагрузки на единицу мощности - перетяжеление аппарата. Перед конструкторами была поставлена задача создать новый автожир с тем же двигателем, но облегченной конструкции и более совершенный аэродинамически.
В начале 1935 г. было начато проектирование такого автожира, получившего марку ЦАГИ А-13. В начале 1936 г. он был построен и передан на летные испытания.
В конструктивном отношении он не намного отличался от прежних автожиров, но все элементы конструкции были более тщательно рассчитаны и максимально облегчены.
Наклон втулки ротора в продольном направлении можно было менять от штурвального управления, что позволяло менять центровку автожира в довольно широких пределах.
Первый полет на автожире ЦАГИ А-13 был совершен 13 марта 1936 г. (летчик-испытатель С. А. Корзинщиков). После второго полета была обнаружена вибрация горизонтального оперения, наблюдавшаяся на всех режимах моторного полета, усиливавшаяся на малых скоростях и сохранявшаяся при планировании.
Все дальнейшие мероприятия и летные испытания проводились для выяснения причин вибрации и их устранения.
В связи с этим на аппарате был осуществлен целый ряд конструктивных доделок, были совершены полеты со снятием тензограмм и с фотографированием ленточек, наклеенных на крыле и на оперении. Но вибрации не исчезли.
В результате всех исследований был сделан вывод, что основная причина вибрации оперения в недостаточной жесткости фюзеляжа автожира.
При проектировании нового автожира имелось в виду облегчить его конструкцию по сравнению с автожиром ЦАГИ А-8 на 75 кг. Фактически облегчение составило лишь 39 кг. Так как попытка устранить вибрацию оперения повлекла за собой некоторое увеличение массы отдельных агрегатов, то общее облегчение аппарата еще уменьшилось.
Увеличение жесткости фюзеляжа требовало больших конструктивных переделок и связано было с дополнительным утяжелением автожира. Это делало аппарат еще более бесперспективным.
Исходя из этих соображений дальнейшие работы с автожиром ЦАГИ А-13 были прекращены.
Проектирование автожира ЦАГИ А-13 велось под руководством В. А. Кузнецова.
Испытания проводили летчики-испытатели С. А. Корзинщиков и А. П. Чернавский.
И думал, что больше нет ничего такого примечательного в этом направлении, но ошибался. Смотрите какой интересный образец авиационной техники.
Автожир «КАСКР» был первым отечественным винтокрылым аппаратом, поднявшимся в воздух. С него началось советское автожиростроение, ставшее технической школой для последующего развития вертолетов.
Следующим летательным аппаратом Н.И. Камова стал автожир, получивший шифр А-7. Его разработка была начата в 1931 году в секции особых конструкций ЦАГИ. В этой уникальной машине были воплощены как идеи использования автожира, так и новые конструктивные решения. А-7 разрабатывался в первую очередь для использования в военных целях, по техническому заданию ВВС РККА в качестве корректировщика артиллерийского огня, связной машины и ближнего разведчика. Предусматривалось также его использование с кораблей ВМФ.
Давайте почитаем подробнее как развивалось данное направление …
М.Л. Миль, В.А. Кузнецов (четвертый слева) и Н.И. Камов среди военных перед отправкой А-7 на фронт
Для начала давайте разберемся, что такое автожир. Необычное какое то слово, да?
На самом деле ничего странного в этом слове нет. Просто оно имеет нерусское происхождение и образовано от греческих слов αύτός - сам и γύρος - круг. Название автожир чаще применяется в России. На западе более распространены названия гироплан, гирокоптер иротаплан
Но, вообщем-то, все эти названия достаточно близки и характеризуют принцип полета или точнее будет сказать принцип, с помощью которого этот интересный аппарат успешно держится в воздухе. Это принцип авторотации.
Вы о нем наверное знаете применительно к вертолету. Но для вертолета авторотация – режим аварийный. Вертолет может только снижаться на этом режиме с целью совершить по возможности безопасную посадку. А для автожира - это основной (и единственно возможный) режим полета.
Способный летать самостоятельно автожир
кроме свободного несущего винта имеет двигатель с толкающим или тянущим винтом, который обеспечивает аппарату горизонтальную тягу. При движении вперед как раз и создается встречный воздушный поток, обтекающий несущий винт определенным образом и заставляющий его авторотировать, то есть вращаться, создавая при этом подъемную силу. И именно поэтому зависать на месте (за исключением особых условий большого встречного ветра) или же подниматься строго вертикально подобно вертолету автожир, увы, не может.
Обтекание воздушным потоком несущего винта автожира.
Считается, таким образом, что автожир занимает промежуточное положение между самолетом и вертолетом. Для того, чтобы держаться в воздухе ему нужно движение вперед, но саму подъемную силу создает несущий винт, подобный вертолетному (только без двигателя).
Картина обтекания несущего винта у этих аппаратов отличается. Если у вертолета встречный воздушный поток поступает сверху, то у автожира снизу. Плоскость вращения винта при горизонтальном полете у автожира наклонена назад (у вертолета вперед). Картина обтекания лопастей при этом следующая….
Возникновение вращающей силы на лопасти винта.
Как уже было неоднократно (:-)) сказано при обтекании лопасти (или для простоты ее единичного профиля) образуется аэродинамическая сила, которую можно разложить на силу подъемную (нужную нам) и силу сопротивления (которая, конечно, мешает). Углы атаки (установки лопастей) для существования устойчивой авторотации должны быть в примерном диапазоне 0° - 6° градусов.
В этом диапазоне полная аэродинамическая сила немного наклонена к плоскости вращения лопасти, и ее проекция на эту плоскость как раз и дает нам силу F, которая действует на лопасть, заставляя ее двигаться (вращаться). То есть винт сохраняет устойчивое вращение, создавая при этом подъемную силу, удерживающую аппарат в воздухе.
Из рисунка видно, что чем меньше сопротивление Х, тем больше сила F, вращающая лопасть. То есть поверхность лопасти для хорошего результата должна быть достаточно чистой, или говоря аэродинамическим языком ламинарной
Первый советский автожир КАСКР-1.
А-7 - крылатый автожир с механической раскруткой несущего винта перед взлетом. Фюзеляж представлял собой ферменную конструкцию и имел две отдельные кабины, для летчика и наблюдателя. С целью улучшения обзора и углов обстрела задней нижней полусферы хвостовая часть фюзеляжа была сильно заужена, практически превращена в хвостовую балку, типичную для современных конструкций винтокрылых летательных аппаратов.
Низкорасположенное крыло складывалось вверх по разъему с центропланом, что в сочетании со складывающимися лопастями создавало удобство для перевозки и размещения в ангарах и на кораблях. Для улучшения управляемости на малых скоростях полета применили щелевые элероны и обратную щель на горизонтальном оперении. Трехопорное шасси с носовым колесом и дополнительной хвостовой опорой обеспечивало устойчивость разбега и горизонтальное положение несущего винта в момент его раскрутки и торможении, что уменьшало колебания лопастей относительно вертикальных шарниров. Шасси с носовой стойкой способствовало уменьшению разбега из-за меньшего сопротивления винта. Все опоры имели гидравлические амортизационные стойки. Была предусмотрена установка летательного аппарата на лыжи. Трехлопастный несущий винт автожира имел втулку с горизонтальными и вертикальными шарнирами.
Удачная компоновка автожира в части обеспечения приемлемой частотной характеристики и установка шасси с носовым колесом позволили в конструкции втулки обойтись без демпферов вертикальных шарниров, используя лишь небольшое подпружинивание лопастей в горизонтальной плоскости. В целом, втулка отличалась простотой, и в отчетах по испытаниям не было замечаний по ее работе. Лопасти автожира отличались тщательностью изготовления и балансировки. Механическая раскрутка несущего винта производилась с помощью трансмиссии, состоящей из двух валов - горизонтального и наклонного - и промежуточного редуктора.
При разработке автожира особое внимание уделялось аэродинамической форме планера. Применение обтекателей на стойках крепления кабана и самом кабане, капота для двигателя, обтекателей шасси предвосхитило достижение совершенных аэродинамических форм на современных вертолетах. Все это способствовало уменьшению общего сопротивления автожира, имеющего массу 2230 кг на А-7 был смонтирован мотор воздушного охлаждения М-22 мощностью 480 л.с. с тянущим винтом фиксированного шага.
Военный по назначению автожир имел необходимое вооружение, которое состояло из синхронного пулемета ПВ-1 и пулемета системы Дегтярева с 12 магазинами на задней турельной установке. Предусматривалась на этой турели установка также спарки пулеметов. Четыре точки подвески бомбового вооружения на А-7 были оборудованы механической и электрической системами сбрасывания. Впоследствии на автожире применялось и реактивное оружие. На А-7 устанавливались приемно-передающая станция 13СК-3, замененная в дальнейшем на РСИ-3. Для аэрофотосъемки монтировался фотоаппарат ПОТТЭ 1Б.
Построили три модификации автожира: А-7 - опытная машина; А-7бис опытная машина после доработок, отличающаяся от предшественницы увеличенным кабаном, улучшенной аэродинамикой и измененным оперением; А-7-3а - серийная машина, отличающаяся от А-7бис сниженной массой. Максимальная скорость ее составляла 219 км/ч, а длина разбега на взлете - 28 м.
Летные испытания винтокрыла А-7 начались летом 1934 года, а весной 1937 года они были продолжены уже на А-7бис. Проведенные испытания и последующая доводка автожира стали фундаментальной основой для последующего развития винтокрылых машин.
Зимой 1939 года началась война с Финляндией. Два автожира А-7 и А-7бис направлены на фронт для обеспечения корректировки стрельбы советской артиллерии. Пилотировали эти машины летчики-испытатели А. Ивановский и Д. Кошиц.
Во время подготовки материальной части и при пробных полетах на автожирах случались неполадки. На одном винтокрыле при вынужденной посадке повредили переднюю лыжу, на другой - в бортовой радиостанции пробило конденсатор. Инженер И. Карпун и механик А.Каганский устранили неисправности и подготовили машины к выполнению боевого задания. До завершения войны, когда прорвали линию Маннергейма и штурмом взяли Выборг, автожиры выполнили несколько разведывательных вылетов.
В начале 1939 года на заводе №156 заложили серию из пяти А-7бис. Четыре машины быстро облетали и предъявили заказчику. Но из-за отсутствия наземной радиостанции невозможно было оценить качество радиосвязи. Тогда заказчик проверил радиосвязь одновременно на всех автожирах, из которых один летал над аэродромом, другой уходил за его пределы, а два стояли на земле. Связь между всеми машинами была отличная, и они прошли приемку.
Пятый автожир значительно задержался в доработке, так как несколько раз при включении двигателя выходил из строя механизм раскрутки несущего винта. Причину нашли с трудом. Ею оказалось смещение на 0,2 мм направляющего стержня одной из 18 отжимных пружин. Автожир взлетел и был принят заказчиком.
С первого дня войны на заводе срочно начали готовить отряд из пяти А-7бис. Вскоре с Ухтомского аэродрома они поднялись и строем улетели на фронт. Далее они были направлены в Первую корректировочную эскадрилью ВВС. Эти машины участвовали в Великой Отечественной войне, выполняя возложенные задачи на Западном фронте под Смоленском.
В первом боевом вылете на фронте автожиры не были обстреляны немцами, так как те еще не знали, что это за машина (об этом рассказал взятый в плен немец). В следующий раз один из автожиров попал под обстрел, но противник бил с большим упреждением, неправильно оценивая скорость, а когда скорректировал огонь, автожир уже скрылся в облаках.
В ночных вылетах автожиры без звука планировали над гитлеровскими позициями, разбрасывая листовки. Сложность использования винтокрылых аппаратов на фронте состояла в их маскировке. Маскировать несущий винт было весьма проблематично. Положительным качеством же А-7бис была высокая живучесть. Один из автожиров попал под очередь крупнокалиберного пулемета. Машина была пробита во множестве мест. Пострадали фюзеляж, оперение, лопасти несущего винта. Наблюдатель был ранен в ноги, а летчик получил ранение в руку, но автожир сохранил управление и благополучно прилетел в расположение части.
В годы войны на автожирах А-7 велась корректировка огня артиллерии, а также был осуществлен ряд ночных вылетов за линию фронта в места дислокации отрядов партизан.
Имея временный перевес в технике, враг продвигался вглубь страны. На одном из участков наши воинские части попали в окружение - и план-приказ о выходе из окружения был доставлен им на автожире. Руководство завода автожира получило приказ срочно эвакуироваться из подмосковной Ухтомской на Урал, в поселок Билимбай. Там в здании церкви разместился сборочный цех и другие мастерские, а механический цех был оборудован в церковной пристройке. Там быстро приступили к ремонту А-7бис, вернувшихся после сражения под городом Ельней.
Машины вскоре были отремонтированы, и военные пилоты начали летные тренировки, соорудив посадочную площадку на льду пруда. Но однажды утром летчики обнаружили, что поверхность площадки вся покрыта прорубями. Выяснилось, что сотрудники ОКБ В.Ф. Болховитинова ночью рыбачили и испортили площадку.
Полеты продолжили с полянки, которую расчистили на сопке. Интересно, что заводской летчик хотел произвести посадку на новую площадку на своем По-2, но, изучив ее и подходы к ней, передумал, так как площадка даже для такого самолета оказалась слишком мала. Он был удивлен, что автожиры садятся на нее.
По окончанию тренировочных полетов, отряд в составе трех машин отправился в Москву. Винтокрылы загрузили на две платформы, а экипажи расположились в двух теплушках. Свыше двух недель машины добирались до станции назначения в город Люберцы. Когда эшелон доехал, то летно-технический состав не узнал свою территорию, так она была захламлена. Часть ее вскопали под огороды, другую заняли авторемонтные мастерские. Однако тренировочные полеты были продолжены.
Позднее два автожира отправили в Оренбург, в школу для подготовки летчиков-корректировщиков. Однако наладить эксплуатацию автожиров в школе не получилось из-за отсутствия пилотов-инструкторов, освоивших эти машины.
В довоенные годы решались также вопросы использования автожиров в народном хозяйстве. Зимой 1938 года винтокрыл А-7 на ледоколе «Ермак» участвовал в спасении группы И.Д. Папанина с дрейфующей арктической льдины. А весной 1941 года была отправлена экспедиция в предгорья Тянь-Шаня, там летчик-инженер В.А. Карпов на автожире успешно произвел опыление массивов плодовых деревьев.
В развитии винтокрылых летательных аппаратов автожиры А-7 сыграли важную роль. В частности, на них впервые, и именно в Советском Союзе, была доказана возможность и целесообразность использования автожиров в военных целях для осуществления разведки, связи, корректировки артиллерийского огня и т.п. Также полностью оправдало себя их применение в сельском хозяйстве. Накопленный опыт практической эксплуатации А-7 включал в себя обучение летного состава, техническое обслуживание, эксплуатацию в боевом подразделении и проведение ремонтно-восстановительных работ.
Автожир А-7 так и остался самым крупным и скоростным из всех серийных автожиров в мире. В 1940 году камовцы начали проектирование автожира АК. Он разрабатывался по тактико-техническим требованиям ВВС РККА как мобильный артиллерийский наблюдательный пункт для установления координат местоположения невидимых с поверхности земли целей и корректировки артиллерийского огня различными методами. Предусматривалась транспортировка автожира на прицепе грузовика вслед за боевыми колонами. Перевод из транспортного положения в боевое не должен был превышать 15 мин.
Летательный аппарат прорабатывался в двух вариантах: автожира-геликоптера и автожира с прыжковым взлетом. Первый вариант представлял собой одновинтовой вертолет с компенсацией реактивного момента несущего винта с помощью рулевых поверхностей, использующих энергию струи воздуха, отбрасываемой толкающим винтом и частично несущим. Конструктивно это предполагалось выполнить в виде вертикального хвостового оперения, имеющего три руля поворота с закрылками и предкрылками. Совершать вертикальный взлет, висение и разгон этот аппарат должен был по вертолетному, и переходить в горизонтальном полете на автожирный режим - путем уменьшения общего шага несущего винта и отключения его от моторного привода.
В ЦАГИ провели исследования различных схем хвостового оперения, включавших закрылки и предкрылки. При этом эффективность оценивалась при разных углах скольжения и в присутствии струи от несущего винта. В конце исследований, в июне 1940 года на режиме висения была получена боковая сила на вертикальном оперении, равная 0,7 от значения тяги несущего винта. Такая боковая сила на оперении позволяла создавать относительно центра тяжести аппарата управляющий момент, на 30% превышающий реактивный крутящий момент несущего винта. В варианте автожира-геликоптера распределение мощности двигателя между несущим и толкающим винтами обеспечивало статический потолок 2000 м.
Однако краткие сроки правительственного задания и отсутствие уверенности в том, что данный 30-процентный запас управляющего момента окажется достаточным для путевой управляемости, заставили отказаться от этого очень интересного варианта винтокрылого аппарата и выбрать более простой второй вариант автожира, взлетающего без разбега. Прыжковый взлет такого автожира выполнялся за счет использования кинетической энергии несущего винта путем увеличения общего шага винта, раскрученного до больших оборотов.
Аппарат АК представлял собой бескрылый двухместный автожир с двигателем АВ-6, имеющим взлетную мощность 240 л.с. Кабина экипажа с сиденьями летчика и наблюдателя, расположенными рядом, находилась в носовой части фюзеляжа, а двигатель с толкающим винтом - позади нее. Такая компоновка обеспечивала компактность конструкции, хороший обзор, удобства экипажу и лучшую центровку. Шасси - трехопорное, с носовым колесом, отлично зарекомендовавшее себя на автожирах А-7. Амортизационные стойки опор и тормоза - гидравлические. Развитое хвостовое оперение крепилось на легких подкосах из труб к стойкам шасси и кабану.
На автожире устанавливался трехлопастный толкающий винт изменяемого шага с металлическими лопастями. Наличие регулятора оборотов позволяло выполнять раскрутку несущего винта при высоких оборотах двигателя и малой тяге пропеллера. Малая тяга позволяла надежно удерживать машину на тормозах. Двигатель имел принудительное охлаждение от вентилятора.
Система механической раскрутки несущего винта включала в себя одноступенчатый редуктор на моторе из двух цилиндрических шестерен с упругой муфтой на выходе, короткий горизонтальный валик, центральный редуктор с двумя коническими шестернями и гидрофрикционной муфтой включения, вертикальный валик с двумя шарнирами Гука и верхний редуктор с двумя цилиндрическими шестернями. Общее передаточное число было 6,33:1. В большой шестерне верхнего редуктора располагался демпфер крутильных колебаний трансмиссии.
В пояснительной записке к эскизному проекту новый автожир давался в сравнении с наиболее выдающимся в тот период немецким двухместным самолетом короткого взлета Физелер Fi-156 «Шторх». Этот самолет использовался для аналогичных целей и имел также, как и АК, мотор мощностью 240 л.с. В таблице приведены некоторые сравнительные данные. Как видно из этих данных, автожир АК превосходил лучший мировой самолет, аналогичный по назначению, количеству экипажа и взлетной массе. В конструировании автожира АК принимали участие Н.Г. Русанович, М.Л. Миль Е.И. Ошибкин, А.М. Зейгман, А.В. Новиков и многие другие. К сожалению, постройка автожира из-за трудностей военного времени не была завершена.
Именно с этих неказистых и грубоватых внешне аппаратов начиналось наше вертолетостроение. Очевидно, что без полетов А-7 не было бы и таких известных боевых машин как Ми-24, Ка-28 и Ка-52.
источники
Кондратьев В. Предисловие к боевым винтокрылам. Автожир А-7 // Моделист-конструктор. 1987. №3. С.20-24.
Край И. Автожиры в немирном небе // Популярная механика. 2012. №8. С. 86-89.
Колов С. Первый в мире боевой автожир // Самолёты мира. 1996. №4. С. 8-11.
Морозов В. Опыт применения автожира А-7 // Крылья Родины. 2002. №10. С. 12-13. http://infoglaz.ru/?p=65351
Текущая страница: 11 (всего у книги 25 страниц)
10. Не форсировать без нужды работу мотора, так как это сильно сокращает срок его службы.
В добавление к этим десяти правилам нужно запомнить еще и одиннадцатое – самое главное:
Не предпринимайте полета на автожире, не изучив по этой книге все сведения, необходимые для летчика. Обучение полетам на автожире должно производиться только с инструктором.
Практика выпуска летчиков показывает, что хотя автожир весьма прост в управлении и тренировка летчиков на автожире занимает очень мало времени, все же каждый выпускаемый летчик должен хорошо разбираться в явлениях, имеющих место при полете автожира, знать его конструкцию и иметь ряд практических навыков, полученных от инструктора. Без этого нормальная эксплуатация автожира невозможна. Новая техника требует новых знаний и поэтому несерьезный, легкомысленный подход к летной эксплуатации автожира не должен иметь места.
Автожир ЦАГИ А-6
В начале 1932 г. в Отдел опытных конструкций ЦАГИ поступило задание ВВС на двухместный автожир с двигателем М-11, который мог использоваться для обучения и как средство связи. В период проектирования для обозначения аппарата использовалось обозначение С-1 (связной – первый), дополнительным его назначением назывались туризм и местное пассажирское сообщение. Эскизный проект этого автожира, в дальнейшем называемого ЦАГИ А-6, разрабатывался под руководством В. А. Кузнецова, аэродинамические расчеты выполнила бригада М. Л. Миля.
А-6 построили на заводе опытных конструкций ЦАГИ к середине 1933 г. Автожир имел сварной ферменный фюзеляж и цельнодеревянное, низкорасположенное крыло с отогнутыми законцовками. Подобную конструкцию фюзеляжа и крыла ранее отработали на аппаратах ЦАГИ 2–ЭА и А-4.
В шасси А-6 использовались баллонные колеса низкого давления, амортизация отсутствовала. Для сокращения разбега при взлете использовалась система механического запуска с приводом от двигателя М-11. Управление автожиром осуществлялось при помощи рулей хвостового оперения и элеронов. Для повышения чувствительности на малых скоростях полета специальным штурвалом менялось передаточное число в системе управления.
При создании А-6 учитывались удобства его эксплуатации и возможность практического использования. На нем впервые применили трехлопастный ротор со свободнонесущими лопастями. Для возможности транспортировки и более компактного хранения в ангаре лопасти ротора и отъемные части крыла складывались. Лопасти в сложенном виде закреплялись при помощи специальной рамы на фюзеляже, крыло фиксировалось своими законцовками над кабаном ротора.
Испытания А-6 начались 21 июля 1933 г. Летали Корзинщиков и Попов, которые вместе с другими пилотами в течение полугода произвели порядка 90 полетов. При проведении контрольных полетов в воздух вместе с летчиком Корзинщиковым поднимались инженеры Черемухин и Миль.
18 августа 1933 г. А-6 вместе с одним из А-4 участвовал в ежегодном воздушном празднике, посвященном дню авиации. Газета «Правда» на следующий день так описала появление автожиров, причем корреспондентам это новое название не было известно и они определили их как вертолеты: «…Два аэроплана странной конструкции с крыльями, высоко поднятыми над туловищем, поднялись вверх, соперничая с истребителями в стремлении набрать высоту. Их полет нарочито медленен. Крылья самолетов вращаются подобно крыльям ветряных мельниц. Вращение их образовывало над самолетом, плавающим в лучах солнца, сияющий круг.
Демонстрация автожира ЦАГИ А-6 со сложенными крыльями и лопастями ротора на Центральном аэродроме 8 июня 1933 г.
Это были вертолеты – стальные орлята, взращенные советскими конструкторами. Летчики Корзинщиков и Попов управляли невиданными воздушными машинами…».
3 сентября 1933 г. Корзинщиков после прохождения цикла тренировок выпустил в самостоятельный полет летчика ОЭЛИД ЦАГИ М. В. Селивачева. Два полета Селивачев произвел благополучно. В третьем самостоятельном полете автожир развернуло вправо и накренило, после чего он задел ротором землю и упал на бок. По мнению Корзинщикова вины пилота не было – машина имела тенденцию к развороту вправо и, при изменении направления ветра сложились неблагоприятные обстоятельства, которые привели к аварии. После проведения ремонта полеты продолжились – в декабре 1933 г. на автожире вылетел самостоятельно летчик Благин.
Схема автожира А-6
В ходе испытаний А-6 впервые пришлось столкнуться с явлением «земного резонанса» – самовозбуждающихся колебаний лопастей ротора в плоскости его вращения. Причина возникновения таких автоколебаний была изучена, ее устранили путем изменения характеристик упругости в шарнирной заделке лопастей несущего ротора.
Заводские испытания А-6 закончились в начале декабря 1933 г., после чего 22 декабря машину передали военным испытателям для продолжения тестирования. Согласно данных А. М. Изаксона, 5 (или 6) января 1934 г. при испытании А-6 в НИИ ВВС при резком выходе из пикирования сложились лопасти ротора и произошла катастрофа. Более подробных данных о судьбе опытного автожира А-6 на момент подготовки материала обнаружить не удалось.
Основные технические и летные характеристики автожира ЦАГИ А-6
Автожир ЦАГИ А-7
Автожир А-7 относится к первому поколению советских автожиров, выполненных по «крылатой» схеме. Несмотря на данное обстоятельство, относящее его не к самым совершенным аппаратам, просуществовал А-7 достаточно долго.
История этого автожира началась в 1931 г. с переходом конструкторской группы Камова и Скржинского в ЦАГИ и продолжалась более десяти лет. Описывая все советские автожиры в соответствии с принятой последовательной нумерацией, автор позволил себе в данном месте лишь упомянуть автожир А-7. В связи с его более значимой историей и значительным объемом информации, описание А-7 вынесено отдельной главой во вторую часть публикации.
Автожир ЦАГИ А-8
Предполагая дальнейшее практическое использование и значительный объем экспериментальных полетов, на этапе изготовления автожира А-6 приняли решение построить его в трех опытных экземплярах. Так как количество конструктивных изменений по ходу постройки на двух последующих образцах стало заметным, они получили самостоятельное обозначение ЦАГИ А-8. Первый экземпляр А-6 вышел на испытания летом 1933 г., а второй, который хотели закончить осенью 1933 г., значился уже как А-8.
Автожир А-8 на Центральном аэродроме г. Москвы. 2 июля 1934 г. На фюзеляже автожира изображен знак «XV лет ЦАГИ». Рисунок на фюзеляже А-8 полностью повторял металлический памятный значок, которым в честь 15-летия института награждались лучшие специалисты ЦАГИ
По ряду причин строительство первого А-8 затормозилось на несколько месяцев, и его закончили в июле 1934 г. Отличием от А-6 стало низкорасположенное крыло с заметным поперечным V, но без отгибания законцовок. Шасси пирамидальной схемы, с масляно – пневматической амортизацией, со стандартными колесами размером 700×125 мм. На стабилизаторе для повышения путевой устойчивости установили дополнительные эллипсовидные шайбы. Кабан ротора видоизменился – задние подкосы для улучшения обзора и удобства посадки в кабину сняли. Основная стойка кабана поддерживалась передним подкосом и боковыми расчалками.
Важным конструктивным отличием обоих экземпляров А-8 стало использование специальной втулки, позволяющей изменять угол наклона ротора. Поперечное управление осуществлялось от ручки управления, продольное управление – от специального штурвала, расположенного в кабине. Таким образом, на первом А-8 применили комбинированное управление – «по – самолетному» (т. е. с использованием рулей и элеронов) и при помощи непосредственного управления ротором.
Первый экземпляр А-8 летчик Корзинщиков поднял в воздух 29 июня 1934 г. с территории Центрального аэродрома в Москве. Спустя три недели, 21 июля, после проведения доработок облет машины произвел летчик Попов – он и продолжил испытания. Последующие полеты позволили в короткий срок выявить возможность управления автожиром при помощи наклона ротора на всех режимах полета. При этом «роторное» управление показало на малых скоростях полета более высокую эффективность, чем ранее используемое «самолетное» – при помощи рулей и элеронов. Полученные результаты позволили более смело переходить к бескрылым автожирам с непосредственным управлением ротором.
В ходе испытаний 15 августа 1934 г. первый экземпляр А-8 под управлением Корзинщикова совершил демонстрационный полет над Москвой в районе Филей. 18 августа 1934 г. автожир участвовал в традиционном воздушном празднике в честь Дня авиации в Тушино. Летные испытания А-8 продолжались до 8 марта 1935 г. Всего было выполнено 55 полетов с общей продолжительностью 26 часов 25 минут.
15 марта 1935 г. первый экземпляр А-8 перелетел на Ухтомский аэродром под Москвой, где использовался для тренировочных полетов и исследования тряски ротора.
В 1936 г. первый экземпляр А-8 предполагалось использовать в перелете Москва – Ленинград. Для осуществления перелета без посадки на расстояние более 500 км автожир оборудовали добавочными топливными баками. К сожалению, на этапе подготовки, при осуществлении тренировочного полета летчиками Кошиц и Козыревым автожир потерпел аварию и оказался значительно поврежден.
Второй экземпляр А-8 в первоначальном виде повторял предыдущую машину. Его постройка завершилась в начале 1935 г., после чего аппарат передали для проведения испытаний в ОЭЛИД ЦАГИ. Первый полет совершил летчик Корзинщиков 19 февраля 1935 г. Дальнейшие полеты проводились при изменяемых центровках и различном полетном весе. Удалось добиться более высокой полетной устойчивости по сравнению с первым экземпляром.
Переход к непосредственному управлению ротором осуществлялся постепенно. Поначалу экспериментировали с закрепленными неподвижно элеронами, затем крыло сняли и летали без него. В ходе зимних испытаний на лыжах пытались добиться повышения путевой устойчивости. Небольшие вертикальные шайбы заменили введением дополнительных килей увеличенной площади, однако такой прием оказался малоэффективным.
Летом 1935 г. на первом экземпляре А-8 при проведении ремонта после аварии решили установить V – образное хвостовое оперение, обычно называемое «оперением Рудлицкого». Такое оперение изготовили и установили на автожир, однако параллельно нововведение применительно к А-8 подверглось подробным аэродинамическим исследованиям в ЦАГИ. Выяснилось, что при установке «оперения Рудлицкого» на А-8 при повышении путевой устойчивости заметно уменьшится запас рулей высоты и их эффективность. Использование такого оперения на автожире признали нецелесообразным, поэтому А-8 с V – образным хвостовым оперением на испытания не передавался.
Основные технические и летные характеристики автожира ЦАГИ А-8
Автожир ЦАГИ А-9
По неизвестным автору причинам в первоначальный период создания автожиров (1931-33 гг.) порядковый номер «9» был пропущен и использовался спустя несколько лет для обозначения одного из последующих проектов. Под обозначением ЦАГИ А-9 значился эскизный проект экспериментального автожира бескрылого типа с непосредственным управлением втулкой ротора. Аппарат, который предполагалось построить на базе А-13, должен был осуществлять «прыгающий взлет» без разбега. Работа, начатая в 1937 г. под руководством Н. К. Скржинского, затянулась, а позднее была прекращена.
Автожир ЦАГИ А-10
Впервые обозначение А-10 использовали в 1933 г. при проектировании шестиместного пассажирского автожира под двигатель М-22 мощностью 480 л. с. На стадии разработки эскизного проекта общее руководство работами осуществлял Н. К. Скржинский. Сама идея создать такой многоместный аппарат возникла сразу после начала испытаний автожира А-4. Настроение конструкторов тогда было вполне оптимистичным, поэтому они смело замахнулись на крупную и тяжелую машину. А-10 создавался как автожир крылатого типа с трехлопастным ротором, раскручиваемым перед стартом. Однако уже в ходе проектирования возникло достаточное количество проблем, поставивших под сомнение успех задуманного. С одной стороны, испытания и доводка А-4 проходили не столь успешно, с другой, сама выбранная схема представлялась устаревшей – на очереди стояли автожиры бескрылого типа с непосредственным управлением втулкой ротора. В результате реализацию А-10 признали нецелесообразной и его разработку прекратили.
Вторично обозначение А-10 использовали в 1937 г. при проектировании небольшого многоцелевого автожира, в котором предполагалось реализовать весь предыдущий накопленный опыт. Этот А-10 создавался как бескрылый автожир с непосредственным управлением несущим ротором, способным осуществлять взлет без разбега, т. е. «прыгающий автожир». Представлял собой двухместный аппарат с трехлопастным ротором, предназначался для разведки и связи. Первоначально создавался под двигатель М-11 по проекту В. А. Кузнецова. Позднее было разработано еще несколько проектных вариантов с двигателем МВ-4 (Рено «Бенгали») мощностью 140 л. с. Автором этих проектов являлся Н. К. Скржинский.
Продувочная модель автожира А-10 в масштабе 1/8. Проект этого автожира конструкции В.А. Кузнецова разработан в 1937 г.
В конце 1938 г. А-10 с МВ-4 включили в план опытных работ наркомата авиапромышленности. Указывалось, что данный автожир является металлическим, по типу С-30, и строится как экспериментальный аппарат. Вооружение отсутствовало. Известно, что работы по созданию А-10 продолжались до 1940 г., однако в связи с угасанием интереса к автожирам были прекращены.
Согласно ТТТ НИИ ВВС А-10 должен был обладать следующими основными характеристиками:
Автожир ЦАГИ А-12
В 1934 г. Отдел особых конструкций ЦАГИ занимался совершенствованием уже построенных автожиров, одновременно велась научно – исследовательская работа по поиску новых конструктивно – силовых схем и компоновок, достижению более высоких полетных данных. Одним из наиболее смелых начинаний стало проектирование так называемого «мощного», или «скоростного», автожира с двигателем Райт «Циклон» мощностью 650 л. с., на котором надеялись достичь полетной скорости порядка 300 км/ч. В планах советской авиапромышленности на 1934 г. этот аппарат короткое время указывался, как одноместный экспериментальный автожир И-1 Р. Ц. При его проектировании решили использовать конструктивные решения, ранее опробованные в истребителях Н. Н. Поликарпова. Для этой цели 21 ноября 1934 г. временно исполняющий должность начальника ООК ЦАГИ Антонов запросил рабочие чертежи самолетов И-5, И-15 и И-16. Поэтому неудивительно, что построенный впоследствии автожир столь напоминал эти известные поликарповские конструкции.
Новая машина получила обозначение А-12, ее проектирование началось в 1935 г. под общим руководством Н. К. Скржинского. Подготовка эскизного проекта и выбор основных параметров автожира велись при деятельном участии М. Л. Миля.
Основными при создании А-12 являлись проблемы устойчивости и управляемости, поведения на взлете и посадке, охлаждения мощного двигателя на малых полетных скоростях. Особо волновали вопросы максимальной скорости полета, при которой достигались высокие окружные скорости концевых участков несущего ротора.
А-12 в процессе испытаний. Машина окрашена полностью в серебристый цвет.
Автожир А-12 являлся одноместным бескрылым аппаратом, снабженным двигателем Райт «Циклон», помещенным в широком капоте типа NACA. Регулирование охлаждения двигателя осуществлялось при помощи радиальных створок типа «юбка». Фюзеляж сварной, из хромомолибденовых труб, с последующей обтяжкой полотном.
Стойка несущего винта (кабан) в виде профилированной трубы, снабженной задним подкосом и двумя боковыми расчалками. Втулка ротора новой схемы, с пересекающимися осями горизонтальных шарниров. Управление трехлопастным ротором осуществлялось путем наклона втулки при помощи ручки, проходящей через козырек кабины пилота. При стоянке на земле ручка управления ротором стопорилась на приборной доске.
Ротор диаметром 14 мв, складной для удобства транспортировки, снабжен системой механического запуска от двигателя. Лопасти ротора по конструкции аналогичны применяемым в других автожирах ЦАГИ, они состояли из стальной трубы – лонжерона и набора деревянных нервюр. Обшивка лобовой части лопастей из фанеры – далее полотно.
Схема автожира А-12
Управление по крену и повороты А-12 осуществлялись при помощи самолетного хвостового оперения, снабженного двумя круглыми вертикальными «шайбами». Правая половина стабилизатора в сечении имела перевернутый профиль для парирования реактивного момента тянущего воздушного винта.
Шасси А-12 со значительной колеей, колеса размером 700×150 мм заключены в каплевидные обтекатели, снабжены механическими тормозами.
Особо следует отметить на А-12 наличие вооружения – бортового синхронного пулемета ШКАС калибра 7,62 мм, позволяющего определять его как прототип боевого автожира.
Изготовление А-12 велось в цехе винтовых аппаратов ЗОК ЦАГИ и в основном завершилось в апреле 1936 г. При проведении летчиком А. П. Чернавским первых полетов 10 мая 1936 г. обнаружилась неустойчивость автожира в воздухе, вызванная наличием люфтов в головке ротора. Для устранения этого явления весь механизм подвергся значительной доработке, головку ротора скрепили со стойкой дополнительными демпфирующими пружинами.
После внесения изменений 27 мая 1936 г. автожир А-12, пилотируемый Чернавским, совершил первый полет продолжительностью 10 минут. Второй полет длился 55 минут и проходил на высоте 2000 м. Затем на А-12 начал летать летчик С. Козырев.
Испытания А-12 велись в течение года, всего удалось выполнить 43 полета, достичь максимальной скорости 245 км/ч и наибольшей высоты 5570 м. 23 мая 1937 г. с автожиром произошла катастрофа, в результате которой погиб летчик Козырев. Причиной катастрофы стало разрушение лонжеронов лопастей ротора в связи с усталостью металла при знакопеременных динамических нагрузках. Явление усталости металла в момент описываемых событий относилось к малоизученной области материаловедения, поэтому дальнейшие работы по скоростному автожиру прекратили. Катастрофа повлияла и на дальнейшие разработки, в частности на судьбу двухместного автожира А-15, отличавшегося от «двенадцатого» увеличенными размерами и наличием второго члена экипажа.
Основные технические и летные характеристики автожира ЦАГИ А-12
* Расчетные значения
Автожир ЦАГИ А-13
В начале 1935 г., учитывая опыт постройки и испытаний автожиров А-6 и А-8, решено было построить подобный аппарат с таким же двигателем М-11, но с улучшением всех летных характеристик. Автожир получил обозначение А-13, его основное предназначение оставалось традиционным – разведка и связь. Кроме того, А-13 планировалось использовать в качестве учебного аппарата, для чего автожир оборудовали двойным управлением.
Увеличение потолка и скороподъемности с одновременным уменьшением длины разбега предполагалось получить за счет облегчения конструкции и улучшения аэродинамики. Для снижения веса все силовые узлы ранее созданных А-6 и А-8 подверглись пересмотру и дополнительному расчету на прочность, в результате чего удалось уменьшить вес конструкции на 39 кг. Модель А-13 с целью выявления наиболее совершенной формы фюзеляжа, крыла и оперения исследовалась в аэродинамической трубе ЦАГИ. Двигатель М-11 поначалу закрыли капотом с индивидуальными обтекателями цилиндров, впоследствии для снижения сопротивления использовали кольцо Тауненда.
При создании А-13 особое внимание уделялось повышению путевой устойчивости, для чего вертикальное оперение по сравнению с А-6 и А-8 заметно увеличилось по площади, а на концах стабилизатора установили эллипсовидные «шайбы».
Хотя А-13 оснастили ротором с непосредственным управлением, позволяющим изменять центровку аппарата, для подстраховки автожир имел крыло, оборудованное элеронами. В сечении лопастей ротора впервые использовался более эффективный несимметричный профиль «Мунк» М-12.
Оригинальная компоновка А-13
Первый полет на А-13 совершил С. А. Корзинщиков 13 марта 1936 г. Во втором полете практически на всем диапазоне полетных скоростей обнаружилась вибрация хвостового оперения. С целью выяснения причин вибрации перед последующими полетами последовательно снимали кольцо Тауненда, вертикальные «шайбы», наклеивали ленточки на стабилизатор с целью поиска возмущенных участков обтекания. Так как ни одно из мероприятий не привело к исчезновению вибраций, был сделан вывод, что основная причина их возникновения в недостаточной жесткости хвостовой части фюзеляжа.
Одновременно выяснилось, что длина разбега А-13 по сравнению с А-8 не уменьшилась, а скороподъемность не увеличилась. К положительным результатам постройки А-13 отнесли увеличение максимальной скорости на 8-10 км/ч и более высокую устойчивость в полете.
Для устранения тряски хвостового оперения единственным выходом оставалось усиление фюзеляжа, однако оно вело к увеличению веса и не давало преимуществ данному автожиру перед другими опытными конструкциями. Поэтому дальнейшие доработки А-13 признали бесперспективными и его совершенствование прекратили.
Автожир А-13 в процессе испытаний на лыжном шасси в марте 1936 г.
В ходе летных испытаний, которые закончились 23 июня 1936 г., автожир А-13 совершил 17 полетов общей продолжительностью 7 часов 10 минут.
Основные технические характеристики автожира ЦАГИ А-13 *
* Летные характеристики не фиксировались
Стрекот, сопровождаемый нарастающим свистом, приближался - и боец весело кивнул выглянувшему из землянки старшине:
Ого! Конец теперь немцу, видно, комбайн на него направили!
Старшина недоуменно приподнял брови, прислушался - а потом в панике отчаянно завопил:
Атанда! Мясорубка летит!!- после чего, нырнув в землянку, выскочил оттуда с красным матерчатым свёртком в руках.
- Чего стоишь?, - закричал старшина замершему в удивлении бойцу - Помогай давай, а то не ровен час, опять окопы перепутает!
И красноармейцы мгновенно разложили на бруствере красный флаг.
А ещё через пару секунд над их головами пронеслась "мясорубка" - похожий на самолёт короткокрылый летательный аппарат со свистящим в ледяном воздухе винтом - но расположенным не как у всех самолётов, спереди - но ещё и сверху...
Впрочем, спереди винт тоже был- только гораздо меньших размеров, и вращался он значительно быстрее, сливаясь в прозрачный круг. А верхний винт крутился относительно неторопливо, так, что заметны были вращающиеся, как шнек у мясорубки, лопасти.
Но бойцы назвали этот летающий курьёз "мясорубкой" вовсе не из-за этого!
Пролетев над линией советских окопов- так низко, что наш пилот весело помахал бойцам рукой - пресловутая "мясорубка" заложила вираж над линией окопов немецких. И для начала дала залп шестью РС-82.
А потом выровнялась, и аккуратно следуя по линии вражеской траншеи, очень точно, не пролив зря ни капли, опорожнила на немецкие головы четыре столитровых канистры с самовоспламеняющейся жидкостью "КС". Причём верхний винт гнал горючую жидкость именно куда нужно, то есть строго вертикально вниз.
И на прощанье боевая русская машина ещё и причесала выскакивающих из пылающих окопов немцев из всех своих трёх пулемётов.
Сделав доброе дело, изделие завода имени товарища Ухтомского, единственный в своём классе, боевой бронированный автожир А7-3бис из Краснознамённого 74-того ШАП, детище молодого инженера товарища Камова, лихо развернулся в воздухе - на секунду практически остановившись и неподвижно зависнув- а потом стремглав, со скоростью 220 километров в час, скрылся за деревьями. Блеснув на прощание гордой карминной надписью "За ВКП(б)!"
Старшина вытер холодный пот со лба:
- Ух! Пронесло... Заправляться полетел! Тут, видно, где-то на полянке у него база. А чего ему, он с пенька взлетает... А ведь мог бы и перепутать!
Со стороны немецких окопов доносился аппетитный запах шашлыка. Там жарилось высококачественное арийское мясо.
Немцы назвали их «летающими комбайнами». Шутили. Над безобидным, хоть и живучим, корректрировщиком можно и посмеяться. Но когда два звена «комбайнов» подчистую убрали с поля батальон мотопехотной дивизии СС «Рейх», стало ясно, что шутки кончились.
АВТОЖИР и автогир, автожира, м. (от греч. autos — сам и gyros — круглый) (авиац.). Летательный аппарат тяжелее воздуха со звездообразно расположенными, свободно вращающимися крыльями, обладающий способностью спускаться почти вертикально. Автожир — дальний родственник вертолетов. Он тоже не имеет крыльев, которые заменяет ему воздушный винт (ротор). Но в отличии от вертолетов, ротор которых постоянно вращается двигателем, а угол наклона лопасти может меняться, ротор автожира не связан с двигателем, и является самовращающимся (auto-gyro), под действием набегающего потока воздуха. А угол наклона лопасти фиксированный.
Вертолет может зависнуть в воздухе, и взлетать вертикально, а автожир нет, так как ему для создания подъемной силы, необходимо, что бы ротор постоянно обдувался набегающим потоком. Автожиру нужная более-менее приличная полоса для взлета (50-100 метров), и минимальных размеров поляна для посадки (пробег до 7 метров). Для создания горизонтальной скорости, автожир использует толкающий винт. Если двигатель автожира выйдет из строя, он продолжает полет, неспешно парашютируя туда, кудавы его направляете.
Автожиры бывают разных конструкций, т. к. если не нарушать некоторых основных принципов аэродинамики, вкратце, летает почти все к чему приделаны: а) ротор, б) двигатель с тянущим винтом, в) руль направления и стабилизатор, и г) соблюдены требования по центровке в свободном полете.
Изобретён автожир испанским инженером Хуаном де ля Сиерва в 1922. Первый отечественный автожир КАСКР-1 был построен в 1929 инженером Н. И. Камовым и Н. К. Скржинским. Затем в ЦАГИ инженером A. M. Черёмухиным, В. А. Кузнецовым, И. П. Братухиным и другими создан А. «ЦАГИ 2-ЭА». Позже появились автожиры конструкции Кузнецова (А-4, -6, -8) и Скржинского (А-12).
В военных целях автожиры использовались для связи, разведки, корректировки артиллерийского огня. По свидетельству Камова, автожир его конструкции А-7 был впервые применён под Выборгом в советско-финляндской войне 1939-40.
«В начале Великой Отечественной войны 1941-43 по директиве Генштаба от 5.7.1941 была сформирована 1-я автожирная эскадрилья (акэ) в составе шести автожиров А-7-7А конструкции Камова, принявшая участие в боевых действиях в ходеТаллинской наступательной операции».
Автожиры военного назначения имелись также в армиях США, Франции, Великобритании, Германии и Японии, но ни в одной из этих стран широкого применения в период Второй Мировой войны не получили, хотя и применялись для различных военных надобностей.
БОЕВОЙ КРЫЛАТЫЙ АВТОЖИР А-7-3А.
А-7-ЗА — двухместный автожир, ближний разведчик и корректировщик. Ротор — несущий винт автожира — был трехлопастным. Каждая лопасть имела лонжерон из стальной трубы, деревянные нервюры и стрингеры. Задняя кромка изготавливалась из нержавеющей стали, носок обшивался фанерой, а вся лопасть — полотном. Лопасти подвешивались к втулке с помощью вертикального и горизонтального шарниров. Перед взлетом ротор раскручивался через механическую трансмиссию от двигателя, в системе трансмиссии имелась специальная муфта сцепления с гидравлическим приводом. В полете ротор развивал 200 об/мин. Фюзеляж состоял из центральной части, включавшей три отсека (баковый, кабину пилота, кабину наблюдателя), и из хвостовой балки. Конструкция фюзеляжа ферменная, из стальных труб. Обшивка в носовой части — дюралюминий, в хвостовой — полотно. Крыло состояло из центроплана с V-образными подкосами и консольных частей с элеронами. Крыло деревянное, с полотняной обшивкой. Консоли крыла и лопасти несущего винта могли складываться для упрощения хранения и транспортировки. Оперение металлическое с полотняной обшивкой. Шасси автожира трехколесное с носовым колесом. Колеса закрывались дюралюминиевыми обтекателями и снабжались гидравлическими тормозами. Силовая установка состояла из звездообразного двигателя воздушного охлаждения М-22 с винтом изменяемого на земле шага. Головки цилиндров закрывались кольцом Тауненда. Автожир вооружался тремя пулеметами ПВ-1 (один синхронный и два на турели). Радиооборудование, фотоустановка, электрооборудование, приборные доски примерно соответствовали самолету Р-5.
А-7-5А.
Аналогичен А-7-3А за исключением двигателя, вооружения и кабины. Силовая установка состояла из двух звездообразных двигателей воздушного охлаждения М-22 с трехлопостными соосными винтами изменяемого шага. Автожир вооружался пулеметом ДА на турели и двумя крупнокалиберными 12,7-мм пулеметами УБ в центроплане вне ометаемого тянущими винтами пространства. Радиооборудование, фотоустановка, электрооборудование, приборные доски примерно соответствовали самолету Су-2.
А-7-7А.
Дальнейшее развитие серии. Ротор — несущий винт автожира — стал четырехлопастным. Изменилась и компоновка. Мощное наступательное вооружение вызвало необходимость переместить силовую установку из двух М-25 с соосными трехлопостными толкающими винтами изменяемого шага в хвостовую часть фюзеляжа. Ротор получил механизм предварительной раскрутки с отбором мощности от основной силовой установки. Шасси автожира убирающиеся трехколесное с носовым колесом. Конструкция позволяла складывать лопасти по вертикальным шарнирам назад, что вместе с подъемными консолями было очень ценно при транспортировке А-7.
МодификацияА-7-7А
Диаметр несущего винта – 15,88 м
Размах крыла, м10.40
Высота, м3.88
Площадь крыла, м214.70
Масса, кг
пустого самолета2975
нормальная взлетная4485
Тип двигателя2х ПД М-25
Мощность, л.с.2 х 625
Максимальная скорость, км/ч355
Минимальная скорость, км/ч47
Практическая дальность, км1000
Боевая дальность, км500
Продолжительность полета, ч1.50
Максимальная скороподъемность, м/мин430
Практический потолок, м6100
Экипаж2
Вооружение:два автоматических 40-мм гранатомета Таубина, две 20-мм пушки ШВАК, два 12,7-ммУБТна турели.
Боевая нагрузка - 4 НУРС РС-82 или РС-132 и400 кг бомб.
А-7 остался последним летающим автожиром замечательного советского авиаконструктора Камова. Это был первый боевой автожир в мире и первый серийный винтокрылый аппарат в СССР, построенный на первом в нашей стране заводе для подобной техники. Именно с этих неказистых на вид аппаратов начиналось отечественное вертолетостроение. Очевидно, что без полетов А-7 не было бы сегодня таких боевых вертолетов как Ми-24, Ми-28 и Ка-50.
