В 1903 году братья Уилбер и Орвилл Райт совершили первый полёт на самолёте, продлившийся 12 секунд. Их машина стала прорывом, но она требовала места для разгона, что не всегда было возможно. Выход нашёлся, хотя и не сразу — появился вертолёт.

Как появился вертолёт?

Кто придумал вертолёт?

В застойные годы в народе ходила шутка о вопросе в кроссворде: «Бог еды и плодородия у народов Крайнего Севера, 8 букв? — Вертолёт». Но, как говорится, в каждой шутке только доля шутки. Если бы не эти винтокрылые машины, геологи, моряки, сельчане и военные оказались бы в очень затруднительной ситуации.

Плагиат да Винчи?

О том, чтобы летать, человечество мечтало ещё в античные времена. Не случайно греки создали миф об Икаре, взлетевшем на самодельных крыльях. Одним из первых настоящих летательных аппаратов стал воздушный шар. Однако такие аппараты были плохо управляемы и имели малую скорость. С появлением самолёта в начале XX века авиастроение пошло в гору, но любой самолёт требовал взлётно-посадочной полосы. Без этого полёты были невозможны. То есть требовалась машина с возможностью не горизонтального, а вертикального взлёта.

Долгое время считалось, что первую такую машину придумал в XV веке итальянский гений Леонардо да Винчи. Правда, он в своей конструкции опирался на более древнее изобретение — винт Архимеда, или спиральный ротор, под которым крепилась люлька с воздухоплавателями. Последние должны были бежать по кругу и тем самым раскручивать винт. Да Винчи не смог построить полноразмерную рабочую машину. Считается, что в те времена для этого не было достаточно лёгких и прочных материалов и мощного привода для ротора.

Интересно, что в Китае около 300 года до нашей эры был придуман игрушечный летательный аппарат, работающий на схожем принципе. У историков он получил название «бамбуковый вертолёт». Китайская игрушка была привезена в Европу в том же XV веке и вскоре даже появилась на картинах эпохи Возрождения. Например, на полотне «Мадонна с младенцем» 1460 года, выставленной в Музее Ансиен Эвеше в Ле-Мане, и на витраже XVI века в Музее Виктории в Лондоне. Также игрушка изображена на картине Питера Брейгеля Старшего «Борьба между карнавалом и Великим постом», датируемой 1559 годом.

Исследователи полагают, что «бамбуковый вертолёт» оказал на развитие аэронавтики куда более заметное влияние нежели разработка да Винчи. А кто-то утверждает, что гений никогда бы не создал свою модель, если бы не увидел китайскую забаву. «Бамбуковый вертолёт» лежал и в основе разработки вертикально взлетающего аппарата Михаила Ломоносова, спроектированного им в 1743 году. Вверх его поднимали два винта, вращающиеся с помощью взведенных часовых пружин. Устройство предназначалось для поднятия приборов (термометра и манометра) в тропосферу для изучения воздушных масс. Но его грузоподъемная сила из-за слабых пружин оставляла желать лучшего — всего 10 граммов. Установка более мощных пружин существенных улучшений не давала.

Автомат перекоса

Первым летающим на практике вертолётом был признан аппарат французского естествоиспытателя Лонуа и физика-механика Бьенвеню. В 1784 году они презентовали своё детище в Парижской академии наук. Устройство оказалось довольно примитивным и представляло собой два винта из перьев, вращавшихся под действием упруго скрученной тетивы. Академики расценили сие изобретение как милую, но бесполезную забаву.

В 70-е годы XIX века русский учёный Михаил Рыкачев провёл эксперименты с винтами, выясняя взаимосвязь их конфигурации и развиваемой подъёмной силой. Учёный выяснил, что подъёмная сила зависит не только от скорости вращения винта, но и от угла установки его лопастей относительно продольной оси. При увеличении угла подъёмная сила возрастает. Кроме того, Рыкачев установил, что для управления вертолётом следует наклонять плоскость вращения винта. Тогда часть силы, возникающая при вращении лопастей, устремится не только вверх, но и в горизонтальной плоскости. Выкладки Рыкачева послужили отличным подспорьем для будущего поколения вертолётостроителей.

В 1911 году новый подход к управлению летательным аппаратом предложил студент Московского императорского технического училища Борис Юрьев. Своё изобретение ученик Николая Жуковского назвал автоматом перекоса. Состояло оно в том, что угол установки лопастей относительно оси (шаг) по мере кругового вращения должен был циклически меняться с помощью предложенного им механизма. Чтобы лететь вперёд, вертолёт следовало наклонить вперёд, шаг лопасти в задней части винта с помощью автомата перекоса увеличить, а в передней — уменьшить. Аналогичным способом можно было двигаться вбок. Автомат перекоса Юрьева до сих пор применяется в вертолетостроении и признан самым эффективным устройством управления этими машинами.

В 1922 году американский изобретатель Генри Берлинер представил своё детище — планер, на крыльях которого размещались два винта на поперечной балке. Третий винт располагался на хвосте, который отклонял фюзеляж машины вперёд-назад, создавая нужную силу для движения в пространстве. Машина Берлинера была неустойчива в полёте и при посадке, и несла в себе огромные риски для пилота.

Оригинальную конструкцию квадрокоптера представил уехавший после революции в США русский математик Георгий Ботезат. Его вертолёт имел четыре несущих винта. Управление им было возможно за счёт регулирования шага каждого из винтов. Из-за несовершенства материалов и двигателей аппарат получился довольно тяжёлым. При испытании Ботезат взлетел на нём на четыре метра и продержался в воздухе около двух минут. Однако спустя почти 100 лет по его схеме будут выпускаться миллионы миниатюрных квадрокоптеров-дронов.

Автожир вместо парашюта

Начало XX века ознаменовалось бурным развитием самолётостроения. О машинах с вертикальным взлётом на какое-то время все забыли. А зря. В 1921 году аргентинский инженер Рауль Пескар построил и успешно испытал в Испании вертолёт с соосными винтами, вращающимися в разные стороны. Его машина установила несколько мировых рекордов: полёт со скоростью 8 км/ч на расстояние 1000 метров.

Тем не менее самолёты были в приоритете, но их невысокая надёжность заставляла авиастроителей искать варианты увеличения выживаемости. Одна из таких разработок испанца Хуана де ла Сиервы привела к созданию аппарата, в котором сочетались черты самолёта и вертолёта. Испанец оснастил самолёт кроме переднего винта ещё и несущим, сверху фюзеляжа. Последний приводился в движение набегающим потоком воздуха. Создатель назвал свой тип летательного аппарата «автожиром» — от греческих слов «сам» и «вращение». Наличие несущего винта уменьшало дистанцию взлёта и посадки, а на малых скоростях

Аппарат не падал в штопор. В случае отказа двигателя несущий винт позволял в режиме авторотации совершить посадку без разрушения машины. Разработка вызвала интерес в мире. Автожиры стали проектировать и строить в США, Великобритании, Франции и СССР. Советскими создателями автожиров были Николай Камов и Николай Скржинский. Именно они в 1929 году создали первый советский автожир КАСКР «Красный инженер». Им же принадлежит термин «вертолёт» — симбиоз слов «вертится» и «летает». В начале 50-х годов XX века оно вытеснило слова «автожир» и «геликоптер».

Ещё в 1926 году в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) была создана группа вертолетостроения. Спустя четыре года Алексей Черемухин построил экспериментальный аппарат — одновинтовой вертолёт ЦАГИ-1-ЭА. Кроме подъёмного винта, для недопущения вращения корпуса в противоположную сторону, на ЦАГИ установили 4 рулевых — по два спереди и по два сзади. 16 августа 1932 года Черемухин поднял своё детище на высоту 605 метров и побил мировой рекорд итальянца д’Асканио.

Война приостановила развитие вертолётной техники в СССР, в то время как в США работал над своими машинами русский конструктор Игорь Сикорский. Тем не менее в конце 1940-х годов КБ Михаила Миля создало первый серийный вертолёт Ми-1. Он немного уступал аппарату Сикорского S-51, но дальнейшие модели Миля нивелировали отставание, а по некоторым характеристикам вышли вперёд. Вертолёты серии Ми эксплуатировали не только в армии, но и в сельском хозяйстве, медицине, геологоразведке.

Другими выдающимися машинами стали вертолёты КБ Николая Камова. В отличие от универсалов «Ми», вертолёты с маркой «Ка» были военными машинами. Они несли в себе функции борца с подлодками, разведки и связи. Последние машины КБ Ка-52 «Аллигатор» и Ка-60 «Касатка» являются гордостью российского авиастроения.

Журнал: Загадки истории №15, апрель 2022 года
Рубрика: Люди и вещи
Автор: Прохор Ежов




Telegram-канал Багира Гуру

Метки: Загадки истории, СССР, Сикорский, США, полёт, вертолёт, взлёт, Миль, Камов


Исторический сайт Багира Гуру; 2010-2022