Идея создания вертолета, способного вертикально взлетать и садиться, маневрировать в воздухе и зависать, будоражила умы изобретателей на протяжении столетий.
Однако многие считали это нереальным, полагая, что самолет с фиксированным крылом – единственный путь к покорению неба.
Игорь Иванович Сикорский, выдающийся русский и американский авиаконструктор, однако, верил в потенциал вертолетной схемы и, несмотря на скептические настроения, начал разрабатывать свой первый прототип.
В это время в Германии, независимо и параллельно, также велись работы по созданию вертолета. Во главе этого процесса стоял Генрих Фокке – немецкий авиаконструктор и сооснователь компании Focke-Wulf. Фокке, как и Сикорский, видел огромный потенциал в вертолетах и стремился создать аппарат, способный вертикально взлетать и садиться.
Генрих Фокке: поперечная схема вертолета
Генрих Фокке, создавая Focke-Wulf Fw 61, выбрал поперечную схему, в которой используются два несущих винта, расположенных по бокам фюзеляжа и вращающихся в противоположных направлениях.
Два несущих винта: каждый винт создает подъемную силу и обеспечивает управление. Вращение винтов в противоположных направлениях компенсирует реактивный момент, исключая необходимость в хвостовом винте.
Реактивный момент – это физическое явление, которое возникает при вращении ротора (несущего винта) вертолета и которое необходимо компенсировать для обеспечения устойчивости и управляемости аппарата.
У поперечной схемы есть свои плюсы, например:
- Высокая грузоподъемность: два несущих винта позволяют поднимать большие грузы.
- Устойчивость: вертолет с поперечной схемой более устойчив в полете, особенно при боковом ветре.
- Маневренность: независимое управление винтами обеспечивает высокую маневренность.
Также есть свои недостатки:
- Сложность конструкции: большое количество деталей и сложная кинематика усложняют производство и обслуживание.
- Большие габариты: вертолет с поперечной схемой имеет большие размеры по сравнению с одновинтовым вертолетом.
- Сложность синхронизации: требуется точная синхронизация работы винтов.
Focke-Wulf Fw 61 совершил свой первый полет в 1936 году (опередив VS-300 Сикорского всего на несколько лет).
Вертолет продемонстрировал выдающиеся летные характеристики: он мог подниматься вертикально, зависать в воздухе, летать боком и назад. Пилотом-испытателем была Ханна Райч, фашистская летчица. Она совершила на Fw 61 показательные полеты в закрытом помещении Deutschlandhalle в Берлине, что стало сенсацией.
В то время Генрих Фокке еще не подозревал, что поперечная схема в вертолетостроении, несмотря на свои преимущества, так и не сможет занять доминирующее положение в авиаконструкторстве. Обладая потенциалом для высокой грузоподъемности и устойчивости, она все же уступит место более простой и универсальной одновинтовой схеме Сикорского.
Игорь Сикорский: одновинтовая схема вертолета
Сикорский, создавая свой VS-300, сделал ставку на простоту и надежность конструкции. Его одновинтовая схема предполагает использование одного большого несущего винта для создания подъемной силы и небольшого хвостового винта, расположенного перпендикулярно несущему, для компенсации реактивного момента.
Несущий винт: главный элемент вертолета Сикорского, обеспечивающий подъемную силу и управление в полете. Угол атаки лопастей несущего винта изменяется для управления подъемом, креном и тангажом вертолета.
Хвостовой винт: необходим для компенсации крутящего момента, возникающего при вращении несущего винта. Без хвостового винта вертолет будет бесконтрольно вращаться в противоположном направлении. Изменение тяги хвостового винта позволяет управлять рысканием (поворотом вокруг вертикальной оси).
Преимущества одновинтовой схемы:
- Простота конструкции: меньшее количество деталей и более простая кинематика упрощают производство и обслуживание.
- Универсальность: подходит для широкого спектра вертолетов – от легких до средних.
- Компактность: вертолет с одновинтовой схемой имеет меньшие габариты по сравнению с некоторыми другими схемами.
Есть и свои недостатки:
- Потеря мощности: часть мощности двигателя тратится на привод хвостового винта, что снижает общую эффективность.
- Сложность управления: пилотирование вертолета с хвостовым винтом требует от пилота постоянной координации движений.
Так И.И. Сикорский создал VS-300:
VS-300 был создан на основе простого и надежного принципа. Он представлял собой стальную трубчатую раму, на которой располагались двигатель, трансмиссия, несущий винт и система управления. Конструкция была намеренно упрощена для облегчения экспериментов и внесения изменений в процессе испытаний.
- Несущий винт: главным элементом конструкции был трехлопастной несущий винт большого диаметра, обеспечивающий подъемную силу. Лопасти изготавливались из дерева и обтягивались тканью.
- Хвостовой винт: для компенсации реактивного момента несущего винта и обеспечения управляемости был установлен хвостовой винт, расположенный вертикально на конце хвостовой балки.
- Двигатель: первоначально на VS-300 был установлен двигатель мощностью 75 лошадиных сил, который впоследствии был заменен на более мощный двигатель.
- Система управления: система управления была механической, с помощью рычагов и тяг, которые позволяли пилоту изменять угол атаки лопастей несущего и хвостового винтов, управляя направлением и скоростью полета.
Процесс разработки и испытаний VS-300 был сложным и трудоемким. Сикорскому и его команде пришлось столкнуться с множеством технических проблем, связанных с вибрацией, устойчивостью и управляемостью.
Сикорский сам пилотировал свой вертолет, проводя многочисленные эксперименты и внося изменения в конструкцию.
Он постоянно совершенствовал систему управления, стремясь добиться большей устойчивости и маневренности. Он экспериментировал с различными формами и размерами лопастей несущего и хвостового винтов, а также с расположением органов управления.
Первый свободный полет и триумф:
14 сентября 1939 года VS-300 совершил свой первый свободный полет. Это событие стало настоящим триумфом для Сикорского и его команды, доказав жизнеспособность данной вертолетной схемы. Вертолет поднялся в воздух, завис на несколько секунд, а затем благополучно приземлился.
Этот первый полет, хоть и был непродолжительным, открыл новую эру в авиации. VS-300 стал прототипом для более совершенных вертолетов, которые начали активно использоваться в военных и гражданских целях.
Наследие VS-300:
VS-300 стал не просто первым вертолетом Сикорского, это был первый практически пригодный для использования вертолет в мире. Он доказал, что вертолет – это не просто инженерная фантазия, а реальный летательный аппарат, способный выполнять широкий спектр задач.
На основе VS-300 Сикорский разработал и запустил в серийное производство вертолет VS-316 (R-4), который стал первым вертолетом, принятым на вооружение армией США. Этот вертолет использовался для спасательных операций, разведки и других задач.
VS-300 и его преемники сыграли огромную роль в развитии авиации, открыв новые возможности для перемещения в труднодоступных районах, спасательных операциях, аэрофотосъемке и многих других сферах. Они стали незаменимыми помощниками в самых разных отраслях и спасли тысячи жизней.
Подробнее про путь Игоря Ивановича Сикорского читайте в нашей статье Русские крылья Америки: как Сикорский покорил два континента
GetJet с радостью организует для вас перелет на вертолете в России и за рубежом.
Подписывайтесь на канал GetJet в Дзен и Telegram, чтобы узнавать больше о мире частной авиации.
Мы на связи 24/7:
+7 (495) 120-04-47
Следите за нами там, где комфортно именно вам:
Всегда остаемся на связи, ваш GetJet!