С тех пор как вертолёты перестали быть экспериментальными машинами, способными зависать лишь на несколько минут, и превратились в полноценные летательные аппараты, проводящие в воздухе часы, управление их винтами основано на одном ключевом узле — автомате перекоса.
Это устройство придумал русский инженер и учёный Борис Николаевич Юрьев. Без его изобретения современная вертолётная схема просто невозможна. Однако парадокс истории заключается в том, что имя Юрьева не носит ни один вертолёт, хотя практически каждый из них обязан ему своей управляемостью.
Борис Юрьев родился 10 ноября 1889 года в Смоленске — городе, где на протяжении веков переплетались русская, польская, литовская и еврейская культурные традиции. Его отец, Николай Александрович Юрьев, происходил из дворян, служил артиллерийским штабс-капитаном и участвовал в русско-турецкой войне 1877–1878 годов, пройдя Плевну и Шипку.
В отличие от многих офицеров мирного времени, Николай Александрович не спивался от скуки: он был образован, неравнодушен к науке и занимался инженерными разработками на вполне профессиональном уровне. Свои изобретения он патентовал, а статьи по совершенствованию артиллерийских систем публиковал в авторитетных военных и научных изданиях.
Когда Борису исполнилось девять лет, семья переехала из Смоленска в Коломну — ближе к Москве. Мальчика определили в Коломенскую полную гимназию на Мещанской улице, одну из самых прогрессивных в Московской губернии. После завершения начального курса в 1900 году отец перевёл сына во Второй Московский кадетский корпус имени императора Николая I. Учебное заведение существовало на средства меценатов и принимало детей из небогатых дворянских семей. Вензель Николая I украшал погоны и эполет преподавателей и кадетов, напоминая о строгих традициях корпуса.
Через семь лет Борис Юрьев окончил корпус с похвальным листом и наградой, после чего поступил в Императорское Московское техническое училище. Обучение там обходилось в 75 рублей в год — значительная сумма по тем временам, но получаемое образование полностью её оправдывало. Юрьев стал инженером-механиком и именно здесь встретил человека, определившего всю его дальнейшую судьбу, — Николай Егорович Жуковский, признанного отца русской аэродинамики, профессора и члена-корреспондента Российской академии наук.
Жуковский организовал при училище кружок воздухоплавания, который быстро стал центром притяжения для самых увлечённых студентов. Юрьев проводил там практически всё свободное время, погружаясь в теорию и практику полёта. Начало XX века было эпохой экспериментов: во многих странах создавались аэропланы самых причудливых конструкций.
Некоторые имели по четыре крыла, другие пытались махать ими, как птицы, третьи поднимали вверх и вниз круглые поверхности, напоминавшие зонтики. Большинство таких машин либо не отрывались от земли, либо разбивались вскоре после взлёта. Даже среди тех, кто поднимался в воздух, лишь немногие благополучно возвращались на аэродром.
Для людей, понимающих законы аэродинамики, было ясно: без строгого научного подхода авиация обречена оставаться опасной экзотикой. В России именно Жуковский первым стал рассматривать полёт как инженерную и математическую задачу. Юрьев оказался одним из его самых способных учеников.
Вокруг Жуковского сформировалась выдающаяся плеяда будущих конструкторов и учёных. Среди них был Андрей Николаевич Туполев, будущий создатель десятков военных и гражданских самолётов, Григорий Иванович Сабинин, профессор и лауреат Сталинской премии, Василий Андреевич Слесарев, автор проекта гигантского двухмоторного самолёта «Святогор», а также Александр Александрович Архангельский и другие.
Под руководством Жуковского в 1910 году они создали лабораторию с собственной аэродинамической трубой — редчайшее по тем временам сочетание кадрового и технического потенциала.
В 1911 году участники этого «гнезда Жуковского» взялись за практический эксперимент: построили самолёт по схеме француза Луи Блерио. На моноплан установили трёхцилиндровый двигатель итальянского конструктора Алессандро Анзани, развивавший всего 25 лошадиных сил и работавший без акселератора. Чертежей не существовало — все измерения, расчёты и рабочие схемы студенты выполняли самостоятельно.
Из подручных материалов, с учётом запаса прочности, они собрали машину, прекрасно понимая риск: свойства материалов были известны приблизительно, а потому самолёт получился тяжелее расчётного и менее энерговооружённым.
Тем не менее весной 1911 года граф Михаил Сципио дель Кампо поднял этот аппарат с Ходынского поля, сделал круг над аэродромом и благополучно посадил его. Для русской авиации это был не просто удачный полёт, а доказательство того, что научный подход способен превратить хаотичные эксперименты в управляемую инженерную систему — путь, на котором Борис Юрьев вскоре сделает своё главное открытие.
Идея летательного аппарата, способного подниматься вертикально и удерживаться в воздухе без разбега, возникла задолго до появления авиации как науки. Машины с несущим винтом, вращающимся в горизонтальной плоскости и создающим подъёмную силу, изображали ещё Леонардо да Винчи и Михаил Васильевич Ломоносов.
Их проекты предполагали взлёт и посадку без аэродромов и возможность зависать в воздухе столько, сколько позволят топливо и прочность конструкции. Правда, ни один из них не объяснял, какой именно механизм должен приводить винт в движение и за счёт какой энергии это будет происходить. Для своего времени это было естественно: идеи опережали технические возможности.
Эти замыслы так и оставались на бумаге, потому что никто не понимал, как именно должен работать несущий винт и каким образом им управлять. Над этой задачей бились инженеры и учёные в разных странах, в том числе в крупных авиационных фирмах с солидным финансированием. В 1911 году к решению проблемы вплотную подошли Борис Николаевич Юрьев и Григорий Иванович Сабинин.
Юрьев давно вынашивал идею создания геликоптера — термин «вертолёт» появится лишь спустя десятилетия, когда его введёт Николай Ильич Камов. Сабинин сформулировал общую теорию воздушного винта, позволяющую рассчитывать подъёмную силу, а Юрьев выполнил конкретные расчёты самого винта. Разработанная ими теория получила двойное имя — Сабинина–Юрьева — и стала фундаментом для дальнейшего развития винтокрылой техники.
Создание теории стало лишь первым шагом. Рабочей схемы нового летательного аппарата по-прежнему не существовало. Экспериментальные машины, которые энтузиасты строили на свой страх и риск, вели себя крайне неустойчиво: одни теряли управление и падали, другие начинали неконтролируемо вращаться вокруг собственной оси, что также заканчивалось катастрофой. Требовалось решение, способное обеспечить устойчивость и управляемость в полёте.
Юрьев предложил оригинальную схему. От места пилота — тогда ещё условной «кабины» — отходила балка, на концах которой слева и справа устанавливались два винта, вращавшиеся в вертикальной плоскости.
По его расчётам, эти винты должны были гасить реактивное вращение фюзеляжа и обеспечивать управление аппаратом в горизонтальном полёте. Проект был оформлен официально: Юрьев получил патент № 45212. Так возникла классическая одноосная схема вертолёта. Уже более ста лет по ней строится большинство винтокрылых машин, а даже двухосные и соосные конструкции всё равно опираются на теорию Сабинина–Юрьева.
В том же 1911 году Юрьев опубликовал первую научную статью, где сравнил полезную нагрузку самолёта и геликоптера при одинаковой мощности двигателей. Спустя год на Международной выставке воздухоплавания в Москве была показана полноразмерная модель геликоптера, созданная не на основе догадок, а по результатам точных расчётов. Проект произвёл сильное впечатление на специалистов, а сам Юрьев был награждён золотой медалью.
Даже после этого управление геликоптерами оставалось чрезвычайно сложным. Аппарат мог быть сконструирован правильно, пилот действовал без ошибок, но машина внезапно начинала вести себя непредсказуемо. Удержать её в управляемом полёте могли лишь опытные асы. Для большинства лётчиков такие машины были слишком опасны, и конструкторы уже подумывали отказаться от вертолётных проектов.
Решение вновь предложил Юрьев. Он разработал автомат перекоса — устройство, позволявшее управлять несущим винтом. Благодаря ему стали возможны устойчивый вертикальный взлёт и посадка, горизонтальный полёт, крены и изменение тангажа. Принцип работы заключался в периодическом изменении угла атаки каждой лопасти в зависимости от её положения в круге вращения. Фактически это был механизм изменения шага винта. На самолётах винты переменного шага появятся лишь в середине 1930-х годов. Без автомата перекоса геликоптеры так и остались бы дорогой экзотикой.
Однако ни в дореволюционной России, ни в первые десятилетия Советского Союза потенциал вертолётов как транспортных и военных машин оценён не был. Автомат перекоса не получил широкого применения. В эмиграции в США Игорь Иванович Сикорский доработал схему Юрьева, сохранив её принцип, и сумел наладить серийное производство геликоптеров. Эти машины даже успели применяться на завершающем этапе Второй мировой войны.
Первая мировая война прервала научную карьеру Юрьева. Не окончив Императорское Московское техническое училище, он был призван в армию, получил чин прапорщика и направлен в Новогеоргиевскую крепость под Варшавой. Позднее его перевели в эскадру тяжёлых самолётов «Илья Муромец» конструкции Сикорского, однако служба там оказалась недолгой. В августе 1915 года после месячной осады крепость была взята немецкими войсками. Среди более чем 80 тысяч пленных оказался и Юрьев.
В плену он провёл свыше трёх лет, причём около полугода — уже после подписания Брестского мирного договора. У него была возможность остаться в Европе, но он предпочёл вернуться в Советскую Россию, прекрасно понимая риск: бывший дворянин и офицер легко мог быть признан «социально чуждым элементом».
После возвращения Юрьев восстановился в МТУ, защитил диплом на тему тяжёлого четырёхмоторного самолёта и начал работать в созданном Центральный аэрогидродинамический институт. Он возглавил группу специалистов, разработавших методику расчёта воздушных винтов, создал вихревую теорию и написал учебники по аэродинамике и винтам.
В 1926 году Юрьев инициировал в ЦАГИ программу создания первого советского геликоптера. Рассматривались разные варианты, включая экзотическую восьмивинтовую схему, но в итоге был построен одновинтовой аппарат с ферменным фюзеляжем из стальных труб. Машина получила обозначение ЦАГИ-1-ЭА и 14 августа 1932 года поднялась на высоту 605 метров — результат, втрое превышавший официальный мировой рекорд того времени. Несмотря на успех, решение о серийном производстве принято не было.
⚡Ещё материалы по этой статье можно читать в моём Телеграм-канале: https://t.me/two_wars
Юрьев сыграл ключевую роль в создании Московский авиационный институт, возглавлял кафедру аэродинамики, добился организации специализированного ОКБ-3 по вертолётам. В 1939 году ему присвоили звание бригадного инженера, а в 1940-м поручили разработку нового двухмоторного геликоптера, которую прервала война.
В годы Великой Отечественной Юрьев работал в эвакуированной академии, сотрудничал с будущими корифеями вертолётостроения Михаил Леонтьевич Миль и Николай Ильич Камов. В 1942 году он стал генерал-лейтенантом, а в последующие годы был удостоен двух орденов Ленина и двух Сталинских премий, избран академиком АН СССР.
За свою жизнь Борис Николаевич Юрьев создал более сорока изобретений, многие из которых стали основой современной авиационной науки. Он умер в Москве 14 марта 1957 года, не дожив до семидесяти лет. Его имя редко вспоминают широкой публикой, но каждый вертолёт, поднимающийся в небо, по-прежнему летает по законам, которые он сформулировал.
Это Владимир «Две Войны». У меня есть Одноклассники, Телеграмм. Пишите своё мнение! Порадуйте меня лайком👍
А как Вы считаете, почему Юрьев так поступил?