В ходе переделки и испытаний S-52-5 на фирме «Сикорский Эркрафт» возникла идея создать на его основе опытный газотурбинный вертолет, предназначенный для серийного производства и практической эксплуатации. Командование авиации Сухопутных войск выделило Сикорскому средства.
Новый вертолет S-59 (армейское обозначение XH-39) сохранил от своего предшественника общие размеры кабины, но в целом фюзеляж был создан практически заново. Центральная часть фюзеляжа, хвостовая и концевая балки стали цельнометаллическими полумонококовыми. Им были приданы плавные, удобообтекаемые аэродинамические формы. Концевая балка теперь стала профилированной. В центральной части фюзеляжа около топливного бака образовалось обширное багажное отделение. Двигатель, как и у предшественника, находился в капоте-обтекателе над центральной частью фюзеляжа. Уши-воздухозаборники располагались по бокам капота. Переднюю часть кабана-обтекателя занимал вентилятор. На конце хвостовой балки был установлен неподвижный горизонтальный стабилизатор. Несущий винт Сикорский сделал четырехлопастным, а рулевой винт — трехлопастным. Их конструкция осталась прежней. Гидроусилители системы управления автоматом перекоса собрали в единый блок и установили на картере главного редуктора. Сикорский применил на S-59 трехточечную схему шасси с задней опорой. Для достижения на вертолете больших скоростей шасси стало убирающимся в полете. Приборное оборудование постоянно совершенствовалось. В ходе испытаний вертолет был дооборудован автопилотом.
1 июня 1954 г. S-59 впервые поднялся в воздух, а уже 26 августа побил мировой рекорд скорости. Он развил скорость 250 км/ч. Через два месяца 59-й, забравшись на высоту 7470 м, установил и абсолютный рекорда высоты. Испытания S-59 дали богатый материал, послуживший основой для разработки вертолетных газотурбинных двигателей, создания вертолетов нового, второго поколения.
Несмотря на ряд блестящих достижений, в серию S-59 не пошел. Он так и остался опытным. Военные потребовали оснастить S-59 двигателями американского производства. Но подобных в то время просто не было. Та же причина помешала и получить гражданский сертификат летной годности. Кроме того, двигатель «Артуста-II» был создан по так называемой одновальной схеме, т. е. представлял собой обычный турбовинтовой двигатель с жесткосвязанными турбиной, компрессором и несущим винтом. Это снижало эффективность винтомоторной группы, значительно усложняло конструкцию машины и ее управление, увеличивало нагрузки в трансмиссии. Сикорским был сделан вывод о желательности создания вертолетных двигателей со свободной турбиной. Вскоре все вертолетное моторостроение перешло на этот тип газотурбинных двигателей.
Победа одновинтовой схемы
Авиационные специалисты второй половины 40-х годов, оценивая положение, сложившееся с выбором схем для винтокрылых летательных аппаратов, сравнивали еЁо с положением самолетостроения накануне Первой мировой войны, когда нужно было выбрать оптимальную схему среди монопланов, бипланов, тандемов, «уток» с тянущим или толкающим винтом. Вертолеты все еще отличались большим разнообразием схем, числом и расположением несущих, пропульсивных и рулевых винтов, наличием различных аэродинамических поверхностей. Достоинства выбранной И. И. Сикорским классической одновинтовой схемы были признаны не сразу и не всеми.
В классах легких двух-четырехместных вертолетов из многочисленных альтернативных схем до стадии серийного производства и ограниченного применения удалось довести только синхроптеры американской фирмы «Каман» и аппараты соосной схемы ОКБ Н. И. Камова. Все остальные вертолетостроительные фирмы Америки и Европы добились успеха, используя классическую одновинтовую схему, отработанную И. И. Сикорским. Однако сам ее создатель после постройки S-51 и S-52 выпуск легких вертолетов прекратил. Это произошло отнюдь не потому, что он спасовал перед конкурентами. Сфера творческих интересов И. И. Сикорского в деле разработки винтокрылой техники лежала в более неизведанной области — в создании тяжелых транспортных машин.
Неудачник S-53
Разработка и постройка тяжелых вертолетов — дело более сложное, чем «воздушных автомобилей». Требовалось решить ряд сложных задач. В тяжелом вертолетостроении уже были достойные конкуренты. Молодой талантливый конструктор Ф. Пясецкий в 1941 г. приступил к постройке вертолета двухвинтовой продольной схемы. К. Л. Захарченко предпочел строить тяжелый вертолет по двухвинтовой поперечной схеме. Созданный им в 1946 г. пятитонный «Мак-Доннел» XMYD-1 стал самым тяжелым вертолетом мира, но через два года вперед вырвались британцы К. Пуллин и Я. Шапиро, построившие восьмитонный W-11 «Эр Хорс», оснащенный тремя несущими винтами.
Среди этого многообразия вскоре выявились характерные для каждой схемы проблемы. Некоторые из них оказались труднопреодолимыми при уровне науки и техники того времени. Постройка вертолетов многовинтовой и поперечной схем вскоре была прекращена. Только Франку Пясецкому, сыну эмигранта из Российской империи, удалось к 1947 г. довести до серийного производства свой трехтонный РV-3 «Дог Шип», получивший вскоре большую известность. Верный сторонник двухвинтовой продольной схемы, Пясецкий стал на долгие годы основным конкурентом Сикорского в разработке тяжелых вертолетов.
Экспериментальный S-54 полупродольной схемы
«Борьба» с Пясецким началась еще в 1946 г., когда ВМС США объявили конкурс на трех-пятиместный многоцелевой вертолет, специально предназначенный для эксплуатации на авианесущих кораблях — авианосцах, линкорах и крейсерах. Основными претендентами были PV-14 и S-53 (первый полет 22 сентября 1947 г.). Вертолет Сикорского создавался на основе S-51, но он отличался от последнего рядом особенностей, обеспечивающих его эксплуатацию на кораблях. Он имел систему складывания назад вдоль хвостовой балки лопастей. Чтобы предохранить от случайного попадания людей в рулевой винт, избежать задевания им о палубу и надстройки при посадке в плохую погоду, в отличие от S-51 он был приподнят на специальной концевой балке над хвостовой балкой. При разработке шасси учитывалась необходимость обеспечения посадки на качающуюся палубу. В полу кабины был сделан люк с лебедкой для ведения спасательных работ либо для установки фотооборудования. Комплекс навигационного оборудования предусматривал полеты ночью. Однако Сикорского ждало поражение. S-53 остался в трех опытных экземплярах. Флот выбрал вертолет Пясецкого. Установив винты с максимальным перекрытием, Пясецкий достиг большей компактности при хранении на палубе, чем у S-53 с торчащей назад хвостовой балкой. Большой заявленный диапазон продольной центровки давал определенные преимущества. В частности, облегчал спасательные работы посредством лебедки. Примененная на S-53 втулка еще старой конструкции без выноса горизонтальных шарниров ограничила диапазон центровки. В определенной мере на выбор флотом вертолета Пясецкого повлияло и увлечение в конце 40-х годов продольной схемой.
Большинство вертолетостроителей 40-х — начала 50-х годов считали, что при повышении грузоподъемности вертолетов и сохранении при этом одновинтовой схемы с увеличением диаметра несущего винта растут удельный вес несущего винта, трансмиссии, рулевого винта, мощность, затрачиваемая на рулевой винт, усложняются центровка и компоновка вертолета. Все эти недостатки, по их мнению, должна была устранить продольная схема. Отсутствие затрат мощности на рулевой винт, более низкая удельная нагрузка на несущий винт должны были обеспечить хорошую весовую отдачу, улучшить харктеристики высотности и аварийной посадки. Фюзеляж получался большого объема, обеспечивал доступ к двигателю, облегчал загрузку. Разнос несущих винтов на большие плечи должен был обеспечить хорошую продольную устойчивость, управляемость и центровку.
По всему миру, даже на Тайване, как эпидемия, началась разработка вертолетов продольной схемы. Общепринятым также было мнение, что одновинтовая схема целесообразна только для легких вертолетов.