Выбрать главу

Другой вертолет, также двухвинтовой поперечной схемы с электродвигателем, пытался построить в последние годы XIX столетня выдающийся русский ученый-металлург Дмитрий Константинович Чернов (1839-1921 гг.). Разработке проекта предшествовали исследования несущего винта на стенде. Научное обоснование выбора схемы винтокрылой машины, а также рациональной формы лопастей с большим относительным удлинением он опубликовал в брошюре, явившейся ярким событием в истории развития отечественной авиационной научной мысли. Ограниченные финансовые возможности не позволили Чернову осуществить задуманную постройку.

Следует упомянуть еще одну попытку построения винтокрылого летательного аппарата, предпринятую в конце XIX века. Скромный чиновник Министерства финансов Виктор Викторович Котов продемонстрировал в 1895 г. на заседании воздухоплавательного отдела Императорского русского технического общества удачно летавшие модели, в том числе и первого в мире планера-автожира. Отдел принял решение оказать поддержку изобретателю в постройке аналогичных пилотируемых планеров, но смерть Котова помешала этому начинанию.

Таким образом, все первые попытки отечественных конструкторов построить в XIX веке геликоптер не увенчались успехом. Уровень развития науки и техники был еще недостаточен для подъема в воздух посредством несущего винта. Конечно, «вознестись к небесам» можно было и на воздушном шаре, но управление им было крайне затруднено, аэростат оставался «игрушкой ветра». Преподаватель Харьковского университета, доктор медицины Константин Яковлевич Данилевский попытался найти выход из этого положения в создании гибридного летательного аппарата. Входящий в состав гибрида аэростатный баллон должен был создать подъемную силу несколько меньшую, чем собственный вес снаряженной машины. Недостающую подъемную силу предполагалось создавать несущим винтом, благодаря чему можно было обойтись без характерных для воздухоплавания балласта и стравливания газа.

В 1899 г. Данилевский построил аппарат с аэростатным баллоном и двумя поперечно расположенными несущими винтами, приводимыми во вращение мускульной силой аэронавта, и совершил ряд небольших подъемов в воздух на своем аппарате. Это было первое в России практическое использование несущих винтов для создания подъемной силы. Под баллоном этого аппарата располагалась система поворачивающихся аэродинамических поверхностей. выполнявших две функции: крыла и руля управления. При подъеме и спуске на установленных соответствующим образом поверхностях возникала аэродинамическая сила, обеспечивающая поступательное перемещение.

Параллельно с традиционной столичной научной школой начала формироваться и научная школа в Москве. Не лидер профессор Николай Егорович Жуковский уделял большое внимание разработке проблем вертолетостроения, считая винтокрылый летательный аппарат наиболее перспективным типом воздушной машины. Еще в 80-е годы XIX века он экспериментировал с моделями геликоптеров. В 1890 г. в первом же своем печатном труде «К теории летания», посвященном теоретическим вопросам авиации, Жуковский привел свои соображения о расчете тяги и мощности несущего винта. Различные вопросы вертолетостроения рассматривались им в работе «О воздухоплавании» в 1898 г.

При определении направления работ аэродинамических лабораторий Московского университета (1902 г.) и Кучинского института (1904 г.) ученый особое внимание уделил постановке экспериментальных исследований характеристик несущих винтов, руководил созданием специальных испытательных стендов. Проведенные во вновь организованных аэродинамических лабораториях исследования способствовали появлению новых научных трудов Жуковского «О полезном грузе, поднимаемом геликоптером», «Теория винта.

работающего только на растяжение», «О винтах, не подвергающихся сгибанию» (1904 г.) и «Теория гребного винта с большим числом лопастей» (1907 г.), заложивших основы отечественной теории проектировочного аэродинамического и энергетического расчета вертолетов и конструирования лопастей с гибким комлем. Помимо научных и экспериментальных исследований, ученый занимался разработкой проектов винтокрылых машин: тяжелого восьми винтового и легкого «Мотылька».

Среди аналитических работ по теории винтокрылых летательных аппаратов достойна внимания и вышедшая в 1901 г. в Ашхабаде брошюра Д. Чумакова «Основы к решению задачи воздухоплавания», в которой автор впервые, значительно опережая мировой уровень, проанализировал динамику полета винтокрылого аппарата и дал практические рекомендации по обеспечению управления и балансировки геликоптера.

На рубеже XIX и XX веков появился ряд проектов с основательно продуманной компоновкой, конструкцией узлов и деталей, упрощенными прочностными, аэродинамическими и энергетическими расчетами. Значительно продвинулись изобретатели винтокрылых машин в области развития представлен и й о проблемах устойчивости и управляемости. Речь идет о проектах горного инженера С.М. Кенигсберга (1893 г.), сподвижника Н.Е Жуковского С.С. Неждановского (1894-1896 гг.), служащего Главного инженерного управления русской армии инженера-механика JI. д'Андре (1895 г.), мастера Сестрорецкого оружейного завода В.П. Коновалова (1895 г.), отставного полковника II.М. Янушева из Ташкента (1902 г.), учителя А.В. Яблонева (1902 г.) из Ряжска, главного инженера Путиловского завода П.П. Липковского (1902-1904 гг.) и других.

В проектах д’Андре и Янушева особенно тщательно была проработана конструкция трансмиссии, в проектах Яблонева. Янушева и Липковского – система управления. Яблонев впервые в истории вертолетостроения и одним из первых в авиации разработал конструкцию автопилота, основным элементом которого является гироскоп. Янушев впервые сконструировал для своего аппарата навигационное оборудование. В связи с отсутствием в то время легкого и надежного авиационного мотора авторы практически всех проектов предложили силовые установки оригинальной конструкции.

Особенно заметное место среди пионерных отечественных работ в области вертолетостроения занимают исследования Сергея Сергеевича Неждановского. Он одним из первых в мире предложил использовать на вертолете в качестве силовой установки двигатель внутреннего сгорания. Неоспоримый приоритет принадлежит Неждановскому в разработке и предложении прямоточных воздушно-реактивных двигателей для установки на концах лопастей несущего винта. В дальнейшем инженер первым в мире разработал реактивный компрессорный привод винта с дожиганием на концах лопастей. Проектируя одновинтовые летательные аппараты с реактивным приводом, Неждановский разработал различные схемы их путевой балансировки и управления, многие из которых ранее никем в мире не предлагались.

Известный своими многочисленными изобретениями в области транспортной техники Иосиф Иосифович Липковский заинтересовался авиацией и разработал в начале XX века несколько проектов вертолетов двухвинтовой соосной схемы. Несущие винты предполагались двухлопастными с углом между передней и задней кромками более 180 градусов. вследствие чего при остановке они могли служить парашютами.

К созданию вертолета в натуральную величину инженер приступил в 1904 г. на Путиловском заводе. Для начала он соорудил один натурный несущий винт сравнительно большого размера (16 м) и замерил создаваемую им подъемную силу. Результат получился неправдоподобно высоким. Усомнившись в нем. специалисты Главного инженерного управления русской армии переправили чертежи и расчеты П.И. Липковского на отзыв Н.Е. Жуковскому. «Отец русской авиации» отметил нерационально выбранную форму лопастей, завышенный КПД несущих винтов и заниженный вес конструкции. Военное ведомство воздержалось от поддержки строительства. Еще одна попытка российского изобретателя построить вертолет окончилась неудачей.

Помимо глубоко продуманных проектов. восхищающих широтой охвата проблем вертолетостроения. в это время появлялись и более простые предложения. содержащие, однако, ряд интересных идей. Так, кустарь из Сергиева Посада Н.М. Митряйкнн прислал в 1899 г. в военное ведомство макет вертолета-мускулолета «воздухоплавательный велосипед», который предлагал использовать для того, чтобы «…с поля битв раненых вывозить скоро, не тряся и не качая», т. е. в качестве санитарно-эвакуационного средства. Донской казак А.Я. Смирнов в том же году прислал проект летательной машины, представлявшей собой прообраз будущих «ранцевых» вертолетов индивидуального пользования. Военный чиновник Усть-Двинской крепости Кузьмин спроектировал в 1900 г. прообраз автомата перекоса для управления общим и циклическим шагом лопастей винта вертолета. В дальнейшем он построил модель автомата перекоса и опробовал ее работу на модели несущего винта.