Говоря о практическом использовании автожиров в войне, следует отметить немецкий змей – автожир Fа 330 «Bachstelze» («Трясогузка»). Его характерными особенностями являлись малые размеры, отсутствие двигателя, низкая минимальная скорость (35 км/ч), бесшумность полета и невозможность подслушивания противником переговоров с воздушным наблюдателем (использовался проводной телефон, связанный с буксирным тросом).
Немецкий змей – автожир с трехлопастным несущим ротором диаметром 7,3 м имел простейшую конструкцию из стальных труб, мог складываться в течение 7 минут и весил всего 75 кг. Пилот находился в открытой кабине.
При использовании с подводной лодки Fа 330 хранился в разобранном виде в двух вертикальных герметичных контейнерах размером 0,6×3,57 м, закрепленных около рубки. После сборки и установки автожира на пусковую площадку лодка разворачивалась против ветра и разгонялась так, чтобы скорость набегающего воздушного потока достигала значения 40 км/ч. Ротор при помощи специальной пусковой катушки раскручивался до значения 140–150 об/мин. Затем пилот расцеплял фиксирующее устройство и поднимался в воздух. При достаточной длине буксирного троса автожир мог подниматься на максимальную высоту 220 метров, что позволяло получить обзор в радиусе 53 км. Известно, что всего было изготовлено порядка 200 Fа 330 и около 50 из них использовалось экипажами немецких судов и подводных лодок для разведки при проведении боевых операций.
В послевоенный период, в связи с ошеломляющими успехами вертолетов, отношение к автожирам длительный период оставалось прохладным. Казалось, что сомнительные преимущества практического использования в военной и коммерческой авиации навсегда сделали их достоянием истории.
И, тем не менее, автожиры вернулись. В 1955 г. американская фирма «Бенсен» выпустила небольшой автожир В-7М «Джайрокоптер». Этот аппарат с двигателем 40 л. с. по своей простоте, малой стоимости и достаточной надежности вполне соответствовал требованиям, предъявляемым к любительским конструкциям. С 1957 г. началось серийное производство комплектов деталей и узлов для самостоятельной сборки автожира В-8М, являющегося дальнейшим развитием В-7М. Затем последовал еще ряд модификаций, ненамного отличающихся размерами, компоновкой и мощностью используемых двигателей. С тех пор прошло более 50 лет, однако интерес к небольшим любительским автожирам не ослабевает. Благодаря своим неоспоримым преимуществам они по – прежнему имеют достаточное количество сторонников, которые их строят, совершенствуют и с огромным удовольствием на них летают.
Советские автожиры и первые вертолеты (1929—42 гг.)
Просматривая исторические материалы, имеющие отношение к развитию авиации и воздухоплавания в России, искренне удивляешься живому интересу к проблемам винтокрылых аппаратов, который проявляли в минувшие две с лишним сотни лет наши соотечественники. Автор понимает, что наверняка найдутся скептики, которые упрекнут его в преувеличении, более того, даже в стремлении убедить их в очередной раз в том, что «Россия – родина слонов». Однако с фактами спорить трудно. Начиная с М. В. Ломоносова, впервые построившего и испытавшего в 1754 г. модель прообраза вертолета, десятки русских ученых, инженеров и естествоиспытателей неоднократно обращались к этой теме. Впрочем, глубоко погружаться в историю и перечислять все светлые умы, потрясшие своих современников дерзкими идеями, на этот раз не будем. Вспомним лишь о двух вертолетах И. И. Сикорского, построенных в 1908—10 гг., и о вертолете Б. Н. Юрьева, построенном в 1912 г. Довести до летного состояния указанные образцы по ряду причин технического характера тогда не удалось. Однако именно эти начинания дали первоначальные накопления знаний, ставших столь необходимыми впоследствии. Говоря об аппарате Б. Н. Юрьева, отметим, что ему одному из первых удалось угадать ставшую в наши дни классической схему вертолета с одним несущим и одним рулевым винтом, создать автомат перекоса лопастей, положить начало изучению проблемы авторотации несущего винта.
Последующее развитие истории, как известно, сопровождалось стремительным развитием самолетов, а о вертолетах на некоторое время почти забыли. Вернуться к этой теме удалось лишь в середине 1920–х годов.
Начало работ по винтокрылым аппаратам в СССР датируется 1925 г. В этом году на базе Экспериментального аэродинамического отдела (ЭАО) ЦАГИ, возглавляемого Б. Н. Юрьевым, образовали небольшую группу, приступившую к изучению проблемы вертолета. В группу вошли трое молодых сотрудников: А. М. Изаксон, Б. Я. Кузнецов (оба стажеры МВТУ) и Н. Н. Петров. Постепенно, с расширением и доукомплектованием ЦАГИ количество сотрудников довели до 10 человек. С 1926 г. в группе начали работать инженеры А. М. Черемухин и К. А. Бункин, студенты МВТУ И. П. Братухин, А. Ф. Маурин и Г. И. Солнцев. Непосредственное руководство группой возложили на А. М. Черемухина.
Основной задачей в этот период являлось изучение специфических режимов работы несущего ротора вертолета. Сложность состояла в недостаточном понимании поведения несущего винта в косом потоке, отсутствии полноценной теории несущего винта, недостатке знаний вопросов устойчивости и управляемости винтокрылых аппаратов. Все работы по вертолетам велись тогда на основе обычной винтовой теории и результатах модельных экспериментов.
Схемы геликоптера ЦАГИ 1-ЭА
Одновременно в этот период в ЦАГИ проработали три варианта вертолетов разных схем, так называемых «фаворитов», построили натурный стенд для испытаний несущего винта диаметром 6 м.
В 1928 г. группа увеличилась в составе и стала Секцией особых конструкций (СОК). Б. Н. Юрьев по ряду причин покинул ЦАГИ и перешел на преподавательскую работу в Военно – воздушную академию им. Н. Е. Жуковского, начальником ЭАО стал Г. Х. Сабинин. Тогда же были проведены работы по проектированию экспериментального вертолета одновинтовой схемы, получившего обозначение ЦАГИ 1–ЭА (1–й Экспериментальный аппарат). Его изготовление началось на Заводе опытных конструкций (ЗОК) в 1929 г. и продолжалось всю первую половину 1930 г.
ЦАГИ 1–ЭА представлял собой одноместный, одновинтовой, двухмоторный вертолет. Реактивный момент четырехлопастного несущего ротора диаметром 14 м уравновешивался небольшими рулевыми винтами, размещенными попарно в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. Силовая установка состояла из двух ротативных двигателей М-2 (советский вариант «Рон») мощностью 120 л. с., размещенных в центре ферменного фюзеляжа. Выбор ротативных двигателей был обусловлен необходимостью воздушного охлаждения силовой установки при отсутствии поступательного движения аппарата.
Летом 1930 г. постройка вертолета ЦАГИ 1–ЭА завершилась, затем его перевезли для проведения испытаний на подмосковный аэродром в районе станции Ухтомская. Раньше эта станция называлась «Подосинки», также назывался и один из первых российских аэродромов. В период 1920—30 гг. в Подосинках базировались истребительные и разведывательные эскадрильи. В 1930 г. аэродром Подосинки, в отношении которого уже пользовались новым названием «Ухтомская» по распоряжению М. Н. Тухачевского передали ЭАО ЦАГИ для проведения испытаний винтокрылых аппаратов.
Первоначально на ЦАГИ 1–ЭА отработали методику испытаний аппарата на привязи. Затем начались свободные полеты, которые проводились систематически в период 1930—34 гг. Бессменным испытателем ЦАГИ 1–ЭА являлся А. М. Черемухин, бывший военный летчик Первой мировой войны, ставший затем одним из ведущих специалистов ЦАГИ в области аэродинамики (с 1934 г. профессор, с 1937 г. доктор технических наук). При проведении полетов на первом советском вертолете он проявил себя не только как талантливый конструктор и инженер, но и как бесстрашный пилот, благодаря опыту и хладнокровию которого удалось провести эти испытания благополучно. Машина отличалась значительной неустойчивостью, полеты на ней, по выражению Черемухина, напоминали балансирование «на острие иглы». Летать на 1–ЭА пытался, в частности, опытный испытатель Д. А. Кошиц, который после нескольких неудачных попыток, намекая на звание Черемухина, изрек: «На нем могут летать только профессора, а у меня среднее образование».
Вертолет конструкции ЦАГИ 1-ЭА
Нужно отметить, что полеты ЦАГИ 1–ЭА велись в обстановке абсолютной секретности, не позволившей своевременно заявить об их приоритетности. В полете 14 августа 1932 г. Черемухин достиг высоты 605 м, что являлось выдающимся результатом мирового значения. Даже официально зарегистрированный в 1936 г. мировой рекорд высоты французского вертолета «Бреге – Доран» составлял всего 158 м.
Несмотря на то что в ЦАГИ до конца 1920–х годов целенаправленно занимались вертолетами, здесь были осведомлены об успешных полетах аппаратов Сиервы, поэтому предполагали начать работу и в этом направлении. Считалось, что создание автожира вполне достижимо в короткие сроки, кроме того, существовало глубокое понимание, что такая работа может служить ступенькой к решению проблемы вертолета. К тому времени появилось исследование Глауэрта и Локка по теории несущего ротора автожира, которое позволяло произвести аэродинамические расчеты, послужившие в дальнейшем основой для расчета ротора вертолета. Кроме того, существующие на практике автожиры позволяли отработать многие технологические приемы и варианты конструктивных элементов, изучить работу несущего ротора на режиме авторотации и многое другое.
После того как 25 сентября 1929 г. состоялся первый полет автожира КАСКР конструкции Камова и Скржинского, кажущееся безразличие ЦАГИ к автожирам закончилось, здесь решили обобщить зарубежный опыт и теоретические исследования в этой области. Предпринятые изыскания завершились постройкой автожира ЦАГИ 2–ЭА, впервые поднявшегося в воздух 17 ноября 1931 г.
Практически с началом полетов ЦАГИ 2–ЭА автожирная тематика в ЦАГИ начала набирать обороты. Для расширения фронта работ сюда пригласили авторов КАСКР, конструкторов Камова и Скржинского. С ноября 1931 г. Камов является начальником конструкторской бригады № 2 СОК ЦАГИ и первоначально предполагает дальнейшее совершенствование автожира под обозначением КАСКР-4. В дальнейшем на основе этого проекта появился автожир А-7, предназначенный для использования в качестве артиллерийского корректировщика.