Безраздельно господствовал в воздухе. За это время многократно возросли скорость и грузоподъемность крылатых машин, которые из неуклюжих фанерных «этажерок» превратились в мощных реактивных красавцев, воплощавшие в себе самые передовые технические достижения человеческой мысли.

Однако при всех своих достоинствах любой самолет имеет один важный недостаток - для того чтобы оставаться в воздухе, он должен постоянно и с достаточно большой скоростью перемещаться в горизонтальной плоскости, ведь подъемная сила его крыльев напрямую зависит от скорости движения. Отсюда необходимость разбега при взлете и пробега при посадке, которые приковывают самолет к аэродрому.

Между тем часто возникает необходимость в таком летательном аппарате, который обладает подъемной силой, не зависящей от скорости полета, может вертикально подниматься и садиться, а кроме того, способен «зависать» в воздухе. Эта ниша после долгих конструкторских поисков была занята винтокрылой машиной - вертолетом.

Обладая всеми летными качествами, присущими самолету, вертолет имеет, кроме того, целый ряд замечательных специфических свойств: он может взлетать с места без предварительного разбега, неподвижно висеть в воздухе на нужной высоте, передвигаться поступательно во всех направлениях, производить повороты в любом направлении как во время поступательного движения, так и при зависании; наконец, он может садиться на маленькую площадку без последующего пробега.

Создание аппарата, обладавшего комплексом этих качеств, оказалось чрезвычайно сложным делом, поскольку теория вертолета намного сложнее теории самолета. Потребовались годы упорного труда многих конструкторов, прежде чем вертолет стал уверенно чувствовать себя в воздухе и смог разделить с самолетом заботы о воздушных перевозках.

Первые винтокрылые аппараты (геликоптеры и автожиры) появились едва ли не в одно время с первыми самолетами. В 1907 году четырех — винтовой вертолет французов Бреге и Рише впервые смог оторваться от земли и приподнять над ней человека. После этого многими изобретателями были предложены различные конструкции вертолетов.

Все они имели сложную многовинтовую схему, в которой несколько винтов служили для поддержания аппарата в воздухе, а еще несколько других - для того, чтобы толкать его в нужном направлении. Одновинтовая схема (к которой в наше время принадлежит 90% всех вертолетов) никем поначалу всерьез не рассматривалась.

Да и была ли она реальна? Поднять аппарат в воздух с помощью одного винта - еще, куда ни шло. Но как сообщить ему горизонтальное поступательное движение? Как им управлять? Те изобретатели, которые достаточно хорошо разбирались в аэродинамике, указывали еще на один крупный недостаток одновинтовой схемы - наличие реактивного момента. Дело в том, что при осуществлении привода несущего винта от двигателя, жестко соединенного с гондолой, последний должен был вращать не столько сам винт, сколько (в противоположную сторону) корпус аппарата.

Казалось, что парализовать реактивный момент можно лишь тогда, когда в конструкции вертолета используется несколько несущих винтов, вращающихся в противоположных направлениях. Причем винты эти могли располагаться как отдельно друг от друга (продольная и поперечная схемы), так и на одной оси - один под другим (соосная схема). Приходили на ум и другие достоинства многовинтовой схемы. Ведь имея несколько управляющих винтов, было легче направлять машину в нужном направлении.

Но вскоре обнаружилось: чем больше у вертолета винтов, тем больше у него проблем - расчет аппарата даже с одним винтом представлял из себя очень сложную задачу, учесть же взаимное влияние многих винтов оказалось вообще невозможно (по крайней мере, в первой четверти XX века, когда аэродинамика делала только первые шаги, а теория воздушного винта только-только начинала формироваться).

Значительную лепту в преодоление многих из перечисленных проблем внес русский изобретатель Борис Юрьев. Наиболее важные свои открытия он сделал еще в ту пору, когда был студентом Московского высшего технического училища и состоял активным членом Воздухоплавательного кружка известного русского ученого Жуковского.

Заинтересовавшись одновинтовой схемой, Юрьев, прежде всего, задался вопросом: как сообщить вертолету поступательное движение в нужном направлении? Большая часть изобретателей в начале XX века, как уже говорилось, была уверена, что для этого необходимо снабдить аппарат не только несущими винтами, но и пропеллерами. Однако, экспериментируя с множеством различных моделей, Юрьев установил, что с помощью наклона оси несущего винта можно получить хорошую горизонтальную скорость полета, не делая специального винта-пропеллера с горизонтальной тягой.

Поступательного движения вертолета можно добиться также наклоном вперед корпуса аппарата. В этом случае сила большого винта разлагается на две силы - подъемную и тягу, и аппарат начинает двигаться поступательно. И чем больше наклон аппарат, тем больше будет скорость полета.

Следующая проблема заключалась в том, как уравновесить реактивный момент, действующий на гондолу. Юрьев предположил, что легче всего этого можно добиться с помощью маленького винта, расположенного на хвосте вертолета и приводимого во вращение легкой передачей. За счет того, что сила, создаваемая хвостовым винтом, прилагалась к длинному плечу (относительно центра тяжести аппарата), действие ее без труда компенсировало реактивный момент.

Расчеты показывали, что на это уйдет 8-15% мощности двигателя. Юрьев предложил далее сделать лопасти этого винта с изменяемым шагом. Увеличивая или уменьшая угол наклона этих лопастей к плоскости вращения, можно было увеличивать или уменьшать тягу этого винта. При большой тяге хвостовой винт должен был пересиливать реактивный момент главного винта и разворачивать гондолу в нужном направлении.

Но наибольшую трудность представляло создание надежной системы управления. Пилот должен был иметь в своем распоряжении устройства, позволявшие ему быстро менять ориентацию машины относительно всех ее трех осей: то есть поворачивать ее в любую сторону относительно вертикальной оси, наклонять корпус вверх и вниз, а также накренять его вправо и влево. Проблема поворота разрешалась с помощью небольшого хвостового винта.

Для этого, как уже отмечалось, достаточно было сделать его лопасти поворачивающимися и соединить механизм их поворота с рулями. Но как обеспечить управляемость относительно продольной и поперечной осей? Самым простым средством было бы устройство еще двух рулевых винтов, вынесенных на консолях на некоторое расстояние от центра тяжести машины и поворачивающих вертолет в нужную для пилота сторону.

Здесь винт 1 служит для компенсации реактивного момента, а также выполняет роль руля направления; винт 2 дает крены и аналогичен по своему действию элеронам (перекашивающимся плоскостям крыльев самолета), а винт 3 служит как бы рулем высоты. Но эта система, кроме того, что была чрезмерно сложной, обладала еще тем недостатком, что делала вертолет очень неустойчивым в полете. Юрьев стал размышлять над вопросом: нельзя ли основной несущий винт устроить таким образом, чтобы он сам создавал два необходимых для управления вертолетом момента? Поиски его завершились в 1911 году изобретением одного из самых замечательных в истории вертолета устройств - созданием автомата перекоса.

Принцип действия этого автомата очень прост. Каждая лопасть винта описывает при вращении круг. Если лопасти несущего винта сделать подвижными относительно своих продольных осей, таким образом, что они смогут менять угол наклона к плоскости вращения, то можно очень легко управлять движением вертолета.

Действительно, если часть очерчиваемого ею круга лопасть пройдет с большим углом установки, а другую часть - с меньшим, то, очевидно, тяга с одной стороны будет больше, а с другой меньше, и несущий винт (а вместе с ним и вся машина) будет поворачиваться в соответствующую сторону.

Автомат перекоса как раз и обеспечивал необходимую установку лопастей. Для этого на валу несущего винта на карданном подвесе устанавливалось кольцо, к которому с помощью шарниров были присоединены поводки, идущие к рычагам, поворачивающим лопасти. Кольцо вращалось вместе с валом винта. С двух сторон оно было охвачено свободно сидящим на нем неподвижным кольцом. Это последнее кольцо можно было свободно поворачивать с помощью рулевых тяг и давать ему любой наклон в двух плоскостях.

При этом внутреннее кольцо также наклонялось, одновременно вращаясь внутри неподвижного кольца. Легко видеть, что при этом внутреннее кольцо будет совершать за один оборот полное колебание, что в свою очередь заставит колебаться каждую связанную с ним лопасть: все они в течение оборота будут менять установочный угол от какой-то минимальной величины до максимальной. Углы эти будут зависеть от наклона неподвижного кольца, связанного с рычагами управления.

Если пилоту требовалось повернуть в какую-либо сторону свою машину, он должен был направить в эту сторону внешнее кольцо автомата перекоса. В этом режиме угол наклона каждой лопасти изменялся независимо от других лопастей. Но легко было сделать и так, чтобы автомат перекоса в случае необходимости мог менять угол установки сразу у всех лопастей одновременно. Это требовалось, к примеру, при поломке мотора в режиме, называемом авторотацией, когда под действием воздушного потока винт падающего вертолета начинал самопроизвольно вращаться, действуя как парашют.

Вертолет при этом как бы планировал (в природе этот эффект можно наблюдать у падающих семян клена). Для этого достаточно было сделать кардан автомата перекоса, скользящим вдоль вала винта (сверху вниз). Поднимая или опуская автомат перекоса, пилот сразу поворачивал все лопасти винта в одну сторону, тем самым увеличивая или уменьшая установочный угол или делая его отрицательным (то есть способным вращаться в противоположную сторону, что как раз и требовалось при авторотации).

Таким образом, к 1911 году 22-летний студент МВТУ Борис Юрьев разработал в общих чертах всю схему одновинтового вертолета. Запатентовать ее он не смог, так как не имел на это денег. В 1912 году по проекту Юрьева студенты МВТУ собрали нелетающий макет вертолета в натуральную величину. На международной выставке воздухоплавания и , проходившей в том же году в Москве, эта модель была удостоена малой золотой медали. Однако средств на то, чтобы построить действующую машину, у училища не нашлось. Начавшаяся вскоре Первая мировая, а затем и Гражданская войны надолго отвлекли Юрьева от работ над его проектом.

Между тем в других странах продолжали появляться модели многовинтовых вертолетов. В 1914 году построил свой геликоптер англичанин Мумфорд. На нем впервые был осуществлен полет с поступательной скоростью. В 1924 году француз Эмишен впервые пролетел на своем вертолете по замкнутому кругу. В то же время Юрьев, заняв пост начальника Экспериментального аэродинамического отдела ЦАГИ, попробовал реализовать свою одновинтовую схему.

Под его руководством Алексей Черемухин построил первый советский вертолет 1-ЭА. Эта машина имела два рулевых винта и два мотора «Рон» мощностью по 120 л.с. каждый. Она также была впервые снабжена автоматом перекоса. Первые же испытания 1930 года дали блестящий результат. Пилотируемый Черемухиным вертолет уверенно отрывался от земли и легко взмывал на высоту нескольких сот метров, свободно описывал в воздухе восьмерки и другие сложные фигуры.

В 1932 году Черемухин поднялся на этом вертолете на высоту 605 м, поставив тем самым абсолютный мировой рекорд. Однако и этот вертолет был еще очень далек от совершенства. Он был неустойчив. Несущий винт был сделан жестким (лопасти не меняли махового движения), что делало его работу неудовлетворительной. В дальнейшем были разработаны и построены другие модели. В 1938 году под руководством Ивана Павловича Братухина был создан первый советский двухвинтовой вертолет 11-ЭА поперечной схемы.

Но в целом в 30-е годы вертолетостроение не получило в СССР государственной поддержки. В это время большую популярность получила теория, согласно которой самолет несравненно совершеннее вертолета и по скорости, и по грузоподъемности, а вертолет - это лишь дорогая игрушка. Только в 1940 году Юрьеву с большим трудом удалось добиться разрешения на создание специального конструкторского бюро, которое он и возглавил. Вскоре загруженный большой преподавательской работой, он передал руководство отделом Ивану Братухину. Через год началась война, и создание совершенного вертолета опять отдвинулось на неопределенный срок.

В это время лидером в вертолетостроении была Германия. Талантливый конструктор Генрих Фокке создал в 30-е годы несколько совершенных двухвинтовых вертолетов поперечной схемы. В 1937 году на его вертолете FW-61 были установлены мировые рекорды: высоты - 2439 м, скорости - 123 км/ч и дальности - 109 км полета. В 1939 году новый вертолет Фокке достиг высоты 3427 м, а в 1941 году его машина FA-223 была запущен в небольшую серию. Война положила конец его разработкам, но успехи «Фокке-Вульфов» надолго приковали внимание конструкторов к поперечной схеме.

В том, что одновинтовая схема все-таки утвердилась в вертолетостроении как главенствующая, огромная заслуга принадлежит американскому авиаконструктору Игорю Сикорскому. (Русский по происхождению он в 1919 г эмигрировал в Америку, а в 1923 г. основал здесь свою фирму «Сикорский».) За свою жизнь Сикорский разработал несколько десятков моделей самолетов, но мировую славу ему принесло создание вертолета. Именно он впервые довел до совершенства классическую одновинтовую схему Юрьева.

Свой первый вертолет S-46 (VC-300) Сикорский построил в 1939 году. Он сразу отказался от мысли определить все параметры аппарата путем расчетов и решил создать такой вертолет, в который в ходе летных испытаний можно было бы легко вносить конструктивные изменения. Его машина имела подчеркнуто примитивный вид: простой фюзеляж был собран в виде фермы из стальных труб, летчик открыто сидел в маленьком кресле впереди двигателя. Движение от небольшого двигателя в 65 л.с. передавалось посредством ремней вверх на редуктор, от которого приводился простой по конструкции трехлопастный и трехшарнирный несущий винт. Хвостовой однолопастный рулевой винт устанавливался на длинной коробко-образной балке.

Уже первые испытания выявили многочисленные недостатки конструкции. Автомат перекоса работал очень плохо, так как был неправильно рассчитан; из-за этого вертолет плохо слушался руля и раскачивался при подъеме. В конце концов, он опрокинулся и сильно поломался. Тогда Сикорский отказался от автомата перекоса и ввел три рулевых винта (реализовав, таким образом, раннюю схему Юрьева, о которой говорилось выше).

В этой конструкции вертолет показал хорошую управляемость. В мае 1940 года Сикорский публично демонстрировал свое детище в Бриджпорте перед американскими летчиками. На присутствующих его машина произвела большое впечатление: вертолет свободно перемещался вверх и вниз, вбок и назад, неподвижно зависал и разворачивался на месте. Вертолет имел только один недостаток - он упорно не хотел лететь вперед.

Понадобилось несколько месяцев на то, чтобы выяснить причину его «упрямства». Оказалось, что воздушные вихри, создаваемые несущим винтом, оказывали сильное воздействие на работу рулевых винтов, так что на большой скорости они отказывались работать. Когда рулевые винты были вынесены из зоны действия основного винта, маневренность и управляемость VS-300 сразу значительно улучшилась. Вообще, VS-300 имел для Сикорского огромное значение. В ходе двухлетних испытательных полетов на нем были опробованы несколько систем управления, различные типы винтов и конструкций, отработана сама форма вертолета. Количество конструкционных улучшений, внесенных в первоначальную модель, было настолько значительно, что к 1942 году от прежнего вертолета остались только кресло пилота, центральная часть фюзеляжа, топливный бак и два колеса главного шасси. Благодаря этим испытаниям намного облегчилось создание следующих вертолетов.

Вскоре командование ВВС США сделало Сикорскому заказ на разработку военного вертолета, который можно было бы использовать для корректировки огня и для связи. Новый образец получил наименование VS-316 (S-47). Многочисленные неудачи с первой машиной убедили конструктора в том, что автомат перекоса совершенно необходим для одновинтовой схемы. На этот раз автомат был рассчитан с большой тщательностью, что и предрешило успех модели. В январе 1942 года начались летные испытания готового вертолета. В апреле машина уже демонстрировалась перед военными.

Сидевший за штурвалом пилот-испытатель Чарльз Морис сумел показать огромные возможности винтокрылого летательного аппарата. Он зависал над головами изумленных зрителей, взлетал и снова садился на старое место - прямо в выемки от колес, перемещался вперед, назад, вбок, разворачивался на месте. Потом он поднимал специальной трубкой авоську с яйцами, переносил на другое место и опускал, не разбив ни одного. Были продемонстрированы и другие трюки, например, спуск и подъем пассажира по веревочной лестнице в зависший над землей вертолет.

Сейчас это, разумеется, не вызывает удивления, но в то время было в диковинку и до глубины души поражало видавших виды генералов. Один из присутствовавших высокопоставленных начальников воскликнул: «Эта штука может делать все, что делает лошадь!» А известный английский летчик-испытатель Бри признался: «Мы присутствовали при чуде». Под конец Морис продемонстрировал крейсерскую скорость - около 130 км/ч, поднялся над землей на 1500 м, а потом осуществил посадку с выключенным двигателем на авторотации.

В мае 1942 года VS-316 был принят на вооружение армии США под наименованием XR-4 и запущен в серийное производство. Всего было построено 130 таких вертолетов. В 1944 году они были впервые опробованы в боевых условиях в Бирме. Война здесь шла в джунглях, и вертолет оказался единственным транспортным средством, пригодным для снабжения войск. Японские истребители развернули настоящую охоту за тихоходными «вертушками», но не смогли сбить ни одного - при малейшей опасности вертолет прижимался к земле, скрывался между деревьями и таким образом легко уклонялся от боя.

В 1943 году фирма Сикорского выпустила новый вертолет XR-5, отличавшийся гораздо большей скоростью и грузоподъемностью. Для него впервые был разработан специальный вертолетный двигатель. Всего было построено 65 таких машин, так как из-за окончания войны министерство обороны аннулировало свои заказы. Между тем в 1944 году у Сикорского уже была готова новая модель - S-49 (всего их было выпущено 229 штук).

После войны вертолеты начали быстро распространяться по всему миру. Сикорский недолго сохранял монополию на их производство, поскольку только в США 300 фирм приступили к разработке своих моделей винтокрылых машин. Однако Сикорский имел перед ними важные преимущества - хорошо отработанную конструкцию и налаженное производство.

Несмотря на конкуренцию, его фирма не только процветала, но и расширяла производство. В 1946 году он разработал модель S-51 (всего выпущено 554 машины), которая нашла широчайшее применение как в военной, так и в хозяйственной сферах. Этот вертолет был впервые оснащен автопилотом, который значительно облегчил управление.

Однако самый большой успех выпал на вертолеты S-55 «Чикасо» (1949) и S-58 «Сибэт» (1954). Только на заводе Сикорского было собрано 1828 штук вертолетов первой модели и 2261 - второй. Кроме того, множество фирм в разных странах приобрело лицензию на их производство. В 1952 году два S-55-х впервые совершили перелет через Атлантический океан (с одной дозаправкой на палубе авианосца) из Америки в Европу. S-58 был признан лучшим вертолетом первого поколения. Он стал также «лебединой песней» самого Сикорского. В 1957 году 68-летний конструктор отошел от руководства компанией.

В эти годы полным ходом развернулась разработка вертолетов в СССР. После войны Юрьев сумел добиться организации двух новых КБ: Михаила Миля, который взялся разрабатывать одновинтовой вертолет, и Николая Камова, избравшего соосную схему. В работу по проектированию вертолета включилось также КБ Яковлева. Продолжал свои работы над вертолетами поперечной схемы Братухин.

В 1946 году появился его вертолет Г-3. В 1947 году выпустил свой первый вертолет Ка-8 Камов. Но когда в конце 40-х годов был объявлен конкурс на лучшую советскую модель, его выиграл вертолет Миля Ми-1, созданный по одновинтовой схеме Юрьева. В 1951 году он был запущен в производство.

Долгая предыстория

Наверное, это прозвучит странно, но о создании аппарата, который мог бы взлетать вертикально, человечество задумалось еще в древние времена. В Китае, приблизительно в V-м веке до нашей эры появилась игрушка, в виде палки с прикрепленными к ней перьями. Перья крепились к концу палки с четырех сторон, образуя винт. Раскрутив такую игрушку в ладонях, человек выпускал ее, и палка взлетала вверх точь-в-точь как современные вертолеты.

«Вертолет» Да Винчи. (wikipedia.org)

Чертежи подобных аппаратов создавались и позже, например, в Эпоху Возрождения и Новое Время. Любопытно, что многие приписывают изобретение вертолета Леонардо да Винчи, но это ошибка.

Леонардо действительно выполнил чертеж некоего летательного аппарата. Аппарат этот никогда не был построен, а исследователи наследия да Винчи до сих пор спорят о том, каким образом нарисованный великим мыслителем аппарат мог бы оторваться от земли. Тем не менее, сейчас бытует мнение, что машину Леонардо никак нельзя считать вертолетом. К слову, рисунки да Винчи были обнаружены сильно после его смерти. Михаил Ломоносов, также пытавшийся создать летательный аппарата, не знал о трудах Леонардо и, разрабатывая свой проект, опирался исключительно на собственные знания и опыт. Идея Ломоносова заключалась в том, чтобы построить машину, которая взлетала бы вертикально и приводилась бы в движение двумя винтами. Проект так и не был доведен до ума. К слову, Ломоносов работал вовсе не над летательным аппаратом. Его машина не предполагала пилотируемого полета, ее задачей были метеорологические измерения. Точнее, они были бы ее задачей, если бы Ломоносов закончил проект и создал такой аппарат.

Проект вертолета Понтона д’Амеркура. (wikipedia.org)

Еще дальше продвинулся французский инженер Понтон д’Амеркур. Он работал над проектом машины, которая должна была управляться человеком изнутри. По проекту, такой агрегат должны были приводить в действие два винта. Амеркур, работавший в середине XIX-го века, подошел очень близко к цели и именно его труды легли в основу будущих успешных исследований.

Вертикальный полет

Первый в истории успешный вертикальный полет совершили братья Луи и Жак Бреге, а также работавший с ними Шарль Рише. К слову, полет этот не был пилотируемым, а сам аппарат поднялся в воздух на привязи. Тем не менее, именно 24 августа 1907-го можно считать днем рождения вертолета.

Машина братьев Бреге весила более 500 килограмм и была оснащена двумя двигателями и четырьмя широкими винтами. Аппарат оторвался от земли на полметра и пробыл в воздухе около минуты.

Шарль Рише. (wikipedia.org)

Через месяц братья повторили опыт и их аппарат поднялся на высоту в полтора метра. Бреге и Рише не были единственными конструкторами. Одновременно с ними над проектом вертолета работал их соотечественник Поль Корню. Ему суждено было стать первым пилотом вертикально взлетающего аппарата.

Свой полет Корню совершил 13 ноября 1907-го. Он пробыл в воздухе 20 секунды, а высота полета составила 52 сантиметра. Идея пилотируемого полета прижилась, и именно в этом направлении стали работать последователи французских первопроходцев.

Поль Корню. (wikipedia.org)

Еще один прорыв произошел в 1911-м, причем прорыв этот осуществил наш соотечественник Борис Юрьев. Он создал чертеж автомата перекоса — механизма для управления винтом вертолета. Чертеж одновинтового самолета с рулевым винтом был опубликован. К слову, механизм, разработанный Юрьевым до сих пор используется на большинстве современных вертолетов. Борис Юрьев не был первым нашим соотечественником, задумавшимся над созданием вертолета. Первым, по всей вероятности, был Михаил Ломоносов. Еще в XVIII-м веке он создал модель летательного аппарата с несущим винтом. Машина, предложенная Ломонсовым, вообще была очень похожа на современные вертолеты, но время этих аппаратов еще не пришло.

А настало оно в 1932-м году. Именно тогда в воздух поднялся первый русский вертолет, созданный по проекту инженера Алексея Черемухина. Эта машина поднималась на высоты более 600 метров — для того времени это был абсолютный рекорд.

Борис Юрьев. (wikipedia.org)

Вертолеты

В начале ХХ-го века планета переживала авиабум. С популярность самолета вертолету тягаться было сложно. Тем более, что первые уже вовсю бороздили небесные просторы, а вторые существовали только на бумаге. Многие проекты создания вертолета просто не получали необходимой им финансовой поддержки. В 1922-м, однако, очень повезло механику Георгию Ботезату, русскому эмигранту, проживавшему в США. Армия соединенных штатов сделала ему заказ на производство устойчивой, управляемой машины вертикального взлета. И Ботезат такую машину создал. Она смогла поднять на высоту в пять метров и пробыла в воздухе несколько минут. С точки зрения науки это, безусловно, был прорыв, однако, для армии этого было маловато.

Дальнейшее развитие

24 апреля аргентинец Рауль Пескара доказал, что идея вертолетов вовсе не бесперспективна и что подобные аппараты могут долго находиться в воздухе. Инженер-механик пролетел на своей машине 736 метров. Успех аргентинца широко освещался в прессе и стал известен далеко за пределами Южной Америке и дал толчок к развитию вертолетостроения.

«Пескара-3». (wikipedia.org)

Уже через пару месяцев француз Эмиль Эмишен пробыл в воздухе семь с лишним минут, пролетев за это время по кругу 1100 метров. В 1930-м группа итальянских изобретателей сконструировала вертолет, который пролетел то же расстояние, но уже по прямой. В нашей стране первый полет был совершен в 1932-м году Алексеем Черемуховым. На вертолете 1-ЭА он поднялся в воздух на 600 метров. Прошло еще три года и Луи Берге, тот самый, которого можно считать одним из отцов вертолета, создаст сверхбыстрый (по тем временам) аппарат. Этот аппарат первым в истории преодолеет скоростной рубеж в 100 километров в час и раз и навсегда посрамит скептиков. После этого в том, что у вертолетов действительно есть будущее, никто уже не сомневался. Военные к слову, перестали сомневаться раньше других. Уже к началу 30-х годов многие инженеры и механики получили от них серьезные заказы на разработку подобных машин.

Современное состояние

Сложно представить себе современный мир без вертолетов. Их используют не только в военных целях, но также при спасательных операциях, для медицинских перевозок и, разумеется, для развлечения туристов.

Ведущее место в мире занимают вертолеты российского производства. Их производством занимается холдинг «Вертолеты России», входящий в структуру Госкорпорации «Ростех». Таким образом, Госкорпорации удалось объединить предприятия, работавшие в отросли, и возродить российское вертолетостроение. Одним из самых известных российских вертолетов, создаваемых «Ростехом» является знаменитый Ми-8. Этой машине уже больше 50 лет, но спрос на нее все еще не снижается. Ну, а важнейшим достижением последних лет стало создание вертолета Ми-28Н, который известен также, как «Ночной охотник». Это — боевой вертолет, способный поражать цели на расстоянии более 8 километров. «Ночной охотник» высоко котируется в мире. По ряду боевых характеристик он превосходит известный американский вертолет «Апач».

Однако эта машина не является вертолётом в современном понимании. . Только в XX веке она получила практическое воплощение.

В 1853-1860 годах во Франции Понтон д’Амекур разработал проект летательной машины - «аэронефа». Аэронеф должен был подниматься вверх с помощью двух винтов, насаженных на одну вертикальную ось и вращающихся в противоположные стороны.

Первый в истории вертикальный полет состоялся 24 августа (по другим источникам, 29 сентября) 1907 года и продолжался одну минуту. Вертолёт, построенный братьями Луи и Жаком Бреге (Louis & Jacques Bréguet) под руководством профессора Шарля Рише (Charles Richet), поднялся в воздух на 50 см. Аппарат имел массу 578 кг и был оснащен двигателем Antoinette мощностью 45 л.с. Gyroplane имел 4 несущих винта диаметром 8,1 м, каждый винт состоял из восьми лопастей, попарно соединенных в виде четырех вращающихся бипланных крыльев. Суммарная тяга всех винтов составляла 560-600 кг. Максимальная высота полета на режиме висения - 1,525 м была достигнута 29 сентября. Также существуют данные о том, что в 1905 году француз М. Леже создал аппарат с двумя противоположно вращающимися винтами, который мог на некоторое время отрываться от земли .

Первым человеком, поднявшимся в воздух на вертолёте, был французский производитель велосипедов Поль Корню (Paul Cornu). 13 ноября он построил вертолёт, поднявший его вертикально в воздух на высоту 50 см и провисевший в воздухе 20 секунд. Основное достижение Корню состояло в попытке сделать вертолет управляемым (нельзя сказать, правда, что эта попытка увенчалась полным успехом), для чего изобретатель установил под винтами специальные поверхности, которые, отражая поток воздуха от винтов, давали аппарату определенный запас маневренности. Но и этот вертолёт был плохо управляемым.

Этимология

Вертолёт в современном понимании этого слова до войны носил название «геликоптер». Это слово было заимствовано из французского языка (фр. hélicoptère ) уже в конце XIX века .

Слово «вертолёт» появилось в 1929 году , когда был применено Н. И. Камовым к автожиру КАСКР-1 , который, однако, не был вертолётом в современном смысле слова. В том же значении фиксируется в словаре Ушакова: «вертолёт, а м. (нов. авиац.). То же, что автожир» . По всей видимости, слово «вертолёт» было создано по подобию французского «gyroplane» (имеющего то же значение и существующего с 1907 года) так же, как по аналогии с «aéroplane» (тогда ещё бытовавшему во французском языке), был придуман «самолёт». То есть, первый элемент «верт-» (от слова «вертеть») соответствует французскому «gyro-», восходящему ко греческому «γῦρος».

Не представляется верным утверждение Л. А. Введенской и Н. П. Колесникова, что, «когда изобрели летательный аппарат, которому не нужен разбег перед взлётом, поскольку он способен вертикально подняться и полететь с любой площадки, то для его наименования создали слово вертолёт (верт икально + лет еть)» , тем более, что КАСКР-1 , являющийся автожиром, не мог подниматься вертикально.

Другим вариантом является два больших несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях на одной оси. Второй винт называется аэродинамически симметричным соосным несущим винтом. Этот вариант использован, например, в российском Ка-50 . Вертолёты такой схемы показывают более высокую тяговооружённость , однако в случае недостаточной продуманности конструкции, могут обладать повышенной вероятностью схлёстывания лопастей винтов при резком боковом манёвре.

Есть ещё вертолёты, которые используют эффект Коанды (прилипание струи жидкости или газа к твёрдой поверхности), чтобы компенсировать вращательный момент без дополнительных винтов.

Максимальная скорость вертолёта ограничена ввиду недопустимости постоянного достижения скорости звука на крайних участках лопастей (общая максимальная скорость на краю лопасти равна радиусу диска вращения ротора, умноженному на обороты в секунду + скорость самого вертолёта), что привело бы к разрушению конструкции.

Когда вертолёт летит вперёд, лопасти, движущиеся вперёд, имеют бо́льшую скорость относительно воздуха, чем движущиеся назад. В результате одна из половин винта создаёт бо́льшую подъёмную силу, чем другая, и вертолёт поворачивает вбок. Чтобы этого не происходило, используется механизм компенсации, встроенный в автомат перекоса , чтобы угол наклона лопастей в левой и правой половине винта был бы различен.

• Одновинтовые с рулевым винтом. Для компенсации реактивного момента используется рулевой винт, создающий тягу в направлении вращения НВ. Традиционно эту схему называют «классической схемой». По этой схеме построено большинство существующих вертолетов;
• Одновинтовые со струйной системой управления. Для компенсации реактивного момента используется система управления погранслоем на хвостовой балке и реактивное сопло на конце. На Западе известна как NOTAR, что расшифровывается, как «NO TAil Rotor» или «Без хвостового винта», что звучит не корректно ввиду наличия множества схем, подпадающих под это определение. Пример: MD 520N ; MD 900 Explorer.
• Одновинтовые с реактивным принципом вращения лопастей. Также именуются реактивными вертолетами. Двигатели расположены на лопастях и на вал несущего винта не передается сильных моментов, как в случае расположения двигателей в фюзеляже. Такая схема исключает наличие реактивного момента от несущего винта. Существуют различные варианты этой схемы: с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей (собственно реактивный вертолёт), либо с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), либо компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей. Было построено несколько экспериментальных машин с реактивным приводом. Только привод компрессорного типа использовался на серийно строившемся вертолёте. Пример: Sud-Ouest SO.1221 «Djinn».
• Двухвинтовые продольной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счет наличия двух одинаковых винтов, вращающихся в противоположные стороны и расположенных в передней и задней частях фюзеляжа. Пример: CH-47 Chinook , Як-24 .
• Двухвинтовые поперечной схемы. Аналогична предыдущей, но винты расположены на фермах либо крыльях по бокам фюзеляжа. Пример: В-12 (самый крупный из когда-либо взлетавших вертолетов).
• Двухвинтовые соосной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счет наличия двух одинаковых винтов вращающихся в противоположные стороны и расположенных на одной оси. Пример: Большинство вертолетов УВЗ им. Камова .
• Двухвинтовые с перекрещивающимися плоскостями роторов. Также именуются синхроптерами. Оси вращающихся в противоположные стороны роторов наклонены по оношению друг к другу, плоскости вращения роторов пересекаются, для исключения столкновения лопастей вращение их синхронизировано. Пример: Kaman HH-43 Huskie.
• Многовинтовые (вертолетные-платформы). Компенсация происходит за счет наличия равного количества противоположно вращающихся винтов.
• Винтокрылы. Эта схема отличается от вышеперечисленных тем, что для создания пропульсивной тяги используется тянущий/толкающий винт или реактивный двигатель. Тут название «винтокрыл» означает, что при горизонтальном полёте винт используется как крыло (не создает пропульсивную силу). Пример: Ка-22 .
• Конвертопланы. Эта схема переходного летательного аппарата, который взлетает как вертолет с помощью винта, а в горизонтальном полете летит как самолет, используя винты как пропеллеры. Конвертопланы разделяются на аппараты
• с поворотной винтомоторной группой (тилтротор) - крыло неподвижно, поворачивается двигатель (если он расположен на крыле) с винтом (Пример: V-22 Osprey);
• с поворотным крылом (тилтвинг) - поворачивается крыло вместе с расположенной на нем винтомоторной группой;
• вертикальные - элементы конструкции не поворачиваются, но аппарат стоит «на хвосте» (Heinkel Lerche II, Wespe - не построены по причине поражения

Впервые прототип вертолета появился в Китае, примерно в 400-х годах нашего столетия. Он представлял собой палочку с небольшим пропеллером. Для того чтобы полетела конструкция необходимо было зажать в ладонях палочку и несильно ее крутануть. В итоге игрушка взмывала в воздух, но держалась недолго, быстро падала.

Позднее в 1475 году известный художник из Италии Леонардо да Винчи нарисовал рисунок, который был связан с замыслом создания вертолета. На картине изображался проект аппарата, способно взмывать вверх в вертикальном положении при помощи пропеллера, который начинал работать благодаря человеку, его силе мускулов. Конечно Леонардо не создатель первого вертолета, то его рисунок нельзя оставить без внимания.

Первые шаги к созданию современного аппарата

Предшественником вертолета стала аэродинамическая машина, изобретенная Ломоносовым в 1745 году. Ученый построил и испытал изобретение сам. В модели Ломоносова можно узнать множество основных элементов современного летательного аппарата. В следующий раз к идее создать вертолет вернулись только в 19 веке в 1875 г. Бьенвеню и Лонуа (ученые из Франции). Параллельно с ними разработкой вертолета занималось множество инженеров, в результате чего родилось множество разнообразных проектов. Больше всего отличились: Форланини, Пено, д’Амекур, Кэйли.

Разработки 20-ого столетия

В начале 20-ого века еще одному французу удалось вписать свое имя в список создателей летательного аппарата. М. Леже сумел разработать вертолет с 2-мя винтами, вращающимися противоположно друг другу, запускающихся электродвигателем. Изделию удавалось на небольшой промежуток времени отрываться от поверхности. Это первая в мире действующая модель вертолета.

В СССР первый вертолет был продемонстрирован Б. Н. Юрьевым на выставке в 1912 году. Летательное средство ученика профессора Жуковского было очень высоко оценено – создателю была вручена золотая медаль. В этом вертолете впервые был использован автомат перекоса винтовых лопастей, применяемый до сегодняшнего дня. Летательный аппарат способный перемещаться в горизонтальном, а не только в вертикальном направлении был построен инженером из Аргентины Раулем Патерасом Пескара.

Первый вертолет пролетел 736 метров. Этот рекорд был побит итальянской машиной конструктора д’Асканио в 1930 году. Итальянец первым создал вертолет, сумевший пролететь более одного километра. Помимо них многие ученые предпринимали попытки создавать вертолеты, поэтому с каждым новым проектом летательное средство становилось все лучше и лучше.

Первый вертолет Сикорского взмыл в небо только в 1939 году 14 сентября. Первые аппараты были построены Игорем в 1908 и 1909 годах, но они были маломощными и не способными поднять пилота, поэтому Сикорский к ним потерял интерес и начал заниматься аэропланами. Серийное отечественное производство

Первый серийный вертолет СССР был выпущен в 1950 году, носил название Ми-1. Его разработкой занимались Миль и Байкалов. Испытательные полеты совершались на поступательной скорости.

Достоинства вертолетов

Преимущества винтокрылых машин видны налицо. Они намного маневреннее и компактнее самолетов, способны пролететь там, где другим аппаратам не под силу. Вертолеты применяются во многих сферах нашей жизни, но самое масштабное они получили в вооруженных силах. Известно немало фактов, говорящих о том, что сначала летательное средство было разработано для армии, а потом его стали применять в мирных целях.

Как показывает история, авторство многих важнейших изобретений не так легко или вообще невозможно установить. Ведь одинаковые идеи могут возникнуть у людей, которых разделяют века или тысячи километров. Сказанное верно и в отношении вопроса о том, кто изобрел первый вертолет, так как известно о многих талантливых ученых, инженерах и конструкторах, которые предлагали различные концепции создания летательных аппаратов с вертикальным взлетом.

Предыстория

Точно сказать, в каком году изобрели вертолет, достаточно сложно, так как трудно определить точку отсчета. Если говорить об идее устройства, поднимающегося вертикально верх благодаря вращающемуся винту, то самому древнему письменному упоминанию подобного предмета более Он представлял собой небольшую детскую игрушку в виде палочки с винтом на конце, которую зажимали между ладонями, придавали вращение и отпускали, после чего она ненадолго взмывала вверх. Никакого практического применения этому изобретению тогда не было найдено, и о нем надолго забыли.

Леонардо да Винчи

Хотя имя величайшего гения эпохи Возрождения не фигурирует в числе тех, кого принято называть при ответе на вопрос о том, кто изобрел вертолет, на одном из чертежей, сделанных его рукой в 1475 году, присутствует летательный аппарат с огромным винтом. Леонардо предполагал, что такой механизм должен был взлететь вертикально вверх, если его пропеллер привести в движение, используя мускульную силу пилота.

М. Ломоносов

Через 270 лет механизм, который с натяжкой можно назвать прообразом мини-вертолета, был изобретен в России. Его автором стал Михаил Ломоносов, который решил создать аппарат, способный поднимать на большую высоту термометры и другие приборы, необходимые для проведения метеорологических исследований. Известно, что была даже изготовлена модель, запускаемая от пружинного механизма, однако ее испытания не были успешны. Как бы то ни было, хотя нет никаких оснований считать, что первым изобрел вертолет М. Ломоносов, придуманный им принцип погашения реактивного момента на винтокрылых машинах применяется до сих пор и считается общепризнанной классикой.

Первый вертикальный полет

В 1860 году во Франции Г. Понтон д’Амекур создал аэронеф, который имел два соосных винта и был снабжен паровым двигателем. Его испытания не были успешны, и машина так и не смогла совершить вертикальный подъем, как надеялся ее изобретатель.

Ситуация изменилась с появлением бензиновых двигателей, которые были более мощными и весили меньше паровых. 29 сентября 1907 года состоялся первый в истории вертикальный полет. Его совершил беспилотный аппарат Gyroplane, построенный Луи и Жаком Бреге при теоретической поддержке профессора Ш. Рише. Он продлился менее минуты. При этом машина смогла оторваться от земли только на 50 см. Несмотря на успех, большинство специалистов считают, что при ответе на вопрос о том, кто изобрел вертолет, нельзя называть имена создателей Gyroplane, так как его полет не был управляемым, а сам аппарат на момент подъема был на привязи.

Первый пилотируемый полет

В 1907 году француз Поль Корню стал первым, кто изобрел вертолет, который поднял своего создателя в воздух. Машина находилась в полете всего 2 секунды и достигла высоты 50 см. При этом Корню пытался управлять аппаратом, однако нельзя сказать, что это ему удалось.

Дальнейшая история изобретения вертолета

В течение нескольких лет конструкторам и инженерам не удавалось разрешить проблему управления такими летательными аппаратами. Перелом произошел в 1911 году, когда Б. Н. Юрьев стал тем, кто изобрел вертолет с рулевым винтом. Механизм последнего используется в сфере строительства летательных аппаратов и по сей день.

В 1922 году профессор Г. Ботезат, который после революции эмигрировал из России в США, построил по заказу американской армии первый в мире устойчиво управляемый вертолет. Однако, поднявшись в воздух на высоту 5 м, он смог находиться в полете лишь несколько минут.

Успехи в сфере вертолетостроения

В последующие годы было поставлено несколько рекордов по продолжительности и дальности полетов. Среди них можно отметить:

• рекорд аргентинца Рауля Патераса Пескары, преодолевшего на вертолете собственной конструкции дистанцию в 736 м;
• самый длительный на тот момент (1924 год) полет продолжительностью 7 мин 40 с, совершенный французом Э. Эмишеном;
• рекорд итальянского вертолета д’Асканио, преодолевшего расстояние свыше 1 км в 1930 году;
• рекорд скорости (100 км/ч), установленный в 1935 году летательный аппаратом Gyroplane.

Кто изобрел первый вертолет в мире?

Считается, что в ответ на этот вопрос следует называть имя ученого-авиаконструктора Игоря Ивановича Сикорского. Задолго до изобретения своего главного творения — первого в мире серийного вертолета — он создал самые передовые на тот момент 4-моторный самолет «Русский витязь». Кроме того, ему принадлежит также первенство в вопросе проектирования трансатлантических гидропланов.

Еще в 1931 году Сикорский запатентовал проект летательной машины, конструкция которой принципиально мало чем отличалась от моделей вертолета, используемых сегодня. В частности, он предложил использовать 2 пропеллера: главный - на крыше и вспомогательный — на хвосте.

Первый экспериментальный вертолет Сикорского — VS-300, управляемый им самим, поднялся в небо в сентябре 1939 года. Он представлял собой стальную трубу большого диаметра с открытой кабиной для пилота. Летательный аппарат имел мощность в 65 л. с. и был оснащен двигателем Lycoming, вращающим 3-лопастный главный ротор.

Дальнейшие успехи Сикорского

В середине весны 1941 года авиаконструктор устроил презентацию первого в мире вертолета-амфибии на поплавковом шасси, являющегося модификацией уже знаменитого на тот момент летательного аппарата VS-300. Винтокрылая машина совершила взлет с поверхности воды и успешно приземлилась на сушу. Продолжительность его полета составила 1 час 35 минут, а скорость достигала 100 км в час.

Впоследствии авиаконструктор создал вертолеты 18 типов, которые стали выпускаться серийно. Кроме того, им были сконструированы турбинные модели, амфибии с убирающимися шасси, а также так называемые летающие краны. На вертолетах, созданных Сикорским, были осуществлены трансантлантический и транстихоокеанский перелеты с дозаправкой в воздухе. Еги машины применялись для самых разнообразных целей. Свою карьеру перед уходом на пенсию Сикорский завершил созданием вертолета S-58, по праву считающимся лучшим вертолетом 1-го поколения.

Теперь вы знаете, почему принято считать, что Игорь Сикорский изобрел первый вертолет. При этом нельзя умалять заслуги и других инженеров и конструкторов, которые посвятили многие годы своей жизни созданию и усовершенствованию винтокрылых летательных аппаратов.