Электровертолёт Юрьева и Иосифьяна, 1952 год
В 1930-х годах в СССР был спроектирован и построен целый ряд экспериментальных винтокрылых летательных аппаратов, которые в большинстве своём были оснащены двигателями внутреннего сгорания. К числу немногочисленных исключений можно отнести несколько вертолетов с электродвигателями, ведущим разработчиком которых был талантливый инженер Андроник Гевондович Иосифьян.
Впоследствии Иосифьян заслужил признание как основатель советской школы электротехники и один из основоположников советского ракетостроения и космонавтики. С 1933 по 1941 год по его проектам было построено несколько образцов привязных электровертолётов, питаемых с земли по бронированному кабелю.
Иосифьян характеризовал тогдашний электровертолёт как «артиллерийскую торпедно-минную наблюдательную прожекторную систему, отличающаюся от известных тем, что в качестве двигателя используется трехфазный асинхронный двигатель с вращающимся статором и ротором в разные стороны, позволяющим без механических передач и без уравновешивания сил реакции при вращении лопастей создавать устойчиво висящую в воздухе систему».
Имелась в виду система с соосными винтами, как на вертолетах Камова. Но в связи с войной и эвакуацией промышленности работы были прекращены.
После окончания войны работы возобновились. Они шли по пути создания все более компактных и мощных силовых установок, поиску нестандартных компоновочных решений электровертолетов, отработке системы перераспределения энергии в единой теплоэнергетической системе. Строго говоря, генеральным заказчиком по первому и третьему направлениям работ были учреждения общего и среднего машиностроения, которым требовались мощные и надежные электродвигатели, в частности, для привода центрифуг и некоторых других целей. Но заодно Иосифьян пристраивал эти приводы и на вертолеты.
Что вы сказали – квадрокоптер? Ахахахаха, таки да, это он и есть.
Параллельно, для разработчиков средств радиолокации в 1950-51 гг проводилось моделирование единой электроэнергетической системы на нескольких двигателях внутреннего сгорания с универсальными электрическими машинами, работающими в электродвигательном и генераторном режимах: «из осциллограмм электродинамических процессов установлено, что система устойчиво перераспределяет энергию из единой теплоэнергетической системы в любую силовую точку».
Одновременно с работами над моделью электровертолета и по единой теплоэнергетической системе, в НИИ-627 Минэлектропрома были построены и испытаны компактные электрогенераторы, агрегатируемые с авиадвигателями.
Положительные результаты работ позволили вновь вернуться к вопросу создания электрического вертолета. 26 июня 1952 г. при письме №0291сс А.Г. Иосифьян и Б.Н. Юрьев направили в инстанции «материал по проблеме тяжелых вертолетов». Помимо краткой исторической справки, материал включал описание проекта перспективного электровертолета грузоподъемностью 10…100 тонн. Рассмотрев современные конструкции вертолетов, авторы материала пришли к выводу, что при имеющихся конструктивных схемах создание вертолета грузоподъемностью 10…100 т невозможно. Однако при объединении в единую энергетическую систему «четырех-, шести-, восьми- и более винтовых вертолетов», проблема может быть решена.
По мнению авторов материала, основным преимуществом проекта было следующее: «Возможность вертикальной посадки и подъема вертолетов с большой грузоподъемностью в условиях горных мест, тундр, ледяных массивов, пустынь, болот, в трудных лесных районах с небольшими полянами открывает значительные перспективы для применения тяжелых вертолетов при военных операциях на территориях, не имеющих аэродромов».
Авторы материала отмечали: «… 500 вертолетов, с полезной грузоподъемностью 20 тонн каждый, могут перебросить в течение нескольких суток войсковое соединение в составе 100000 человек /необученных парашютному делу/ на расстояние многих тысяч километров…». В числе особенностей проекта отмечались возможности :
1) Обеспечить автоматическое управление и стабилизацию аппарата путем мгновенного перераспределения мощности между всеми силовыми в моторной группе; обеспечить устойчивое движение при перераспределении полезной нагрузки внутри аппарата; применить винты с упрощенным механизмом головки
2) Продолжить горизонтальный полет с меньшей скоростью на всех винтах при аварии одного авиационного двигателя путем равномерного перераспределения мощности работающих двигателей через электрическую сеть
3) Осуществлять вертикальную посадку при аварии нескольких авиационных двигателей, обеспечив работу всех винтов на пониженной мощности
4) Осуществлять безопасную посадку при безмоторном полете с авторотирующими винтами путем автоматического перераспределения энергии авторотации через электрическую систему стабилизации аппарата
5) Обеспечить электростартерный запуск авиадвигателей
6) Иметь мощный резерв электроэнергии для различных радиолокационных и радиотехнических целей
В предлагавшейся конструкции экспериментального образца вертолета полетным весом 30 тонн предполагалось использовать : четыре винтомоторные группы вертолета с диаметром винта 21 метр и элементы конструкции фюзеляжа тяжелых транспортных самолетов, освоенные Минавиапромом. Специальные электрические машины минимального веса, в том числе элементы электрооборудования для самолета Ту-4, ракет Р-2 и Р-11, освоенные НИИ-627 Министерства электропромышленности. Систему автоматического управления, стабилизации и контроля ракет Р-2 и Р-11, освоенные НИИ-885 Министерства промышленности средств связи и НИИ-88 Министерства вооружений.
Для реализации проекта предполагалось организовать в системе МАП специальное КБ на «базе завода тяжелых транспортных самолетов» и поручить этому бюро разработать технический и рабочий проект электровертолета под руководством авторов материала. Кроме того, предприятиям Минэлектропрома, Министерства вооружений, Министерства промышленности средств связи требовалось спроектировать, изготовить и испытать необходимое бортовое и наземное оборудование. Согласно материалу «вариант конструкции электровертолета представляется в виде фюзеляжа с отходящими от него консолями – балками, на концах которых устанавливаются четыре несущих ротора и четыре авиадвигателя с универсальными электрическими машинами». В носовой части располагалась кабина летчиков. В средней части должен был размещаться грузовой отсек «достаточных габаритов». Винтомоторная группа предполагалась из авиадвигателей, объединенных с электродвигателями в единую тепловую электроэнергетическую систему.
Из-за конструктивной сложности, высокой стоимости, неудовлетворительного решения ряда научных проблем, а также загруженности предприятий и научно-исследовательских учреждений работами по темам среднего и общего машиностроения, проект не получил государственной поддержки и не был реализован.
PS. На фото в заголовке – вертолет Ми-12 поперечной схемы.
Да, Гомер – это была круть для того времени.
Для тех, кто не понял – Иосифьян придумал схему, как быстро перераспределять мощность от ДВС между винтами. Не путем дросселирования ДВС, а при помощи обращаемых электрических машин, стоящих на одном валу с ДВС.
Это позволяет строить по схеме квадрокоптера действительно крупные вертолеты.
Между прочим, идея близка к гениальности. Странно, что сейчас, когда появились удобные полупроводниковые регуляторы на большую мощность – ее никто не развивает.
Шеф, а автомат перекоса обязателен для всех схем вертолётов или где-то можно обойтись?
Ква дрокоптеры с перекосом?
Ты что – видел автомат перекоса на квадракоптерах?
Смысл схемы квадракоптера – в том, чтобы использовать винты постоянного шага. А управлять положением машины за счет независимого изменения тяги винтов.
Вообще простейшая схема вертолета – это гирокоптер. В нем обычно нет никакого автомата перекоса, всего один простой несущий винт – даже двухлопастной:
Гирокоптер управляется по крену и тангажу за счет изменения угла наклона всей втулки винта. А шаг лопастей – постоянный.
Следующим шагом является такой же гирокоптер, но с безреактивным приводом винта – для чего, например, используются реактивные двигатели, помещенные на концах лопастей:
Следующий шаг – использование для парирования момента привода ротора схемы с двумя роторами, вращающимися встречно.
Это схемы с соосным винтом, с перекрещивающимся винтом, и схемы с разнесенными винтами – продольная и поперечная. Все эти схемы могут быть выполнены без автоматов перекоса лопастей (управление наклоном всей втулки винта), и будут вполне успешно летать – только некоторые (например, продольная схема) не очень быстро.
Наконец, квадрокоптер позволяет обойтись даже без наклона втулки винта. Все винты имеют постоянный шаг и жестко фиксированную ось втулки, вращаются попарно-встречно, а управление осуществляется изменением оборотов каждого винта в отдельности.
Особенность схемы квадрокоптера – она не может быть статически устойчивой. Удержание положения по крену и тангажу может быть только динамическим – за счет обратной связи от гироскопов. Иосифьян и Юрьев это прекрасно понимали, и предлагали использовать для стабилизации активную систему управления от ракеты.
В то время как все предыдущие схемы, в теории, могут быть устойчивы статически.
Это вот так называемый “Меркурий” – вертолет сухой массой менее 115 кг, по международным нормам на такую машину не требуется удостоверения пилота:
Если присмотреться – можно заметить, что у машины на несущих винтах нет автоматов циклического шага. Управление по крену и тангажу производится наклоном всей втулки винтов. А управление по курсу – за счет перераспределения моментов на винты.
Винты противоположного вращения приводятся от общего двигателя через дифференциал – таким образом, на них автоматически выравниваются крутящие моменты. Но на выходе из дифференциала стоят тормоза, позволяющие подтормаживать один или другой ротор – что перекидывает часть крутящего момента на другой ротор, и создает крутящий момент, разворачивающий вертолет вправо или влево.
“Меркурий” – российская машина, но в нем нет ничего особенно оригинального – такие аппараты производятся на Западе серийно.
Гуглить Air Scooter.
Вот тут, на фоточке АйрСкутера-2, вполне очевидно, что винты у него постоянного шага, никакого автомата перекоса нет и не было. Наверху там стоит обычный ШРУС от легкового автомобиля и дифференциал. Дифференциал целиком наклоняется вместе с валами винтов.
Очень характерный для американцев привод широкими зубчатыми ремнями, как на мотоциклах Харлей-Дэвидсон (смысл этого в том, чтобы сгладить пульсации крутящего момента от двигателя с небольшим числом цилиндров, передающиеся на сильно инерционные роторы). Русская школа предпочитает использовать торсионный вал – но он чреват резонансами и поломками.
Американцы не используют подтормаживание роторов – для управления по курсу им хватает аэродинамических плоскостей. Роторы отбрасывают вниз мощный поток воздуха, плоскости на хвосте отклоняют его и позволяют подруливать. У этой схемы всё хорошо – кроме того, что при выходе из строя привода роторов посадка на авторотации затруднена резким падением эффективности аэродинамических рулей (в то время как подтормаживание роторов сохраняет эффективность).
Кстати, соосная схема без автоматов перекоса хороша еще тем, что она не склонна к перехлесту лопастей. Если, разумеется, скорости умеренные и эволюции не слишком резкие. Тут дело в том, что вертолет с управлением наклоном всей втулки винта фактически управляется смещением центра тяжести – роторы висят в воздухе, а под ними наклоняется весь остальной вертолет, центр тяжести смещается вбок или вперед-назад от оси втулки роторов, это вызывает асимметрию нагрузки, и весь ротор начинает наклоняться – развивается скольжение в соответствующую сторону, но оно почти не влияет на взаимное движение лопастей двух роторов друг относительно друга.
А вот классический вертолет с автоматом перекоса – управляется силовым способом, циклическое изменение шага вызывает колебание лопастей. Лопасти же гибкие, да и их крепление к втулке податливое в вертикальном и горизонтальном направлении – потому что лопасть, движущаяся вперед, имеет бОльшую подъемную силу, чем лопасть, движущаяся назад – из-за разницы в скорости относительно воздуха в 2V вертолета. Чтобы сгладить эту разницу и не разрушить ступицу ротора – лопастям дают некоторую свободу относительно ступицы. По горизонтали принято делать качание около 20-30 градусов, и еще около 3-4 градусов по вертикали. На этой податливости роторы при резких маневрах у классических вертолетов сильно меняют положение лопастей, искажают воронку ометания – и на соосной схеме нижняя лопасть может зацепить верхнюю.
Именно поэтому схема с соосными роторами столь редко применяется. Товарищ Камов совершил технический подвиг, пойдя против традиций и всё-таки доказав возможность ее сравнительно безопасного применения.
Видите, как сильно приходится разносить роторы? Как вы можете заметить, у АйрСкутера разнос роторов серьезно меньше, да и его можно было бы еще сократить – это ребята просто страховались “от дурака”.
Камов реально великий талант,да и флот был заинтересован в его машинах. Но и сухопутные Ка получились весьма.
Но В-12 – это реально крутейшая круть того времени.
При этом надо признать, что компоновочно это маразм, причем этот маразм очевиден любому мало-мальски приличному авиационному конструктору.
Ми-12 это два блока моторов, редукторов и роторов от Ми-26 (точнее, от Ми-6, но это не важно).
Любому не впавшему в даунизм должно быть очевидно, что тяжелый вертолет на двух блоках моторов и винтов надо делать по схеме “летающего вагона” – то есть крепить эти блоки прямо на фюзеляж.
И такой проект был – он называется Як-60.
Взлётная масса вертолёта Як-60 должна была составить порядка 100 тонн. Каждый ротор, заимствованный от Ми-6, вращали два двигателя Д-25ВФ, развивавшие 6500 л. с. Согласно проекту, максимальная грузоподъёмность составляла 42 тонны, что позволяло перевозить на внешней подвеске танки, включая Т-64. В отличие от В-12, Як-60 так и не поднялся в воздух, было изготовлено лишь несколько макетов.
Поперечная схема конструктивно невыгодна – вертолет получается громоздким, огромные боковые консоли с большим вылетом получаются тяжелыми – а синхронизирующий вал один хрен надо тянуть от левого блока моторов к правому, иначе не удастся использовать перекрывающиеся винты, и консоли станут еще длиннее и тяжелее. Вдобавок поперечная схема очень чувствительна к центровке груза.
В-12 – это ошибка. Практически – преступление. Я не знаю, что было в голове у Миля, когда он это рисовал – но он явно рисовал это в пику Яковлеву, у которого вовсю летал “летающий вагон” Як-24. За всё время внедрения и эксплуатации на Як-24 не произошло ни одной катастрофы с человеческими жертвами.
Это тем более смешно, что вся несущая система (лопасти, главные редукторы) и силовая установка была взята от вертолёта Ми-4. Да-да – там поршневые моторы АШ-82, две штуки.
Довольно очевидно было, что Яковлев (точнее, Эрлих) столь же успешно сделает по этой схеме и Як-60. Тут-то Миль и заистерил.
Заметь – у Ми-12 проектная грузоподъемность 30 тонн. Як-60 на тех же самых винтах и моторах должен был возить 42 тонны. Это вот – цена ублюдочной поперечной схемы.
Чтобы не дать Яковлеву это сделать, лениградский филиал КБ (где Эрлих работал над вертолетами) был полностью уничтожен. Эрлих перешел в КБ Камова в качестве заместителя главного конструктора, и дальше работал над вертолетами соосной схемы. Собственно, Ка-25 и Ка-27 это как раз его машины. Это даже видно по их внешности – у Эрлиха машины такие как бы квадратные, если обычный авиаконструктор норовит делать фюзеляж в виде тела вращения, округлый, то Эрлих постоянно использует прямоугольник.
Эрлих уже умер, но дело его живет – КБ Камова активно проектирует вот такой вот странный аппарат Ка-102 аж с 4 винтами, при этом вагонной компоновки. Предполагается, что скорость аппарата будет доходить до 500 кмч, а дальность – чуть ли не 1500 км.
Восхищаюсь именно поперечной поперечности схемы Миля. И ведь оно летало!
Хотя да, Эрлих был прав, как и амеры – кпд продольной схемы выше, и конструктив проще.Что укусило Миля – хз, может, и вправду “назло и поперёк”.
Но гвынтокрил таки получился красивый, тут не поспоришь..
Видишь ли – Миль тупо взял за основу фюзеляж от Ан-12. Поэтому и вертоль называется В-12. Там, где у АНа были крылья – он приделал моторы с винтами от Ми-6. Лишнее обрезал.
Получилось вот такое летадло – слепили из того, шо було.
Быстро выяснилось, что из самолетной кабины на посадке нихрена не видно – тогда кабину пилотов перенесли вниз, туда, где у Ана была кабина штурмана. Ну и так далее.
В конечном счете, этих уродцев сделали 2 штуки. На этом и закончили. Но да – они летали. Как-то.
Вооот, а евреи тем временем — запускают аэростат.
Большой.
Будут подслушивать и подсматривать.
Я бы ещё на такой платформе ракеты поставил, управляемые.
Илазер ирельсотрон.
А по бортам- мужиков с крюками и зацепами)
Ибочку кальвадоса.
Госдепартамент США по итогам проведенного расследования так и не смог найти подаренную бывшему госсекретарю Майклу Помпео бутылку японского виски за 5,8 тыс. долларов, говорится в распространенном докладе выполняющего надзорные функции аппарата генерального инспектора внешнеполитического ведомства.
https://vz.ru/news/2021/11/5/1127676.html
Змей , твоя работа , покайся пока не поздно.
Да ладн,довольно стрёмный вискарик,там на 5,799,90 – понты.
Да и не может эталонный любитель французской олкашки пойтить на гнусное преступление – слямзить вонючее пойло п@здЪглазых макак.
Виски перелили, бтылку разбили.