Советский опытный вертолет «Омега» конструкции Братухина

К концу 1930-х годов в мировом авиастроении появились реальные предпосылки перехода от экспериментальных геликоптеров к машинам целевого назначения. Не остался в стороне и Советский Союз. Но несмотря на определенные достижения в этой области, советское руководство предпочло вкладывать деньги в создание новейших боевых самолетов, ведь в воздухе уже витал дух Второй Мировой войны. Вертолет, который и раньше не очень жаловали, по-прежнему рассматривался как экзотический летательный аппарат. И все же профессору Б.Н. Юрьеву удалось добиться организации специализированного предприятия. Приказом Народного комиссариата авиационной промышленности (НКАП) СССР от 17 декабря 1939 года было создано ОКБ-3, а спустя две недели оно перешло на самостоятельный баланс.

Постановлением Комитета обороны от 4 марта 1940 года Б.Н. Юрьеву, И.П. Братухину и директору МАИ Семичастному задали постройку двухместного геликоптера с двумя двигателями МВ-6 с максимальной скоростью 150 км/ч, дальностью до 200 км и потолком 4500 метров. Документом предписывалось построить две машины, причем первую из них требовалось предъявить на испытания к 1 мая 1941-го, а вторую – к 1 июля этого же года.

Спустя несколько месяцев, Б.Н. Юрьев из-за большой занятости другой работой вынужден был оставить ОКБ, передав дела И. П. Братухину. К весне окончательно определился облик геликоптера. Почему И.П. Братухин остановился на поперечной схеме сегодня остается лишь гадать. Вполне возможно, это было продолжение разработки похожей машины, начатой в ЦАГИ, а может быть к этому его подтолкнули успехи немецкой компании «Фокке Вульф», построившей удачный FW 61. На этом геликоптере удалось получить хорошие характеристики и установить несколько мировых рекордов.

Так это или нет, но к июлю подготовили эскизный проект геликоптера получившего обозначение «Омега» (2МГ). Почти год понадобился для его строительства и в августе 1941-го «Омегу» передали на заводские испытания. Размеры машины впечатляли. Ее длина была 8,2 м, колея шасси (основные опоры находились под мотогондолами, а это фактически ширина геликоптера) – 7,2 метра и диаметр несущего винта – 7 метров.

Уже два месяца шла Великая Отечественная война и вскоре, вслед за эвакуируемыми предприятиями, потянулся на восток и эшелон ОКБ-3 с разобранным геликоптером. Эвакуация в Алма-Ату задержала первый вылет «Омеги» почти на два года.

27 августа 1942 года приказом НКАП летчиком-испытателем «Омеги» назначили инженера ЛИИ Д.И. Савельева. Обычно между приказом и первым вылетом имелся небольшой интервал. Но на этот раз все было иначе, и первый подъем в воздух состоялся много позже. О том, что произошло за это время, удалось узнать из доклада заместителя начальника 7-го главного управления НКАП Алексеева наркому Шахурину 24 июня 1943 года:

«Докладываю, что построенный главным конструктором Братухиным экспериментальный геликоптер «Омега» <…> проходит в настоящее время летные испытания в Алма-Ате…

Расчетные данные: взлетный вес 1900 кг, максимальная скорость у земли 186 км/ч.

После рулежки и коротких подлетов, 16 мая сего года произведены свободные полеты… В дальнейшем проводились подъемы и посадки. Первые полеты были ограничены 1-2 минутами и высотой 3 м. Согласно донесению Братухина первые полеты показали удовлетворительное поведение геликоптера в воздухе по устойчивости и управляемости».

Испытания «Омеги» в Алма-Ате проводил также летчик К.И. Пономарев, назначенный приказом НКАП от 3 июля 1943 года, и тем же летом после пробных подъемов и проверки устойчивости и управляемости приступил к полетам по кругу.

Высокая температура воздуха, доходившая до +50°С, снижала мощность двигателей МВ-6 и тягу несущего винта. Моторы воздушного охлаждения быстро перегревались и продолжительность полета не превышала 12-15 минут. Полетный вес машины во время испытаний не превышал 2050 кг. При этом удалось достигнуть лишь скорости 115 км/ч и высоты 150 метров, в то время как по расчетам эти параметры ожидались не менее 186 км/ч и 2900 метров соответственно.

Тем не менее, кратковременные полеты позволили сделать главный вывод: геликоптер устойчив на всех опробованных режимах полета, а управление им простое и надежное. Рекомендовалось заменить моторы М В-6 более мощными.

Фюзеляж «Омеги» представлял собой ферменную конструкцию, сваренную из стальных труб и обшитую перкалем. В носовой части размешалась двухместная кабина летчика и наблюдателя.

Двигатели силовой установки крепились к боковым фермам прямоугольного сечения, также сваренным из стальных труб. Каждая силовая установка имела по два редуктора. Нижние – соединялись с коленчатыми валами двигателей через муфту свободного хода и передавали вращение на вертикальные валы. Для получения одинаковых оборотов несущих винтов нижние редукторы сопрягались валом синхронизации, состоявшим из двух половин, в свою очередь соединенных муфтой. Верхний редуктор передавал мощность двигателей с вертикального вала на несущий винт.

Лопасти винтов диаметром семь метров имели цельнометаллическую конструкцию и крепились к втулке через горизонтальные, продольные и вертикальные подпружиненные шарниры, замененные, впоследствии, на масляные демпферы.

Для балансировки машины в горизонтальном полете служило хвостовое оперение, состоявшее из киля с рулем поворота и Т-образного подкосного переставного стабилизатора.

Продольное и поперечное управление машиной осуществлялось ручкой летчика путем наклона вектора тяги несущих винтов в совокупности с изменением их циклического и дифференциального шага. Путевое управление производилось педалями, связанными с рулем поворота. Для отклонения стабилизатора служило штурвальное колесо. Необходимо отметить, что, по сравнению с более ранними геликоптерами ЦАГИ, «Омега», сохранив примерно такую же тяговооруженность, имела более чем в два раза большую удельную нагрузку на ометаемую площадь несущих винтов, то к чему вертолетостроители придут спустя десятки лет. Нагрузка свыше 30 кг/м², видимо, стала результатом компоновки машины, а не каким-то предвидением конструктора.

После завершения первого этапа летных испытаний и по возвращения из эвакуации коллектив ОК.Б-3 геликоптер модернизировали. В отличие от предшественника, рядные моторы заменили звездообразными МГ-31ФС новыми моторамами и редукторами. Подверглись доработкам боковые фермы, но диаметр несущих винтов остался прежний. Полетный вес вертолета возрос до 2900 кг. Обновленная машина, получила обозначение «Омега-2» или Г-2 (Геликоптер-2).

Заводские испытания проводил в течение пяти месяцев, начиная с сентября 1944 года, летчик К.И. Пономарев, приказ о назначении которого был подписан в июле. На этом этапе изменили передаточное соотношение редуктора, связывающего двигатели и несущие винты, позволившее поднять тягу винтов почти на 300 кг, а это возросший потолок. Но высота полета в то время была не самой главной характеристикой. Куда важней оказалась борьба с вибрациями, ведь только они не пускали машину в большую жизнь.

Установка специальных демпферов лишь немного снизила уровень вибраций, но не устранила их. С виду простой геликоптер оказался очень сложной машиной. Для его создания требовалось более широко привлекать научно-исследовательские институты. Специалисты ОКБ должны были уметь не только рассчитывать ферменные конструкции, но и обладать фундаментальными знаниями в области физики и математики, уметь ясно представлять и понимать явления происходящие при взаимодействии воздушного потока с несущими винтами и их интерференции как между собой, так и с корпусом машины. Но работа, финансируемая по остаточному принципу, не могла дать быстры и и главное желанный эффект. Да и выбранная схема вертолета оказалась намного сложнее одновинтовой, исследовавшейся ранее в ЦАГИ.

И все же, несмотря на целый ряд «детских болезней» к «Омеге» проявило интерес Главное артиллерийское управление Министерства обороны СССР, где рассматривали машину в качестве корректировщика артиллерийского огня. Даже поднимали вопрос о его серийном производстве, но для этого не хватало главного – двигателей. Летные исследования «Омеги-2» завершились в конце 1946 года после выработки ресурса моторов МГ-31Ф, а других в запасе не было. Пришлось закупить небольшую партию двигателей подходящей мощности в США.

Корректировщик артиллерийского огня

В 1945 году с моторами R-9H5 AN-1 компании «Пратт-Уитни» построили два корректировщика артиллерийского огня под обозначением Г-3. Фактически это была «Омега» и от предшественников Г-3 отличался лишь силовой установкой. Первый опытный Г-3 завод №45 выпустил в августе. Как и прежде в воздухе машину опробовал летчик К.И. Понаморев. В ходе заводских испытаний к нему присоединился пилот М.К. Байкалов.

В этом же году на заводе № 473 в Киеве началась подготовка к серийному производству Г-3. Главное артиллерийское управление заказало промышленности 200 машин, правительственным заданием предусматривалось выпустить к февралю восемь геликоптеров, а построили только семь. В мае-июне 1947 года все семь серийных геликоптеров (пять из них предназначалась для государственных испытаний) отправили в Москву. На восьмой не хватило двигателей.

Серийные Г-3, в соответствии с приказом министерства авиационной промышленности (МАП) от 1 октября 1946 года, сначала испытывали К.И. Пономарев и ведущий инженер Д.Т. Мацицкий. Программой заводских испытаний, в частности, предусматривались полеты на продолжительность на высоте до 2000 метров и со скоростью, ограниченной 170 км/ч. С августа 1947 года к испытаниям подключился заводской летчик В.Г. Мареев и. надо сказать, не без приключений. Например, шестой серийный вертолет разбили при посадке так сильно, что он не подлежал восстановлению. Сказывались укоренившиеся навыки пилотирования самолетов. На этапе освоения винтокрылой техники у Пономарева, Байкалова, Мареева и у их последователей было немало летных происшествий. Причем, их причины нередко оставались невыясненными.

Еще зимой 1946 года машиной заинтересовались ВВС. В ОКБ-3, располагавшемся в Москве на 2-й Рыбинской улице (Сокольники), и на аэродром Измайлово (ныне на этом месте находится Щелковский универмаг) зачастили специалисты НИИ ВВС. В июне 1946 года завершились заводские испытания Г-3, и МАП поспешил передать его военным, но их начало по ряду причин перенесли на осень. Ведущими по предстоящим государственным испытаниям машины назначили инженера Л.М. Марьина и летчика А.К. Долгова. В вертолете для них все было ново. Но если инженеру для полного знакомства с машиной достаточно посидеть с документацией и пощупать ее рукам, то для летчика геликоптер оказался крепким «орешком». Винтокрылый аппарат потребовал изменить все навыки пилотирования, связанные, в том числе, и с иными ощущениями, а сильнейшая тряска, отсутствовавшая на самолете, требовала еще и терпения.

В отличие от самолета, на геликоптере, кроме ручки управления, педалей и секторов газа, имелся отдельный рычаг общего шага несущего винта, и пилоту с ловкостью мартышки приходилось перехватывать один рычаг за другим, отрабатывая координацию рук и ног. Комбинированный рычаг шаг-газ появился позже.

Человек и машина оказались едины в одном: они учили летать друг друга. Первый учебный полет А.К. Долгов выполнил в августе 1946 года на аэродроме в Измайлово под руководством летчика Пономарева. Вслед за ним экзотический аппарат стал осваивать П.М. Стефановский. В одном из полетов будущий генерал не справился с управлением и совершил посадку на картофельное поле.

В октябре того же года начались государственные испытания, и опытный Г-3 перевезли на подмосковный аэродром Чкаловская. В НИИ ВВС предстояло не только выяснить все его характеристики, но и ответить на главный вопрос: пригоден ли аппарат для несения военной службы? Испытания, – как вспоминал инженер A.M. Загордан, – нередко сопровождались аварийными ситуациями. Однажды Долгов и Марьин отправились в свой первый полет по кругу. После положенного контрольного висения вертолет перешел в набор высоты и сразу резко завалился влево. Долгов выключил двигатели и машина рухнула на взлетную полосу. Расследование летного происшествия показало, что сломалась нижняя пластинчатая муфта вертикального вала, соединявшего редуктор двигателя и левый несущий винт.

После ремонта испытания корректировщика артиллерийского огня продолжили. В январе 1947 года А.К. Долгов и штурман Т.Ф. Горбунов выполнили первый удачный полет продолжительностью 15 минут на высоте 600 метров. Но несколько дней спустя произошло трагическое событие. 7 января, вскоре после взлета Г-3, пилотируемый Долговым и штурманом В.В. Ковыневым, рухнул на землю в нескольких километрах от аэродрома. До этого машина выполнила 119 полетов, налетав почти 28 часов, из них 17 полетов – в Чкаловской.

Расследование показало, что причиной аварии стало разрушение подшипников и поломка вала нижнего редуктора правого несущего винта. Предусмотренная на геликоптере возможность полета на одном работающем моторе не могла быть использована, так как разрушившийся редуктор привел к возникновению большого тормозного момента вращения несущего винта. А малая высота не позволила воспользоваться режимом авторотации.

Этот полет, закончившийся серьезными травмами экипажа, послужил поводом для начала ресурсных испытаний вертолетной техники. Уже было построено десять «Омег», подготовлено с десяток летчиков, выявлены и устранены многие дефекты, но аварии продолжались. Несмотря на это, а главное, наблюдая за становлением вертолетной техники за рубежом, стало очевидным, что новый тип летательного аппарата постепенно завоевывает свое место в жизни.

Приказом Министерства авиационной промышленности №545 от 15 августа 1946-го директора завода №473 обязали построить восемь геликоптеров Братухина с двигателями «Пратт-Уитни» к 1 октября того же года и пять машин к I февраля 1947 года.

Летом 1947 года командование ВВС приняло решение об организации в СССР первого вертолетного подразделения, местом базирования которого выбрали подмосковный г. Серпухов. И первым его вертолетом стал Г-3. При эксплуатации этих машин разработчик наложил массу ограничений. Несмотря на то, что в ходе государственных испытаний на Г-3 удалось достичь скорости 150 км/ч и подняться на 2500 метров (статический потолок 1100 метров), полеты на них выполнялись, в основном, на высотах до 50 метров с небольшой скоростью и в пределах аэродрома. Вертикальная скорость у земли не превышала 5,5 м/с. Полетный вес Г-3 не превышал 2600 кг (пустой – 2195 кг). Не успели сдать в производство чертежи артиллерийского корректировщика, как в феврале 1946 года вышло постановление правительства, предусматривавшее разработку трехместного (два человека экипаж и один пассажир) геликоптера того же назначения, нос моторами М-26ГР и пассажирской шестиместной машины. По первому пункту задания предписывалось, чтобы «Арткорректировщик» развивал максимальную скорость до 230 км/ч на высоте 3000 метров, имел статический потолок не менее 4000, а динамический – до 6000 метров и продолжительность полета – три часа. Кроме двух членов экипажа он должен был поднимать и одного пассажира. К 1 июня машину требовалось сдать заказчику на государственные испытания. Но это все это осталось в планах. В действительности ОКБ-3 лишь модифицировало «Омегу».

Двигатель М-26ГР, а затем его форсированный до 550 л.с. (за счет повышения наддува) вариант М-26 ГРФ стал первым отечественным вертолетным двигателем, широко применявшимся на машинах Ми-1, Ка-15 и Ка-18. М-26ГРФ при сухом весе 445 кг развивал взлетную мощность 575 л.с., а номинальную 460 л.с. на – 2000 метрах.

Под обозначением Г-4 машина поднялась в воздух лишь осенью 1946 г. Однако еще в июле правительство обязало киевский завод № 473 выпустить к 1 февраля 1947 года первые пять машин. Более поздним распоряжением планировалось построить еще 25 вертолетов. Ведущими по машине на этапе заводских испытаний были инженер Г.В. Ремезов и летчик М.К.. Байкалов, ранее освоивший Г-3.

В апреле 1947 года на испытания поступил второй экземпляр дублер Г-4. В отличие от предшественника: на нем установили новые лопасти несущих винтов с геометрической круткой, что благоприятно сказалось на его летных характеристиках. Налетав лишь 16 часов 18 минут, в январе 1948 года он потерпел серьезную аварию. Заходя на посадку Г-4, пилотируемый М.К. Байкаловым с высоты 50-60 метров стал снижаться быстрее, чем обычно и где-то на 10 метрах, перейдя на кабрирование, с той же вертикальной скоростью ударился о землю. Машина ремонту не подлежала, а летчик отделался испугом. Причина аварии, по мнению комиссии заключалась в чрезмерно высоком выравнивании перед посадкой.

Надо сказать, что у Байкалова, имевшего общий налет на самолетах свыше 2000 часов, первая авария на вертолете Г-3 произошла в июне 1947 года. Тогда причину так и не установили, а геликоптер пришлось основательно ремонтировать. Спустя чуть больше месяца снова авария. На этот раз поломка опытного Г-4 произошла по вине пилота, из-за грубой посадки. Длинная цепочка аварий на вертолетах завершилась гибелью Байкалова на опытном Ми-1, когда при передачи машины заказчику перед посадкой разрушился рулевой винт.

Несмотря на короткую «жизнь» дублера, летчику Понамареву и инженеру Мацицкому удалось выполнить на нем ряд исследований. В частности, впервые в отечественной практике – был выполнен полет на режиме авторотации. При этом скорость планирования достигала 160 км/ч, а вертикальная – 12 м/с. Пробег после посадки со скоростью 80-90 км/ч не превышал 15 метров.

С выпуском серийных машин, запущенных в производство в июне 1947 года, также произошла задержка. Первый Г-4 киевский завод передал на заводские испытания лишь в конце марта 1948 года и их проводил, как и прежде, В.Г. Мареев.

В конце лета 1947 года первый опытный Г-4, прошедший 50-ти часовые ресурсные испытания, поступил в НИИ ВВС. Ведущими по машине был и инженер Л. Н. Марьин и летчик Г.А. Тиняков. Однако новая силовая установка и несущий винт большего диаметра не снизили уровень вибраций. Как и прежде, геликоптер продолжало «лихорадить». Но на этот раз о тряске говорили не летчики, а осциллограммы, записанные с помощью датчиков, установленных в различных местах винтокрылой машины. Г-4 государственные испытания не выдержал и примерно через год был возвращен в ОКБ.

С июня 1947-го на заводе в Киеве на смену Г-3 пришел Г-4 (всего построили четыре машины, не считая опытных). Летные испытания первой серийной машины начались в марте 1948 года, и в этом же месяце произошло две аварии, связанные с недостаточной квалификацией летчиков-испытателей. «Омега» так и не стала серийной машиной.

На Г-4 удалось достигнуть максимальной скорости 148 км/ч и дальности – 233 км, при этом взлетный вес не превышал 3002 кг.

В интересах сухопутных войск

Следующим шагом в КБ Братухина, стало проектирование летающего наблюдательного пункта Б-10. Заданием предусматривалось, что с экипажем из трех человек вертолет должен был иметь скорость не ниже 180 км/ч, подниматься на высоту 2000 метров за пять минут и находиться в воздухе до трех часов. В феврале 1948 года требовалось предъявить его на государственные испытания.

Вооружение вертолета включало одну 20-мм пушку на турели, предназначенную для стрельбы вперед, и два аналогичных орудия для защиты задней полусферы аппарата – в корме. Для этого оперение сделали двухкилевым. Вдобавок, желая снизить уровень вибраций, на Б-10 ввели подкосы, связывавшие крыло с фюзеляжем и колонками несущих винтов. Б-10 закончили постройкой к февралю 1948 года, но Б-10 в воздух так и не поднялся.

Весной 1948 года к летным испытаниям подготовили вертолет связи Б-11 с моторами М-26ГРФ, построенный в соответствии с декабрьским 1947 года постановлением правительства. Приказом МАПа от 5 июня ведущими по Б-11 назначили летчика К.И. Пономарева и инженера Д.Т. Мацицкого. Испытания проходили в обычном режиме. Как и прежде донимала тряска, а 13 декабря произошла трагедия. В районе аэродрома Измайлово на небольшой высоте оторвалась одна из лопастей несущего винта. Вертолет, начавший разрушаться в полете, ударился о землю унеся жизни летчика К.И. Пономарева и бортрадиста И.Г. Нилуса.

Заводские испытания дублера Б-11 с усиленным и доработанным планером начались в конце 1949 г. Их проводил их летчик Г.И. Комаров. В мае вертолет поступил в НИИ ВВС. Учитывая предыдущий опыт, и во избежание аварийных ситуаций главный конструктор ввел дополнительные ограничения, запрещавшие разгоняться до скоростей свыше 155 км/ч и подниматься на высоту больше 2500 метров. Максимальный взлетный вес ограничили 3950 кг. К этому времени слово «геликоптер» стало заменяться русским «вертолет», предложенным Н.И. Камовым еще в 1929 году, а разгоревшаяся борьба с космополитизмом лишь ускорила эту трансформацию.

На этапе государственных испытаний ведущими по машине были инженер A.M. Загордан и летчик Г.А. Тинякон. Наследственной «болезнью» вертолета оставалась сильнейшая тряска, мало помогло даже введение подкосов к втулке несущих винтов.

В итоге, испытания прекратили, поставив последнюю точку не только в «биографии» машины, но и в деятельности ОКБ-3.

Основные данные вертолетов поперечной схемы Братухина

Вступайте в нашу группу
«Отвага 2004»

Вступайте в нашу группу «Отвага 2004»

Поделиться в социальных сетях: