Хуан де ла Сиерва в 1919 году построил для Испании 3-х моторный самолет

ч. 1
АВТОЖИР

Хуан де ла Сиерва в 1919 году построил для Испании 3-х моторный самолет, биплан, который вскоре потерпел аварию, и Сиерва больше к самолетам не возвращался, а решил построить новый тип летательного аппарата – автожир. Начиная с 1920 года, когда появилась первая модель С-1 и до модели С-19 в 1930 году авиаконструктор последовательно и успешно решал все проблемы, которые пред ним возникали. Он довел конструкцию от идеи, С-1, до серийного производства, С-19, всего за 10 лет. Он разработал систему горизонтальных и вертикальных шарниров крепления лопастей несущего винта, которые используются не только на автожирах, но и на любом вертолете. Слово "автожир" состоит из двух слов, и если смысл первого слова нам понятен, то второе означает не что иное как "вращение" (как и в слове "гироскоп").

Основой конструкции любого автожира является несущий винт-ротор, который, в отличие от вертолета, не соединен с двигателем, и на него не передается крутящий момент. Ротор раскручивается сам, под действием потока набегающего воздуха. Поток появляется при поступательном движении автожира. Двигаться поступательно автожир заставляет толкающий несущий винт, связанный с двигателем. Подобный режим самовращения может быть получен и у любого вертолета в аварийной ситуации, и входу в этот режим обязательно учат курсантов вертолетных училищ.

Летные характеристики Хуан де ла Сиерва довел до совершенства (минимальная скорость 40 км\ч), а конструкция автожиров тех лет базировалась на самолетном фюзеляже без крыльев, над которым располагался несущий винт. В нашей стране автожиры никогда не выпускались, и лишь перед войной было построено несколько автожиров "Каскр" конструкторов Камова и Скрыжинского, которые явились неудачной копией автожиров Сиервы.

Новый виток развития автожира приходится на наше время, когда в США появилась современная версия автожира, автором которой стал американец русского происхождения Игорь Бенсен. Автожиры за границей выпускаются в различных видах: либо в виде законченной конструкции, либо, что распространено значительно больше, в виде набора для постройки, в котором учтено все необходимое для его изготовления. И даже в одном из фильмов о Джеймсе Бонде был показан один из современных автожиров.
В те годы в Москве, на ВДНХ, регулярно проводились выставки научно-технического творчества молодежи, иногда с авиационной тематикой. Когда это было нам интересно, я сообщал в Тулу, они приезжали и ехали на ВДНХ. Однажды, на подобной выставке мы увидели автожир на поплавках, предназначенный для взлета и посадки на воду. Мы с Валентином, приехав на выставку, очень долго бродили вокруг аппарата, и случайно обнаружили, что не только мы проявляем интерес к автожиру. Еще один человек, так же, как и мы, проявлял интерес к конструкции, ну, и естественно, объединенные общим интересом, мы познакомились. Наш новый знакомый, Иван Матросов, москвич, так же, как и мы, мечтал о постройке автожира. Но, если мы, к этому времени достаточно далеко продвинулись вперед, у нас был построено шасси автожира, но не было лопастей несущего винта, и, откровенно говоря, мы не хотели использовать самодельный несущий винт из-за его более низкой надежности. В отличие от нас, наш новый знакомый оказался счастливым обладателем комплекта деревянных лопастей от вертолета К-15. И по его словам, у него не было никаких ближайших перспектив постройки автожира. Так что наше знакомство оказалось счастливой случайностью. Иван предложил осмотреть лопасти несущего винта, которые хранились у него в гараже. И мы поехали, сначала на метро, потом на автобусе, а оставшуюся часть пути прошли пешком. Гараж оказался на окраине Москвы, но когда мы добрались до него, мы были вознаграждены видом замечательных лопастей, о которых мы давно мечтали. Впоследствии Валентин приехал на автомобиле, и мы, погрузив лопасти на прицеп, увезли их в Тулу.

И я, в поисках информации, ежедневно ездил в Государственную публичную научно-техническую библиотеку на Кузнецком мосту (ГПНТБ). Несколько раз я бывал в библиотеке Ленина, но, в конце концов, пришел к выводу, что посещение ГПНТБ было более эффективным. Основная причина в том, что в ГПНТБ не было гуманитариев, которые в те, 80-десятые, годы, составляли до 90% посетителей библиотеки Ленина. В то время, кроме поиска необходимых мне научных статей, заинтересовавшись постройкой автожира, я искал всю доступную информацию и по этой теме. Это сейчас я понимаю, что искать было нечего, т.к. подобный летательный аппарат у нас в стране не был известен. Потому что не было и самих летательных аппаратов. Большинству людей слово "автожир " незнакомо до сих пор, и мало кто знает, что это такое. Однажды я даже прочитал высоконаучное определение автожира, которое было дано в одном из учебников для авиационных ВУЗов: "Автожир – летательный аппарат, объединяющий недостатки самолета и вертолета". И все, больше ни слова. А достоинства? Их вроде и не было. Ну, конечно же, были. И для того, чтобы говорить о свойствах автожира, нужно вспомнить его историю. Но, если к истории вертолета приложило руки и голову много людей, а не только Сикорский, который построил реальный вертолет VS-300, послуживший прототипом многих моделей вертолетов, то понятие "автожир" неразрывно связано с одним человеком, Хуаном де ла Сиерва, выдающимся испанским авиаконструктором.



Однажды, заказав новый для меня журнал "Popular rotorcraft flying", я получил кипу глянцевых журналов, которые целиком были посвящены автожирам, строящимся в США. Они были прекрасно изданы и содержали массу информации об автожирах, особенностях конструкции, а также фотографии автожиров в полете и на стоянке, некоторые расчетные материалы, фотографии конференций и слетов, проводимых в США. Вся эта информация нам очень помогла в работе над автожиром.

И вот мы, с Валентином Даниловым, летом 1979 года отправились в гости к Александру Мучкину в село Вишняково (за г. Железнодорожным и Купавной) на "Жигулях". У нас была информация о том, что Александр Мучкин построил автожир для полетов на буксире, но подробностей мы не знали, т.к. моя предварительная поездка в Вишняково на электричке из Москвы, где я учился в аспирантуре, не увенчалась успехом. Дом я нашел, но мать Мучкина заявила, что сын спит, и будить его она не будет. На этот раз мы ехали не с пустыми руками: к моменту поездки Валентин начал подготовку деталей, была спроектирована и изготовлена на очень высоком уровне втулка несущего винта. На этот раз Александр Мучкин был дома и с большим энтузиазмом отнесся к нашему появлению, осмотрел нашу конструкцию, отметив высокое качество изготовления, и предложил отправиться на аэродром вертолето-ремонтного завода, где он обычно летал, и там попытаться поднять автожир в воздух. Мы горячо поддержали эту идею, да и у ребят в последнее время полеты автожира не получались, т.к. из-за отсутствия автомобиля буксировка осуществлялась мотоциклом "Урал", а его мощности не хватало для взлета. И вот мы, с Александром Мучкиным и его другом, летчиком, закрепив автожир на буксире, на жесткой сцепке, отправились на аэродром вертолето-ремонтного завода. Для нас это была первая встреча с реальным автожиром, и мы многого ожидали от этих полетов. Вскоре мы оказались на аэродроме, и перешли к подготовке полетов. Автожир был установлен против ветра, закреплен буксирный трос, и мы приступили к раскрутке ротора. Тут несколько слов нужно сказать о несущем винте автожира (роторе). В качестве лопастей были использованы лопасти прямоугольного сечения с хордой 180 мм без крутки от вертолета К-18, выполненные из алюминиевого сплава с пенопластовым заполнением. Как показал эксперимент, эти лопасти оказались идеальными для автожира, т.к. даже при небольшой скорости ветра (около 5 м/с), винт (диаметром 6м) очень быстро раскрутился, сопровождая свое вращение характерным свистящим звуком, а отсутствие раскрутки позволяло позволяло получить большую подъемную силу. И Александр Мучкин на буксире за "Жигулями", которые вел Валентин Данилов, отправился в первый полет. Полет прошел успешно, и Александр предложил полететь мне. Идея мне очень понравилась, но никакого опыта полетов на летательном аппарате тяжелее воздуха у меня тогда не было. Но, естественно, каждый из нас многократно прокручивал в голове все фазы полета, и я четко представлял себе, что нужно делать, и вот я уже отправился в свой первый полет. Ощущения от полета вспоминаются до сих пор. Даже сейчас хорошо помню ощущение высокой устойчивости, хорошей стабильности машины, отменной центровки аппарата, возникшее в первые секунды полета. В следующий полет отправился Валентин Данилов, а автомобилем управлял я. И этот полет прошел успешно. Мы уже собрались уезжать, как друг Александра Мучкина выразил желание совершить полет. Александр не возражал, и, вот уже автомобиль отправился на следующую буксировку. Его на этот раз вел опять я. Потом мы много раз обсуждали причину произошедшего. А случилось вот что: после взлета и прохождения вдоль взлетной полосы пилот для чего-то резко взял ручку управления на себя, и это должно было значительно увеличить скороподъемность, и так и произошло бы в случае полета самолета, т.к. у любого летательного аппарата есть запас мощности, но, с автожиром, у которого не было собственного двигателя, и, который двигался на буксире за автомобилем, произошло обратное: он просто провалился и упал на хвост. А поскольку элементы конструкции после сварки термически не обрабатывали, вся она мгновенно превратилась в обломки металлических трубок, и конечно же оказался сломан замечательный несущий винт. Автожир превратился в небольшую кучку металлолома. Автор не захотел ничего оставить себе на память о своем творении.

На этом наши поездки к Александру Мучкину закончились.


После очередной аварии, которая, как правило, заканчивается поломкой лопастей несущего винта, мы стали задумываться, какой несущий винт нам стоит использовать. Идеальным вариантом было бы применение таких лопастей несущего винта, какие использовал Мучкин в своем автожире, т.е., алюминиевых, с хордой 180 мм, от вертолета К-18. Однако, такие вертолеты уже не использовались, и мы решили задействовать промежуточный вариант: попытаться найти в Калуге, а там, как мы знали, базировался вертолет К-26, лопасти винта от этого вертолета. Поэтому в один из летних дней 1982 года мы решили съездить в Калугу и попытаться найти там что-нибудь для использования в качестве лопастей ротора. Ехали мы в Калугу без всякой надежды на успех, т.к. никаких знакомых или деловых связей у нас там не было. Приехав, мы быстро нашли аэродром, а затем случайно познакомились с начальником АТБ Юрием Петровичем Заморуевым. Он оказался настоящим энтузиастом, хотя во все инстанции к тому времени уже поступили резолюции не оказывать никакой помощи авиалюбителям: "Как бы чего не вышло". Например, ходили слухи, то некие любители построили самолет и улетели в Турцию. К этому времени Матиас Руст уже посадил свою "Цессну" на Красной Площади, а Юрий Петрович провел нас на территорию аэродрома, где стояли ряды вертолетов К-26, показал, как хранятся в ложементах лопасти винтов К-26, и рассказал, какие лопасти мы могли бы использовать для своего летательного аппарата. Тем более что их летный ресурс был уже использован, а для сверхлегкого летательного аппарата, каким являлся наш автожир, оставшегося ресурса было более чем достаточно. Лопасти вертолета К-26 выполнены также из стеклопластика. В лопасти, в хвостовой части используется пенопласта, затем вся лопасть со значительной круткой оклеена стеклопластиком, и, хотя из-за значительной крутки лопасти на автожире используются не по всей длине, они достаточно хорошо зарекомендовали себя на автожире.

После окончания официальной части Юрий Петрович пригласил нас в гости. Оказалось, что он является обладателем уникального хобби: создание металлических цветов и растений. Он познакомил нас с технологией изготовления этих шедевров. Оказалось, что на поверхность растений сначала наносится проводящий слой, затем происходит металлизация с помощью электрического тока. Ажурные растения и цветы поразили нас изяществом и красотой. Но пришло время уезжать. Мы проверили, как укреплены лопасти на прицепе "Скиф", с которым мы приехали в Калугу, и взяли курс на обратную дорогу в Тулу.


После возвращения от Александра Мучкина, мы с удвоенным энтузиазмом взялись за постройку автожира. И, если раньше мы в глубине души сомневались в успехе, то после наших визитов к Мучкину и полетов, мы поверили в победу, и, к лету 1980 года наш автожир был готов. Его облет мы решили провести на аэродроме в Рыдомо. Он использовался как аэродром для сельхозавиации, а во время войны здесь базировалась авиаэскадрилья, состоявшая из французских летчиков дивизии "Нормандия-Неман" на истребителях ЯК. Итак, 1 мая 1980 года, в день, когда мы, Данилов, Смерчко, Анисимов, на автомобиле ВАЗ-2102, с нашим летательным аппаратом на буксире, впервые появились на аэродроме, на огромном поле было безлюдно. Только на краю аэродрома одиноко стоял сельхозсамолет АНТ-2. По положению колбасы мы определили направление ветра, размотали катушку буксирного троса длиной около 100 метров, я надел шлем, сел в кресло пилота, пристегнулся, автомобиль "Жигули" с Валентином за рулем начал свое движение, и я на буксире отправился в первый, на нашем летательном аппарате, полет.

На автожире был установлен несущий винт, изготовленный из лопастей вертолета К-15, любезно подаренных нам энтузиастом из Москвы Матросовым. Винт был деревянным, изготовленным из дельта-древесины, расположенный в носике профиля и пенопластового заполнения, расположенного в отверстиях лонжерона, и с небольшой круткой. Он хорошо раскручивался на ветру, и мы надеялись с его помощью отправиться в полет. Но вот уже автомобиль и автожир набрали взлетную скорость, винт раскручен и издает характерный свистящий звук, я взял ручку на себя, и автожир почему-то резко взмыл в воздух. Высота полета очень быстро возрастала, приблизительно до высоты девятиэтажного дома, и я понял, что нужно брать ручку от себя. Я отдал ручку, и автожир, буквально, провалился вниз, и, чтобы не прижаться к земле и не упасть, нужно снова было брать ручку на себя. Оказалось, что управление автожиром имеет очень "спортивный" характер, и, в конце концов, я имел достаточно сбалансированное положение ручки для горизонтального полета, и за этими эволюциями не заметил, что впереди уже виден конец взлетной полосы. "Можно садиться",- подумал я, и вдруг сильнейший удар сотряс летательный аппарат и меня. В первое мгновение пронеслась мысль о том, что сломались лопасти винта, и возникла паническая мысль бросить ручку управления. "Все, отлетался", - подумал я, и, подняв глаза вверх, увидел, что несущий винт все-таки вращается, но полет сопровождается ужасными вибрациями, такими, что положение ручки управления, которую я сбалансировал, меняется очень сильно, и меня болтает и трясет так, что я уже не понимаю, где верх, а где низ. "Что произошло?",- этот вопрос неотступно преследовал меня, но среди панических идей зародилась и другая, о том, что обязательно надо посадить автожир, но оказалось, что буксировочный трос уже провисает, а посадочная полоса заканчивается. Мы знали о том, что даже вертолеты могут совершать посадку в режиме авторотации несущего винта, таким действиям учат будущих вертолетчиков, а тут летательный аппарат, для которого режим авторотации является штатным. Опыта подобных посадок у меня не было, поэтому я решил, по возможности, плавно уменьшить высоту полета, отдавая ручку от себя. Из-за имевшейся болтанки положение ручки нельзя было определить, тем не менее, я постепенно ее отжимал и заметил, что аппарат все-таки снижается, и земля все ближе и ближе. "Надо обязательно посадить",- эта мысль неотступно преследовала меня, но тут я заметил, что аппарат садится боком, на одно из боковых колес шасси. Подобная посадка может привести к тому, что автожир опрокинется на бок, и лопасти несущего винта будут необратимо погублены. И вот колесо коснулось земли, аппарат подпрыгнул и неохотно опустился на второе колесо, я отключил буксировочное устройство, автожир совершил посадку. Пока, ребята, выскочившие из машины, бежали ко мне, я отстегнул ремни, снял шлем, я был весь в поту, и лег на весеннюю траву. Первый полет закончился. "Ну, ты классно летал", - это подбежали ребята. Оказалось, что с земли мои эволюции видны не были, но причины возникшей аварийной ситуации нашлись скоро. Во-первых, характер управления оказался "спортивным" из-за того, что вилки управления поменяли местами при окончательной сборке. Во-вторых, несущий винт любого летательного аппарата должен быть статически и динамически сбалансирован. До динамической балансировки дело, как правило, не доходит, а уж статическая должна быть проведена. Мы об этом знали, и при подготовке автожира к полетам весной 1980 года такая балансировка была проведена. При балансировке оказалось, что из-за большой разницы в сроках выпуска лопастей величина балансировочного груза достигает 150 г (минимально допустимый дисбаланс составляет 1г: при балансировке на более легкую лопасть кладут копейку, и лопасть плавно опускается). Но это 1г, а у нас целых 150г. Мы наклеили на более легкую лопасть кусок пластилина, и забыли об этом, а во время полета солнечные лучи нагрели пластилин, а центробежная сила оторвала его, и в этом полете все это обнаружилось. Пластилин мы решили не использовать, а намотали на более легкую лопасть латунную ленту, подобрав ее вес по отсутствию дисбаланса, и продолжили полеты. Так успешно закончился день первого полета нашего автожира, 1 мая 1980 года.
ч. 1