Книга Неизвестный Сикорский. "Бог" вертолетов - Вадим Михеев

Начало пути

Вернувшись домой после каникул, Игорь продолжил работу в домашней мастерской. Одновременно читал об авиации все, что можно было достать, и к концу года он уже знал много об авиационном опыте, накопленном до него, особенно по вертолетам.

В то время в разных странах энтузиасты не знали, какому типу летательных аппаратов отдать предпочтение. Пионер французской аэронавтики Луи Бреге, впоследствии выдающийся конструктор самолетов, построил к лету 1907 г. четырехвинтовой вертолет, названный «жиропланом». После нескольких месяцев доводки 24 августа 1907 г. «жироплан» поднялся в воздух. Одновременно с Л. Бреге начал разработку вертолета другой французский энтузиаст авиации Поль Корню. Он построил двухвинтовой вертолет продольной схемы и 13 ноября 1907 г. тоже поднялся на нем в воздух. После этих успехов уверенность Игоря в правильности выбранного пути — строить вертолет — стала неколебимой. И хотя аэроплан уже в 1908 г. заметно вырвался вперед, Сикорский остался верен своему выбору.

Вертолет «Геликоптер № 1»

Работа настолько увлекла начинающего авиаконструктора, что он почти забросил институт и ходил туда от случая к случаю. Преподаватели жаловались отцу и просили принять меры. Вот в этих условиях Игорь и собрал семейный совет. Он рассказал о своих трудностях и перспективах, попросил материальной помощи и заявил, что для продолжения своей работы ему нужно поехать в Париж, набраться знаний и опыта, купить двигатель и другие необходимые материалы. Мнения членов семейного совета разделились, большинство считало рискованным отпускать юношу в развеселый город Париж с большой суммой денег. Решающее слово оставалось за отцом. После долгих раздумий Иван Алексеевич благословил сына. Сестра Ольга выделила деньги, и в январе 1909 г. Игорь покинул Киев.

Вначале юный авиатор полагал, что это будет кратковременный вояж, но, приехав в Париж, понял, что весьма полезно глубже познакомиться с летательными аппаратами, по возможности перенять опыт постройки машин и полетов на них. Игорь часами простаивал на аэродромах Исси-ле-Мулино и Жювиси, посетил одного из пионеров авиации — Фердинанда Фербера. Фербер посоветовал не тратить время на вертолет и сконцентрировать свои усилия на аэроплане, снабдил изобретателя литературой и пригласил в авиашколу, где работал инструктором. Школа сама по себе и не приносила много знаний, но зато она дала возможность находиться на аэродроме, позволяла знакомиться с материальной частью самолетов, обслуживанием и эксплуатацией.

Одной из самых сложных задач был правильный выбор двигателя для покупки. После посещения нескольких заводов и мастерских Игорь выбрал мотор «Анзани». Трехцилиндровый двигатель воздушного охлаждения развивал мощность 25 л.с., был прост, легок и относительно надежен. Были также заказаны некоторые детали для будущей машины, выполненные по эскизам Сикорского, в частности соосные валы и другие элементы трансмиссии.

После более чем трехмесячного отсутствия 1 мая 1909 г. Игорь вернулся в Киев. В саду у Сикорских стояла небольшая беседка, которая и стала первым авиационным заводом конструктора. В июле 1909 г. постройка машины в целом была завершена. Основу аппарата образовала прямоугольная, расчаленная рояльной проволокой деревянная клетка без шасси. Прямо на полу с одного края был установлен двигатель «Анзани», с другого — располагалось место пилота. Двигатель посредством ременной передачи и трех конических шестерен подавал мощность на соосные несущие винты. Валы устанавливались один в другом на подшипниках. Диаметр несущих винтов был различен: верхнего — 4,6 м, а нижнего — 5 м. Вращались винты в противоположных направлениях с частотой 160 об/мин. Силовой основой каждой лопасти были два деревянных лонжерона, сходившихся крестообразно в месте крепления на валу. К лонжеронам крепились фанерные нервюры, обтянутые полотном. Угол между лонжеронами определял величину крутки лопастей. Лопасти расчаливались рояльной проволокой к двум кольцевым муфтам, установленным на каждом валу сверху и снизу винта. Изменяя при помощи муфт натяжение проволоки (сдвигая муфты), можно было регулировать шаг несущих винтов. Таким образом предполагалось осуществлять, как и на современных вертолетах соосной схемы, изменение подъемной силы и путевое управление. Для продольно-поперечного управления предусматривалось использовать управляющие поверхности, расположенные в потоке воздуха, отбрасываемого несущими винтами. Это приспособление, принцип действия которого был отработан на летающих моделях, на вертолет пока не устанавливалось. Перед изобретателем стояли скромные цели — проверить работу всех элементов конструкции и агрегатов, а также оценить величину подъемной силы.

Вертолет, масса которого составляла 205 кг, был установлен на двухколесную тележку. Изобретатель встал на свое место на противоположном от двигателя крае рамы, запустил двигатель и стал потихоньку прибавлять обороты. Возникла сильная вибрация. Пришлось снимать лопасти, тщательно их балансировать и ужесточать конструкцию. Для этого было введено дополнительное расчаливание лопастей в плоскости вращения, кроме того, установлены поперечные консоли, которые повышали жесткость лопастей и снижали уровень вибрации. После этого режим вращения стал мягче, но при увеличении оборотов снова возникла тряска. Так Сикорский впервые встретился с характерной для вертолетов проблемой отстройки резонансов и уменьшения вибраций. Конструктор сделал правильный вывод — причина резонанса в недостаточной жесткости внутреннего вала, на который крепился верхний винт. Устранение дефекта было просто. Игорь подобрал деревянный стержень длиной 1,2 м и стал его постепенно забивать в полый вал верхнего винта. Когда частота собственных колебаний вала стала выше максимальных значений диапазона рабочих частот вращения винтов, резонанс прекратился.

Вертолет «Геликоптер № 2»

Теперь можно было выводить двигатель на полную мощность. Игорь, не забираясь в клетку, плавно дал полный газ. Машина стала опрокидываться. Конструктор сбросил газ и прыгнул на поднявшуюся часть фермы. Аппарат медленно опустился. Впервые изобретатель ощутил мощь машины, почувствовал, как его создание рвется в небо. Он равномерно распределил вес по площадке и опять попытался подняться. Двигатель ревел на полной мощности, но вертолет не поднимался, а только вращался на земле. С этими «танцами» тоже можно было бороться, дифференциально изменяя общий шаг винтов. Устранив все недостатки, конструктор теперь чувствовал, что при полной даче газа винты принимают на себя большую часть веса машины, но оторвать ее от земли не могут. Изобретатель пришел к двум очевидным выводам: эта машина с человеком на борту подняться в воздух не сможет.

Сделав первые выводы, Игорь решил изменить программу испытаний. Он смастерил большие весы, которые позволяли замерять подъемную силу вертолета. Весы дали возможность определить, что тяга соответствует примерно 160 кг, а это на 45 кг меньше веса пустой машины. Выводы напрашивались сами. Нужно облегчить конструкцию, иметь более мощный двигатель, более совершенные и большие по размерам винты с лопастями улучшенной аэродинамики. Первая машина не оправдала надежд, но вместе с тем работа с ней дала такой объем ценной информации, которую другим путем в то время получить было невозможно.