Вертолёт, 2006 №2

Журнал Вертолет

Закладки
Размер шрифта
A   A+   A++
Cкачать
Читать
Вертолёт, 2006 №2 (Журнал Вертолет)

Российский информационный технический журнал

№ 2 133) / 2006

Издается с июня 1998 года. Выходит 4 раза в год

Фотографии П. Бутовского (стр. 14, вверху, 4 стр. обл.), В. Соломахина (стр. 21, вверху), а также из архивов авторов и редакции. На 1 стр. обложки вертолет «Ансат».

С О Б Ы Т И Е

Преемственность

Работы МАИ в области аэродинамики

Модель тяжелого реактивного вертолета

Предлагаем вниманию читателей в сокращении Почетную лекцию профессора Московского авиационного института В.И. Шайдакова, прочитанную им на Седьмом форуме РосВО. Выступление было посвящено деятельности кафедры «Конструкции и проектирование вертолетов» в области аэродинамики вертолетов за 1953–2005 годы.

Становление кафедры

Вертолетное направление стало развиваться на самолетостроительном факультете с первых лет существования МАИ. Уже в 30-е годы Б.Н. Юрьев и И.П. Братухин читали студентам лекции по аэродинамике, проектированию, конструкции автожиров и вертолетов.

После окончания Великой Отечественной войны советское вертолетостроение получило новый импульс развития, и возникла острая необходимость в специалистах в этой области авиатехники. В эти годы на кафедре самолетостроения начали выпускать студентов вертолетной специальности, правда, очень небольшую группу. Лекционные курсы по конструкторско-проектировочному и аэродинамическому циклам студентам читали И.П. Братухин и Л.С. Вильдгрубе. К руководству дипломным проектированием были привлечены главные конструкторы М.Л. Миль и Н.И. Камов.

Кафедра «Конструкции и проектирование вертолетов» была создана в августе 1952 года, ее первым заведующим стал Б.Н. Юрьев. На кафедре изначально было заложено два цикла: аэродинамический и конструкторский, что выгодно отличало ее от самолетной чисто конструкторской кафедры. Главной задачей коллектива кафедры стало обеспечение учебного процесса необходимыми учебными пособиями. В короткое время И.П. Братухин и Б.Н. Юрьев подготовили и написали учебники «Проектирование и конструкции вертолетов» (1955 г.) и «Аэродинамический расчет вертолетов» (1956 г.). Оба учебника, а фактически монографии в области проектирования вертолетов, стали настольными книгами для многих поколений вертолетчиков нашей страны.

Важную роль в учебном процессе играла учебная лаборатория, организованная сразу же после открытия кафедры. Ее первый начальник — талантливый изобретатель А.И. Болдырев работал над оригинальной конструкцией легкого вертолета с реактивным приводом НВ. Активно участвовали в этом проекте и студенты.

С годами развивалась и укреплялась лабораторная база кафедры. Неоценимую помощь в этом оказали Н.И. Камов, М.Л. Миль, М.Н. Тищенко, С.В. Михеев и другие известные конструкторы. Наряду с учебной, при кафедре была организована и научная лаборатория летающих моделей. На ее базе Б.Н. Юрьев намеревался осуществить исследования летных характеристик перспективных вертолетов. Он разработал доступную для авиамоделистов методику проведения научных экспериментов на летающих моделях и сам руководил их работой. В экспериментах по исследованию динамики конвертопланов участвовали многие студенты-авиамоделисты. Было построено и испытано в свободном полете несколько экспериментальных моделей с резиномоторными и поршневыми двигателями. Миниатюрный вертолет с поршневым двигателем студента 4 курса Марата Тищенко в апреле 1954 года установил первый мировой рекорд по продолжительности полета в классе моделей вертолетов.

В последние годы жизни Б.Н. Юрьев совместно с И.П. Братухиным особенно активно занимался разработкой преобразуемых летательных аппаратов, совмещающих в себе свойства самолета и вертолета (СВВП). По заказу Всесоюзного электротехнического института (ВЭТИ) в 1954 году на кафедре начались проектные разработки десантно-транспортного конвертоплана взлетной массой 60 т. Аппарат представлял собой самолет с четырьмя ТВД, установленными в гондолах на концах Х-образного крыла, имел четыре соосных воздушных винта диаметром 6 м. Крейсерская скорость аппарата составляла 830 км/ч. Аэродинамические расчеты, выполненные на кафедре, показали реальную возможность создания СВВП.

Конец пятидесятых — начало шестидесятых годов отмечены бурным ростом отечественного вертолетостроения. Особый интерес проявлялся к вертолетам, способным перевозить тяжелые неделимые грузы. Под руководством И.П. Братухина (в 1957 году после смерти Б.Н. Юрьева он стал заведующим кафедрой) на кафедре совместно с ЦАГИ и ЦИАМ развернулись проектные работы в области перспективных схем тяжелых реактивных вертолетов. В 1956-58 гг. был разработан эскизный проект сверхтяжелого винтокрыла грузоподъемностью 40 т и дальностью полета 1000 км. Для этого аппарата И.П. Братухин предложил ряд оригинальных решений: конструкция втулки НВ включала в себя совмещенные горизонтальный и вертикальный шаровые шарниры, внутри которых проходили воздушные каналы.

В те годы существовал и устойчивый интерес к летательным аппаратам нового типа, так называемым «летающим платформам», в качестве несущей системы которых использовались тяжело нагруженные воздушные винты, заключенные в широкие кольца. Экспериментальные исследования по таким системам провел Ф.П. Курочкин, пришедший в 1957 году на кафедру из ЦАГИ. Исследования показали, что установка кольца повышала тяговые характеристики системы «винт в кольце» на 30–40 %. К проектным разработкам аппаратов этого класса коллектив кафедры под руководством И.П. Братухина приступил в 1958 году. Были спроектированы четырехвинтовой джип взлетной массой 1200 кг и тяжелая восьмивинтовая летающая платформа с массой перевозимого груза 40 т. Аэродинамические расчеты ЛА были поручены В.И. Шайдакову.

В процессе проектирования возникла необходимость в разработке теории системы «винт в кольце». В качестве математической модели рассматривалась приближенная картина обтекания коллектора на входе в канал, в поперечном сечении которого линии тока представляют собой систему полуокружностей различного радиуса. Разрежение на поверхности коллектора определялось как результат воздействия центробежных сил частиц жидкости, движущихся по линиям тока. Рассматривалось два случая: в первом кольцо состоит только из коллектора, к коллектору подсоединяется цилиндрический канал (диффузор). Во втором случае струя получает полное расширение, и тяга на коллекторе повышается. Предложенная теория позволила рассчитать основные тяговые и мощностные характеристики системы.

Для подтверждения полученных результатов по проектному заданию кафедры в 5 отделении ЦАГИ была изготовлена и в 1959 году испытана в аэродинамической трубе Т-105 установка «Винт в кольце». Экспериментальные и расчетные данные дали удовлетворительное совпадение, что позволило совместно с ЦАГИ вести проектировочные исследования летающих платформ и джипов. К середине 60-х годов интерес к этим аппаратам угас из-за больших километровых расходов топлива. Однако в последующие годы теория «винта в кольце» продолжала развиваться применительно к фенестронам одновинтовых вертолетов, комбинированным аппаратам типа вертолет-самолет, имеющим в своем составе несущую систему «винт в кольце», дистанционно пилотируемым привязным и свободно летающим аппаратам.

В дальнейшем коллектив преподавателей и сотрудников кафедры вел научные исследования в области преобразуемых аппаратов вертикального взлета и посадки различных схем. В аэродинамическом цикле выполнялись работы по созданию новых методов аэродинамического расчета вертолетов, построению математических моделей НВ при вертикальном снижении в режимах вихревого кольца и др.

Copyrights and trademarks for the book, and other promotional materials are the property of their respective owners. Use of these materials are allowed under the fair use clause of the Copyright Law.