История вертолетостроения в нашей стране имеет глубокие корни, уходящие еще в начало прошлого века. К сожалению, первоначально в СССР особого значения разработке и строительству геликоптеров не придавали, что обусловило значительное отставание от США. Все изменилось после Корейской войны. Тогда оказалось, что американцы с высокой эффективностью использовали вертолеты для разведки и диверсионной деятельности. Поэтому руководство страны отдало приказ о немедленном форсировании разработки отечественных винтокрылых машин.
Уже к середине 50-х годов прошлого века был создан легендарный Ми-6, он же «Корова». До сих пор этот вертолет считается рекордсменом среди геликоптеров по своим размерам и тоннажу перевозимого груза. Но мало кто знает, что в СССР был создан еще и вертолет В-12 (также известный как Ми-12), грузоподъемность которого должна была превышать таковую для легендарной «Коровы»!
Краткие сведения о создании машины
После создания действительно гигантского вертолета Ми-6 все ведущие инженеры и конструкторы ОКБ, возглавляемое М. Л. Милем, продолжали считать, что возможности увеличения размеров и массы винтокрылых машин далеко не исчерпали себя. Кроме того, армии и народному хозяйству, как воздух, требовались новые летательные аппараты. Направление их взлета должно было быть вертикальным, а способность перевозить грузы - 20 тонн и больше. Указом сверху ОКБ Миля был дан «карт-бланш» на разработку нового вертолета, создание которого стартовало в 1959 году.
В 1961-м издали официальное техническое задание. Оно предполагало создание геликоптера, способного поднимать грузы весом не менее 20 или 25 тонн. Но даже вертолет В-12 – далеко не предел запросов советских военных и аграриев. Так, в то же время в ОКБ прорабатывался вариант машины, способной поднимать 40 тонн груза (В-16/Ми-16). Отметим, что подобные проекты прорабатывались и американцами, но у них дальше эскизов дело не пошло. Но работа ОКБ Миля окончательно убедила ЦК КПСС в реальности создания такого вертолета.
В 1962 году техническое задание было в очередной раз доработано. Инженерам предписывалось ориентироваться на создание вертолета с грузовой кабиной, схожей по характеристикам с таковой у самолетов ОКБ Антонова. Предполагалось, что новая машина будет использоваться в том числе и для перевозки на дальние расстояния различной боевой техники, включая баллистические межконтинентальные ракеты моделей 8К67, 8К75 и 8К82. Вот для чего создавался Ми-12, вертолет преимущественно военного назначения.
Первые варианты компоновки
Практически все отечественные и западные светила вертолетной тематики считали, что для создания такого геликоптера лучше всего подойдет хорошо изученная и прекрасно себя зарекомендовавшая продольная схема. С целью изучения ее возможностей у армии был взят Як-24. А в США специально для этого приобрели «Боинг-Вертол» V-44. Именно на их примере инженеры в реальных условиях исследовали проблемы взаимного друг на друга влияния несущих винтов. Специалистам требовалось выяснить, как поведут себя сразу два мотора в различных условиях полета и эксплуатации, как наиболее выгодно можно использовать все преимущества продольной схемы, одновременно избегая основных ее недостатков. Особенностью В-12 стали синхронизируемые винты. Так как в ходе испытаний была выявлена реальная опасность перехлеста несущих элементов, их пришлось располагать с минимальным наложением. Ради этого даже пришлось пожертвовать некоторыми аэродинамическими качествами новой машины.
Вследствие этого фюзеляж совершенно перестал отвечать требованиям технического задания, так как стал излишне большим и громоздким. Но даже не это обстоятельство являлось основным недостатком данной конструкции. Основной и фатальный просчет инженеров заключался в том, что воздухозаборники одной группы двигателей находились едва ли не вплотную к выхлопным отверстиям другой. Уже на испытаниях было выяснено, что движки в таких условиях склонны к развитию помпажа. А это в условиях реального полета чревато сваливанием и мгновенной потерей управляемости. Таким образом, Ми-12 – вертолет, при разработке которого конструкторы сталкивались с многочисленными сложностями.
Кроме того, дальнейший анализ продольной схемы привел к неутешительным выводам: она не позволяет достичь максимально возможного полетного потолка. Скорость и вес поднимаемого груза также оказались не на высоте. Было также выяснено, что при отказе двух из четырёх движков машина сваливается в свободное падение. И было доказано, что при достижении летного потолка и при полете в условиях пониженных температур мощность моторов резко снижается. Именно поэтому от продольной схемы конструкторы единогласно решили отказаться.
Продолжение исследований
Сам М. Л. Миль предложил вплотную заняться рассмотрением перспектив иных схем конструкции фюзеляжа. Сперва специалисты предложили использовать хорошо изученную одновинтовую планировку. Но при последующих испытаниях было выяснено, что от схемы с реактивным приводом несущего винта придется отказаться (из-за излишне больших габаритов). Но и механический привод оказался с подвохом. В процессе испытаний оказалось, что конструкция редуктора получается излишне сложной. Сперва с проблемой пытались справиться, взяв два обычных устройства от Ми-6 и поместив их на один несущий вал.
В целях унификации инженеры даже использовали для конструкции винта стандартные лопасти от Ми-6. При этом воспользовались лишь комлевыми наконечниками большей длины. Так что B-12 (вертолет) старались по возможности унифицировать с остальными образчиками техники, чтобы снизить затраты на его создание и обслуживание. Увы, но в установленные сроки создать что-то подобное было практически нереально. Именно тогда было принято решение о начале изготовления свободно расположенной турбины с вертикально направленным валом. Ее при этом размещали непосредственно под главным редуктором. Газогенератор соединялся с ней посредством специального газопровода.
В таком варианте сама конструктивная суть турбины значительно упрощалась, так как для нее больше не требовались конические шестерни. Проблема заключалась в том, что изготовление тихоходного редуктора диаметром чуть более четырех метров – тоже задача крайне непростая. Ведь последний имел склонность к саморазрушению. Возможно, кстати, что крушение вертолета в Сирии (12.04.16.) произошло именно по причине поломки редуктора мотора.
Приход к поперечной схеме конструкции корпуса
Столкнувшись со всеми этими специфичными сложностями, в 1962 году специалисты ОКБ Миля окончательно решили отказаться от идеи «одномоторных экспериментов». Они снова вернулись к схеме с двумя движками. Правда, на сей раз было решено прорабатывать вариант с поперечным расположением моторов. Именно таким и стал вертолет «12», фото которого есть в нашей статье.
Конечно же, без сложных проблем не обошлось и в этом случае. Все это усугублялось тем, что вертолетов таких размеров в мире еще никто не строил. Соответственно, советским инженерам пришлось взять на себя нелегкий труд первопроходцев. Впрочем, ученые в западных странах неоднократно пытались создавать винтокрылые машины именно по этой схеме. Но их раз за разом преследовали неудачи.
Даже ряд отечественных специалистов из ЦАГИ считали, что возиться с поперечным расположением моторов вообще не стоит. Самого Миля и его коллег это ничуть не испугало. Грамотные специалисты уверенно создали первый проект и обосновали его жизнеспособность перед правительственной комиссией. После этого самый большой вертолет в мире, Ми-12, получил «путевку в жизнь».
Борьба с вибрацией
Опять-таки, коллектив в полной мере учитывал бесценный опыт, накопленный сотрудниками ОКБ И. П. Братухина. Самым сложным стало проектирование достаточно легких и прочных консолей винтомоторных групп. Вариант с классическим самолетным прямоугольным крылом сразу пришлось отбросить, так как при требуемых габаритах вертолета эта часть конструкции получалась излишне тяжелой и громоздкой. Требовалось создать такую консоль, которая бы полностью была избавлена от проблемы самопроизвольно возникающих блуждающих вибраций, а также прочих неустойчивостей. Но самой опасной была возможность развития динамического воздушного резонанса, которому особенно были подвержены винты на упругом основании. Из-за этого вертолет В-12, характеристики которого мы описываем, имел все шансы развалиться в воздухе.
Когда работы с первым опытным образцом были завершены, первоначальные испытания было решено проводить непосредственно в цехе, дабы какие-то грубые недочеты, ежели таковые найдутся, исправлять тут же, не тратя времени. Чтобы достичь эффекта полета, были использованы особые динамические шнуры и вибраторы, имитирующие резонансные ощущения, возникающие при вращении винтов. Следует отметить, что уже за одно только это изобретение всех сотрудников можно было смело премировать, так как ничего подобного в мировом авиастроении до этого не проводилось. Вскоре результаты испытаний подтвердили правильность всех расчетов. И уже к 1967 году вертолет был признан полностью готовым к реальным полетным испытаниям.
Базовые характеристики вертолета
Итак, вертолет В-12 представлял собой четырехмоторную транспортную машину, построенную по революционной поперечной схеме. Винтомоторные группы были позаимствованы от Ми-6. Они крепились на длинных концах консолей. К сожалению, такое решение оказалось не совсем корректным, так как винт Ми-6, который также не отличался особо мелкими размерами, был явно недостаточен. Пришлось форсировать двигатели. Точнее, ОКБ Соловьева создало отдельную разновидность мотора Д-25Ф, мощность которого была повышена сразу до 6500 л. с. Пришлось повозиться и с крыльями, которым для обеспечения лучших аэродинамических показателей придали V-образное сечение.
Непосредственно в центроплане был установлен редуктор революционной конструкции, использовавшийся для перелома трансмиссионного вала. Уникальность его заключалась даже не в отличной синхронизации работы всех винтов, а в великолепной работе автомата перекоса и способности настолько равномерно распределять напряжение, что допускался полет даже при двух отказавших двигателях с одной стороны! Топливо закачивалось как в крыльевые, так и в отдельные навесные баки. Эффективность такого решения была доказана, когда самый большой вертолет в мире Ми-12 совершил единовременный перелет из Москвы в Ахтубинск.
Характеристики фюзеляжа
Фюзеляж изготовлялся по концептуальной схеме полумонокока. Как метко выразился один из иностранных специалистов, которому разрешили осмотреть вертолет, внутри он походил на «гигантский готический собор». Всю переднюю часть занимала кабина экипажа, которая была двухэтажной и обеспечивала невиданный по тем временам комфорт для летчиков. Всего в экипаже было шесть челочек. Причем четверо из них располагались на первом этаже, остальные – на втором. Хвостовая часть имела спускаемый силовой трап и закрывающиеся створки.
Такая конструкция позволяла (при помощи мощных электролебедок) поднимать на борт даже легкие танки, не прилагая к этому больших усилий. Как-никак вертолет В-12, назначение которого было сугубо военным, обязан был иметь такую возможность. В огромном центральном отсеке могли разместиться около 200 солдат в полной выкладке или 158 раненых (при условии, что не менее ¾ были на носилках). Под фюзеляжем располагалось хвостовое оперение, сделанное по типу самолетного, снабженное рулями высоты. Особенно важен был руль направления, позволяющий значительно повысить точность управления винтокрылой машиной в полете. Он работал через синхронизатор одновременно с механизмом, управляющим шагом винтов.
Вообще, схема управления В-12 с тех самых пор осталась типовой для всех вертолетов с поперечной конструкцией. Так, подъемная сила регулировалась именно изменением шага несущих винтов. Также это позволяло контролировать перекос вертолета. Автоматы отвечали за показатели продольной балансировки, циклическим шагом (изменением его показателей) можно было корректировать направление движения вертолета.
Надежность – прежде всего!
Вся система управления и проводки вертолета проектировалась с учетом возможных деформаций и высоких показателей их трения. То есть упор сразу делался на устойчивость к износу. Проектировалась она в два каскада. Так, имелись основные и дополнительные гидравлические усилители, а также множество автоматических синхронизаторов, сильно упрощавших управление вертолетом с четырьмя двигателями. Основная гидравлическая система размещалась в том же отсеке, что и главный редуктор. Наиболее важные усилители, помимо этого, подпитывались от резервных систем, расположенных в правой и левой мотогондолах. Всего имелось три гидравлических системы. Каждая из них была не только совершенно автономной, но и дублировалась отдельно. Словом, самый большой вертолет в мире, Ми-12, был еще и самым надежным.
Шасси машины с момента первых эскизов предлагалось трехопорным. Под левой и правой фермами, соответственно, имелись свои стойки. Под кабиной экипажа находилась основная. Впервые в отечественном авиастроении использовались амортизаторы «гибридного» типа: на гидравлике и пневматике. Кроме того, имелись вспомогательные хвостовые опоры, которые задействовались при погрузке тяжелой техники. Для нового вертолета были разработаны принципиально новые системы навигации, позволяющие прокладывать курс в самых неблагоприятных погодных условиях. Кроме того, имелся автопилот и система, автоматически корректирующая частоту вращения винтов. Так что вертолет В-12, конструкция которого нами описывается, может быть смело причислен к наиболее передовым образчикам техники.
Первые полеты и начало испытаний
В конце июня 1967 года машина впервые поднялась в воздух. Следует отметить, что уже в первом полете было выяснено, что существует иная, особая система колебаний, когда вибрация передавалась непосредственно на органы управления. Связано это было с просчетами конструкторов, которые через прямую кинетическую связь соединили управление и приводы двигателей. Из-за этого только-только поднявшийся в воздух исполин был вынужден совершить аварийную посадку. Все недочеты были быстро проанализированы и устранены за счет повышения общей жесткости конструкции. Так, вертолет В-12, преимущество которого заключалось в колоссальной грузоподъемности, был полностью реабилитирован.
Нужно отметить, что передовая четырехмоторная поперечная схема себя полностью оправдала в ходе дальнейших испытаний. Всего вертолет летал 122 раза. Еще 77 раз надолго зависал в воздухе. Надежность систем и высокие пилотные качества, изначально заложенные при расчетах, были полностью подтверждены. Летчики были в восторге от простоты управления огромной машиной. А военные удивлялись низкой прожорливостью моторов.
Есть сведения, что проводились испытания полета на двух моторах, которые машина также успешно прошла. Но главным триумфом конструкторов стало то, что при весовых габаритах, близких к Ми-6, геликоптер обладал грузоподъемностью, увеличенной в 7,2 раза! Таким образом, вертолет В-12 (производитель – ОКБ Миля) имел все шансы на успешную «карьеру» в ВВС СССР. В 1970 он совершил перелет из Москвы в Ахтубинск и обратно, после чего государственные испытания были признаны удачными. В конце года специальная комиссия рекомендовала запуск геликоптера в серию. Так почему же в небе современной России нет В-12? Вертолет, к сожалению, оказался невостребованным.
Конец истории
В процессе проверки выявились некоторые недостатки конструкции, из-за чего ее доводка сильно затянулась. Кроме того, второй экземпляр вертолета с 1972 по 1973 года простоял в ангаре, так как поставщики затягивали с изготовлением моторов. Он отличался от своего собрата значительно более жесткой конструкцией и усиленными органами управления. К сожалению, по ряду причин в 1974 году программа по созданию и доводке уникального вертолета была полностью свернута.
Несмотря на свои уникальные характеристики, вертолет В-12 так и не поступил в серийное производство и эксплуатацию. Во-первых, изначально создаваемый для перевозки тяжелых баллистических ракет, он утратил свою «целевую нишу». Были разработаны тяжелые самоходные комплексы. Во-вторых, сама концепция базирования ракет из-за резкого повышения их мощности также претерпела кардинальные изменения. Не нужно было подвозить их ближе к территориям потенциального противника.
В-третьих, некоторые из МБР, разрабатываемых одновременно с В-12 и специально «под него», оказались откровенно неудачными и на вооружение приняты так и не были. В прочих случаях куда дешевле было отправить военные грузы по земле. В-четвертых, завод в Саратове, единственный, на котором можно было в кратчайшие сроки развернуть оснастку для выпуска вертолетов, уже с 1972 года «по голову» был загружен другими государственными заказами. Производственных мощностей там попросту не оставалось.
Итог
Таким образом, В-12 – вертолет, во многом опередивший свое время, но оказавшийся «не в том месте». Если бы такую машину создали в начале 60-х годов, то, скорее всего, работа бы для нее точно нашлась. В 1970-е приоритеты поменялись, и уникальная конструкция оказалась невостребованной. Но вертолет В-12, история которого нами была описана, дал авиаторам бесценный опыт.
