Реактивный вертолет с движками на лопастях – единственный в мире советский В-7

В середине 50-х КБ Миля закончило разработку, как впоследствии оказалось, успешного вертолета Ми-6. Однако останавливаться на этом не стали и приступили к созданию машины с большей грузоподъемностью. Для этого требовался более мощный двигатель, т. е. реактивный.

via

А почему бы его не установить на концах лопастей? В этом случае не нужна механическая трансмиссия, что упростит конструкцию машины, ее развесовку. Самым экономичным из реактивных моторов на то время считался ТРД. На нем и остановились.

Проекты

В перспективе рассматривалось создание тяжелого вертолета-крана, оснащенного несущим винтом (НВ) диаметром почти 60 м. Однако прежде чем приступить к разработке супертяжеловеса, Миль предусмотрительно решил построить экспериментальный образец с ТРД, рассчитанный на четверых человек. Конструктор надеялся получить необходимый опыт.

При этом Милю удалось заручиться поддержкой Министерства обороны (в КБ пообещали оснастить аппарат навесным вооружением) и Гражданского воздушного флота. В конце 1956-го вышло соответствующее Постановление Совмина СССР. Уже через год проектные работы закончили и на заводе №329 заложили сразу пять опытных образцов В-7.

Вертолет с реактивными движками на концах лопастей – необычно и круто!

О конструкции

В ее основе – клепаный фюзеляж с тремя дверями в виде капли, полностью сделанный из металла. Наверху – цельная плита, зафиксированная болтами. К ее торцу прикрепили редуктор. Внутри, кроме пилота, свободно располагались еще 3 человека либо одни носилки с врачом.

Каких-либо изысков в плане комфорта в опытных образцах не предусматривалось.

Снизу, под днищем разместили емкость под керосин. От нее насос гнал топливо в регулятор, вал винта и далее центробежная сила выталкивала горючее в трубки, находящиеся в прямоугольных лопастях, к турбореактивным двигателям.

У винтокрылых машин с традиционной механической трансмиссией в винтах существуют переменные напряжения. Чтобы их понизить, на концах лопастей размещают грузы. Например, у Ми-6 их общая масса доходит до 250 кг.

Изначально думали, что хвостовой винт не понадобится: достаточно будет оперения. Но при проведении испытаний в аэродинамической трубе выяснилось: рулевой «пропеллер» все-таки необходим. Его разместили сзади на трубчатой конструкции.

Впервые на летательный аппарат поставили не колеса, а полозья, подобно американским вертолетам из фильмов про Вьетнам. Приборное оборудование – только необходимый минимум. Горючее и электричество к двигателям на концах лопастей подавалось через их полости посредством топливных трубок и проводов.

На заводе заложили сразу несколько аппаратов.

Двигатель

Он должен быть небольшим и одновременно мощным, способным нормально выдавать свои лошадиные силы в условиях действия центробежных сил. Разработкой силового агрегата занялся А. Ивченко.

Результатом стало появление АИ-7: ТРД с компрессором и турбиной с одной ступенью. Чтобы уравновесить гироскопические моменты, мотор снабдили маховиками: они крутились в обратную сторону. Как оказалось впоследствии, решение было ошибочным.

Из-за маховиков двигатели не могли развить требуемой мощности, а масло переревалось. Поэтому после испытаний 59-го года эти элементы сняли с движков. Предполагаемые технические характеристики В-7:

- диаметр винта, длина машины и высота – 11,6, 6,23 и 2,91 м
- вес пустого и максимальный взлетный – 0,75 и 1,05 т
- крейсерская и наивысшая скорость – 210 и 240 км/ч
- высота и дальность – 4,5 и до 1000 км

Турбореактивные двигатели АИ-7 имели тягу по 56 кг*с. Машиной управляет один пилот. В конечном итоге реактивный движок принес множество проблем, растущих, подобно снежному кому, и их ликвидация растянулась на несколько лет.

Только в 62-м наконец-то сделали попытку поднять машину в воздух. Увы! Она даже не оторвалась от поверхности земли. Из-за гироскопического воздействия лопасти В-7 крутились на отрицательный угол. Фанерная обшивка лопастей вспучивалась, а отсутствие капотов на моторах провоцировало увеличение сопротивления раскручивающемуся винту.

Также посредством стробоскопа выяснили: при сгорании топлива в камерах пламя из-за воздействия центробежной силы смещалось к стенкам. Пришлось создавать иную конструкцию форсунок, менять их расположение.

Движок бесконечно дорабатывали и устанавливали вновь.

Пуск силовой установки

На АИ-7 применяли электрический стартер. Потом, при использовании МД-3 стали применять сжатый воздух. Он из корпуса вертолета через лопасти поступал в двигатели. Попутно воздушный поток выполнял и другую задачу: сигнализировал об образовании трещин в базовых силовых элементах машины.

Доработки

Неудачи не обескуражили коллектив КБ: движки отправили производителю на модернизацию. Попутно выявилась «куча» неожиданностей. Например, в «намертво» закрепленном ТРД масло просто стекает вниз, а в агрегате, размещенном на концах винтов, смазка под давлением центробежной силы откидывается к стенкам кратера.

Другая проблема – повышенная вибрация. Если количество масла в силовых агрегатах будет неравномерным, то разница в 1 килограмм «выливалась» в силу до 300 кг! Поэтому «организовали» постоянную подпитку смазкой обоих моторов.

На очередных испытаниях.

Чтобы сделать охлаждение смазки эффективнее, для двигателя создали масляный радиатор трубчатого типа. Его решили установить прямо у воздухозаборника. Заодно конструкция играла роль элемента противообледенительной системы. Движок начал выходить на расчетную мощность, однако сила гироскопического момента стала передаваться на несущие элементы машины.

И снова – испытания

Они были возобновлены в середине 1965-го года. Машину проверяли сначала на привязи – и вновь неудача: заклинил один из моторов. Его вернули предприятию-изготовителю. Повторные испытания прошли осенью текущего года. На этот раз вертолет В-7 оторвался от земли и устойчиво завис в воздухе.

Сначала обороты были минимальными. На повторных испытаниях машину и двигатель требовалась проверить во всех режимах. Однако при увеличении оборотов произошло разрушение обоих силовых агрегатов. Их компрессоры стали резонировать и, пробив корпуса, вырвались наружу с некоторыми элементами моторов. Сам вертолет повреждений не получил и медленно опустился вниз. Полное фиаско!

Завершение

Дальнейшая доводка В-7, точнее силового агрегата АИ-7, стала попросту бесперспективной, в чем и вынуждены были признаться конструкторы во главе с Милем. Впрочем, была надежда на вновь разрабатываемый движок МД-3.

Однако и этот мотор нуждался в длительных испытаниях и доводке. К тому же неожиданно выяснилось, что расход горючего оказывается гораздо выше предполагаемого значения. Плюс, с новым движком резко увеличивалась шумность.

В такой ситуации М. Миль посчитал, что создавать сверхтяжелый вертолет лучше через многовинтовые схемы с использованием трансмиссии. В результате такого решения работы по доводке В-7 больше не проводили, а машину отправили в музей.

Итог

Этот вертолет, построенный в КБ Миля, на сегодня – единственная в мире винтокрылая машина с ТРД, размещенными на лопастях винтов. У конструкторов появился опыт в постройке аппаратов подобного типа. Выводы были однозначными: создание такого вертолета вполне реально, но только в будущем, когда появятся двигатели с требуемыми параметрами.

При этом эффективность воздушного судна будет тем выше, чем больше его габариты. Создавать реактивный привод имеет смысл на машинах грузоподъемностью не менее 30 тонн.

В-7 в музее.

Всё, спасибо за внимание!