Экспериментальный геликоптер Яковлева, описание и особенности

Яковлев ЭГ

Яковлев ЭГ представляет собой экспериментальный геликоптер производства ОКБ Яковлева. Данный экспериментальный вариант имел соосную схему лопастей. Разработчиками данного летательного аппарата были работники ОКБ Камова. Летные испытания геликоптера были проведены с 1947 по 1948 год.

Рассмотрим более подробно экспериментальный геликоптер Яковлева, его историю создания, особенности конструкции, летно-технические характеристики и боевое применение.

История создания и применения

После окончания Великой Отечественной войны авиаконструкторы получили, наконец, возможность уделять больше внимания вертолетной тематике. Появились первые скромные успехи в отечественном вертолетостроении, в воздушном параде 1946 г. принял участие геликоптер «Омега-11» И.П. Братухина. Однако полностью доведенной и пригодной для широкого и массового использования машины все не было. Объяснялось это целым рядом причин — как объективных, так и субъективных. К числу первых можно отнести многочисленные дефекты, присущие серийным вертолетам Г-3 и Г-4, созданным под руководством Братухина. То обстоятельство, что в ОКБ-3 разрабатывалось одновременно несколько проектов геликоптеров, не позволяло, очевидно, довести хотя бы один из них до нужной кондиции. Субъективной причиной была излишняя робость заказчиков, обусловленная бытовавшим тогда недоверием к винтокрылым летательным аппаратам.

К тому же у Министерства авиационной промышленности еще не было четко сформулированной концепции нового класса машин. В результате технические требования к вертолетам чрезмерно перегружались пунктами о вооружении и спецоборудовании. При этом не учитывались реальные возможности и общий технологический уровень современного отечественного авиастроения. Итогом такой несогласованности стало отсутствие в 40-х годах в Советском Союзе серийного вертолета, пригодного к эксплуатации. Существующее положение необходимо было коренным образом менять, и в конце 1947 г. на высоком правительственном уровне постановили вместо большого количества заданий по вертолетам различного назначения заказать проектировщикам разработку двух- или трехместного вертолета связи и предъявить к нему достаточно простые и выполнимые требования.

Экспериментальный геликоптер Яковлева

За дело взялись сразу три ОКБ: И.П. Братухина, А.С. Яковлева и М.Л. Миля. У Братухина и Миля накопился солидный (по меркам тех лет) конструкторский и производственный опыт. А как же Яковлев собирался решать столь непростую задачу? До 1945-го руководимое им конструкторское бюро, загруженное работами по созданию фронтовых, а затем реактивных истребителей, винтокрылыми машинами не занималось. Вертолет соосной схемы «ЭГ» — изделие «Ш» — явился их первым, чисто экспериментальным проектом. О нем и пойдет дальше речь.

В сентябре 1944 г. летчик К.И.Пономарев проводил испытания вертолета «Омега-ll». Видимо, достигнутые при этом совсем неплохие летные данные подтолкнули А.С.Яковлева к идее разработать геликоптер под двигатель М-12, а впоследствии — под М-11ФР-1. Соосную схему выбрали как наиболее компактную и простую, не требующую сложной трансмиссии и позволявшую использовать серийный двигатель М-11. Первое документальное упоминание о «геликоптере № 1» относится к началу декабря 1944 г., когда приступили к просчету центровки летательного аппарата. Согласно предварительным расчетам вертолет должен был иметь следующие летно-технические характеристики: полетную массу — 890 кг, массу пустого — 570 кг, массу нагрузки 320 кг, массу топлива — 100 кг, весовую отдачу — 39%, скорость максимальную у земли 175 км/ч, скорость максимальную на высоте 1000 метров — 140 км/ч, практический потолок — 1000 метров, дальность полета — 300 км при одном пассажире и 30 кг груза, двигатель М-12 номинальной мощностью 175 л.с. В план опытного строительства на 1945 г. работы по вертолету не включили. Его техническая готовность к январю 1946 г. составляла всего 10 процентов.

Лишь 18 марта 1946 г. появляется приказ по заводу № 115, подписанный директором и главным конструктором А.С. Яковлевым, в котором начальником бригады, трудившейся над изготовлением геликоптера, утвержден С.А.Бемов. Бригада состояла из одиннадцати человек: Л.С.Вильдгрубе занимался аэродинамикой и лопастями, Г.И.Огарков — редуктором, П.Д.Самсонов — общей компоновкой и весами. В коллектив также входили конструкторы Г.М.Семенов и А.Б.Леканов, рабочие А.А.Жиров, Г.Н.Богданов, М.С.Максимов, Н.В.Федюшкин и Б.С.Чиченков. Консультировал проект К.А.Скржинский. Вот эта небольшая группа и приступила по-настоящему к созданию совершенно новой для ОКБ машины — соосного геликоптера. Попутно отмечу, что первый вертолет Н.И.Камова (Ка-8), выполненный по такой же схеме, появился несколько позднее. Есть все основания утверждать, что именно ОКБ А.С.Яковлева принадлежит «пальма первенства» в разработке советского вертолета соосной схемы.

На стоянке

Приказом МАП № 162сс от 27 марта 1946 г. был открыт официальный заказ на строительство геликоптера и определены сроки окончания работ: по первому экземпляру — 1 января 1947 г., по второму — 1 марта того же года. Машина имела несколько наименований, которые встречаются в документах и публикациях — соосный вертолет Як, экспериментальный геликоптер Як, бемовский вертолет, Як-М-11ФР-1 и, наконец, изделие «Ш». Когда С.А.Бемов впервые получил задание на предварительный проект и рассказал об этом коллегам, кто-то спросил: «Это что, шутка?». Сергей Арсентьевич ответил: «Нет, это — серьезно. Будем строить геликоптер, а обозначение ему дадим «изделие Ш» — «Шутка». Необычное название прижилось. Проблем возникло множество, что не удивительно — сказывалось отсутствие опыта конструирования и тем более постройки винтокрылых аппаратов.

Сначала «бемовцы» построили небольшую летающую модель с соосными винтами и на ней отработали принципиальные вопросы размещения основных агрегатов и узлов будущего вертолета. Процент технической готовности первого варианта «Ш» к 1 января 1947 г. составил всего 60 процентов, а в середине года машина уже стояла в заводском цехе. Этот вертолет внешне отличался от того экземпляра, который вышел на летные испытания в следующем году — «ЭГ» имел хвостовое оперение с двумя хвостовыми вертикальными шайбами. Двигатель М-12 еще не был доведен, поэтому на первую машину поставили проверенный М-11ФР-1 меньшей мощности. Приказом МАП №226сс от 16 апреля 1947 г. предписывалось снять летные данные после испытаний уже в ноябре 1947-го. Этим же документом открывался заказ на постройку второго экземпляра, процент технической готовности которого составлял к тому времени 60 процентов.

Первые наземные испытания начались 2 августа 1947 г. Их проводил летчик ЛИИ В.В.Тезавровский. Вертолет в основном соответствовал расчетным данным, а выявленные конструкторские и производственные дефекты быстро устранили. Тезавровскому «Шутка» понравилась, он легко и с удовольствием освоил вертолет, с нетерпением ожидая летных испытаний. Акт о передаче машины на заводские испытания подписали 20 декабря 1947-го, и в тот же день летчик впервые поднял ее в воздух. На летные испытания «ЭГ» поступил со следующими весовыми характеристиками: полетная масса — 1020 кг, масса пустого — 878 кг, масса полезной нагрузки — 142 кг, масса топлива — 50 кг, масса масла — 12 кг. Вскоре отпала необходимость в хвостовых шайбах, и их сняли. Первые полеты сопровождались авариями, неизбежными во всяком новом деле. Через некоторое время вертолет отправили на завод для доработки и установки на него двигателя М-12.

Нос самолета

Повторные испытания на привязи проходили с 9 по 16 марта 1948 г., затем до 23 марта на земле опробовали роторно-двигательную группу. После первого полета уже с М-12, который состоялся 9 апреля, выяснилось, что двигатель «сырой» — его заменили на М-11ФР-1, и начиная с 12 мая 1948 г. заводские летные испытания проводились в полном объеме. Они длились 11 месяцев и закончились 8 июля 1948 г. За этот период было сделано 115 полетов (из которых 40 — на привязи) общей продолжительностью 20 часов, причем лопасти работали в суммарном итоге 41 час. Точных измерительных приборов не имелось, и все произведенные замеры потом пересчитывали на стандартные атмосферные условия.

При испытаниях были получены следующие летные данные: максимальная скорость — 150 км/ч, наибольшая скороподъемность при номинальной мощности — 3,1 м/с, динамический потолок при номинальной мощности — 2700 метров, наибольшая скорость вертикального подъема — 1,1 м/с, статический потолок — 250 метров, дальность полета — 235 км. У летчика-испытателя В. В.Тезавровского мнение о вертолете сложилось хорошее. В своем отзыве о заводских испытаниях он пишет: «Геликоптер удовлетворительно рулит и позволяет осуществлять подлеты на малой скорости. При слабом ветре устойчиво взлетает и набирает высоту: с движением вперед — до 180 и вертикально — до 80 метров; при сильном порывистом ветре набор высоты производился до 10-15 метров. Повороты в режиме висения выполняются на месте без крена, в движении — «по-самолетному», то есть с креном, соответствующим скорости и радиусу разворота (испытания проходили на скоростях до 50 км/ч и с креном до 15 градусов).

Горизонтальный полет производился на высотах от 1 до 100 метров при скоростях от 4-6 до 60 км/ч. Нагрузки на ручку управления положительны по знаку, при скоростях свыше 50 км/ч они становятся утомительными для летчика. Полеты по прямой на скоростях свыше 20-30 км/ч сопровождались незначительными вздрагиваниями геликоптера — с частотой примерно четыре раза в секунду. Полет назад выполнялся на скорости 5-10 км/ч при слабом ветре. Висение машины также происходит достаточно хорошо и устойчиво при силе ветра 7-8 м/с.

Геликоптер удовлетворительно планирует с работающим мотором. Вертикальное снижение производится до скорости 2-3 м/с. Пробег после посадки с режима планирования устойчивый, направление удерживается ногами. Свободная ориентация колес обеспечивает безопасную посадку даже при небольшом сносе. Обзор из кабины с места пилота достаточный, сиденье установлено удобно. Педали, ручки управления, расположение аэронавигационных и моторных приборов также удобные. Моторные приборы работают четко, а аэронавигационные дают ошибочные показания».

В полете

Далее следует вывод летчика-испытателя: « …Желательно установить компенсаторы для демфирования небольших продольных колебаний, появляющихся при скоростях свыше 30 км/ч и увеличивающихся с ростом скорости, а также для уменьшения усилий на ручку управления при полетах на установившемся режиме. Оборудовать геликоптер приборами, пригодными для малых скоростей. Экспериментальный геликоптер завода № 115 является новым достижением отечественного геликоптеростроения». Несмотря на успешно проведенный первый этап заводских летных испытаний, второй экземпляр «ЭГ» соосной схемы не достраивали. В ОКБ готовились к работе по созданию нового вертолета одновинтовой схемы Як-100 (Як-22), предшественницей которого и стала «Шутка».

Дальнейшая судьба необычного вертолета такова. Его передали в МАИ, где «ЭГ» простоял в одной из аудиторий вплоть до дня своего второго рождения. В 1954 г. передовые студенческие отряды отправились на освоение целинных земель. В последующие годы это движение молодых энтузиастов превратилось в традиционную форму третьего трудового семестра. В сентябре 1954 г. комсомольцы МАИ решили сделать аэросани для подшефного совхоза, расположенного в Кокчетавской области Казахстана. Студенты К.Сочнов, Ю.Гуськов, А.Павлов и Ю.Кушков выполнили проектно-конструкторские работы. Доработку корпуса, установку и доводку двигателя в кратчайшие сроки выполнили А.Зипунны, П.Афанасьев, Г.Скарин, В.Баландин и другие, пробные испытания состоялись 9 апреля 1955 г.

Аэросани имели звездообразный двигатель воздушного охлаждения М-11 мощностью 160 л.с. и шасси, состоящее из трех лыж — одна (передняя) была управляемой. Для корпуса использовали кабину и оборудование уже знакомой нам «Шутки», лыжи и их подвеску изготовили на одном из авиационных заводов. В аэросанях сделали небольшой грузовой отсек. Скорость машины достигала 110 км/ч по ровному снегу при вместимости в пять человек. Официальные испытания провели 7 декабря 1955 г. на льду Химкинского водохранилища, а 30 декабря 1956 г. на митинге в МАИ студенты передали аэросани комсомольскому секретарю зерносовхоза «Ленинградский» Василию Мазурику. Так закончилась история первого вертолета ОКБ А.С.Яковлева.

Особенности конструкции Яковлев ЭГ

Вертолет ЭГ имеет соосную схему размещения винтов и комплектуется вместе с двигателем М-11ФР-1, мощность которого 140 л.с. Фюзеляж разделен на три части. Переднюю часть занимает кабина пилота, бензо- и маслобаки, редуктор. В среднюю часть поместили двигатель. Хвостовая часть выполняет роль стабилизатора. Каркасы средней и передней частей представлены сваренными хромансилевыми трубами. Спереди фюзеляжа имеется деревянная опалубка, полотняная обшивка и дюралевый съемный носовой кок, который фиксировался замками Дзус.

В средней части каркас закрыли легкосъемными панелями. Они исполняют роль капотов двигательного отсека. Подвижная состыковка передней и средней частей фюзеляжа на четырех болтах выполнена специально для компенсации колебаний различных частот. Хвостовую часть вертолета ЭГ выполнили из уголковых дюралевых профилей и обтянули полотном. На первом экземпляре ЭГ применялись четыре деревянные хвостовые шайбы, сложенные из набора нервюр и лонжерона. Носок шайбы обшивался фанерой, другая часть – полотном. Фиксация шайб выполнялась за счет заднего шпангоута фюзеляжа, который соединялся с обтекателем. Материал, которым была остеклена кабина пилота, – плексиглас. Кабина имела две входные двери. Пол оборудован окном для осмотра местности во время посадки.

Конструкция Яковлев ЭГ

Роторы двигателей в экспериментальном геликоптере ОКБ Яковлева вращались в противоположные стороны. В состав каждого ротора входили две деревянные лопасти, которые крепились к конструкции металлическими втулками. Это позволило лопастям вращаться в перпендикулярных плоскостях.

Помимо этого, лопасти могли складываться по принципу «тюльпана», изменять угол атаки и делать повороты вокруг вертикальной оси. В каждой втулке имеется тормозное фрикционное устройство, которое поглощало инерционные силы лопасти во время изменения роторной скорости вращения. Нижний и верхний роторы имеют в составе специальное предохранительное устройство, которое делает невозможным удар лопастей друг о друга.

В состав каркаса лопастей входят лонжерон, обод и набор нервюр. Лонжерон, который образует носок, выполнен из дубовых реек. За носком размещена фанерная обшивка лопасти. Дерево лопасти обклеивалось полотном. В комлевой части находится дюралевая стыковая муфта, которую можно разделить на две половины. Крутящий момент передается от двигателя на редуктор через горизонтальный вал с двумя карданами.

В редуктор входит два соосных вертикальных вала, набор цилиндрических и конических шестерен, гидравлическая муфта раскрутки роторов и управляемая роликовая муфта свободного хода. Последняя передает крутящий момент от двигателя к роторам, а в режиме авторотации выполняет расцепление двигателя и редуктора.

За включение муфты свободного хода отвечает гидравлическая система. Маслосистема редуктора не зависит от смазочной системы двигателя.

В механизм управления циклического и общего шага роторов входят верхний и нижний диски. В составе каждого из них обойма из двух колец с двухрядным шарикоподшипником, среднее кольцо и ползун. В ползунах дисков имеются шлицевые соединения. Нижний ползун соединялся с картером редуктора, верхний − с валом верхнего ротора. Это позволяет механизму управления оборачиваться вокруг перпендикулярной и продольной плоскостей, опускаться и подниматься.

Вертолет приземлился на землю

Дабы устранить отставание нижнего диска от верхнего, их соединили между собой шлиц-шарнирами. За движения вертолета влево, вправо, вперед, назад отвечал рычаг самолетного типа. Вращения вокруг вертикальной оси управлялись при помощи педалей, перераспределением крутящих моментов. Управление движением вверх-вниз выполняется за счет ручки общего шага, которая устанавливалась слева от летчика.

В системе управления общим шагом задействуется гидравлический цилиндр, который выполнял автоматический переход лопастей на малый шаг в режиме авторотации. Внутреннюю часть цилиндра занимает пружина, которая сжимается под давлением масла, поступающего от дополнительной помпы. Если двигатель остановить, масло перестанет поступать и общий шаг роторов уменьшится.

В состав проводки управления входит набор жестких расчалок и тяг. Также использовались гидравлические демпферы. У вертолета было трехколесное неубирающееся шасси, которое имело масляно-пневматическую амортизацию. Основные колеса имели размер 400х150 мм, переднее колесо – 250х80 мм. Крепление стоек шасси выполнено за счет трубчатых ферм. Передняя опора шасси имеет рычажную подвеску и крепление к первой фюзеляжной раме.

В средней части фюзеляжа разместили двигатель М-11ФР-1, который имеет номинальную мощность 140 л.с., крепление к подмоторной раме и воздушное охлаждение от 8-лопастного вентилятора, который был установлен на валу двигателя.

Бензобак фиксировался под редуктором на ферме фюзеляжа. Заливная горловина размещалась у левого борта. Маслобак находился за задней стенкой кабины.

Технические характеристики

Модификация   ЭГ
Диаметр несущего винта, м   10.00
Длина,м   7.42
Высота ,м   3.40
Масса, кг
  пустого   878
  нормальная взлетная   1020
  топлива   50
Тип двигателя   1 ПД М-11ФР-1
Мощность, л.с.
  взлетная   1 х 160
  номинальная   1 х 140
Максимальная скорость, км/ч   150
Практическая дальность, км   235
Скороподъемность, м/мин   66
Динамический потолок, м   2700
Статический потолок, м   250
Экипаж, чел   1
Полезная нагрузка:   142 кг

Аналоги Яковлев ЭГ

  • Як-100;
  • Ми-1.
Автор статьи
Виктор Геннадьевич
Отставной военный. Увлекается армейской тематикой, в частности историей сражений, развитием военной промышленности.
Написано статей
1310
Армия Сегодня
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: