Легкий вертолет В-7, особенности и характеристики

В-7 представляет собой опытный прототип вертолета с реактивным приводом несущего винта. Данный летательный аппарат был разработан в ОКБ Миля. Проект В-7 получил поддержку ГВФ и военных, в военном варианте предусматривалось его оснащение навесной системой вооружения.

Рассмотрим более подробно легкий вертолет В-7, его историю создания, особенности конструкции, летно-технические характеристики и эксплуатацию.

История создания

В середине 1950-х годов, когда проектирование нового вертолета Ми-6 подошло к концу, в ОКБ М. Л. Миля приступили к поискам перспективных путей дальнейшего увеличение грузоподъемности вертолетной техники. Одним из наиболее приоритетных направлений в те годы посчитали проектирование вертолета, имеющего реактивный привод несущего винта. Вертолет В-7 стал первой в СССР разработкой реактивного вертолета. В ходе работ по его созданию конструкторы столкнулись с рядом непреодолимых на тот момент технических проблем (в частности, нагрузками на несущий ротор и работой ТРД). В итоге проект был закрыт, а вертолет не пошел в серию.

На вертолет В-7 предполагалось использование такого привода, при котором крутящий момент винта создается при помощи силы реакции газов, которые вытекают из установленных по концам лопастей реактивных сопел или реактивных двигателей. По мнению конструкторов, отказ от механической трансмиссии должен быть не только облегчить и упростить конструкцию вертолета, но и в значительной мере повлиять на весовое совершенство машины. Помимо этого, при реализации такой конструкции отсутствовал реактивный момент несущего винта, а, следовательно, отсутствовала необходимость в громоздких и энергоемких средствах его парирования, что также должно было упростить компоновку вертолета.

В то время из всех видов существующих реактивных приводов наиболее экономичным и перспективным признавался турбореактивный двигатель – ТРД. В ОКБ Миля в то время разрабатывался проект сверхтяжелого вертолета-крана, имеющего несущий винт диаметром в 60 метров. На конце каждой из его лопастей предлагалось установить по 2 ТРД, обладающих противоположным вращением турбин и тягой по 1 750 кгс каждый.

Однако предварительно М. Л. Миль рассчитывал создать небольшой опытный вертолет на 4 человека, на котором планировалось опробовать реактивный привод несущего винта, а также разобраться с рядом специфических для данной конструкции проблем. Милю удалось заинтересовать своей идеей сначала представителей гражданского воздушного флота, а позднее и военных. После этого 20 декабря 1956 года вышло правительственное постановление о проектировании нового опытного вертолета В-7, обладающего реактивным приводом несущего винта.

Проектирование и строительство нового винтокрылого аппарата, который был самым легким и самым маленьким из когда-либо создаваемых в ОКБ Миля шло достаточно быстро. В декабре 1957 года рабочее проектирование было в целом закончено, и на заводе №329 была заложена опытная партия из 5 вертолетов. Ведущим конструктором по реактивному вертолету В-7 был назначен А. В. Кочкин, в дальнейшем этот пост занял Г. Г. Лазарев.

Из многих руководителей авиамоторных ОКБ, которые были привлечены к решению возникших проблем, за проектирование ТРД взялся лишь главный конструктор А. Г Ивченко. Под его непосредственным руководством был создан ТРД АИ-7 с одноступенчатой турбиной и центробежным компрессором. Для уравновешивания гироскопических моментов двигатель был оснащен 3 маховиками, которые вращались в сторону, противоположную турбине. Данное решение было достаточно простым, но как показала практика и дальнейшие испытания – неправильным.

Первые двигатели АИ-7 поступили на 329-й завод в декабре 1959 года, когда первый вертолет уже был собран. Сразу после первого пуска двигателя с ним возникли трудности. АИ-7 не выходил на заданные рабочие обороты и не развивал необходимой тяги, перегревалась его маслосистема. Причиной работы на малых оборотах стала большая потребная мощность, необходимая для вращения маховиков. По этой причине их пришлось снять с двигателей. Для улучшения охлаждения двигателя в ОКБ был создан уникальный трубчатый маслорадиатор, который был смонтирован вокруг воздухозаборника. После этого двигатель АИ-7 стал развивать расчетную тягу, но при этом все нагрузки от гироскопического момента перешли на несущую систему самого вертолета.

Реализация проекта реактивного вертолета В-7 оказалось куда более сложным делом, чем предполагали конструкторы. Доводка вертолета и его двигателей затягивалась. Для совершенствования двигателя АИ-7 решено было привлечь специалистов ЦИАМ. Несколько лет было потрачено на решение проблемы обеспечения работы двигателей в поле центробежных сил, и лишь 19 февраля 1962 года была предпринята первая попытка поднятия реактивного вертолета В-7 в воздух. Вертолет поднимался на привязи, но оторваться от земли он не смог. Под воздействием гироскопического момента двигателей лопасти несущего винта вертолета закручивались на отрицательный угол, а обшивка лопастей покрывалась гофрами, что вело к возникновению большего сопротивления вращению, которое только усиливалось незакапотированными двигателями.

Помимо этого, мощности гидроусилителя общего шага оказалась недостаточно, для того чтобы преодолевать нагрузки, возникающие в системе управления. Вибрации машины были очень большими, и двигатель был отправлен на доработку. Гидроусилитель системы управления общим шагом винта был заменен на более мощный, для двигателей спроектировали капоты, а лопасти отремонтировали.

В итоге к испытаниям вертолета вновь приступили лишь в 1965 году. Испытатели ставили перед собой задачу – проверить фактическую мощность двигателя на различных оборотах несущего винта, но данный год стал последним в истории создания вертолета В-7. 11 ноября 1965 года во время проведения испытаний на максимальных оборотах и взлетном режиме ТРД произошло практически одновременное разрушение обеих силовых установок. Как удалось установить позднее, взлетные обороты АИ-7 были критическими. Компрессоры вошли в резонансные колебания и, выломав корпуса, вместе с задними частями двигателя улетели на землю. После этого вертолет без повреждений смог плавно приземлиться.

Конструкторы вынуждены были признать, что дальнейшая доводка АИ-7 является бесперспективной. Свои надежды они возлагали на новый двигатель МД-3, на котором гироскопический момент удалось уравновесить при помощи противоположного вращения турбины и компрессора. Но и этот двигатель нуждался в длительной процедуре доводки, как, впрочем, и многие элементы конструкции нового вертолета. К примеру, расход топлива при схеме с реактивным приводом несущего винта на деле оказался существенно выше, чем это предполагалось изначально. Достаточно высок был и уровень шума. В итоге разработка вертолета была остановлена.

Несмотря на это В-7 является первым и единственным в мире реактивным вертолетом, на концах лопастей которого были установлены турбореактивные двигатели. При его разработке конструкторы ОКБ Миля получили бесценный опыт в разработке машин подобного типа. На основе серии испытаний они пришли к выводу о том, что в будущем постройка реактивного вертолета с ТРД на концах лопастей вполне реальна. При этом преимущества такого вертолета росли бы вместе с увеличением его размеров.

Особенности конструкции В-7

Конструкция вертолета состояла из цельнометаллического каплевидного фюзеляжа полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части силовых шпангоутов монтировалась на болтах литая плита. К фланцу плиты крепился редуктор, состоявший из вала несущего винта (на его оси смонтировали втулку несущего винта с лопастями и автомат перекоса) и приводов агрегатов. К переднему торцу плиты присоединялся кронштейн с качалками управления и гидроусилителями. По бокам фюзеляжа находилось три двери.

В кабине кроме пилота могли разместиться три пассажира или одни носилки с больным и сопровождающий его врач. Под полом находился топливный бак. Помпа подавала горючее в топливный регулятор, затем в коллектор вала несущего винта и оттуда центробежная сила гнала керосин к ТРД на концах двухлопастного несущего винта.

Лопасти прямоугольной формы имели стальной лонжерон с деревянным каркасом и фанерной обшивкой. Они крепились к втулке посредством осевых и общего горизонтального шарниров. В носке лопастей были проложены две трубки топливопитания. Электропроводка проходила внутри лонжерона. Вверху на конце вала несущего винта монтировался токосъемник приборов силовой установки.

Технические характеристики вертолета В-7