Свобода вращения //28.11.2005

  • Версия для печати
  • Код для блога
  • Share This!
  • Если вам доведется увидеть в воздухе винтокрылый летательный аппарат, не спешите назвать его вертолетом. Вполне возможно, что на этот раз вызов пространству бросает автожир.


    Что в имени тебе моем
    Автожир? Экое слово смешное! – скажете вы, и будете правы: слово действительно необычное. Термин «автожир» произошел от испанского «autogiro», ставшего в свою очередь результатом объединения греческих «autos» (сам) и «giros» (круг, вращение). Вполне логично было бы русифицировать иноязычное понятие, пополнив русский язык словом «самокрут», по аналогии с «самолетом», как-то незаметно вытеснившим из оборота «аэроплан». Но вот беда – право именоваться самокруткой, похоже, навсегда закрепилось за нехитрым табачным изделием эпохи первых пятилеток.
    Как вы уже догадались, само имя автожира содержит в себе главную «изюминку» этого летательного аппарата – принцип самовращения (авторотации) несущего винта. В упрощенном виде это выглядит следующим образом. У автожира есть несущий винт (ротор), как у вертолета, но он не имеет постоянного привода от двигателя, а вращается в полете под действием набегающего потока воздуха (авторотирует), создавая таким образом подъемную силу. Для полета в режиме авторотации нужна поступательная скорость, ее создает силовая установка - мотор с тянущим или толкающим пропеллером. Это уже типично самолетный агрегат. Итак, самолет и вертолет в одной упаковке – зачем же это нужно? Чтобы доказать обоснованность существования автожира, придется начать издалека – с 20-х годов XX столетия.

    Откуда у парня испанская грусть
    Жил в далекой солнечной Испании молодой человек по имени Хуан де ла Сиерва - авиаконструктор и отпрыск аристократического рода. Время его молодости пришлось на период бурного развития авиации, и неудивительно поэтому, что одним из первых проектов амбициозного аристократа стал большой трехмоторный самолет, созданный для участия в конкурсе Военного министерства на лучший бомбардировщик для Королевских ВВС Испании. Но надо же было такому случиться: в один из дней конкурса летчик-испытатель решил поэффектнее взмыть на взлете, однако не рассчитал и свалил машину в штопор. Облако взрыва унесло в небеса души несчастных пилотов и почти все состояние семьи де ла Сиерва.
    С этого момента конструкторская мысль сеньора Хуана работала только в одном направлении – как заставить самолет не бояться штопора? Тогда уже была известна природа грозного явления – самовращение крыла самолета из-за разного обтекания воздухом его левой и правой половин. А может быть, заставить крыло вращаться постоянно? Выходит, нужно превратить его в винт, и пусть себе штопорит на здоровье!
    Преодолев неизбежные нагромождения трудностей начального периода, упорный Сиерва в конце концов добился своего: новый летательный аппарат, названный автожиром, совершил первый успешный полет. Это событие произошло в 1922 году, положив начало расцвету автожиростроения. Инженеры ведущих стран мира создавали различные модели автожиров, их применяли для перевозки пассажиров и почты, авиахимических работ и ледовой разведки в Арктике. Стремительный рост популярности автожиров не обошел стороной и Советский Союз: в 1929 году конструкторы Н.И. Камов и Н.К. Скржинский построили первый советский автожир КАСКР-1 «Красный инженер» - копию одного из аппаратов Сиервы. Венцом творения наших конструкторов стал военный автожир А-7бис. Эти машины поступили на вооружение отдельной эскадрильи, принявшей участие в обороне Смоленска.

    Король умер. Да здравствует король!

    После войны автожиры как-то сразу остались не у дел и тихо исчезли, как всем казалось - навсегда. Их место под облаками заняли вертолеты – машины с гораздо большими возможностями и перспективами развития. Более маневренные, скоростные и грузоподъемные, они навсегда приворожили военных, обеспечивших твердую финансовую основу процветания этого класса летательных аппаратов. Но судьба автожира не прервалась, а лишь совершила новый виток, и в начале 50-х состоялось второе рождение «самокрута».
    Вторым «родителем» автожира стал американский инженер Игорь Бенсен – русский эмигрант, уроженец Одессы. В конце войны и некоторое время по ее завершении Бенсен участвовал в испытаниях трофейных легких автожиров. Оценив достоинства аппаратов и поняв, что солидные фирмы вряд ли возьмутся за малоперспективную тематику, предприимчивый одессит пошел другим путем: разработал конструкцию сверхлегкого автожира - простого и дешевого в производстве и доступного для самостоятельной сборки силами энтузиастов. С этого времени в США сформировалось целое сообщество приверженцев авторотирующего полета, а Игоря Бенсена чтут как патриарха.

    Семечко клена
    Так в чем же секрет популярности автожира? Главные его особенности – относительная конструктивная простота, надежность, безопасность в полете и легкость пилотирования. Особенно радует безопасность, объясняющаяся отсутствием так называемых срывных режимов полета. Самолет при потере скорости сорвется в штопор, а автожир начнет парашютировать, при этом ротор продолжит вращаться подобно кленовому семечку. Авторотирующий винт позволяет выполнять лихие развороты на месте, парашютирующее снижение и посадку без пробега – в точку, почти вертикально. Разумеется, висеть на месте, подобно вертолету, автожир не может, зато отказ двигателя даже на малой высоте, скорее всего, не повлечет серьезных последствий. Ибо ротор автожира – это, в сущности, винт-парашют, всегда готовый мягко опустить аппарат на матушку-землю. Даже вертолет не всегда способен на такие подвиги, ведь при отказе двигателя машину нужно специально переводить в режим авторотации, что сопровождается так называемой «ложкой» – просадкой с последующим подхватом. Не страшно, если земля далеко, а если близко? То-то! На автожире спокойнее.
    Взлет автожира производится после предварительной раскрутки ротора, поскольку воздушный поток сделает это нескоро. Для этого аппараты оснащают простейшей трансмиссией, отключаемой перед началом разбега. Разбег не превышает 50 м, а против ветра вообще можно «подскочить» практически с места. Впрочем, есть автожиры с механизмом «прыжкового» старта. Перед взлетом пилот пускает двигатель и включает мощный механизм предварительной раскрутки. Когда ротор раскрутится до оборотов, раза в полтора превышающих полетные, пилот одним движением специального рычага отключает привод, увеличивает угол установки (шаг) лопастей ротора и дает взлетный газ двигателю. Аппарат вертикально взмывает в воздух (ротор вращается по инерции) и разгоняется, движимый основной силовой установкой с тянущим или толкающим пропеллером. Однако таких аппаратов очень мало, поскольку «прыжковый» взлет требует применения вертолетного несущего ротора со специальным механизмом изменения шага лопастей и вертолетной схемой управления – тоже за счет изменения шага. Обычные же автожиры оснащают простейшими роторами постоянного шага, а управление по крену и тагнажу (углу продольного наклона) осуществляется отклонением оси ротора – примерно так, как при управлении дельтапланом. Проще, надежнее и гораздо дешевле.
    Перечень достоинств автожира не ограничивается уникальными летными характеристиками. Эти аппараты недороги (в 2-3 раза дешевле легких вертолетов), экономичны и просты в обслуживании. Большинство двигателей, устанавливаемых на автожиры, могут работать на автомобильном бензине. Автожир можно хранить на даче или в гараже, аэродромом послужит просторная поляна, поле или прямой участок дороги. Одним словом, свободный полет – стиль и предназначение автожира.

    Реалии далекие и близкие
    На сегодняшний день «популяция» автожиров выглядит несколько кривобоко: основная масса этих аппаратов летает в Америке, Европа чуть в стороне от моды на заокеанскую винтокрылую экзотику, а Россия и подавно представляет собой непаханое поле. Единичные экземпляры американских серийных аппаратов почти бесследно растворяются на просторах одной седьмой части суши, отечественные разработки все никак не выберутся из стадии опытных прототипов, профессионально пилотировать автожир умеют всего несколько летчиков. Еще хуже обстоит дело с широкими народными массами: слово «автожир» вызывает пока только смех и удивление. Как же это получилось при таких-то качествах этих замечательных аппаратов?
    Отчасти виноваты в этом сами американцы с их любовью к технической самодеятельности и комфорту. Укоренившаяся мода на полусамодельные летательные аппараты, собираемые владельцами из кит-наборов, сама по себе хороша, но упрощенный подход к проектированию техники лишает ее возможности развиваться. К тому же американские пилоты-любители откровенно пижонствуют, летая на автожирах с просторных и ровных грунтовых площадок и бетонных полос, пригодных для базирования реактивных истребителей. А ведь автожир задумывался как безаэродромный летательный аппарат! Вот и выходит, что автожиров за океаном хоть пруд пруди, а для эксплуатации в России подходят всего несколько из них. Главным образом это объясняется необходимостью летать с неудобных аэродромов типа «поле колхозное кочковатое», а приученные к ровным площадкам изнеженные «америкосы» не имеют для этого достаточно прочного и энергоемкого шасси.
    И все же есть в родном Отечестве достойный аппарат, еще несколько на подходе. Западная техническая мысль тоже сумела породить пару машин, вполне годящихся для русского неба. Поэтому в нашем обзоре мы подробно рассматриваем лишь автожиры, хорошо зарекомендовавшие себя в России. Приводим также описания некоторых других аппаратов, дабы у вас не создалось впечатления, что мир автожиров ограничен двумя-тремя моделями.

    Претензия на национальную идею
    Так зачем же он нужен, этот странный аппарат с таким странным названием? Ответ очевиден – он нужен нам всем, чтобы мы стали, наконец, той самой летающей нацией, которой давно уже заслуживаем быть. Красота полета должна быть доступной сотням и тысячам людей. Этот прекрасный вид отдыха и развлечений должен быть безопасным и в минимальной степени зависящим от погодных условий и вопроса наличия или отсутствия оборудованного аэродрома. Что, если не автожир, может так легко и просто подарить любому желающему право с гордостью называть себя летчиком? Поверьте мне, летавшему на автожире, - это ни с чем не сравнится! Нет сомнения, что в огромной стране с плохо развитой дорожной сетью автожир просто обязан стать популярным видом транспорта и средством отдыха. Нужно лишь время, чтобы преодолеть недоверие, и неприхотливый винтокрылый «кузнечик» станет вашим надежным другом. Американцы давно уже летают под сенью ротора. Давайте их переплюнем!

    Dominator
    Rotor Flight Dynamics Inc. (США)
    Этот сверхлегкий автожир – один из лучших в мире. Выпускается в одно- и двухместном вариантах, поставляется заказчикам как в сборе, так и в виде кит-набора. Несмотря на внешнее сходство с комаром, аппарат сконструирован очень продуманно. Двигатель расположен на продольной оси центра масс (прямо за спиной пилота, а не выше), что устраняет раскачку при даче и уборке газа. Цельноповоротное хвостовое оперение обдувается потоком воздуха от винта, поэтому эффективно даже при нулевой скорости. Цельнометаллические лопасти несущего винта выполнены по оригинальной технологии, обладают большим ресурсом и стойкостью к механическим повреждениям. Автожир оснащен гидравлическим механизмом предварительной раскрутки ротора. Управление аппаратом двойное – с переднего и заднего сидений, заднее сиденье является топливным баком.
    Летные характеристики автожира очень высоки: в безветренную погоду для взлета требуется 30-50 м, при встречном ветре 8 м/с (около 30 км/ч) аппарат взлетает вертикально. С высоты 1000 м с выключенным двигателем Dominator может планировать еще 4 км. Рекорд высоты полета на одноместном Dominator был установлен в 1998 году в США и составил более 7000 м. Приведены характеристики двухместного варианта.


    АМ-1
    АО «Аэромеханика» (Россия)
    Легкий двухместный автожир АМ-1 был разработан с учетом двухлетнего опыта эксплуатации в России американских аппаратов Dominator. Изменения коснулись, главным образом, шасси: оно усилено, на заказ оснащается колесами с более прочными покрышками. В отличие от Dominator с 2-тактным двигателем Rotax-618, АМ-1 оснащен немецким 4-тактным двигателем BMW мощностью 100 л.с., ресурс которого более чем в три раза больше (свыше 1000 ч), а расход топлива вдвое меньше (7-9 л бензина АИ95 при нагрузке 75%). Масса двигателя всего 80 кг, включая глушитель и заправочные жидкости.


    RAF 2000
    Rotary Air Force (Канада)
    Этот легкий двухместный автожир – один из немногих летательных аппаратов данной «весовой категории», оснащенных комфортабельной закрытой кабиной с поперечным расположением пилотов и двойным управлением. В России RAF2000 зарекомендовал себя как «зимний» автожир не только благодаря закрытой отапливаемой кабине, но и потому, что низкое шасси аппарата больше приспособлено к движению на лыжах по снегу, а вот летом на кочках аппарат чувствует себя не так уверенно, как Dominator или АМ-1.
    Тем не менее, автожир очень надежен и компактен, после неполной разборки допускает буксировку на своем шасси за легковым автомобилем. Сборка и подготовка к полету занимают не более 15-20 мин. RAF2000 легок и приятен в управлении, но из-за отсутствия горизонтального хвостового оперения склонен к продольной раскачке. Впрочем, раскачка слабая и легко парируется ручкой управления.


    Little Wing 3
    Little Wing Autogyros Inc. (США)
    Автожиры с тянущей силовой установкой, размещенной в носу, в обиходе называют «тракторами». Переднее размещение мотора и пропеллера позволяет им обоим работать в выгодных условиях, да и сами аппараты более обтекаемы. Благодаря «длиннохвостой» компоновке «тракторы» устойчивее, но в отношении маневренности немного проигрывают.
    Легкий двухместный автожир Little Wing 3 весьма популярен на Западе. Секрет популярности состоит не только в удачной конструкции и отличных летных характеристиках, но и в явной внешней преемственности с самолетом Piper J-2 Cub – легендарным американским легким самолетом 30-40-х годов. Многие считают Little Wing 3 идеальным автожиром для маршрутных полетов.


    Pitbul
    North American Rotorwerks (США)
    Эти сверхлегкие «тракторы» выпускают в одно- и двухместном вариантах. Аппарат стилизован под автожиры 30-х годов, когда все они имели переднемоторную компоновку и «вылизанные» обводы для достижения наибольшей скорости. Впоследствии выяснилось, что гнаться за скоростью автожиру ни к чему – его достоинства заключаются совсем в других качествах, но память о том периоде развития винтокрылой техники сохранилась, будучи воплощена в Pitbul. Эстеты, это для вас!
    Приведены характеристики одноместного варианта.


    Air & Space 18A

    Air & Space America Inc. (США)
    Аппараты, подобные этому легкому двухместному автожиру, образно именуют «крейсерами». От сверхлегких «кузнечиков» их отличает комфортабельная закрытая кабина для двух и более человек, сравнительно большие полезная нагрузка и дальность полета. Но, несмотря на внешнюю солидность, «крейсеры» практически не уступают сверхлегким аппаратам в безопасности полета, маневренности и простоте пилотирования.
    Air & Space 18А был создан в 60-е годы и едва не совершил революцию, вторгшись в монополию вертолетов на полеты с ограниченных площадок. Техническое совершенство автожира, его надежность и отличные летные характеристики позволили получить официальный сертификат летной годности – единственный, выданный в США автожиру. Тем не менее, объем производства оказался скромным – всего 80 машин. Все они до сих пор летают, являя достойный пример практически безаварийной многолетней эксплуатации.
    Возможно, выпуск Air & Space 18А будет возобновлен, но говорить об этом пока рано. Сейчас компания недорого продает три оставшихся аппарата с минимальным налетом - 30-70 ч. Стоимость колеблется от $20000 до $60000, но все машины в той или иной степени требуют ремонта.


    Hawk 4
    Groen Brothers Aviation Inc. (США)
    Еще один «крейсер», на этот раз – четырехместный. Без сомнения, самый серьезный автожир в мире. В пользу этого свидетельствует хотя бы то, что он оснащен газотурбинным двигателем. Обратите внимание на цифру максимальной дальности полета – она впечатляет! Так же, как и Air & Space 18А, Hawk 4 оснащен механизмом «прыжкового» взлета. Что, впрочем, естественно для такого монстра.

    Александр Швыдкин

    Rambler's Top100