Неизвестный Миль

Калиберный установил, что на режиме моторного снижения, примерно на угле установки лопастей 6–7°, лопасти начинают вымахивать из описываемого ими конуса. После перекомплектовки лопастей, имеющих, как известно, несколько различную поперечную центровку, это явление прекращалось. Но однажды, через два года, при проверке в полете комплекта лопастей на отсутствие «эффекта Калиберного», то есть при выполнении в полете моторного снижения с углом общего шага 6–7°, это явление проявилось в такой степени, что с трудом была произведена вынужденная посадка. Вблизи земли при переходе на другой режим взмахивание лопастей прекратилось. После полета были обнаружены порванные замки лопастей, что свидетельствовало об изгибе лопасти в плоскости вращения. Исследование лопастей показало, что их эффективная центровка примерно на 1 % хорды более задняя, чем была при выпуске лопастей на заводе. Случай с этим вертолетом произошел во время оттепели, когда влажность воздуха была высокой. При набухании и утяжелении фанерной обшивки центр тяжести лопасти сместился к задней кромке, так как центр тяжести обшивки располагался примерно на половине хорды. Было установлено, что характер махового движения лопастей и усилия на ручке управления в полете на режиме «эффекта Калиберного» совершенно аналогичны тем, которые записывались на земле при испытаниях, когда лопасти вводились во флаттер искусственно. Этот сложный путь позволил установить, что явление, возникшее в полете, идентично тому, которое было на земле. Так было установлено, что «эффект Калиберного» есть не что иное, как начало флаттера в полете. На основе этого заключения и возникла догадка, что необъяснимое ранее летное происшествие с ударом лопастей по кабине летчика также есть флаттер лопастей в полете, возникший при оборотах несущего винта, при которых на земле он не проявлялся.

При эксплуатации вертолетов Ми-4 пришлось неоднократно сталкиваться с явлением земного резонанса. Был случай земного резонанса при работе вертолета на привязи. Несколько случаев произошло, когда вертолет при рулении перед полетом или после посадки лишь слабо касался земли колесами. Это поставило перед ОКБ задачу глубокого теоретического изучения вопроса.

В настоящее время имеется теория земного резонанса, которая объясняет все важнейшие черты этого явления и позволяет рассчитывать характеристики конструкции, от которых зависит земной резонанс. Эта теория была создана в результате многочисленных теоретических и экспериментальных исследований земного резонанса.

Основными средствами борьбы с этим явлением стали:

— установка демпферов на вертикальных шарнирах лопастей несущего винта со специально подобранными характеристиками;

— введение специальных демпфирующих элементов в конструкцию амортизаторов шасси или правильный выбор характеристик гидравлического сопротивления амортизаторов на прямом и обратном ходах, а также характеристик жесткости амортизаторов и пневматиков.

Овладение теорией таких явлений, как флаттер и земной резонанс, привело к тому, что их появление на вертолетах прекратилось.

Решение проблемы прочности винта

В начале эксплуатации серийных вертолетов Ми-4 произошло несколько тяжелых происшествий, причиной которых, как удалось установить, был обрыв лопасти рулевого винта. Разрушение происходило по резьбе наконечника (лопасть применявшегося в то время винта В1Х1 конструкции ОКБ Н. И. Петрова ввинчивалась на резьбе в стакан осевого шарнира втулки) от изгиба в плоскости вращения винта и носило усталостный характер.

В связи с этим были начаты обширные исследования динамической прочности рулевых винтов в ОКБ, ЦАГИ и ЛИИ. Оказалось, что разобраться в причинах разрушения винтов достаточно трудно.

Приведенное здесь описание работ по исключению флаттера в полете принадлежит М. Л. Милю.

Тщательно проведенные расчеты переменных изгибающих моментов в плоскости вращения винта с учетом кориолисовых сил и коэффициента динамичности давали весьма низкие значения переменных напряжений в наконечнике лопасти, которые ни в какой мере не могли объяснить происходящих разрушений. Поэтому было решено провести всесторонние изменения напряжений в полете, возникающих на различных режимах, в частности при резких маневрах. Эта работа проводилась в ЛИИ под руководством Р. А. Михеева, в ней принимал также активное участие от ЦАГИ инженер А. Ф. Селихов.

Одновременно были предприняты шаги по созданию новых конструкций рулевого винта, разработка которых проводилась в ОКБ Н. Н. Петрова и Г. М. Заславского.

В ОКБ Н. Н. Петрова в 1953 году был спроектирован усиленный рулевой винт В1Х1-У2, а в 1956-м был создан рулевой винт В-531X2.

Втулка этого винта была спроектирована в ОКБ М. Л. Миля М. А. Лейкандом, а лопасти прямоугольной формы в плане Г. И. Целиковым в ОКБ Г. М. Заславского. В этом винте, в частности, было устранено крепление лопасти с помощью резьбы на наконечнике — крепление осуществлялось с помощью двух болтов и гребенки, т. е. так, как это делалось у лопастей несущего винта.