Вертолёт, 2006 №2

Конец пятидесятых — начало шестидесятых годов отмечены бурным ростом отечественного вертолетостроения. Особый интерес проявлялся к вертолетам, способным перевозить тяжелые неделимые грузы. Под руководством И.П. Братухина (в 1957 году после смерти Б.Н. Юрьева он стал заведующим кафедрой) на кафедре совместно с ЦАГИ и ЦИАМ развернулись проектные работы в области перспективных схем тяжелых реактивных вертолетов. В 1956-58 гг. был разработан эскизный проект сверхтяжелого винтокрыла грузоподъемностью 40 т и дальностью полета 1000 км. Для этого аппарата И.П. Братухин предложил ряд оригинальных решений: конструкция втулки НВ включала в себя совмещенные горизонтальный и вертикальный шаровые шарниры, внутри которых проходили воздушные каналы.

В те годы существовал и устойчивый интерес к летательным аппаратам нового типа, так называемым «летающим платформам», в качестве несущей системы которых использовались тяжело нагруженные воздушные винты, заключенные в широкие кольца. Экспериментальные исследования по таким системам провел Ф.П. Курочкин, пришедший в 1957 году на кафедру из ЦАГИ. Исследования показали, что установка кольца повышала тяговые характеристики системы «винт в кольце» на 30–40 %. К проектным разработкам аппаратов этого класса коллектив кафедры под руководством И.П. Братухина приступил в 1958 году. Были спроектированы четырехвинтовой джип взлетной массой 1200 кг и тяжелая восьмивинтовая летающая платформа с массой перевозимого груза 40 т. Аэродинамические расчеты ЛА были поручены В.И. Шайдакову.

В процессе проектирования возникла необходимость в разработке теории системы «винт в кольце». В качестве математической модели рассматривалась приближенная картина обтекания коллектора на входе в канал, в поперечном сечении которого линии тока представляют собой систему полуокружностей различного радиуса. Разрежение на поверхности коллектора определялось как результат воздействия центробежных сил частиц жидкости, движущихся по линиям тока. Рассматривалось два случая: в первом кольцо состоит только из коллектора, к коллектору подсоединяется цилиндрический канал (диффузор). Во втором случае струя получает полное расширение, и тяга на коллекторе повышается. Предложенная теория позволила рассчитать основные тяговые и мощностные характеристики системы.

Для подтверждения полученных результатов по проектному заданию кафедры в 5 отделении ЦАГИ была изготовлена и в 1959 году испытана в аэродинамической трубе Т-105 установка «Винт в кольце». Экспериментальные и расчетные данные дали удовлетворительное совпадение, что позволило совместно с ЦАГИ вести проектировочные исследования летающих платформ и джипов. К середине 60-х годов интерес к этим аппаратам угас из-за больших километровых расходов топлива. Однако в последующие годы теория «винта в кольце» продолжала развиваться применительно к фенестронам одновинтовых вертолетов, комбинированным аппаратам типа вертолет-самолет, имеющим в своем составе несущую систему «винт в кольце», дистанционно пилотируемым привязным и свободно летающим аппаратам.

В дальнейшем коллектив преподавателей и сотрудников кафедры вел научные исследования в области преобразуемых аппаратов вертикального взлета и посадки различных схем. В аэродинамическом цикле выполнялись работы по созданию новых методов аэродинамического расчета вертолетов, построению математических моделей НВ при вертикальном снижении в режимах вихревого кольца и др.

Модель четырехвинтовой летающей платформы

Модель тяжелой транспортной летающей платформы

Отраслевая лаборатория

К 1968 году произошло разделение первого факультета МАИ на факультеты самолето- и вертолетостроения и ракетно-космический факультеты. К этому времени на кафедре «Конструкции и проектирование вертолетов» определились два научных направления: экспериментально-проектировочные исследования преобразуемых летательных аппаратов с НВ со струйными закрылками (научный руководитель доцент В.Н. Далин) и проектно-конструкторские исследования самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП) с поворотными винтами и крыльями (руководитель доцент Ф.П. Курочкин). На кафедре сформировался аэродинамический цикл (руководитель доцент В.И. Шайдаков), который обслуживал оба направления и проводил самостоятельные исследования. Работал студенческий аэродинамический кружок, принимавший активное участие в научно-исследовательской работе.