Вертолёт, 2008 №01 - Журнал Вертолет. Страница 21
Наступил момент направить будущее автожира в нужное русло. Хотя в Испании Сиерва и находил поддержку своим проектам, он понимал, что необходимой базы здесь нет, а главное — нет долговременных источников финансирования. После первых контактов с заинтересованными лицами в европейских странах он остановил свой выбор на Англии. Там Сиерва нашел людей, которые были готовы сделать ставку на автожир. В 1925 году Сиерва переехал жить в Англию, основал компанию по выпуску автожиров «Сиерва Аутоджайро». В тот же период он подал заявку на несколько английских патентов на новые изобретения, поскольку вклад изобретателя в компанию состоял только из его идей.
Конечно, новые изобретения не родились в момент создания компании. Это был продукт постоянной и напряженной работы ума, всецело поглотившей творца автожира. Основной патент Сиервы на маховое движение лопастей в вертикальной плоскости в 1923 году был уже принят во Франции и в Англии, чуть позже — в США и Германии. В ноябре 1925 года конструктор подал заявки на семь патентов, которые ему были выданы в начале 1927 года. Они содержали несколько важных идей, которые впоследствии были внедрены на практике: способы раскрутки ротора от двигателя через трансмиссию; различные формы лопастей; способ складывания лопастей для удобства перевозки; использование крыльев для получения дополнительной подъемной силы и крепления элеронов; второе шарнирное сочленение; уменьшение колебаний лопасти в плоскости вращения с помощью расчалок с центробежными грузиками или резиновыми шнурами (этот патент включал в себя втулку с осевыми и радиальными подшипниками и систему смазки шарниров под действием центробежных сил); небольшой поворот горизонтального шарнира относительно оси лонжерона лопасти для демпфирования колебаний лопасти в вертикальной плоскости и др.
Автожир С-30А
Показательные и испытательные полеты в Фарнборо, а также выступление Сиервы перед Королевским авиационным обществом в Лондоне произвели в авиационном мире настоящий фурор: автожир в отличие от вертолета уже реально летал! Этим летательным аппаратом заинтересовались во многих странах Европы. Не все шло гладко, в процессе полетов случались и аварии, однако автожиры пошли в серию и широко использовались во Франции, Германии, США и Японии вплоть до Второй мировой войны, когда появились первые летающие вертолеты.
Последним реализованным проектом Сиервы стал автожир С-40, но конструктор участвовал лишь в начальных стадиях проектирования этого аппарата — в декабре 1936 года он погиб: рейсовый самолет «Дуглас», на котором он летел, потерпел катастрофу.
Хотя автожиры Сиервы так и не заняли значительного места в военной и гражданской авиации, его оригинальные идеи стали образцом для подражания во многих странах мира и впоследствии способствовали бурному расцвету вертолетостроения.
Конструктор, ученый, педагог
Начало 2008 года отмечено не только 85-летием первого полета автожира Хуана де ла Сиервы, 25 февраля 2008 года исполнилось 105 лет со дня рождения Ивана Павловича Братухина — талантливого конструктора, создателя ряда оригинальных винтокрылых аппаратов, оказавших большое влияние на развитие отечественного и мирового вертолетостроения. Деятельность и научные интересы русского конструктора напрямую перекликаются с деятельностью и научными интересами испанца: исследования и разработка автожиров занимали в жизни Братухина большое место. Его перу принадлежит книга «Автожиры. Теория и расчет», ставшая на многие годы основным учебным пособием по теории создания винтокрылых аппаратов.
В 1928 году студент МВТУ Иван Братухин проходил стажировку в Центральном аэрогидродинамическом институте им. Н.Е. Жуковского и был командирован в составе группы будущих инженеров на преддипломную практику за границу. В течение трех месяцев студенты побывали на машиностроительных и авиационных предприятиях Германии, Франции и Италии, ознакомились с последними достижениями и новейшей литературой по авиастроению. Братухина особенно заинтересовали «Общая теория автожиров» и дальнейшее развитие теории автожира англичан Гпауэрта и Локка. Труды этих известных аэродинамиков были чуть позже переведены на русский язык при участии и под редакцией Ивана Братухина.
После окончания института И.П. Братухин поступил в аспирантуру Московского авиационного института. Учился заочно, не прекращая своей работы в ЦАГИ. В начале 30-х годов в журнале «Техника воздушного флота» появились статьи молодого специалиста — «Теория ротора автожира» и «Аэродинамический расчет автожира». Первая статья стала основой его кандидатской диссертации, которую Братухин досрочно защитил в МАИ в 1932 году.
Вторая статья легла в основу книги «Автожиры. Теория и расчет», ставшей первой в нашей стране книгой по автожиростроению. В предисловии автор писал: «Отсутствие литературы на русском языке по вопросам теории и расчета автожира и значительный интерес к этим вопросам у работников авиации обусловили появление этой книги. Хотя основной ее темой являются вопросы теории и расчета автожира, но для полноты представления о нем мы сочли необходимым дать в первой главе краткий исторический обзор его развития». В этом кратком обзоре И.П. Братухин дает высокую оценку конструкторскому таланту Сиервы. «Идея применения авторотирующего винта в качестве несущей поверхности и ее блестящее практическое осуществление, несмотря на ряд больших трудностей, принадлежат испанскому инженеру де ла Сиерве», — пишет он и дает подробный и детальный анализ летательных аппаратов, построенных испанцем. Но Братухин не был бы Братухиным — выдающимся ученым и конструктором, если бы не пошел дальше простого изложения фактов и событий истории авиастроения начала 20 века.
От опубликованных ранее по этой теме брошюр и статей, содержащих историю автожиростроения и описание конструкций всех построенных аппаратов, книгу «Автожиры. Теория и расчет» отличает наличие теоретических глав «Теория ротора» и «Аэродинамический расчет автожира». В этих главах изложена теория Глауэрта — Локка, рассматривавшая работу несущего винта на режимах косого обтекания, соответствующих горизонтальному полету с учетом махового движения лопастей.
В главе «Устойчивость и балансировка автожира» также были изложены вопросы продольной статической устойчивости автожира, впервые рассматривались условия авторотации профиля лопасти. В этой главе была приведена диаграмма авторотации профиля, которая наглядно показывала зону устойчивости авторотации и ее запас, что давало возможность правильно выбрать угол установки лопасти. Было подробно рассмотрено маховое движение лопасти, показана физическая сторона явления, установлено, что маховое движение автоматически исключает поперечные и продольные моменты на несущем винте, возникающие за счет асимметрии потока при поступательном полете.
Дано уравнение махового движения лопасти относительно горизонтального шарнира, приведены формулы для коэффициентов махового движения, исследовано влияние махового движения лопасти на углы атаки.
В книге даны рекомендации по выбору диаметра несущего винта, коэффициента заполнения, площади и угла установки крыла для крылатых автожиров, впервые обращено внимание на необходимость глубокого изучения переменных нагрузок, действующих на несущий винт и являющихся причиной вибраций. Профессор аэродинамики Л.С. Вильдгрубе впоследствии писал: «Большой заслугой Ивана Павловича является то, что теория была доведена им до инженерных приложений и введена в практику».
В своем труде об автожирах Братухин привел также результаты работ по аэродинамическому расчету несущего винта автожира на основе теорий Глауэрта — Локка, выполненных в ЦАГИ и показавших хорошую сходимость результатов расчета с данными летных испытаний. Все это позволило книге Братухина стать настоящим пособием по теории винтокрылых аппаратов.