Автожиры, Камов А-7
Современную боевую авиацию невозможно представить без винтокрылых машин. Вертолеты давно завоевали репутацию универсальных летательных аппаратов, способных совершить вертикальный взлет и посадку, а список их военных профессий весьма обширен. Применение вертолетов (геликоптеров) в реальных сражениях началось еще во время второй мировой войны. Немцы в начале. 1945 г. формируют в Баварии единственную вертолетную часть в Люфтваффе — 40-ю транспортную эскадрилью. В состав эскадрильи входили три вертолета поперечной схемы Fa-223 Генриха Фокке и пять FI-282 с перекрещивающимися винтами Антона Флеттнера. Винтокрылые машины со свастикой на фюзеляже участвовали в Северных Альпах в корректировке артиллерийского огня, а также в транспортных и связных операциях. За океаном Игорь Сикорский построил свой Р-4 по одновинтовой схеме. Этот небольшой вертолет ВВС США использовали в 1944 г. в основном для спасения раненых из джунглей в Бирме. Но еще до принятия на вооружение первых вертолетов военные заинтересовались другим винтокрылым аппаратом — автожиром.
Самый первый автожир С-20 построил в 1920 г. испанец Хуан де ла Сперва. Конструктор задался целью создать безопасный летательный аппарат, который в случае отказа двигателя мог бы спарашютировать вниз с помощью вращающегося от набегающего потока ротора. Вслед за С-20 Сперва выпускает целый ряд опытных автожиров, а в 1928 г. на С-8 впервые совершает перелет из Парижа в Лондон. После успешной демонстрации своих машин испанец переезжает в Англию, где организует компанию для серийного выпуска автожиров. Ряд зарубежных фирм покупает у конструктора лицензию на постройку его необычных аппаратов. Поэтому практически все довоенные автожиры в мире являлись модификацией машин Сиервы.
Новый класс винтокрылых летательных аппаратов военные собирались использовать в самых различных целях: разведки, корректировки огня, связи и аэрофотосъемки. Моряков интересовали возможности автожиров при поиске подводных лодок, охране судов, патрулировании и спасательной службе. Хотя скорость автожиров была меньше, чем у самолетов, главными их достоинствами являлись небольшая дистанция на взлете и очень небольшой пробег на посадке. К тому же малая скорость при корректировке артиллерийского огня и поиске подводных лодок была даже необходима.
Первыми испытали автожиры на военной службе американцы. В сентябре 1931 г. автожир Питкерна РСА-2 (создавался при непосредственном участии самого Сиервы) впервые продемонстрировал взлет и посадку с палубы авианосца. Но на вооружение необычные аппараты не поступали — небольшая скорость и ненадежность первых машин продолжали оставаться неразрешимыми проблемами.
Перспективы применения автожиров в армии несколько возросли в 1933 г., когда Хуан Сиерва ввел в конструкцию непосредственное управление втулкой ротора. До сих пор автожир управлялся в полете по-самолетному: с помощью элеронов на крыле и хвостового оперения. Теперь винтовые аппараты стали бескрылыми, и изменение направления подъемной силы происходило с помощью отклонения ротора. Это позволило улучшить пилотажные характеристики автожиров и снизить вес, а отсутствие крыла значительно повышало обзор пилоту.
Королевские ВВС Великобритании выделили средства на постройку пяти автожиров Сиерва С-40 нового поколения с так называемым «прыгающим» стартом. На С-40 летчик перед взлетом раскручивал от двигателя ротор, затем увеличивал шаг лопастей и автожир «подпрыгивал» на месте. В верхней точке «прыжка» шаг убирался и, наклонив винт вперед, автожир с небольшим проседанием уходил в полет. Пять С-40 успешно эксплуатировались в качестве связных аппаратов в Британском экспедиционном корпусе во Франции, но все они были потеряны при эвакуации из Дюнкера в 1940 г. Оставшиеся в Англии С-30 с непосредственным управлением втулкой были мобилизованы для калибровки локаторов. Сформированная для этой цели отдельная автожирная эскадрилья из пятнадцати С-30 просуществовала до конца войны.
Небольшой парк военных автожиров имела и Франция. К 10 мая 1940 г., когда части вермахта перешли границу первой республики, в войсках было 52 автожира LeO С-30 (лицензионный вариант) и еще восемь машин имел флот. Французские аппараты не сумели сыграть значительной роли в боевых действиях, но несколько С-30 патрулировали над Ла-Маншем до конца мая 1940 г.
Летом 1941 г. успели немного повоевать и автожиры А-7-За Военно-воздушных сил Красной Армии. Но в отличие от безоружных С-30 и С-40, это был настоящий боевой летательный аппарат, поскольку имел защитное вооружение из трех пулеметов и мог поднимать небольшие бомбы. Впервые в мировой авиации вооружение установили на винтокрылую машину, которую по праву можно назвать предшественницей современных боевых вертолетов.
Главным конструктором А-7 был Н. И. Камов, чья творческая судьба с самого начала неразрывно связана с развитием автожиро — и вертолетостроения в СССР. Еще в 1929 г. Камов вместе с Н. К. Скрижинским строит первый в Советском Союзе автожир КАСКР (Камов — Скрижинский), получивший собственное имя «Красный инженер». По своей схеме, размерам, параметрам и конструктивной схеме эта машина полностью повторяла один из автожиров Сперва — С-8. В первом вылете, который состоялся 1 сентября и продолжался всего 80 секунд, участвовали сам Камов и летчик Михеев. Из-за недостаточной устойчивости КАСКРа во время взлета 12 октября случилась авария и автожир перевернулся. Пилоты отделались лишь ушибами, и после ремонта и доработок испытания продолжались.
Н. И. Камову удалось заручиться согласием руководства НИИ ВВС о выделении ему двух инженеров по испытаниям, а также откомандировании на полеты летчика-испытателя Д.А.Кошица. Однажды, 2 сентября 1930 г., на полет «Красного инженера» приехал посмотреть начальник ВВС РККА П. И. Баранов, и машина не подвела. КАСКР выполнил на высоте 12– 15м три полета продолжительностью секунд по тридцать каждый. Показательный полет не прошел напрасно. Командующий Красным воздушным флотом помог достать для автожира новый двигатель «Титан» (235 л.с.), поскольку мощность старого «Рона» (120 л.с.) была явно недостаточной. С новым мотором автожир стал называться КАСКР-2 и впервые поднялся в воздух 11 января 1931 г.
21 мая 1931 г. на Центральном аэродроме в Тушино автожир Камова и Скрижинского участвовал в показе новейшей авиационной техники руководству страны. Сталин, Ворошилов и Молотов обходили длинную шеренгу истребителей и бомбардировщиков, а замыкал «парад» необычный винтокрылый аппарат. Камов сам доложил Сталину о машине, и «лучший друг советских авиаторов» очень заинтересовался КАСКРом. Поддержал конструктора эффектным полетом и Кошиц. Сделав три круга над аэродромом, летчик красиво спланировал и посадил КАСКР-2 вблизи трибуны с членами правительства, совершив пробег на посадке всего в несколько метров. Позже Баранов рассказывал, что автожир очень понравился высокому руководству и, в первую очередь, Сталину.
Интерес первых людей в государстве к КАСКРу помог развитию всего автожиростроения в СССР. Создатели «Красного инженера» переходят в Бюро особых конструкций при ЦАГИ (БОК ЦАГИ), где приступают к постройке новых машин. Н.К.Скрижинский участвует в создании автожира А-4, а Н.И.Камов начинает руководить проектированием А-7, который разрабатывался по заданию ВВС как ближний разведчик и артиллерийский корректировщик. Помогала Камову совсем небольшая конструкторская бригада: М. Л. Миль, Н. С. Терехов, В. А. Солодовников, А. Е. Лебедев, В. И. Баршев, В. С. Морозов и И. И. Андреева.
А-7 представлял собой двухместный (летчик и наблюдатель) автожир крылатого типа с трехлопастным ротором и двигателем воздушного охлаждения М-22 мощностью 480 л.с. Тянущий винт А-12 имел две лопасти, шаг которых можно было изменить на земле. Фюзеляж ферменной конструкции из стальных труб состоял из трех отсеков: моторного с топливными баками, раздельной кабины для летчика и наблюдателя и хвостовой балки. Передняя часть закрывалась легкосъемными дюралевыми панелями, а хвостовая балка имела полотняную обшивку. Деревянное крыло с профилем МОС-27 состояло из центроплана с V-образными подкосами сверху, замыкавшимися на фюзеляж, и консолей с элеронами. Законцовки плоскостей под небольшим углом загибались вверх. Для удобства хранения и транспортировки консоли были приспособлены для складывания. Балка заканчивалась классическим хвостовым оперением из киля с рулем направления и стабилизатора с рулем высоты. Конструкция оперения была цельнометаллической с полотняной обшивкой. К специальным узлам центральной части фюзеляжа крепился трехстоечный «кабан» ротора с дополнительными стальными ленточными расчалками в поперечной плоскости. В верхней части «кабана» располагалась втулка, к которой на горизонтальных и вертикальных шарнирах подвешивались три лопасти. Лопасти имели лонжерон из термически обработанных и телескопически соединенных хромо-молибденовых труб. Деревянные нервюры с помощью дюралевых розеток насаживались на лонжерон и вся конструкция обшивалась полотном, а носок -фанерой. Угол установки лопасти с профилем Геттинген-429 составлял 2°45'. Крутка отсутствовала. Конструкция позволяла складывать лопасти по вертикальным шарнирам назад, что вместе с подъемными консолями было очень ценно при транспортировке А-7. На автожире применили трехопорное неубираемое шасси с носовым колесом, а сзади ставился неубираемый костыль, защищавший балку фюзеляжа на взлете и посадке. Колеса закрывались обтекателями и снабжались гидравлическими тормозами. Для уменьшения дистанции разбега перед взлетом предусмотрели систему механической раскрутки ротора от двигателя. Передаточное число системы запуска было 5,78:1, то есть при оборотах двигателя 1130 об/мин втулка ротора делала 195 об/мин. Летчик запускал специальной ручкой в кабине механизм включения, который был соединен с тормозом ротора. При вращении ручки по часовой стрелке происходило включение механизма запуска, а при вращении против часовой стрелки срабатывал тормоз ротора. При этом гидравлическая система воздействовала на тормоза колес одновременно с включением системы запуска. Оборудование А-7 (электрооборудование, радио — и фотооборудование) было аналогично обычному самолету-разведчику такого же назначения. Как уже говорилось выше, впервые автожир получил оборонительное вооружение из трех пулеметов калибра 7,62 мм. Летчик отвечал за передний ПВ-1 с ленточным питанием, стрелявший через винт. А наблюдатель вел оборону задней полусферы из двух спаренных пулеметов ДА (Дегтярев-авиационный) с дисковыми магазинами на кольцевой турели. В дальнейшем у крыла снизу появились узлы для подвески четырех бомб ФАБ-100 и шести неуправляемых ракетных снарядов РС-82.
В апреле 1934 г. на заводе опытных конструкций при ЦАГИ была закончена постройка первого А-7. В мае винтокрылый аппарат перевезли на аэродром, где приступили к наземным гонкам двигателя и небольшим пробежкам. И 20 сентября 1934 г. наступил исторический день — С. А. Корзинщиков впервые поднимает в воздух необычную машину. Испытания А-7 продолжались до декабря 1935 г. Столь длительный срок связан с доводкой нового аппарата и с выявлением и устранением различных ненормальных явлений. Так, возникли проблемы из-за тряски ротора, вибраций хвостового оперения, дрожания ручки пилота и перегрева двигателя.
Постепенно от недостатков избавлялись, а летные характеристики оказались достаточно высокими по сравнению с лучшими отечественными и зарубежными автожирами того времени. Максимальная скорость А-7 в 218 км/ч была вполне сопоставима со скоростью самолетов-бипланов. Полетная программа получилась очень насыщенной. За время испытаний сняли балансировочные кривые, проверили поведение машины в полном диапазоне центровок и провели оценку устойчивости на разных режимах. Взлеты осуществлялись в основном на колесном шасси, но зимой испытали автожир и на лыжах.
Случались и происшествия. Однажды во время полета рассоединилась тяга управления двигателем. Автожир начал авторотировать, но к несчастью внизу оказался лесок. В результате грубой посадки подломилось шасси и лопнул узел соединения крыла с фюзеляжем. Но в основном А-7 зарекомендовал себя надежной машиной, и 18 августа 1935 г. летчик К.К.Попов продемонстрировал винтокрылый разведчик на авиационном параде в честь Дня авиации.
После заводских испытаний конструкция автожира подверглась тщательным доработкам, главной из которых была новая конструкция «кабана», выполненного теперь по двуногой схеме с парой боковых лент-расчалок. Это улучшило обзор летчику и облегчало покидание аппарата в случае необходимости. Под стабилизатором установили две «шайбы» для лучшей путевой устойчивости. Кроме того, облагородили аэродинамические обводы в местах некоторых узлов и сочленений.
С середины 1936 г. по май 1937 г. был построен и получил путевку в небо дублер А-7бис. В это время первый А-7 прошел и закончил с положительной оценкой государственные испытания. А-7бис завершил испытательную программу в июле 1938 г. Результаты его полетов в основном повторяли характеристики А-7.
Вообще, автожир удался, и летчики с доверием относились к необычной винтокрылой машине. Это подтверждает и тот факт, что в начале 1938 г. для снятия с дрейфующей льдины у Гренландии группы И. Д. Папанина среди других спасателей решили использовать и автожир А-7. Предложение поступило в правительственную комиссию от известного полярного летчика Маврикия Слепнева. Он телеграфировал в Москву: «Прошу разрешения вылететь к месту аварии на автожире или самолете. Обстоятельно знаю район. Пилот трех полярных экспедиций, летчик Слепнев.» Сроки поставили жесткие, и за пять дней А-7бис срочно переоборудовали, чтобы в задней кабине можно было перевозить двух человек. Автожир с запчастями погрузили на железнодорожную платформу. Из Москвы он отправился в Ораниенбаум, где был перегружен на ледокол «Ермак». Вместе с А-7бис в дальний морской поход уходили летчик Корзинщиков, конструктор Кузнецов и механик Коганский. Все они очень волновались за сохранность на корабле опытного аппарата. Однако полетать в Арктике автожиру так и не довелось. Гидрографические суда «Таймыр» и «Мурман», вышедшие раньше, опередили «Ермак» и сняли папанинцев со льдины.
А-7 не успел проявить себя на Севере, зато через три года отлично поработал в жаркой Средней Азии. В начале 1941 г. Наркомлес и Аэрофлот организовали экспедицию в предгорья Тянь-Шаня, чтобы доказать возможность применения автожиров в лесном и сельском хозяйстве. Склоны гор покрывали тысячи гектаров фруктовых садов, которые страдали от насекомого-вредителя — яблочной моли. На помощь больным деревьям и пришел А-7бис вместе с бригадой специалистов в составе летчика В.Карпова, инженера Г.Коротких и механиков В.Ульянова и Г.Шамшева. Прежде всего, установили необходимое оборудование для распыления ядохимикатов. Сверху фюзеляжа перед передней стойкой «кабана» закрепили крыльчатку, вращаемую встречным потоком воздуха. От нее тянулась передача на механизм разбрасывания порошкового ядохимиката из двух наплывных баков по бокам фюзеляжа. А-7бис взлетал, крыльчатка начинала вращаться, и за автожиром широким шлейфом расходился ядовитый порошок и оседал на деревьях. Автожир справлялся с такими задачами не хуже, если не лучше самолета. Во-первых, винтокрылой машине не нужны были большие площадки для взлета и посадки; во-вторых, воздушный поток от ротора направлял поток ядохимикатов строго вниз, и эффективность их применения возрастала. Месяц экспедиция пробыла в предгорьях Тянь-Шаня, и результаты ее отличной работы отметила даже центральная пресса. Газета «Правда» так писала об эксперименте с автожиром-опылителем: «На днях в Москву возвратились участники авиационной химической экспедиции треста лесной промышленности Наркомлеса СССР. Экспедиция провела опыт использования советского автожира конструкции инженера Николая Камова для борьбы с вредителями плодовых деревьев в Южной Киргизии. Пилотируемый летчиком Владимиром Карповым, А-7 круто уходил вверх и, лавируя вдоль отвесных горных склонов, быстро достигал недоступных для самолета участков. Аппарат легко маневрировал в узких долинах, опускался в чашеобразные горные урочища, внизу разворачивался и снова поднимался. 32 полета выполнил автожир...»
Эта статья появилась 19 июня 1941 г., то есть всего за два дня до начала войны. Теперь автожир Н. И. Камова должен был бороться уже не с вредителями садов, а с наступающими полчищами гитлеровцев. Как уже говорилось, А-7 изначально задумывался как полноценная боевая машина, и после успешных испытаний было принято решение о постройке небольшой войсковой серии винтокрылого разведчика и корректировщика.
Еще весной 1940 г. по инициативе Н. И. Камова создается первый в СССР завод винтокрылых аппаратов на станции Ухтомская. Впоследствии именно из этого небольшого предприятия вырос Ухтомский вертолетный завод, носящий сегодня имя своего создателя. Директором завода и главным конструктором назначили Камова, а его заместителем стал М. Л. Миль. В середине 1940 г. на заводе приступили к постройке пяти военных автожиров А-7-За. Летчик Кошиц начал их испытания. Обучались пилотировать винтокрылые машины и военные летчики. В одном из вылетов случилась авария. Летчик при заходе на заводской аэродром не рассчитал дистанцию и приземлился на крышу одного из зданий. К счастью, летчики остались живы, а автожир после ремонта вернулся к полетам.
С началом Великой Отечественной войны из пяти А-7-За сформировали отдельную автожирную эскадрилью — первую часть винтокрылых машин в ВВС Красной Армии. Сам Камов так вспоминал о действиях своих автожиров в боях против фашистских захватчиков:
«Отряд автожиров, организованный Главным артиллерийским управлением, действовал в составе 24-й армии в районе города Ельня и базировался одно время на аэродроме в деревне Подопхай. Летчики отряда под командованием старшего лейтенанта Трофимова совершили целый ряд боевых вылетов для корректировки артогня и в тыл противника к партизанам. Полеты проводились днем и ночью.
Особенно тяжело было проводить ночные полеты. Это был наш первый опыт, а на войне, как говорится, долго не раздумывают. Как только автожиры прибыли к месту расположения, на следующий же день командование приказало готовиться к выполнению боевого задания ночью. Полеты производились в полной темноте. Ни о каких лампах, хотя бы «летучих мышах», даже разговоров не было. Прифронтовой аэродром находился всего в двадцати километрах от передовой. За несколько дней до прибытия автожиров немцы засекли аэродром и девятка «мессеров» разбомбила его в пух и прах. Командир истребительного полка, бывшего на этом аэродроме, все время остерегался очередного налета немцев. Поэтому, как только автожир выруливал из укрытия, чтобы раскрутить винт перед взлетом, вокруг машины начиналась возня и раздавалась ругань: «Взлетай скорее!!! Не канительтесь!» и тому подобное. Ночью взлеты и посадки проводились в полной темноте — только по звуку мотора можно было определить, где машина и что с ней. Если гудит, значит цела...»
Камов знал это все не из рассказов летчиков и техников. Он побывал на фронте вместе со своим заместителем М. Л. Милем. Главной задачей конструкторов на передовой был ремонт автожиров, подбитых в бою.
В начале октября автожирная эскадрилья перебазируется на восток. Две машины перелетели в 43-ю армию. Два из оставшихся в части А-7-За направили в Москву для ремонта, а на третьем командир эскадрильи Трофимов получил задание срочно доставить донесение в штаб наших войск в Гжатске. В донесении, подписанном руководством 24-й армии, сообщалось о прорыве немцев в районе стыка 24-й и 43-й армий. Полет выполнялся в полной темноте, которая защищала тихоходный аппарат от атак немецких истребителей. Но посадку в таких условиях выполнять было очень сложно. Пилот в сумерках принял лес за земляной покров аэродрома и спарашютировал на него с высоты 10 метров. Автожир получил серьезные повреждения, но Трофимов остался жив, и пакет с донесением был доставлен вовремя. Этот эпизод стал последним в боевой карьере винтокрылого разведчика и корректировщика А-7-За конструкции Н. И. Камова.
С угрозой захвата Москвы завод из Ухтомской эвакуировали в поселок Билимбай Свердловской области. Здесь Камов и его соратники ремонтировали уцелевшие А-7. Но главный конструктор уже думал о новой винтокрылой машине — «прыгающем» автожире АК (артиллерийский корректировщик), проектирование которого началось перед самой войной. Этот автожир с двигателем МВ-6 (225 л.с.) имел управление несущим винтом как на современных вертолетах — с помощью автомата перекоса, меняющего циклический шаг лопастей. В сложных условиях эвакуации постройка машины оказалась невозможной. ЗаводвБилимбае перепрофилировали на ремонт автомобильной и авиационной техники, а Н. И. Камов смог приступить к конструкторской работе только после войны. К автожирам он больше не возвращался, полностью переключившись на создание вертолетов.
В рассказе об этой удивительной машине очень часто приходится упоминать слово «первый», хотя А-7 остался последним летающим автожиром замечательного советского авиаконструктора. Это был первый боевой автожир в мире и первый серийный винтокрылый аппарат в СССР, построенный на первом в нашей стране заводе для подобной техники. Именно с этих неказистых на вид аппаратов начиналось отечественное вертолетостроение. Очевидно, что без полетов А-7 не было бы сегодня таких боевых вертолетов как Ми-24, Ми-28 и Ка-50.
Экранопланы, Алексеев "Стриж" :: БПЛА, Камов Ка-37 :: БПЛА, Микоян, Гуревич М-19 :: БПЛА, Туполев Ту-123 "Ястреб" :: БПЛА, Туполев Ту-143 "Рейс" :: Грибовский Г-29 :: Грохольский Г-31 :: Цыбин Ц-25 :: Автожиры, Камов А-7 :: Экранопланы, Алексеев "Орлёнок" :: http://www.lugr.ru