Вертикальный взлёт Сикорского

Почему президенты США до сих пор летают на вертолётах S-61 «Си-Кинг»

Игорь Иванович Сикорский вошёл в историю в неизменной шляпе фасона «федора». Шляпа была его талисманом – Сикорский считал, что если в ней совершить первый полёт на новом летательном аппарате, то всё пройдёт хорошо. Правда, своего легендарного «Илью Муромца», первый в мире многомоторный самолёт, Сикорский поднял в воздух в кожаном шлеме. Казалось бы, надо продолжать работу над такими же крупными и тяжёлыми самолётами, но с конца 1930-х годов великий авиаконструктор полностью переключился на создание вертолётов. И достиг в этой области выдающихся результатов.

ВЕЧНЫЙ ВОПРОС ПРИОРИТЕТА

Игорь Сикорский не был первым, кто создал действующий аппарат вертикального взлёта. Многие историки авиации убеждены, что он не был и первым, кто построил первый в мире боевой вертолёт. Первый вариант вертолёта S-46 (Сикорский всем своим проектам присваивал порядковые номера) появился в сентябре 1939 года, однако в 1937 году немецкий инженер Генрих Фокке (тот самый, создатель истребителя «Фокке-Вульф 190») уже построил машину, которая выполнила рекордный полёт продолжительностью 1 час 20 минут. До этого, 26 июня 1936 года, в воздух поднялся Focke-WulfFw 61 конструкции того же Фокке, одноместный двухвинтовой вертолёт поперечной схемы, обладавший достаточной устойчивостью и управляемостью во всех режимах полёта. Но и Фокке не был первым – на два года немцев опередили французские инженеры Бреге и Доран…

Однако ни французы, ни немцы не поставили свои машины в серию, их армии если и использовали вертолёты, то эпизодически или в крайне ограниченных масштабах. Так, Fw 61 был выпущен всего в двух экземплярах. Другая модель, FockeAchgelisFa 223, совершившая первый полёт 3 августа 1940 года, была выпущена в количестве 18 штук. Другим немецким вертолётом был FlettnerFl 282 «Колибри», поднявшийся в небо уже во время войны, 30 сентября 1941 года, хотя конструктор Антон Флеттнер разработал его ещё в предвоенные годы. «Колибри», которые использовались в военно-морском флоте, преимущественно в Средиземном и Эгейских морях, для прикрытия конвоев, выпустили чуть больше 20 экземпляров; при этом, несмотря на многочисленные достоинства, «Колибри» не оказали решающего влияния на будущее вертолётов.

Дело в том, что, во-первых, в Германии не было достаточных мощностей и средств для развития вертолётостроения. Во-вторых, в вертолётах Сикорского были заложены основные принципы современных вертолётов. В-третьих, разработки Сикорского хоть и были воплощены его собственной компанией, но финансировались проекты и последующие модели вертолётов правительством США. Оно же имело несоизмеримо большие возможности, чем Третий рейх.

«…К ЖЕЛАЕМОМУ КОНЦУ НЕ ПРИВЕДЕНА»

Как и многое другое, принцип вертикально взлетающего аппарата был впервые сформулирован и воплощён в Китае, в середине 400-х годов нашей эры. До нас дошло упоминание об игрушке, палке с прикреплёнными к ней перьями в виде винта. Палку следовало раскручивать в сжатых ладонях для создания подъёмной силы, а потом отпускать.

Существует проект аппарата вертикального полёта, созданный Леонардо да Винчи в 1475 году. Однако рисунки Леонардо с его «вертолётом» были обнаружены уже после того, как свой проект представил Михаил Ломоносов. Его аппарат должен был взлетать вертикально за счёт работы спаренных винтов на параллельных осях и не предполагал пилотируемых полётов: основным предназначением вертолёта Ломоносова должны были стать метеорологические измерения. Сам Ломоносов в отчёте о работах за 1754 год писал: «Делал опыт машины, которая бы, поднимаясь кверху сама, могла поднять с собою маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая хотя с лишком на два золотника облегчилась, однако к желаемому концу не приведена».

В 1861 и 1862 годах Гюстав Понтон д’Амекур, нумизмат, археолог и изобретатель, друг Жюля Верна, получил французский и английский патенты на проект вертолёта. Один из проектов, «Аэронеф», представлял собой подобие корабля, снабжённого двумя группами несущих винтов – каждая на общем валу, с горизонтальным воздушным винтом, обеспечивающим поступательное движение, а также крылом большой площади. В 1862 году была изготовлена модель с паровым двигателем, приводящим во вращение два соосных винта. При весе модели 2,7 кг на паровую машину вместе с котлом приходилось 2 кг. Д’Амекур утверждал, что «испытания дали положительные результаты», но, кроме его свидетельства, других подтверждений не сохранилось.

«Положительные результаты» стали возможными лишь после появления бензиновых двигателей. Именно такой двигатель обеспечил первый в истории вертикальный полёт. Он состоялся 24 августа 1907 года, продолжался одну минуту, аппарат был на привязи, без пилота и, таким образом, не был управляемым. Этот протовертолёт построили братья Жак и Луи Бреге. В дальнейшем Жак Бреге, основатель компании AirFrance, строил только самолёты, но 13 ноября 1907 года, через неполных три месяца после опыта братьев, другой француз, Поль Корню, стал первым человеком, поднявшимся в воздух на вертолёте

Корню, будучи механиком по ремонту велосипедов, сумел на сконструированном им вертолёте, подняться вертикально в воздух на высоту 50 см и провисеть 20 секунд. Основное же достижение Корню состояло в попытке сделать аппарат управляемым, для чего под винтами были установлены специальные поверхности, отражавшие поток воздуха от винтов и дававшие аппарату определённый запас манёвренности.

Свой первый тяжеловесный самолёт «Русский витязь» Игорь Сикорский (слева) поднял в воздух 26 мая 1913 года, года изобретателю было всего 24 года

Фото: «РИА НОВОСТИ»

АВТОМАТ ПЕРЕКОСА И РЕАКТИВНЫЙ МОМЕНТ

До изобретения автомата перекоса лопастей управлять полётом вертолёта пытались с помощью рулей или дополнительных боковых винтов. Ни то ни другое не помогало избежать неустойчивости. Автомат перекоса дал возможность управлять вертолётом непосредственно несущим винтом. Принципы его работы стали известны, когда 18 мая 1911 года Борис Юрьев, в то время студент Московского высшего технического училища, в будущем – академик и генерал-лейтенант инженерно-технической службы, опубликовал схему автомата перекоса лопастей. Однако из-за отсутствия средств не смог запатентовать своё изобретение и продолжить разработки.

Изобретение Юрьева позволило управлять несущим винтом, то есть вертикальным перемещением вертолёта, а также его наклоном по крену и наклоном вертолёта вперёд или назад. Для этого автомат периодически изменял угол установки каждой лопасти винта в зависимости от того, где лопасть оказывалась в определённый момент времени в ходе вращения винта как целого. Чем больше этот угол, тем большую подъёмную силу обеспечивала лопасть несущего винта. Также, например, увеличение установочного угла в тот момент, когда лопасть проходит над задней частью вертолёта, и уменьшение, когда она проходит над передней, приводит к соответствующему изменению подъёмных сил: их разность создаёт момент, заставляющий вертолёт наклоняться вперёд.

В современном вертолётостроении используются две конструктивные схемы автомата перекоса: Юрьева и Сикорского. Правда, во всём мире отцом этого автомата считается как раз Сикорский. В СССР приоритет Юрьеву, действительно выдающемуся авиаконструктору, был отдан в конце 1940-х, в разгар борьбы с низкопоклонством перед Западом.

Использовав автомат перекоса, Сикорский в конструкции вертолёта VS-300A, считающегося прямым предшественником современных вертолётов и впервые взлетевшего 8 декабря 1941 года, смог решить и проблему реактивного момента. Дело в том, что, когда винт начинал вращаться, реактивный крутящий момент заставлял корпус вертолёта вращаться вокруг своей оси в направлении, противоположном движению лопастей. В вертолёте Focke-WulfFw 61 проблема реактивного момента решалась с помощью двух винтов, вращающихся в противоположных направлениях. Сикорский решил стабилизировать вертолёт маленьким хвостовым винтом, обеспечивающим тягу в направлении, противоположном реактивному моменту. Именно принцип обеспечения устойчивости машины Сикорского дал современным вертолётам исключительные лётные характеристики.

КРЕСТНИК ВЕЛИКОГО КНЯЗЯ

Игорь Иванович Сикорский родился 25 мая 1889 года в семье профессора Киевского университета Ивана Алексеевича и его жены, Марии Стефановны, принадлежавшей к старинному дворянскому роду Тимрюк-Черкасовых. Игорь был пятым ребёнком, а его крёстными стали двоюродный брат императора Александра III, великий князь Пётр Николаевич, и его мать, великая княгиня Александра Петровна. Всегда окружённый заботой и любовью матери, Игорь рано познакомился с искусством Ренессанса. Наибольший интерес у него вызывали жизнь, искусство и изобретения Леонардо да Винчи, а любимым чтением стали романы Жюля Верна, в которых мальчик вычитал описание геликоптера. В двенадцать лет Игорь, взяв за основу «геликоптер Леонардо», сконструировал вертолёт с приводимым в движение скрученной резиной винтом. 

В четырнадцать лет он поступил в петербургское Морское училище, а через два года вернулся в Киев и стал студентом Киевского политехнического института. Незадолго до возвращения Игорь Сикорский некоторое время провёл в Париже, а в 1908 году, после года обучения в институте, отправился в Германию, где ознакомился с дирижаблями графа Цеппелина. Вернувшись из Германии, Сикорский похоронил мать и, несмотря на тяжёлое душевное состояние, продолжил учёбу, но предпочитал проводить время в домашней мастерской. Результатом стал паровой мотоцикл, сделавший Игоря легендой среди студентов, а преподавателей заставил забыть о его прогулах

В 1909 году Сикорский поехал учиться в Парижскую школу аэронавтики. Париж в начале ХХ века был авиационной столицей мира, а школа – лучшим учебным заведением для подготовки авиаинженеров. В Париже Сикорский был представлен капитану французской армии Фердинанду Ферберу, построившему уже несколько самолётов. Фербер попытался охладить пыл Сикорского, заявив, что изобрести летающую машину легко, построить труднее, а заставить летать почти невозможно, но достиг обратного эффекта. Сикорский вернулся в Россию, везя в багаже не парижские костюмы, а два мотора фирмы «Анзани» – 15- и 25-сильный.

После возвращения Сикорский поставил 15-сильный мотор на вертолёт своей конструкции. Вертолёт взлетел, но поднять пилота не смог. К тому же из-за отсутствия автомата перекоса лопастей управлять вертолётом пока ещё не представлялось возможным. Тогда Сикорский построил аэросани, установил на них винты горе-вертолёта и с шиком промчался по заснеженной пустоши перед изумлёнными офицерами Генерального штаба. 

РАДИ СПАСЕНИЯ КОМПАНИИ

К вертолётам Игорь Сикорский вернулся только через двадцать лет. В начале 1919 года молодой, но уже известный авиаконструктор решил эмигрировать во Францию: у Сикорского был заказ от французского правительства на строительство пяти тяжёлых бомбардировщиков на основе «Ильи Муромца». Однако он напрасно ждал начала работ: Первая мировая война окончилась, заказ аннулировали, и уже в марте 1919 года Игорь Сикорский ступил на землю США.

Прекрасно владевшему французским и немецким языками Сикорскому было нелегко по-английски объяснить потенциальным работодателям, что он не просто один из тех, кто оказался не у дел после войны, а создатель первого многомоторного самолёта и обладатель нескольких мировых рекордов. Он преподавал математику в вечерней школе для русских эмигрантов, а в 1923 году основал SikorskyManufacturingCompany, начав сборку своего первого американского самолёта в городке Рузвельт, на острове Лонг-Айленд под Нью-Йорком. Для фирмы 5 тысяч долларов (около 100 тысяч в долларах нынешних) дал Сергей Рахманинов. Самолёт S-29 (кириллическая «С» была логично заменена на латинскую «S»), цельнометаллический, с двумя моторами, обогнал своё время. Когда S-29 прошёл испытания, один из первых заказов поступил не от кого-нибудь, а от будущего Президента США Герберта Гувера: надо было доставить рояль миссис Гувер. Постепенно дела Сикорского пошли лучше, и в 1927 он отдал Рахманинову долг с процентами.

Сикорский стремился найти собственную нишу на становившемся всё более тесном авиарынке. Начал строить гидросамолёты, каждый из которых был настоящей вершиной инженерной мысли того времени. Его первая амфибия, S-36, была построена в количестве семи экземпляров, причём два из них приобрели для береговой охраны. Следующая, S-38, за комфорт и надёжность прозванная «летающей яхтой», была готова в 1928 году. «Яхт» было выпущено более ста, они успешно эксплуатировались компанией «Пан Америкен». Успех сопутствовал и другим гидросамолётам Сикорского, в особенности – S-42, прозванным «летающим клиппером». «Клиппер» впервые поднялся в воздух в 1935 году и стал любимым самолётом миллионера Говарда Хьюза, знавшего толк в воздухоплавании.

Гидросамолёты не требовали взлётно-посадочных полос, отличались высоким уровнем комфорта и широко эксплуатировались. Последнему поспособствовал добрый друг Сикорского, знаменитый пилот Чарльз Линдберг, занимавший пост технического советника «Пан Америкен». Но они не выдерживали конкуренции с самолётами «сухопутными», бывшими быстрее и манёвреннее. Сикорский понимал – надо найти что-то новое.

Его подстегнуло произошедшее в 1938 году событие, без которого, возможно, многое в мировой практике вертолётостроения было бы по-иному. Руководство корпорации, в которую входила фирма Сикорского, приняло решение слить фирму Сикорского с другой в том случае, если Сикорский не предложит нечто принципиально новое. Новое оказалось возвратом к почти забытому старому. Когда Сикорский возобновил изыскания, он знал, что наибольших успехов в вертолётостроении достигли немецкие инженеры. В этом Сикорский убедился, когда вместе с Линдбергом побывал в Третьем рейхе, где посетил завод компании «Фокке-Вульф». Там он увидел двухвинтовой вертолёт конструкции Генриха Фокке. Сикорский сразу понял, что его идея одновинтового вертолёта лучше, а вернувшись в США, закрепил свои изобретения целым пакетом патентов.

Через год, в сентябре 1939 года, появился первый вариант вертолёта S-46, а уже 14 сентября сам создатель, в неизменной «федоре», поднял в воздух Vought-Sikorsky 300, продержавшийся в полёте 15 минут. До полёта совершившего революцию в вертолётостроении Vought-Sikorsky 300А оставалось каких три месяца

МИСТЕР ГЕЛИКОПТЕР

В 1942 году в серию был запущен SikorskyR-4, принятый на вооружение армией США. Вертолёт мог развивать скорость до 120 км/ч, пролетать 180 км, поднимаясь на высоту до 3500 метров. Началась новая эпоха. Фамилия Сикорского стала синонимом вертолёта, как фамилия Форд – автомобиля. Игоря Сикорского вполне заслуженно стали называть «мистер Геликоптер».

За следующие 25 лет Сикорский разработал около 50 моделей вертолётов: двухэтажный вертолёт, вертолёт-амфибию, вертолёт – летающий кран, вертолёт с корпусом из прорезиненной ткани. Вертолёт S-51 стал единственной надеждой для сотен и тысяч американских солдат во время войны в Корее. Следующая модель, S-55, могла выполнять уже десантно-штурмовые задачи.

Успешность практического применения вертолётов Сикорского и, главное, их надёжность были таковы, что, когда в 1957 году выбирался вертолёт № 1 для Президента США, в конкурсе победил вертолёт Сикорского, S-61 «Си-Кинг». Военные модификации S-61 стали основным вертолётом корпуса морской пехоты.

Вертолётом ХХI века многие считают SikorskyUH-60 «Чёрный ястреб», хотя он и был создан более 40 лет назад и пошёл в серию уже после смерти Сикорского. При грузоподъёмности 1500 кг на борту или до 4000 кг на внешней подвеске, «Ястреб» берёт на борт 14 бойцов. Сегодня существует несколько версий «Чёрного ястреба» – сухопутная версия, противолодочная, вертолёты огневой поддержки, для спецопераций, санитарные версии, постановщики помех, штабной вертолёт и для чиновников высокого ранга. Сам же Сикорский лучшим считал поднявшийся в воздух в 1954 году S-58, отдельные экземпляры которого эксплуатируются до настоящего времени. Эта машина стала лебединой песней великого авиаконструктора: в 1958 году Сикорский вышел на пенсию, оставив себе должность советника фирмы.

Почти каждый день Сикорский приезжал на работу, ставя любимый «Фольксваген-Жук» на общую стоянку. Он занялся философией и богословием, публиковал религиозные труды, читал лекции не только студентам-технарям, но и гуманитариям, был неизменным членом правления Толстовского фонда. До последних дней жизни Сикорский отличался твёрдой рукой и поразительно метко стрелял: во время вечеринок, которые он любил устраивать и на которые вместе с женой приглашал многочисленных друзей, на пари сбивал одним выстрелом с десяти метров пламя свечи. Лишь заламывая любимую шляпу на затылок. 

MARINEONE

MarineOne – позывной летательного аппарата корпуса морской пехоты США, на борту которого находится Президент США. Как правило, это один из вертолётов Сикорского – как сравнительно большой «Си-Кинг», впервые поднявшийся в небо уже 60 лет назад, так и «Чёрный ястреб», который не намного моложе. В целях обеспечения безопасности президента MarineOne всегда перемещается в группе из нескольких внешне неотличимых вертолётов. В одном из них находится президент, другие служат ложными целями. В полёте вертолёты постоянно меняются местами в строю. Кроме того, MarineOne оборудован средствами противодействия самонаводящимся ракетам.  

Впрочем, давно велись разговоры о необходимости обновить вертолётный парк. Скорее всего, вместо вертолётов Сикорского будут закуплены британско-итальянские «Аугуста-Вестланд», что обойдётся в сумму более 6 миллиардов долларов. Дональд Трамп, ещё не будучи Президентом США, купил роскошный SikorskyS-76 за немаленькую сумму почти в 8 миллионов долларов. Теперь, по соображениям безопасности, Трамп пользоваться своей игрушкой не может, а продать будет сложно: салон отделан кожей с его монограммами и гербами…