М.Н. ТИЩЕНКО академик РАН, профессор МАИ, президент Российского вертолетного общества (Продолжение следует)
Иркутский АВТОЖИР
Общественное конструкторское бюро легкой авиации было образовано на Иркутском авиационном производственном объединении (ИАПО) в 1996 г. Его первой самостоятельной разработкой стал трехместный автожир, предназначенный для решения задач, характерных для легких вертолетов, которые, как известно, имеют небольшие эксплуатационные затраты. Высокие потребительские свойства автожира обеспечиваются оптимальным сочетанием удельных параметров, рациональным выбором конструктивно-силовой схемы, удачными компоновочными решениями в сочетании с современным дизайном. Концепция автожира предусматривает его применение в условиях безаэродромного базирования и возможность установки на нем дополнительного оборудования для расширения круга решаемых задач. При реализации этого проекта авторы опирались на результаты исследовательских работ в области авторотирующих несущих систем, выполненных ведущими специалистами по аэродинамике, аэроупругости и прочности Иркутского военного авиационного инженерного института.
Стапельная сборка автожира
Автожир, безусловно, «одной крови» с вертолетом, но, как утверждают иркутские авиастроители, он гораздо проще, дешевле в изготовлении и эксплуатации, а главное, безопаснее вертолета.
Безопасность автожира обусловлена самим принципом работы этого аппарата: несущий винт, подобный вертолетному, вращается не от двигателя, а от встречного потока воздуха. Поэтому даже при отказе двигателя, обеспечивающего поступательное движение аппарата, потеря скорости автожиру практически ничем не грозит. Он просто войдет в режим устойчивого парашютирующего спуска и приземлится на любую площадку самых ограниченных размеров, а затем поднимется с нее без разбега, совершив так называемый «прыжковый взлет» («подпрыгнет» вертикально вверх на несколько метров).
Минимум конструктивных элементов делает аппарат надежным и снижает вероятность возникновения неисправностей. Хорошие демпфирующие свойства ротора упрощают управление аппаратом, не требуют мгновенной реакции летчика. Отклонения автожира от балансировочного положения из-за атмосферной турбулентности или по другим причинам происходят медленно и плавно. Летающий на очень малых скоростях, автожир имеет небольшой запас кинетической энергии, и, соответственно, меньшая энергия может быть преобразована в потенциальную энергию деформации. Таким простым образом обеспечивается прочность несущих элементов конструкции, а значит, и ее безопасность.
На ИАПО создан и испытан прототип будущего автожира А-002, на котором опробованы принципиальные конструкторские решения. Полученные положительные результаты позволяют с уверенностью говорить о правильности пути, выбранного проектировщиками.
Автожир характеризуется высоким уровнем безопасности, имеет эффективное и простое управление в большом диапазоне скоростей горизонтального полета (40210 км/ч), высокую маневренность. Дальность полета, выполняемого аппаратом на высоте до 3000 м, может достигать 1000 км. Он не требует специально подготовленных взлетно-посадочных полос.
Закрытая обогреваемая кабина, двойное (спаренное) управление, малые габариты, возможность хранения в обычном автомобильном гараже и транспортировки легковым автомобилем, невысокие эксплуатационные расходы автожира предоставляют возможность эффективно решать самый широкий круг задач: аэрофотосъемку; учет природных запасов ценных пород древесины и животных;воздушный контроль за состоянием нефте- и газопроводов, линий электропередач, лесных и сельскохозяйственных угодий, атмосферы и водоемов. Автожиры могут использоваться для патрулирования автотрасс, выполнения административно-связных функций, первоначального обучения пилотов, воздушного туризма, снабжения геологических партий, старательских артелей, пограничных застав.
В условиях бездорожья автожир – незаменимое транспортное средство при выполнении поисково-спасательных работ, оказании срочной медицинской и технической помощи, проведении ледовой, метео- и рыборазведки.
Автожир может применяться для перевозки двух пассажиров или грузов весом до 250 кг. В зависимости от требований заказчика возможна установка на аппарат колесного, лыжного или поплавкового шасси и специального навесного оборудования.
Простота пилотирования и технического обслуживания, возможность применения автомобильного бензина А-95, Б-91/115 (в зависимости от типа двигателя), низкая суммарная стоимость эксплуатации ($ 25-30 тыс. в год при налете 250 часов), свойства конструкции автожира, позволяющие производить безопасную посадку при отказе двигателя, простая пилотажно-навигационная система, использование надежной радиостанции авиационного диапазона с навигационной спутниковой системой GPS фирмы ICOM (модели А22 или А4 с отдельным приемопередатчиком GPS «Магеллан») сделают автожир А-002 незаменимым помощником в любом регионе России и за ее пределами. К тому же, имея характеристики, схожие с характеристиками легкого вертолета (за исключением режима висения в безветренную погоду), автожир в 3-4 раза дешевле.
А-002 спроектирован с учетом требований норм летной годности АП-27 (FAR-27), что позволит получить сертификат типа АР МАК. Временная сертификация первых автожиров будет проводиться комиссией инженерно-авиационной службы Восточно-Сибирского межрегионального территориального управления Федеральной службы Воздушного транспорта России.
Обучение пилотов и авиатехников планируется проводить в Иркутском спортивно-техническом клубе «РОСТО».
Серийное производство автожиров А-002 начнется в конце 2001 г., но уже сейчас на аппарат есть потенциальные заказчики.
Заводчане понимают, что сегодня в стране дефицит именно легких и простых в эксплуатации летательных аппаратов. Именно поэтому Иркутское авиационное производственное объединение уделяет пристальное внимание проблеме «малой авиации», несмотря на серьезную загруженность работой по выполнению международных контрактов на поставку в Индию боевых самолетов Су-30МК и по запуску в серийное производство уникального самолета-амфибии Бе-200.
Автожир А-002 устроен довольно просто: двухлопастный несущий винт (НВ) на пилоне, силовая установка с толкающим воздушным винтом, оперение, состоящее из киля с рулем направления, и управляемый стабилизатор (рис. 1). В конструкцию заложен модульный принцип, а конструктивно-технологические решения допускают возможность глубоких модификаций аппарата.
Полеты на прототипе
Испытание опытного образца
Область эксплуатационных режимов полета автожира существенно расширена благодаря особенностям втулки НВ, позволяющей оптимизировать режимы авторотации, реализовать «прыжковый взлет» и посадку с «подрывом» общего шага НВ. Диапазон эксплуатационных скоростей полета составляет 40 (ц=0,07)- 220 (ц=0,30) км/ч.
В настоящее время на Иркутском авиационном производственном объединении идет сборка первого экземпляра опытной машины.
Результаты проведенных работ позволили сделать некоторые выводы, касающиеся особенностей работы авторотирующего несущего винта.
Физические принципы работы НВ автожира позволяют реализовать широкий диапазон эксплуатационных режимов, поэтому большое значение придается работам, направленным на увеличение максимальной скорости полета и возможности полета на больших углах атаки в сечениях лопасти. При этом приходится сталкиваться с определенными трудностями, связанными с расширением области срывного обтекания ротора, увеличением вертикальных вибраций от второй гармоники аэродинамических сил на больших скоростях, необходимостью обеспечения достаточного зазора (между лопастями несущего и толкающего воздушного винтов) и с рядом других неблагоприятных явлений.