Вертолетостроение в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вертолетостроение в России

История вертолетостроения в России

С древнейших времен человек мечтал подняться в воздух подобно птице. Идея создания вертолета - одна из самых древних в истории полетов. В архивах Миланской библиотеки сохранились рисунки, сделанные рукой известного итальянского ученого и художника Леонардо да Винчи в 1475 г. В этих рисунках и подписях к ним высказывалась идея применения винта Архимеда при постройке летательного аппарата. Леонардо да Винчи предполагал осуществить вертикальный взлет своей модели с помощью винта, вращающегося в горизонтальной плоскости. Но его проект был далек от практического осуществления. Первый опыт постройки действующей модели вертолета осуществил в 1754 г великий русский ученый М.В. Ломоносов. Занимаясь исследованием верхних слоев атмосферы, ученый сконструировал небольшой летательный аппарат, способный поднимать в воздух метеорологические приборы: в небольшом легком корпусе помещалась часовая пружина, которая системой зубчатых колес была соединена с двумя концентрическими валиками с прикрепленными к ним двумя воздушными винтами, расположенными друг над другом. Ученые предполагают, что работая над созданием этого аппарата, М.В. Ломоносов учел реактивный момент, вызываемый вращением несущей системы, и уравновесил его путем расположения на одной оси двух винтов, вращающихся в противоположных направлениях. Такое расположение винтов в дальнейшем получило название соосной схемы и нашло широкое применение в практике вертолетостроения. По чертежам М.В. Ломоносова была построена действующая модель машины, которую он продемонстрировал 1 июля 1754 года. В те годы винт как устройство для приведения в движение транспортных средств вообще не был известен и не использовался. М.В. Ломоносов впервые в истории предпринял попытку для подъема в воздух летательного аппарата, что было для того времени большим достижением. Конечно, при недостаточном уровне развития техники в те годы построить модель большого размера из-за отсутствия мощного и надежного двигателя было невозможно. Многие изобретатели и умельцы в разных странах пытались строить летательные аппараты с машущими крыльями - орнитоптеры, однако их попытки не увенчались успехом, до сих пор не построено ни одной птицекрылой машины, которая могла бы хорошо держаться в воздухе и обладала элементарными летными характеристиками. Многочисленные неудачи в этой области повернули мысль изобретателей к аппаратам с несущими винтами, которые приводятся в движение двигателями. Создание машины, способной подняться в воздух стало реальным лишь после того, когда техника двигателестроения достигла сравнительно высокого уровня. Во второй половине XIX века технический прогресс создал благоприятную обстановку для ученых и изобретателей, работающих в области воздухоплавания и авиации. В 1869 году известный русский электротехник А.Н. Лодыгин спроектировал первый "электролет", который имел два воздушных винта. Один - несущий для создания вертикальной тяги, другой - тянущий для горизонтальной тяги. Для вращения винтов конструктор спроектировал специальный электродвигатель мощностью 300 л.с. Но и этот проект из-за отсутствия необходимых средств не был осуществлен. В начале 1907 г. русский военный инженер К.А. Антонов начал разработку проекта вертолета, который был построен 3 года спустя. Два винтовых колеса состояли из отдельных алюминиевых треугольных пластин-лопастей, скрепленных двумя большими обручами. Лопасти винтов могли поворачиваться вокруг продольных осей. Изменяя по желанию углы атаки лопастей, можно было образовывать из винтовых колес своеобразный парашют. Небольшой винт должен был создавать вертолету тягу, обеспечивающую горизонтальное перемещение. Аппарат был снабжен горизонтальным стабилизатором и рулем поворота. Гондола обнесена решеткой с перилами. Винтовые колеса приводились в движение бензиновым мотором мощностью 30-35 л.с., передающим одновременно движение винтам с помощью специального вала и зубчатой передачи. Аппарат был установлен на тележку, три колеса которой имели возможность поворачиваться. При испытаниях аппарат из-за маломощного двигателя не смог развить необходимой подъемной силы и оторваться от земли. Построенный в 1908 г студентом Киевского политехнического института И.И. Сикорским вертолет имел два двухлопастных винта, укрепленных на вертикальной оси на некотором расстоянии один от другого. Винты приводились в движение трехцилиндровым бензиновым двигателем мощностью 12 л.с. Испытания показали, что мощность двигателя недостаточна для подъема аппарата.

Несмотря на неудачу, Сикорский к весне 1910г построил второй геликоптер. Он имел два трехлопастных винта и был снабжен более мощным двигателем в 25 л.с. Аппарат весил 180 кг. Но конструктор не довел своих работ до конца над геликоптером, начав работать в области создания аэропланов. В начале 1909 г. студент Московского высшего технического училища и деятельный участник воздухоплавательного кружка, впоследствии академик, заслуженный деятель науки и техники Б.Н. Юрьев разработал проект оригинального геликоптера. В средней части его корпуса должен был размещаться двигатель "Гном" мощностью 70 л.с. для вращения двух двухлопастных винтов. Верхний винт диаметром 9м и нижний - 3м. Кроме того, аппарат имел рулевой винт с поворотными лопастями. Для обеспечения управляемости и устойчивости геликоптера в пролете был предусмотрен так называемый автомат-перекос, позволявший изменять углы установки лопастей винта и благодаря этому наклонять аппарат в нужном направлении. Геликоптер был снабжен шасси для разбега и парашютом на случай остановки двигателя. Общий вес аппарата составлял 315 кг. Лишь вначале 1912 г Юрьевым был построен одновинтовой геликоптер. Диаметр двухлопастного винта составлял 8м. Реактивный момент несущего винта конструктор предложил компенсировать при помощи рулевого винта, установленного в конце хвостовой фермы. Он приводился во вращение основным двигателем с помощью специального передаточного механизма. Эта схема вошла в историю современного вертолетостроения как классическая схема одновинтовых вертолетов с хвостовым (рулевым) винтом. Из-за малой мощности двигателя и необходимости максимально облегчить вес аппарата Юрьеву пришлось отказаться от установки автомата-перекоса и поворотных лопастей винта. Тем не менее, аппарат весил 202,5 кг. Весной 1912 г этот вертолет демонстрировался на 2-й Международной воздухоплавательной выставке в Москве и ему была присуждена золотая медаль.

Однако начатые опыты с этим вертолетом пришлось прекратить, т.к. произошла поломка главного вала из-за крайне неравномерного хорда трехцилиндрового четырехтактного двигателя, а денег на продолжение работ не было. Задолго до аналогичных изобретений за рубежом, Б.Г. Юрьеву удалось создать автомат-перекос, изучить авторотацию винтов и разработать проблему безопасности спуска аппарата в случае остановки двигателя. Им же были разработаны вопросы о поступательной скорости и грузоподъемного геликоптера.

Чтобы решить эти проблемы, конструкторам пришлось отойти от классических схем вертолетов и искать новые пути. И вот в конце 1928 г был по проекту Н.И. Камова и Н.К. Скрижинского был построен первый советский автожир Каскр-1. На нем был установлен самовращающийся винт и применена шарнирная подвеска лопастей. Именно эти два решения и определили успех нового летательного аппарата: дали возможность совершать безмоторные планирующие спуски, обеспечили хорошую балансировку и устойчивость на всех режимах полета и уменьшили вибрации. В отличие от самолета подъемная сила автожира создается не крылом, а большим несущим винтом, который вращается не от двигателя, а от набегающего потока воздуха. Поэтому автожир не мог взлететь вертикально или висеть в воздухе. Его преимущество перед самолетом состояло в том, что он имел небольшую длину разбега и при отказе двигателя обеспечивалось безопасное снижение в режиме самовращения несущего винта. Благодаря тому, что лопасти у автожира подвешивались ко втулке на горизонтальных и вертикальных шарнирах, каждая из них могла совершать маховые движения вертикальной плоскости и колебательные в плоскости вращения. Впоследствии на автожирах была отработана система управления циклическим и общим шагом несущего винта. Отдельные автожиры были переданы в производство и изготавливались небольшими сериями. Эскадрилья автожиров А-7 участвовала в начальный период Великой Отечественной войны.

Параллельно в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) под руководством Б.Н. Юрьева было построено несколько моделей вертолетов. В основу первых легких вертолетов была положена одновинтовая схема с автоматом перекоса и регулятором шага винта.

14 августа 1932 года вертолет ЦАГИ-1-ЭА, пилотируемый профессором А.М. Черемухиным, поднялся на высоту 605 м, что было крупнейшим достижением тех лет. Вертолет легко поднимался и опускался вертикально, делал повороты на месте, свободно перемещался во всех направлениях. Он имел четырехлопастный винт диаметром 11 м, приводимый во вращение двумя ротативными двигателями мощностью по 120 л.с. Двигатели располагались по обеим сторонам фюзеляжа. Реактивный крутящий момент уравновешивался четырьмя хвостовыми винтами, установленными попарно на хвостах фюзеляжа. Осенью 1933 г. был готов к испытаниям вертолет 5-ЭА конструкции И.П. Братухина. Эта машина имела хорошую устойчивость, на ней был 6-ти лопастный несущий винт оригинальной конструкции. Три длинные лопасти крепились на шарнирах, а 3 короткие - жестко, т.е. не могли поворачиваться вокруг собственных осей.

В 1940-1941 гг. вертолетное бюро Московского авиационного института под руководством И.П. Братухина спроектировало и построило 2-х винтовой вертолет "Омега" с двумя двигателями общей мощностью 440 л.с. Его максимальная скорость достигала 115 км/час, дальность полета - 250 км. В конце 1947 г. конструкторским бюро под руководством М.Л. Миля был создан двух местный вертолет МИ-1, получивший широкое практическое применение во многих областях народного хозяйства и в военной авиации. На этом вертолете устанавливался двигатель АИ-26В мощностью 575 л.с. Его крейсерская скорость - 130 км/час, дальность полета - 370-600км, высота - 3000м. Вертолет строился серийно в транспортном, сельскохозяйственном и санитарном вариантах. На Ми-1 было установлено 17 мировых рекордов для вертолетов с полетным весом от 1750 до 3000 кг.

В 1952 г был запущен в серийное производство вертолет Ми-4, получивший золотую медаль на всемирной выставке в Брюсселе. В то время Ми-4 превосходил по грузоподъемности большие серийные американские вертолеты, и по общему признанию специалистов, был одним из самых надежных вертолетов. На нем было установлено несколько мировых рекордов грузоподъемности и скорости полета. В июне 1957 г совершил свой первый полет вертолет Ми-6, на котором было установлено два турбовинтовых двигателя. Ми-6 один из самых скоростных вертолетов. За преодоление рубежа скорости 320 км/час, долгое время остававшейся пределом для винтокрылых машин, коллективу Миля был присужден международный приз. На базе Ми-6 был создан гигантский летающий кран Ми-10, который поднимал груз 25т на высоту 2800 м.

Применение новых газотурбинных двигателей позволило создать второе поколение вертолетов "Ми", более грузоподъемных, надежных и значительно более экономичных. На смену Ми-1 пришел Ми-2, а Ми-4 был заменен вертолетом Ми-8, экономичной, надежной и относительно простой в эксплуатации машиной.

Советские вертолеты Ми-6, Ми-10, Ми-8, представленные на авиационном и космическом салоне в Париже в 1965 г., вызвали сенсацию. Венцом в создании вертолетов конструкторским бюро под руководством Миля явился сверхгигант B-12, поднявший груз сорок с лишним тонн на высоту больше 2-х километров, за это достижение конструкторское бюро удостоилось высшей международной вертолетной награды. В мире нет сейчас вертолета, который по своим данным может хоть сколько-нибудь приблизиться к этой машине. Его крейсерская скорость 240 км/час, максимальный взлетный вес 105 тонн. Грузы в 20-25 тон В-12 может перевозить без посадки на расстояние 300-500 км. Длина кабины 30м, ширина более 4 м, высота 4,4 м. В ней могут свободно разместиться землеройные машины и строительные краны, бульдозеры и большегрузные автомобили, фермы мостов и буровое оборудование. Хорошими пилотажными качествами и почти полным отсутствием вибраций отличаются советские двухвинтовые соосные вертолеты КА-10, Ка-15, Ка-18, Ка-26 и другие, созданные коллективом конструкторов под руководством Н.И. Камова. На соосных двухвинтовых вертолетах реактивный момент несущих винтов взаимно уравновешивается, потому что винты вращаются с одинаковой скоростью и в противоположные стороны и потребляют одинаковые мощности. На вертолетах этой системы отсутствует хвостовой винт. Соосные вертолеты имеют минимальные габариты, хорошую маневренность.

Например, поворот на 360 градусов на месте вертолет такой схемы совершает за 3-5 секунд. Уровень вибрации на соосных вертолетах минимальный. Мощность двигателя расходуется только на вращение несущих винтов и не тратиться на хвостовой винт. Благодаря меньшему весу конструкции соосные вертолеты имеют большую весовую отдачу. Вертолет КА-26 образно называют "летающие шасси". В зависимости от назначения меняется внешний вид машины. В пассажирском варианте вертолет оборудован кабиной на 6 человек. Если откинуть сидения, то в кабине можно перевозить грузы. В комплект вертолета входит открытая грузовая платформа, которая подвешивается к центроплану вместо кабины. Груз можно подвешивать непосредственно на крюк, тогда вертолет превращается в летающий кран. Винтокрыл Ка-22 с двумя турбовинтовыми двигателями мощностью по 5700 л.с. поднял рекордный коммерческий груз 16485 кг на высоту 2560 м. а нем же была показана скорость по прямой - 366 км/час. В 1999 году КБ "Аэрокоптер" (г. Полтава) разработало техническую документацию и создало опытный образец двухместного вертолета АК-1 (ЗА-6 "Санька"). Вертолет предназначен для выполнения различных видов авиационных работ, в т.ч. авиапатрулирования линий электропередач, газо- и нефтепроводов, обучения курсантов, деловых и любительских полетов. Продолжающиеся сейчас летные испытания показали достаточную сбалансированностью энерговооруженность вертолета. Летно-технические характеристики современных вертолетов непрерывно улучшаются. Растут скорость, дальность, грузоподъемность, высотность, экономичность и надежность, совершенствуются аэродинамические формы аппаратов, улучшается аэродинамика несущего винта, надежность работы всех его систем и агрегатов.

По объёмам производства и экспорта вертолётов Россия в настоящее время находится на третьем месте в мире, поставки осуществляются в несколько десятков стран, на внутренний рынок поставляется около 40 % продукции.

Российское вертолётостроение с линейками средних и тяжелых вертолётов занимает уникальное нишевое место на мировом рынке. В этом классе конкуренция на рынке носит достаточно ограниченный характер, и Россия обладает здесь отработанными хорошо известными продуктами с выгодными ценовыми характеристиками. Это средние транспортные вертолёты семейства Ми-8/17, тяжёлые транспортные вертолёты Ми-26, боевые вертолёты семейства Ми-24, соосные средние вертолёты Ка-27/28/32. Все эти машины в своей основе были созданы в 1960-е -- 1970-е годы, многократно модернизировались. В последнее время в серийное производство пошли боевые вертолёты нового поколения Ми-28 Н и Ка-52.

Крупнейшей российской вертолётостроительной компанией является холдинг «Вертолёты России». По итогам 2010 года, до 10 % всех производимых в мире вертолётов приходилось на российские вертолёты компании «Вертолёты России». Также по результатам работы предприятий холдинга в 2010 году, доля России составляет 14 % вертолётного рынка в стоимостном выражении, а доля российских вертолётов в общем вертолётном парке мира составляет примерно 13 %.

В 2012 году холдинг «Вертолеты России» выпустил 290 вертолётов, став третьим в мире производителем вертолётов. Годовая выручка составила более $4 млрд.

Углубимся в советское время. В СССР серийное производство вертолётов было начато в 1951 году выпуском трёхместного вертолёта Ми-1. В 1954 году был выпущен вертолёт Ми-4, в 1958 году -- двухмоторный турбовинтовой вертолёт Ми-6 с грузоподъёмностью, превышающей 6 тонн, и пассажировместимостью 70--80 человек, а в 1965 году -- вертолёт Ми-10. С 1953 по 1968 год был налажен серийный выпуск двухвинтовых соосных вертолётов Ка-10, Ка-15, Ка-18, Ка-25, Ка-26. В 1968 году был создан самый грузоподъёмный вертолёт В-12 с поперечным расположением винтов (конструкции М. Л. Миля), поднявший в марте 1969 года коммерческий груз 31130 кг на высоту 2950 м.

Особенностью развития вертолётной техники в СССР было доминирование в производстве машин среднего и тяжёлого классов и слабое развитие лёгких вертолётов.

Наиболее массовой серией производились средние транспортные вертолёты семейства Ми-8. На базе Ми-8 был создан и основной советский боевой вертолёт Ми-24. В том же классе находились и вертолёты конструкции Камова с соосными винтами -- морские Ка-25, Ка-27, Ка-29, Ка-31 и гражданский Ка-32. Активно вёлся выпуск и тяжёлых транспортных вертолётов (Ми-6 и Ми-10, затем Ми-26).

С 1992 года…

В 2003 году в России было произведено около 70 вертолётов,[10] в том числе 39 гражданских вертолётов.

В 2004 году в России был произведён 71 гражданский вертолёт, в 2005 году -- 51 гражданский вертолёт.

В России в январе-июле 2006 года было произведено 37 вертолётов, в том числе 7 Ми-17-В5, 12 Ми-8, 5 Ми-17-1В, 5 Ми-172 и 4 КА-32 «Ансат».[13]

Всего в 2006 году в России было произведено около 90 вертолётов,[14] в том числе 73 гражданских вертолёта.

Начатое в 2006 году объединение российских производителей вертолётов под эгидой «Оборонпрома» и входящих в него «Вертолётов России» к началу 2010 года подошло к концу. Российское вертолётостроение переживает бурный рост: производство выросло с 85 машин в 2004 году до 183 в 2009 году.

В начале 2010 года отмечалось, что в системе производства вертолётов в России сейчас происходят значительные изменения. Долгое время индустрия ориентировалась в первую очередь на создание тяжелых машин (в основном для военного сектора), тогда как сегодня она расширяет деятельность по сборке легких вертолётов для гражданского рынка. В планы «Вертолётов России» входит не только занять новые производственные ниши и повысить технологический уровень своей продукции, но и улучшить свой имидж в сфере послепродажного сервиса. Компания намеревается перенести акцент с продажи вертолётов на обслуживание клиентов в ходе всего срока эксплуатации приобретенной техники. Её цель -- установить круглосуточную систему поддержки с доставкой запчастей в течение 3 суток. Российский холдинг создал для этого специальное подразделение и рассчитывает развернуть к 2015 году всемирную сеть с 5 основными логистическими и сервисными центрами в Европе, Латинской Америке, Южной Африке, а также на Ближнем и Дальнем Востоке.

В 2010 году предприятиями холдинга «Вертолёты России» было выпущено 214 вертолётов.[18] В 2011 году в России было произведено 262 вертолёта.

В 2012 году холдинг «Вертолёты России» увеличил более чем на 30 % объём продаж своей продукции и поставил заказчикам более 300 вертолётов.

Типы вертолётов

Ми-8

редний транспортный вертолёт Ми-8 выпускается уже более 40 лет и является «рабочей лошадкой» отечественных вооруженных сил и народного хозяйства и визитной карточкой отечественного авиационного экспорта. Производство различных вариантов модификации Ми-8 МТВ (экспортное обозначение Ми-17) с двигателями серии ТВ3--117 продолжается на Казанском вертолётном и Улан-Удэнском авиационном заводах. Машина постоянно совершенствуется (в том числе параллельно силами обоих предприятий), в результате чего создано большое количество вариантов, включая транспортно-боевые, как, например, Ми-171Ш. С 90-х годов ежегодно обоими заводами суммарно выпускалось от 70 до 100 машин семейства, подавляющая часть которых (около 90 процентов) шла на экспорт для военных либо гражданских заказчиков. В последние годы объем поставок рос, и суммарный выпуск в 2009--2010 годах превышает 150 вертолётов в год, причём с перспективой роста.

Мощные, грузоподъемные, неприхотливые и относительно недорогие вертолёты Ми-8/Ми-17 остаются широко востребованными военными и гражданскими заказчиками во многих регионах мира. В западной печати вертолёты Ми-8/17 по популярности, распространённости и простоте иногда сравнивают с другим «знаковым» продуктом российской оборонки -- автоматом Калашникова.

Основной причиной популярности вертолётов Ми-8 МТВ/Ми-17 на мировом рынке (особенно в развивающихся странах) является их низкая цена. Стоят они менее $10 млн. за машину в зависимости от комплектации, что в два-три-четыре раза дешевле западных аналогов (Sikorsky S-70 Blackhawk и S-92, Eurocopter EC225 Super Puma и EC725 Cougar), которых Ми-17 к тому же превосходит по грузоподъёмности. В связи с недавней закупкой трёх Ми-17 Таиландом (за $29 млн.) один таиландский военный привел такое сравнение: «Мы купили три Ми-17 по цене одного Blackhawk. При этом один Ми-17 может перевозить более 30 солдат, в то время как Blackhawk -- только 13».

На концептуальном уровне успешное продолжение и расширение продаж Ми-8/17 связано с тем, что он является одной из немногих остающихся в производстве машин, противостоящих современным тенденциям стремительного роста стоимости вертолётной техники. Вместо простых и относительно дешёвых вертолётов, символами которых, помимо Ми-8, были американский UH-1H и французские Alouette II и III, в производство и на вооружение сейчас на Западе поступают всё более дорогостоящие машины специальной конструкции. Они выполнены с широким применением композиционных материалов, оснащены мощными двигателями, круглосуточными и навигационными системами, цифровой авионикой, развитыми комплексами самообороны, различным дополнительным оборудованием и вооружением. Стоимость таких машин приближается к стоимости эскадрильи UH-1H или Ми-8 МТВ. В результате армии многих даже развитых стран не могут позволить себе закупки достаточного количества вертолётов нового поколения, а сами вертолёты утрачивают важную роль дешёвого транспортного средства поля боя -- своего рода «расходного материала» войны.

В итоге вооружённые силы многих стран (не исключая такую не последнюю в этом мире страну, как, например, Великобритания) переживают «вертолётный кризис», особенно обострившийся в связи с участием в войнах в Ираке и Афганистане. Неудивительно, что именно военные кампании США и их союзников в Ираке и Афганистане дали толчок ренессансу продаж машин серии Ми-8/17. В операциях в этих странах «летающие Калашниковы» зарекомендовали себя с лучшей стороны, в результате чего вертолётный парк восстанавливаемых весьма многочисленных ВВС Ирака и Афганистана формируется за счёт закупок новых вертолётов Ми-17.

Первоначально американцы прикрывали начатые массовые закупки российских Ми-17 для военной авиации Ирака и Афганистана путём использования всяких посреднических фирм с Украины, из Польши или ОАЭ. Однако в последнее время маски были сброшены, и для Афганистана Пентагон начал осуществлять прямые закупки этих машин в России за свой счёт, подписав в начале 2011 года контракт на приобретение 21 вертолёта Ми-17. Последнее вызвало негодование в конгрессе США, но выбирать американцам попросту не из чего -- свои Blackhawk многократно дороже.

Вертолёты Ми-17 начали активно брать и другие участники афганской кампании -- от члена НАТО Канады до ещё недавно воротивших нос от «советской» техники Польши и других стран бывшего Варшавского договора.

Таким образом, продажи Ми-17 сейчас переживают значительный подъём. При этом стабильными крупными заказчиками машин этой серии остаются такие их традиционные потребители, как Китай, Индия и Пакистан (последнему, как и частично Китаю, российские машины деликатно поставляются под «гражданской» вывеской). Особенно следует указать на Индию, подписавшую в 2008 году контракт на закупку 80 новых вертолётов Ми-17, поставки которых были начаты из Казани в 2011 году. Сейчас ведутся переговоры о заказе ещё 59 машин. Начаты закупки новых машин серии Ми-17 республиками СНГ -- Азербайджаном, Казахстаном, Туркменией. Наконец, вертолёты Ми-17 прокладывают себе дорогу во все новые страны -- достаточно упомянуть недавние контракты с Аргентиной, Боливией, Индонезией, Кенией, Таиландом.

Ожидается, что при условии постоянного совершенствования машины серии Ми-8/17 будут продаваться примерно до 2035 года. Ведутся работы и по созданию радикально обновлённой версии этой машины, обозначаемой как Ми-171 М, которая, как ожидается, должна быть запущена в серию в 2015 году.

Ми-26

Самый тяжёлый в мире транспортный вертолёт Ми-26 взлётным весом до 56 тонн и грузоподъёмностью до 20 тонн производится заводом «Роствертол» в Ростовена-Дону и не имеет аналогов за рубежом. Ввиду своей уникальности Ми-26 по-прежнему находит достаточно устойчивый спрос: поставки производятся в штучных количествах как для гражданских, так и для военных инозаказчиков. Среди последних самым крупным выступила Венесуэла, получившая в 2006 году три Ми-26 Т, а по гражданской линии его регулярно покупают китайские компании. Интерес к приобретению проявляет ещё ряд стран, в том числе Франция и Бразилия.

Главные надежды по дальнейшему продвижению Ми-26 на внешний рынок и увеличению его коммерческой привлекательности связаны с разрабатываемой модификацией Ми-26 Т2 с новым комплексом бортового радиоэлектронного оборудования. Испытания Ми-26 Т2 начаты в 2011 году. Эта модификация участвует в индийском тендере на 15 транспортных вертолётов. Дальнейшим развитием машины должен стать радикально модернизированный тяжёлый транспортный вертолёт Ми-26 М, планируемый к запуску в серию в 2015 году.

Ка-27/Ка-32

На заводе в башкирском Кумертау осуществляется выпуск разработанного ОКБ Камова семейства соосных средних вертолетов на базе морского вертолета Ка-27. С 1993 года в КНР было поставлено минимум семь противолодочных вертолетов Ка-28 (экспортный вариант Ка-27 ПЛ) и три поисково-спасательных Ка-27 ПС, а в 2009--2011 годах -- еще девять противолодочных Ка-28. Индия вместе с авианесущим крейсером «Адмирал Горшков» заказала еще восемь Ка-28 (в дополнение к 19, полученным в советское время). Планируется с 2015 года выпуск обновленной версии вертолета Ка-27, в том числе и на экспорт. На основе Ка-27 создан также корабельный вертолет радиолокационного дозора Ка-31. Стартовым заказчиком серийных машин этого типа стала Индия, получившая в 2003--2004 годах девять Ка-31, а в рамках контракта на авианесущий крейсер «Адмирал Горшков» заказавшая еще девять Ка-31. Китай заказал девять Ка-31 с поставкой в 2010--2011 годах.

В Кумертау производится и гражданский вариант вертолета Ка-27, обозначаемый Ка-32, который пользуется устойчивым (хотя и небольшим) спросом на мировом рынке, главным образом по причине сочетания хороших характеристик с очень низкой для вертолета такого класса (11--13 тонн) ценой (4--6 млн. долларов). В год за рубеж поставляется семь -- десять машин Ка-32. Наиболее крупным их эксплуатантом стала Южная Корея, получившая к 2011 году, главным образом в счет покрытия российской задолженности, до 60 машин (включая семь в поисково-спасательном варианте для ВВС). Ведутся работы по созданию модифицированных вариантов Ка-32.

Боевые вертолёты

В последние полтора десятилетия бывшие в эксплуатации советские боевые вертолеты Ми-24 стали одним из экспортных хитов республик СНГ, особенно в странах Африки, которые считают своего рода обязанностью обзавестись хотя бы парой машин этого типа. Традиционными потребителями Ми-24 выступают и государства, вовлеченные в различные конфликты. Привлекательность Ми-24 объясняется возможностью получить полноценную эффективную боевую машину по цене всего нескольких миллионов долларов -- в то время как современные западные боевые вертолеты нового поколения (такие как Boeing AH-64D Apache и Eurocopter Tiger) имеют умопомрачительную стоимость минимум на порядок больше, сопоставимую со стоимостью современного истребителя.

Россия, Украина и Белоруссия продали за рубеж более 400 подержанных вертолетов серии Ми-24 из наличия своих сокращающихся вооруженных сил. Однако интерес заказчиков к машинам этой серии оказался столь велик, что с 2000 года завод «Роствертол» возобновил производство этих вертолетов в экспортной модификации Ми-35 -- пушечной Ми-35 П, а затем и более продвинутой модифицированной круглосуточной Ми-35 М. С этого времени на экспорт поставлен 41 вертолет Ми-35 П новой постройки (Индонезии, Кипру, Нигеру, Перу, Чехии), 10 вертолетов Ми-35 М -- Венесу эле, а сейчас реализуется контракт на поставку 12 Ми-35 М Бразилии. В 2010 году был заключен крупный контракт на поставку 24 машин Ми-35 М Азербайджану, а всего на конец года руководство «Роствертола» заявило о наличии контрактов на поставку за рубеж 30 Ми-35 П и 28 Ми-35 М.

В 2008--2009 годах, началось, наконец, серийное производство для Вооруженных сил России боевых вертолетов нового поколения Ми-28 Н (на «Роствертоле») и Ка-52 (Арсеньевской авиационной компанией «Прогресс» на Дальнем Востоке). На основе строевого Ми-28 разработана экспортная модификация Ми-28 НЭ. Машина участвует в тендере на поставку в Индию 22 боевых вертолетов, соперничая в нем с американским AH-64D. Проявляют к закупке Ми-28 НЭ интерес Алжир, Венесуэла, Казахстан, Туркмения и ряд других стран. В начале 2011 года было заявлено о наличии первого экспортного контракта на 12 вертолетов Ми-28 Н.

Проектируемые вертолёты

Руководство «Вертолетов России» связывает перспективы увеличения экспорта своей продукции с расширением гаммы предлагаемых машин, для чего активизируются работы по созданию вертолетов новых типов и модернизации существующих. К настоящему времени холдингом разработана обширная программа перспективных работ в вертолетостроении на период до 2020--2025 годов.

Особое внимание уделяется запуску в серию нового транспортного вертолета Ми-38, который должен частично заменить на рынке серию Ми-8/17. Кроме того, ожидается запуск в серию к 2015 году среднего вертолета Ка-62.

К 2020 году «Вертолётами России» планируется разработать и довести до серии три новых типа коммерческих вертолетов -- тяжелый транспортный AHL (на основе проекта Ми-46), средний вертолет в классе веса 4,5 тонны (на основе проекта Ми-54) и легкий вертолет в классе веса 2,5 тонны. Кроме того, к этому времени должен быть создан и доведен принципиально новый перспективный морской вертолет Ка-65 (соосной схемы), радикально модернизированный тяжелый транспортный вертолет Ми-26 (обозначение Ми-26 М), транспортный Ми-383 (военный вариант Ми-38), а также беспилотный вертолетный комплекс. Наконец, начата программа создания принципиально нового перспективного скоростного вертолета со схемой с дополнительным толкающим винтом, что рассматривается как шанс совершить масштабный качественный рывок в вертолетостроении.

Показатели.

В 2007 году в России был произведён 71 гражданский вертолёт, в 2008 году -- 79, в 2009 году -- 104, в 2010 году -- 100, в 2011 году -- 69.^[40]

В мае 2011 года гендиректор ОПК „Оборонпром“ заявил: »В настоящее время в рамках госзаказа «Вертолеты России» обеспечены заказами на поставку 461 вертолета. Однако есть еще и, как их иногда называют, квазитвердые контракты, то есть не подписанные полностью на всю программу вооружений. Однако, когда будут подписаны все контракты, то количество заказанных единиц техники превысит уровень 1500".

Прочее.

В начале 2010 года отмечалось:

В российском вертолётостроении помимо многочисленных проектов по созданию вертолётов массой от 2,5 до 4,5 тонн (одно время в этой области рассматривались перспективы сотрудничества с европейскими производителями) в скором времени мы увидим новое воплощение Ми-34 (1,5 т) с турбиной от Turbomeca, Ка-226Т «Ансат» (3,6 т) с двигателем Turbomeca, а также новый Ка-62 (6,5 т). Модель Ка-62 предназначена для перевозки от 12 до 15 пассажиров и обладает непривычной для «Камова» конфигурацией: она построена не по соосной, а «классической» одновинтовой схеме с рулевым винтом в вертикальном оперении. В 2012 году стартует серийное производство этой машины с новой «3G» версией двигателя Ardiden от Turbomeca. Вертолет получит сертификацию по стандартам FAR 29.

В ОКБ «Камов» также ведётся доработка Ка-92 (два соосных винта с дополнительным ротором сзади), который способен перевозить 30 пассажиров на крейсерской скорости в 400 км/ч.

В «Вертолётах России» не забывают и о «ветеране» Ми-8/17 (13 т). На сегодняшний день было произведено около 12 тыс. таких машин и на них по-прежнему существует стабильный спрос, особенно за границей (их экспортируют в 110 стран мира). Ми-8/17 пережили 120 модификаций, которые приспособили их для выполнения самых разных задач: на них устанавливают гидравлическую систему, повышают эргономику кабины, ставят различные VIP-приспособления, как например систему спутниковой связи, или переоборудуют для медицинских нужд. В ближайшие годы Ми-8М будут выпускаться с новым двигателем VK-2500, пылезащитными устройствами Pall и переработанной системой лопастей.

Почему и как летает вертолёт

Подъемная сила и тяга для поступательного движения у вертолета создается с помощью несущего винта. В работе несущего винта вертолета и воздушного винта самолета есть много общего, но имеются и отличия. Сравнивая их работу, можно заметить, что при одинаковой мощности двигателя тяга несущего винта вертолета всегда больше, благодаря тому что74 диаметр несущего винта вертолета во много раз больше диаметра воздушного винта самолета. Тяга несущего винта в значительной степени зависит от его диаметра и числа оборотов.

Так, при увеличении диаметра винта вдвое тяга его увеличивается приблизительно в 16 раз; при увеличении числа оборотов вдвое -- примерно в 4 раза. Несущий винт вертолета обладает исключительно важным свойством -- способностью создавать подъемную силу в режиме самовращения (авторотации) в случае остановки двигателя, что позволяет вертолету совершать безопасный планирующий или парашютирующий (вертикальный) спуск и посадку. При висении и при вертикальном подъеме несущий винт (ротор) вертолета работает подобно воздушному винту. При поступательном полете ось его вращения наклоняется вперед и он работает в режиме косой обдувки (рис. 1) а-режим косой обдувки, б-пропеллерный режим

Рис. 1

Когда лопасти вращаются, подъемная сила заставляет их подниматься, в то время как центробежная сила препятствует их чрезмерному закидыванию вверх, поэтому диск ротора принимает коническую форму. Скорость движения лопасти относительно воздуха неодинакова. Она меньше у оси вращения и больше у конца лопасти и, кроме того, меняется в зависимости от положения лопасти по отношению к направлению полета. Так, при вращении винта скорость лопасти, движущейся вперед, слагается из скоростей от ее вращения и поступательного движения вертолета. Для лопасти же, движущейся назад, скорость будет определяться разностью между скоростью от вращения винта и поступательного движения всей машины. Из-за меньшей скорости у лопасти, движущейся назад, будет меньше и подъемная сила. Чтобы этого не произошло, увеличивают ее угол атаки для сохранения равновесия.

При остановке мотора вертолет становится автожиром. В этом случае ротор вращается без подвода мощности в результате действия аэродинамических сил. Последние обеспечивают необходимую тягу ротора и поддерживают его вращение. Но это превращение зависит от многих факторов. Основной из них -- направление обдувки ротора воздушным потоком. При моторном полете воздушный поток набегает на ротор вертолета сверху, в режиме авторотации -- снизу. Для обеспечения авторотации необходима определенная скорость потока (прямого или косого), т. е. вертолет должен перемещаться относительно потока. Так, для безопасной авторотирующей посадки с режима висения аппарат должен иметь запас высоты.

По числу несущих винтов вертолеты принято классифицировать на одновинтовые, двухвинтовые и многовинтовые. Наиболее распространена одновинтовая схема. Кроме несущего, одновинтовой вертолет обычно имеет хвостовой винт. Основное назначение хвостового винта состоит в том, что он гасит реактивный момент, который стремится развернуть вертолет в полете в сторону, противоположную вращению несущего винта. Чтобы понять это явление, представим себе человека, плывущего на плоту

Рис. 2

При попытке развернуть плот он стремится повернуться в сторону, противоположную направлению движения весла. Для того чтобы вертолет в полете не вращался, необходимо приложить к нему такой же момент, как и к несущему винту, но противоположного направления. Такой момент относительно центра тяжести вертолета и создает хвостовой винт. Момент равен произведению силы на плечо, поэтому хвостовой винт стараются расположить на хвосте так, чтобы увеличить плечо приложения силы, развиваемой этим винтом.

Вторая функция хвостового винта -- путевое управление вертолетом. Это достигается путем изменения установочных углов лопастей хвостового винта, приводимого во вращение из кабины пилота с помощью ножных педалей. С изменением углов установки меняется тяга рулевого винта и нарушается равновесие реактивного момента и момента тяги хвостового винта, действующих на вертолет, что позволяет поворачивать машину в нужном направлении. Двухвинтовые вертолеты подразделяются на несколько подгрупп. К ним относятся вертолеты соосной схемы, при которой на одной оси расположены один над другим два несущих винта, вращающихся в противоположные стороны; вертолеты продольной схемы (рис. 3, б) с расположением несущих винтов на концах фюзеляжа; вертолеты поперечной схемы (рис. 3, в) с расположением двух несущих винтов по бокам фюзеляжа .При Двувинтовой схеме вертолета реактивные моменты одинаковых несущих винтов взаимно уравновешиваются, потому что винты вращаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью (поэтому на таких вертолетах нет хвостовых винтов). Вертолеты многовинтовой схемы могут иметь три, четыре и более несущих винтов.

Рис. 3

Они обладают большой грузоподъемностью. Однако подобные вертолеты строят очень редко из-за сложности системы управления и устройства трансмиссии. Горизонтальный полет является основным режимом полета вертолета, так как он обычно занимает наибольшую часть времени полета. Необходимая тяга для поступательного горизонтального или наклонного движения вертолета создается наклоном плоскости вращения винта. При этом соответственно наклоняется и равнодействующая аэродинамических сил R на винте. В горизонтальном полете вертикальная составляющая силы R дает подъемную силу Y, уравновешивающую силу тяжести G, а горизонтальная составляющая -- тягу P для движения по горизонту, уравновешивающую лобовое сопротивление X вертолета

Рис. 4

вертолетостроение винт шарнирный лопасть автожир

Размещено на Allbest.ru