Вертолет, 2003 № 02

В лаборатории кафедры

Конец пятидесятых и начало шестидесятых годов были отмечены бурным ростом отечественного вертолетостроения. Особый интерес проявлялся к тяжелым вертолетам. Для освоения Сибири и Дальнего Востока требовалась вертолетная техника способная перевозить тяжелые грузы. Под руководством И.П. Братухина на кафедре развернулись проектно-изыскательские работы в области перспективных схем вертолетов. Исследования велись совместно с ЦАГИ и ЦИАМ. В 1956-58 годах был разработан эскизный проект сверхтяжелого одновинтового вертолета с компрессорным приводом, несущего винта, диаметр которого составлял 50 м. Ряд оригинальных решений для этой машины предложил И.П. Братухин.

Конструкция втулки несущего винта включала в себя совмещенные шаровые шарниры, внутри которых проходили воздушные каналы. Из-за большой длины и малой жесткости лопастей их концы на стоянке ложились на землю. Для повышения жесткости лопасти ставились на ребро, а раскрутка и остановка несущего винта производилась в определенном темпе с одновременным поворотом лопастей до нужного угла установки. Произвести необходимые расчеты, которые подтвердили бы возможность предложенной схемы, было поручено В.И. Шайдакову.

В 1957 году на преподавательскую работу по конструкторско-проектировочному циклу был приглашен сотрудник БНИ ЦАГИ Ф.П. Курочкин, который провел экспериментальные исследования по несущим винтам, заключенным в широкие кольца. Из эксперимента следовало, что установка кольца повышала тяговые характеристики несущей системы на 30-40%.

В лаборатории кафедры

В эти годы в мире существовал большой интерес к аппаратам вертикального взлета с системой «винт в кольце». В 1958 году под руководством И.П. Братухина кафедра приступила к проектным разработкам аппаратов такого класса. Были спроектированы четырехвинтовой «джип» и тяжелая восьмивинтовая летающая платформа. Аэродинамические расчеты выполнялись В.И. Шайдаковым. Ввиду отсутствия каких- либо методик возникла необходимость в разработке теории системы «винт в кольце». На основе предложенной математической модели была проведена оптимизация параметров и рассчитаны аэродинамические характеристики проектируемых аппаратов. Работа велась совместно с ЦАГИ, где по техническим заданиям кафедры экспериментальная установка «винт в кольце» и натурный стенд четырехвинтовой летающей платформы были изготовлены и «продуты».

В середине 60-х годов интерес к этим аппаратам угас из-за большого километрового расхода топлива. Однако в последующие годы теория «винт в кольце» продолжала развиваться применительно к фенестронам одновинтовых вертолетов, к комбинированным, аппаратам типа вертолет-самолет, имеющим, в своем, составе несущую систему «винт в кольце», и дистанционно пилотируемым привязным и свободно летающим аппаратам. Эта теория неоднократно излагалась на различных конференциях и форумах Российского вертолетного общества, специалисты могли ознакомиться с ней по ряде изданий. Разработанные на кафедре методики внедрены в учебный процесс и применяются в ОКБ.

К началу 60-х годов был накоплен достаточный опыт по эксплуатации вертолетов в различных режимах полета. Наиболее опасными, с точки зрения поведения вертолета, были так называемые режимы вихревого кольца. Опубликованные в зарубежной литературе экспериментальные материалы позволили В.И. Шайдакову разработать полуэмпирические методы расчета аэродинамических характеристик несущего винта и на их основе провести первые теоретические исследования вертикального снижения вертолета в режимах вихревого кольца и авторотации (1961 г.). Позднее с появлением новых экспериментальных данных эти методы совершенствовались по линии госбюджетной и хозрасчетной тематик НИР (1991-1992 гг.).

В 1968 г. после разделения факультета на ракетно-космический и самолето- и вертолетостроения кафедре «Конструкции и проектирование вертолетов» был присвоен номер 102, открыта специальность «Инженер-механик по вертолетостроению». Ежегодный плановый прием, составил 75 человек.

К этому времени на кафедре определились два основных научных направления: экспериментально-проектировочные исследования преобразуемых летательных аппаратов с несущим винтом со струйными закрылками (научный руководитель доцент В.Н. Далин) и проектно-конструкторские исследования самолетов вертикального взлета и посадки с поворотными винтами (научный руководитель доцент Ф.П. Курочкин). Велись на кафедре также аэродинамические исследования (руководитель доцент В.И. Шайдаков), в которых активное участие принимали студенты, объединенные в научный кружок.