История самого тяжёлого летавшего вертолёта в мире В-12 (ч.1)

Вертолёт В-12 в полёте.

После создания самого большого в мире вертолёта Ми-6 главный конструктор и ведущие специалисты ОКБ М. Л. Миля отнюдь не считали исчерпанными возможности дальнейшего увеличения размеров и грузоподъемности винтокрылых машин. Народное хозяйство и особенно вооруженные силы часто нуждались в перевозке неразъёмных грузов массой свыше 20 т с помощью летательных аппаратов не требующих аэродромов.

Вертолёт Ми-6

Вертолёт Ми-6

Первые исследования по созданию сверхтяжелого вертолета, получившего обозначение В-12 (Ми-12), или изделие 65, начались в ОКБ в 1959 г. Спустя два года председатель Госкомитета по авиационной технике П. В. Дементьев официально утвердил заводу задание на проработку вертолёта грузоподъемностью 20 – 25 т.

Проект вертолета В-16 поперечной двухвинтовой схемы с двумя ГТД

Проект вертолета В-16 поперечной двухвинтовой схемы с двумя ГТД

Одновременно на фирме рассматривали возможность создания и ещё большей машины, с грузоподъёмностью до 40 т и получившей название В-16 (Ми-16). В те же годы проектирование подобных вертолётов велось и на крупнейших американских фирмах, но там дальше этапа эскизного проекта дело не пошло. Проработки же милевцев убедили правительство в реальности постройки сверхтяжёлого вертолёта, и 3 мая 1962 г. вышло постановление Совета Министров СССР о разработке В-12 с грузовой кабиной, аналогичной грузовой кабине первого в мире широкофюзеляжного транспортного самолёта Ан-22 «Антей», проектируемого ОКБ О. К. Антонова. Вертолёт должен был перевозить различные виды боевой техники массой до 25 т, в том числе новейшие баллистические ракеты стратегического назначения 8К67, 8К75 и 8К82.

Вертолёт В-12 в полёте.

Вертолёт В-12 в полёте.

Модель вертолета В-12, выполненного по одновинтовой схеме с четырьмя ГТД двигателями

Модель вертолета В-12, выполненного по одновинтовой схеме с четырьмя ГТД двигателями

Заместитель главного конструктора по В-12 был назначен Н. Т. Русанович, в 1968 г. его сменил М. Н. Тищенко; ведущим конструктором стал Г. В. Ремезов. Ведущими инженерами по летным испытаниям были Д. Т. Мацицкий и В. А. Изаксон-Елизаров. Большинство отечественных и зарубежных авторитетных специалистов считали, что наиболее рационально для вертолета большой грузоподъемности использовать продольную схему. Для изучения особенностей этой схемы Летная станция завода № 329 получила армейский Як-24 и приобретенный в США вертолет Боинг-Вертол V-44. На них исследовались проблемы взаимовлияния винтов и распределения между ними мощности, определения потребной мощности двигателей на режимах полета, оценивались возможности полета со скольжением и т.п. Параллельно конструкторы ОКБ М. Л. Миля создавали первый проект В-12, в котором расположены продольно винтомоторные группы Ми-6 были соединены синхронизирующим валом с перекрытием несущих винтов. Из-за опасности схлестывания пятилопастных несущих винтов их расположили с минимальным перекрытием.

В связи с этим фюзеляж получился довольно громоздкий и более длинный, чем требовалось по ТТТ. Принципиальный недостаток компоновки заключался в том, что воздухозаборники задней пары двигателей находились в зоне выхлопов передней винтомоторной группы – возникала опасность помпажа двигателей. Анализ особенностей продольной схемы показал, что она приводит к низким значениям динамического потолка, скорости и скороподъемности, невозможности продолжать полет при отказе двух двигателей и резкому ухудшению летных характеристик на динамическом потолке и при повышении температуры наружного воздуха, а также к ряду других нежелательных последствий. Поэтому от продольной схемы пришлось отказаться.

Натурный испытательный стенд окончательного варианты вертолета В-12

Натурный испытательный стенд окончательного варианты вертолета В-12

По решению М. Л. Миля началось исследование других схем. Одновинтовая схема была наиболее изученной. Опыт испытаний вертолета В-7 заставил исключить из рассмотрения схему с реактивным приводом несущего винта, казавшуюся первоначально очень перспективной для аппаратов большой грузоподъемности. При сохранении механического привода сложной становилась проблема проектирования главного редуктора. Конструкторы пытались решить ее, расположив два главных редуктора от Ми-6 один над другим с приводом на один общий вал. Несущий винт диаметром 38 м собирался из восьми лопастей от Ми-6 на комлевых наконечниках увеличенной длины. Однако создание главного редуктора предложенной схемы в ограниченные сроки представлялось маловероятным. Тогда возникла идея свободной турбины большого диаметра с вертикально расположенным валом. Турбина должна была находиться под главным редуктором на общей вертикальной оси. Газогенератор двигателя соединялся с турбиной газоводом – «улитой». В этом случае конструкция главного редуктора существенно упрощалась благодаря отсутствию конических шестерен, но изготовление тихоходной турбины диаметром 4,5 м требовало тоже достаточно много времени. Поэтому в 1962 г. специалисты ОКБ М. Л. Миля решили вернуться к идее «удвоения» винтомоторных групп Ми-6, но уже не по продольной, а по поперечной схеме.

Макет В-12 в сборочном цехе МВЗ в Панках

Макет В-12 в сборочном цехе МВЗ в Панках

Разработка сверхтяжелого двухвинтового вертолета поставила перед милевцами ряд сложных проблем, специфических для поперечной схемы, которые к тому же усугублялись большими размерами проектируемого аппарата. Как известно, именно эти проблемы стали причиной неудач многих талантливых конструкторских коллективов в разных странах, пытавшихся строить винтокрылые машины поперечной схемы. Ряд крупнейших специалистов авиационной промышленности, в том числе видных ученых ЦАГИ, считали, что такая схема бесперспективна. Тем не менее, М. Л. Миль и его единомышленники взялись за решение этой задачи и уверенно отстаивали свою правоту перед компетентными правительственными комиссиями.

При проектировании сверхтяжелого В-12 конструкторы ОКБ М. Л. Миля максимально учитывали опыт строительства вертолетов ОКБ И. П. Братухина. Труднейшей из проблем поперечной схемы было проектирование достаточно легких, обеспечивающих минимальные индуктивные потери от обдувки винтами, и в тоже время жестких и прочных консолей для винтомоторных групп. От подкосного прямоугольного «самолетного» крыла, применяемого на некоторых вертолетах и винтокрылах, пришлось сразу отказаться из-за его большой массы и значительных потерь тяги винтов на режиме висения. Необходимо было создать консольную ферму такой конструкции, которая исключала бы появление самовозбуждающихся колебаний, высоких переменных напряжений и вибраций, а также и других видов динамической неустойчивости конструкции, в том числе одного из опаснейших – воздушного резонанса несущего винта на упругом основании.

Выкатка вертолета В-12 из сборочного цеха МВЗ в Панках на доводочную площадку, 1967 г.

Выкатка вертолета В-12 из сборочного цеха МВЗ в Панках на доводочную площадку, 1967 г.

Вероятность его возникновения на вертолете поперечной схемы увеличивалась из-за наличия тяжелых гондол с винтомоторными установками на концах консолей, вследствие чего собственные частоты колебаний конструкции оказывались соизмеримы с частотой вращения несущих винтов. С помощью разработанного в ОКБ метода расчета параметров конструкции из условий обеспечения ее минимальной массы и исключения возможности возникновения воздушного резонанса к середине 1963 г. была спроектирована жесткая и легкая конструкция ферменной консоли с крылом, сужение которого меньше единицы (концевая хорда больше корневой). М. Л. Миль называл его «крылом обратного сужения». Такое решение обеспечивало минимальную хорду крыла в зоне максимальных индуктивных скоростей потока от несущих винтов и максимальную хорду вблизи осей винтов, что уменьшало потери подъемной силы от обдувки крыла и препятствовало обратному перетеканию воздушного потока. Эта ферма дала, по сравнению с обычном крылом, выигрыш в полезной нагрузке около девяти тонн и позволила обеспечить требуемую грузоподъемность. Созданная конструктивная схема вертолета была оформлена как изобретение, и на нее были получены патенты в США, Великобритании и ряде других стран.

Серьезной задачей был и выбор направления вращения винтов. Исследования показали, что для «гармоничного» сочетания поперечного и путевого управления необходимо обеспечить такое вращение винтов, при котором наступающие лопасти несущих винтов проходили бы над фюзеляжем.

Для проверки расчетов жесткостных и частотных характеристик конструкции планера проводились исследования на динамически подобных моделях В-12, изготовленных в масштабе 1:10. Началось строительство натурного испытательного стенда для доводки несущей системы, трансмиссии и силовой установки. Проводились продувки моделей вертолета в аэродинамических трубах ЦАГИ. К разработкам привлекались многие смежники. В апреле 1965 г. последовало постановление Совета Министров о строительстве первого опытного вертолета. На фирме М. Л. Миля значительно усилили производственную и экспериментальную базы, пополнили штат новыми сотрудниками, а на саратовском авиационном заводе была начата подготовка к выпуску первой войсковой серии из пяти вертолетов В-12. В конце того же года на натурном макете В-12 военный заказчик исследовал возможность размещения 36 видов тяжелой боевой техники. В апреле 1966 г. государственная комиссия окончательно одобрила натурный макет, и началась сборка первого опытного образца.

Модель вертолета В-12, выполненного по одновинтовой схеме с двумя мощными ГТД

Модель вертолета В-12, выполненного по одновинтовой схеме с двумя мощными ГТД

После завершения сборки первый летный экземпляр проходил частотные испытания прямо в сборочном цехе. Его подвесили на амортизационных шнурах к специальным порталам, на втулках несущих винтов установили имитаторы лопастей и вибраторы. Подобные фундаментальные исследования проводились впервые в практике мирового вертолетостроения. Они подтвердили результаты расчетов жесткости и вибраций, и в начале лета 1967 г. первый летный образец был признан готовым к летным испытаниям.

Воздушный гигант В-12 представлял собой четырехдвигательный транспортно-десантный вертолет двухвинтовой поперечной схемы. Винтомоторные группы от Ми-6 крепились на концах ферменных консолей. Диаметр готовых несущих винтов оказался недостаточным для этого вертолета, что потребовало форсирования исходный силовых установок. В ОКБ П. А. Соловьева для В-12 создали специальную модификацию серийного двигателя Д-25Ф мощностью 6500 л.с. Крылья с сужением меньше единицы имели небольшой угол поперечного V для улучшения пилотажных характеристик вертолета. В центроплане был установлен промежуточный редуктор, обеспечивавший излом трансмиссионного вала. Трансмиссионный вал синхронизировал вращение имевших трехметровое перекрытие несущих винтов и передавал мощность с одного редуктора на другой при управлении по крену и в случае отказа одного или даже двух двигателей с одной стороны. Горючее размещалось в крыльевых и наружных подвесных топливных баках.

Модели с вариантами Компоновок вертолета В-12

Модели с вариантами Компоновок вертолета В-12

Фюзеляж В-12 был выполнен в виде полумонокока и походил внутри, по образному выражению одного из иностранных специалистов, на гигантский готический собор. Его переднюю часть занимала двухэтажная кабина экипажа. На нижнем этаже располагались два летчика, бортинженер и бортэлектрик, на верхнем – штурман и бортрадист. В хвостовой части фюзеляжа находились силовой трап и боковые створки, которые при раскрытии образовывали проем для въезда самоходной техники и погрузки различных грузов с помощью мощных электролебедок и тельферов. Центральную часть фюзеляжа занимал большой грузовой отсек размером 28,15 х 4,4 х 4,4 м. В нем могли разместиться 196 солдат или 158 раненых.

Первый экземпляр вертолета В-12 в сборочном цехе завода № 329 в Панках.

Первый экземпляр вертолета В-12 в сборочном цехе завода № 329 в Панках.

Сзади под фюзеляжем располагалось «самолетное» хвостовое оперение с рулями высоты и направления и двумя вертикальными шайбами. Руль направления предназначался для повышения эффективности путевого управления. Управление рулем высоты осуществлялось синхронно с управлением общим шагом несущих винтов. Принципиальная схема управления В-12 была типовой для вертолетов поперечной схемы: величина подъемной силы регулировалась одновременным изменением общего шага несущих винтов; дифференциальное управление общим шагом обеспечивало управление по крену; изменение продольной балансировки и величины пропульсивной силы осуществлялось изменением циклического шага обоих винтов с помощью автоматов перекоса; дифференциальное изменение циклического шага обеспечивало путевое управление.

Ферменная консоль с крылом В-12 с двигателями и открытыми капотами

Ферменная консоль с крылом В-12 с двигателями и открытыми капотами

Система управления В-12 проектировалась с учетом большой протяженности проводки, возможный деформаций конструкции, большой массы и достаточно больших сил трения элементов проводки. Система была двухкаскадной и включала в себя основные и промежуточные гидроусилители, автоматические устройства, обеспечивающие допустимые нагрузки на органы управления и эффективную синхронизацию их отклонения. Питание промежуточных гидроусилителей рулей поворота и высоты осуществлялось от гидросистемы, находящейся в отсеке промежуточного редуктора, а основных гидроусилителей – от гидросистем, расположенных в левой и правой мотогондолах. Все три системы были совершенно автономны, каждая из трех систем, в свою очередь, состояла из основной и дублирующей систем.

Погрузка пожарного автомобиля в кабину вертолета В-12

Погрузка пожарного автомобиля в кабину вертолета В-12

Шасси вертолета В-12 было трехопорное. Передняя опора с самоориентирующимися сдвоенными колесами находилась под кабиной экипажа, основные опоры со сдвоенными колесами – под левой и правой фермами. Все стойки шасси имели пневмомаслянные амортизаторы. Сзади фюзеляжа располагалась дополнительные хвостовые опоры, позволяющие загружать тяжелую технику в грузовую кабину.
Новый вертолет был оборудован современными пилотажно-навигационными системами, позволяющими выполнять полеты в сложных метеоусловиях. Существенно упростить пилотирование В-12 должны были четырехканальный автопилот и система автоматического поддержания заданной частоты вращения несущего винта.

Сверхтяжёлый вертолёт В-12 рядом с лёгким вертолётом Ми-2

Сверхтяжёлый вертолёт В-12 рядом с лёгким вертолётом Ми-2

27 июня 1967 г. летчик-испытатель В. П. Колошенко впервые поднял В-12 в воздух с заводской площадки в Панках. В этом полете был отмечен новый, неизвестный ранее вид автоколебаний типа «система управление – конструкция». Его причинами были: кинематическая связь ручки управления с полом кабины экипажа через руку пилота, а также совпадение собственных частот колебаний проводки управления и конструкции вертолета. На глазах у многочисленных зрителей, среди которых находился и Генеральный конструктор, винтокрылый великан, совершив несколько колебаний на небольшой высоте, «грубо» приземлился на одно колесо. Повреждения были незначительны – разрушился пневматик и обод колеса, однако авария послужила поводом для появления в зарубежной печати информации о якобы происшедшем разрушении вертолета. Новое динамическое явление было проанализировано и после незначительных конструктивных доработок путем увеличения жесткости системы управления быстро устранено. На концах стабилизатора появились дополнительные вертикальные шайбы.

После этих усовершенствований, повысивших также эффективность управления, с декабря 1967 г. начались систематические подъемы В-12 он совершил перелет с заводской площадки на летно-испытательную станцию МВЗ. Вся программа заводских испытаний была выполнена за месяц без осложнений, чему в значительной мере способствовали очень хорошая теоретическая подготовка и экспериментальная отработка всего проекта. Динамическая система не нуждалась в доводке, так как при создании В-12 использовались отработанные в эксплуатации агрегаты силовой установки и несущей системы от вертолета Ми-6.

В-12 в полете

В-12 в полете

Осенью 1968 г. В-12 поступил в Летно-исследовательский институт на первый этап совместных государственных испытаний. Они проходили благополучно в строгом соответствии с программой. Доработки касались преимущественно оборудования вертолета. Были установлены дополнительно к специально спроектированному автопилоту АП-44 опытный автопилот ВУАП-2, который позднее заменили на АП-34Б1, радиолокационная станция «Лоция», подвесные топливные баки и т.п. Кроме того, на В-12 были опробованы, вместо цельнометаллических лопастей от Ми-6, новые лопасти композитной конструкции (стальной лонжерон со стеклопластиковыми носовой частью и законцовкой с фольгированным сотовым заполнителем). 22 февраля 1969 г. в ходе государственных испытаний экипаж В. П. Колошенко установил абсолютный мировой рекорд грузоподъемности, подняв груз 31 т на высоту 2350 м, а 6 августа того же года было зафиксировано новое выдающееся достижение советского вертолетостроения: экипаж В. П. Колошенко на В-12 поднял груз 40,2 на высоту 2250 м. Этот рекорд не перекрыт до сих пор, и вряд ли в ближайшие десятилетия появится винтокрылый аппарат, способный соперничать с гигантом, созданным ОКБ М. Л. Миля. Всего на В-12 установлено семь мировых рекордов. За создание тяжелого вертолета В-12 ОКБ М. Л. Миля второй раз было награждено Призом И. И. Сикорского, присуждаемым Американским геликоптерным обществом за выдающиеся достижения в вертолетной технике.

Выбранная поперечная схема и концепция «удвоения» винтомоторных групп полностью оправдали себя. В-12 успешно прошел все запланированные заводские испытания, выполнил 122 полета и 77 висений. В которых полностью подтвердились расчетные летные данные и надежность систем. Его отличали хорошие пилотажные характеристики как включенным, так и выключенным автопилотом, низкая потребная мощность двигателей в поступательном полете, высокие показатели управляемости на режиме авторотации, низкий уровень вибраций и шума, комфорт пилотской кабины. Вертолет продемонстрировал способность продолжать полет при выходе из строя двух двигателей, возможность существенного повышения грузоподъемности при взлете с разбегом. Несмотря на то, что по сравнению с предшественником объем грузовой кабины В-12 увеличился в 7,2 раза, его удельные весовые характеристики оказались на уровне показателей Ми-6. Дальним перелетом Москва-Ахтубинск-Москва в 1970 г. закончился первый этап совместных государственных испытаний В-12. В конце октября того же года Государственная комиссия рекомендовала запустить его в серийное производство.

В-12 на 29-м Международном салоне авиации и космонавтики в Ле-Бурже

В-12 на 29-м Международном салоне авиации и космонавтики в Ле-Бурже

В мае-июне 1971 г. В-12 с успехом демонстрировался на 29-м Международном салоне авиации и космонавтики в Ле-Бурже по Парижем, где был признан «звездой салона». Затем последовали показательные полеты в Париже, Копенгагене и Берлине. В зарубежной печати восхищались новым достижением советского вертолетостроения: «Самый тяжелой в мире вертолет Ми-12… затмевает почти все другие экспонаты в Ле-Бурже. Этот гигант по размерам более чем вдвое, а по весу более чем в четыре раза превышает американские самые тяжелы вертолеты Сикорский СН-53 и Боинг-Вертол «Чинук». Маловероятно, что в ближайшем будущем в западных странах будут созданы вертолеты, равные ему по размерам, не говоря о том, чтобы его произойти». «Перед инженерно-техническим достижением, каким является вертолет Ми-12, можно снять шляпу, — заявил сын великого основоположника серийного вертолетостроения И. И. Сикорского – С. И. Сикорский, вице-президент «Сикорский Корпорэйшн». – Развитие техники учит нас, что при ее оценке нельзя использовать превосходную степень. Вертолет Ми-12 является одним из исключений, которые подтверждают правило. Речь идет о вертолете в превосходной степени…»

В-12 в музее авиации в Монино

В-12 в музее авиации в Монино

К сожалению, зарубежные специалисты поспешили переименовать В-12 в Ми 12 (такое обозначение присваивали машине, как правило, после поступления ее в авиационные подразделения), поскольку, несмотря на успешное завершение первого этапа госиспытаний и «парижский триумф», доводка В-12 затянулась. Собранный в 1972 г. на опытном производстве МВЗ второй экземпляр В-12 целый год простоял в цехе в ожидании двигателей. Только 28 марта 1973 г. он совершил первый подъем в воздух, а на следующий день его перегнали на летную станцию для продолжения государственных испытаний. Он отличался от первого экземпляра, проходившего в это время переборку и дефектацию, более жесткими элементами управления и усиленными хвостовыми опорами. Экипаж второго вертолета возглавлял летчик-испытатель Г.В.Алферов. Дублер успешно летал, но заказчик неожиданно отказался принять В-12 на второй этап (этап «Б») госиспытаний. В 1974 г. все работы по доводке двух опытных машин были остановлены. Первый экземпляр В-12 остался на «вечное хранение» на заводе, а второй — передали в музей ВВС в Монино.

В-12 в музее авиации в Монино

В-12 в музее авиации в Монино

Несмотря на свои уникальные характеристики, В-12 так и не поступил в серийное производство и эксплуатацию. Причин тому было несколько. Главная заключалась в том, что задача, для выполнения которой создавался В-12, — обеспечение мобильного базирования баллистических ракет стратегического назначения — к концу 60-х годов потеряла актуальность. Заказчик изменил концепцию базирования ракет. Некоторые типы ракетных комплексов, под которые разрабатывался В-12, оказались неудачными и были сняты с вооружения (по этой же причине планировавшаяся к производству большая серия Ан-22 была резко сокращена). Другие аналогичные виды военных грузов не нуждались столь остро в таком дорогостоящем средстве доставки, как вертолет. Кроме того, саратовский завод, готовившийся к производству В-12, к моменту принятия решения о запуске гиганта в серию оказался плотно загруженным изготовлением другого вида продукции. И в довершение всего, в сложившихся обстоятельствах ОКБ оказалось не заинтересованным во внедрении В-12, так как это могло бы помешать начавшейся разработке нового перспективного тяжелого вертолета третьего поколения Ми-26, несколько уступающего двухвинтовому гиганту по грузоподъемности, но зато значительно превосходящего его по технико-экономическим показателям.
0_9f017_a8d01946_orig
Гордость »МВЗ им. М.Л.Миля» и всего отечественного вертолетостроения — непревзойденный В—12 остался в двух экземплярах, но опыт проектирования и испытаний этих исключительных машин не пропал даром. Разработка В-12 позволила создать комплексный метод анализа и выбора оптимальных параметров вертолета с учетом явлений динамической неустойчивости конструкции, подтвердить преимущества вертолетов поперечной схемы, доказать целесообразность использования метода «удвоения» винтомоторных групп для увеличения грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов.
0_9f021_78b03b31_orig
Одновременно с постройкой В-12, в соответствии с изначально намеченным планом развития тяжелого вертолетостроения, в ОКБ М.Л.Миля велась разработка сверхтяжелого винтокрылого аппарата В-16 грузоподъемностью 40-50 т. Он предназначался для перевозки неразъемных народнохозяйственных грузов, танков, а также должен был служить «кочующим стартом межконтинентальных ракет». Вертолет В-16 рассматривался как дальнейшее развитие В-12. Первоначально планировалось строить В-16 по трехвинтовой схеме с шестью двигателями Д-25ВФ, но потом появился проект тяжеловоза М-12М поперечной схемы, оснащенного двумя мощными газотурбинными двигателями с тихоходными свободными турбинами и вертикальными валами.
0_9f01e_a4bc39f3_orig
0_9f020_4ffa208e_orig
Подготовлено на основе книги В.Р. Михеева. Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля. 50 лет. М., «Любимая книга». 1998.

Другие источники:

Вертолеты стран мира. //Апрель. М., 1994;
Егоров П. «Монтажники» и грузовики». //Техника молодежи. М., 1983;
Михеев В.Р. МВЗ им. Миля 50 лет. М.,1998;
Подольный  Е. «Бык» на отдыхе. //Крылья Родины. 1994. №1;
Якубович Н.В. Вертолеты особых схем. М., 2002;
Шимановский В.Г. Самолеты. Вертолеты.  М.,2001;
Ми-12. http//www.airwar.ru;
Ми-12. http//www.monino.ru.
Ми-12. https://vaklab.livejournal.com
https://www.membrana.ru
https://www.mi-helicopter.ru

Be the first to comment on "История самого тяжёлого летавшего вертолёта в мире В-12 (ч.1)"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*