Валентин УСТИНОВ, главный конструктор ООО «ГиРос»
Профессиональный авиационный журнал «Гражданская авиация», №11 (762) 2007
Сегодня в прессе много говорится о возрождении автожиров в нашей стране. Не ставлю перед собой цель убеждать читателей в достоинствах автожира перед самолетом и вертолетом. В этом нет необходимости, так как зарубежный опыт создания и эксплуатации автожиров говорит сам за себя. Автожир — это самостоятельный тип летательного аппарата, который может найти самое разное применение.
С автожирами судьба меня столкнула еще более сорока лет назад. В 1966 году я возглавил группу «автожиристов» студенческого конструкторского бюро в Рижском институте инженеров гражданской авиации. Работа проводилась под непосредственным руководством и наблюдением известных ученных института в области авиастроения В.Е. Касторского, К.Д. Миртова, А.С. Кравца, Д.П. Осокина и других. В дальнейшем нами заинтересовались такие известные специалисты ОКБ Н.И. Камова, как А.Г. Сатаров и В.Б. Баршевский. Огромную поддержку мы получили от руководства ЦК комсомола республики и правительства Латвии. Для проведения испытаний нам предоставили летную полосу на одном из военных аэродромов близ Риги и адмиральский катер-буксировщик для полетов на реке Лиелупе. Кроме того, к работе подключили ряд рижских предприятий. Хотелось также отметить большую отвагу и любовь к нашему делу преподавателя института, в прошлом известного пилота гражданской авиации Владлена Цейтлина. Он испытывал наши автожиры на земле и в воздухе, а порой оказывался и под водой.
В 1972 году наш автожир РИГА-72 и буксируемый автожир ЧАЙКА-1 демонстрировались на ВДНХ СССР в рамках научно-технического творчества молодежи. Автожир РИГА-72 был представлен к награждению Золотой медалью выставки, и только курьезные обстоятельства, связанные с тем, что мы отказались запустить двигатель и рулить прилюдно на выставочной площадке, позволили получить лишь Серебряную медаль.
Совместными усилиями нашего СКБ, НИС института, ОКБ Н.И. Камова и ВНИИ сельскохозяйственного и специального применения гражданской авиации были проведены работы по определению эффективности применения автожиров в сельском хозяйстве. Результаты были весьма обещающими. Нами был выполнен ряд проектов легких сельскохозяйственных автожиров. ОКБ Н.И. Камова разрабатывало свой проект сельскохозяйственного автожира по схеме, напоминающей вертолет Ка-26. Однако, на одном из заседаний НТС МАП СССР было заявлено, что автожирами заниматься сейчас все равно, что паровозами. И только в 2002 году был разработан проект опытного легкого автожира для применения в сельском хозяйстве АДЕЛЬ-2005.
В этом мне и моим коллегам большую помощь оказал один из видных энтузиастов автожиров А.Л. Ламеко. Совместно с ведущими аэродинамиками в области вертолетостроения были проведены научные изыскания и разработан эскизный проект по аэродинамике, устойчивости и управляемости этого автожира. Созданы программы и пилотажный стенд для отработки летных данных. К проекту подключились ведущие конструкторы и расчетчики, в прошлом работавшие на ЭМЗ им В.В. Мясищева и составляющие костяк компании «НИК», возглавляемой Н.А. Корнеевым. Изготовили автожир на авиационном предприятии «АЛЬФА-М» в г. Жуковском.
В августе 2005 года автожир АДЕЛЬ-2005 совершил первый полет над аэродромом в г. Воскресенске и демонстрировался на МАКСе-2005. В дальнейшем совершал полеты на аэродромах в Жуковском и близ Серпухова, подтвердив все расчетные характеристики и правильность выбранной концепции аэродинамической компоновки.
Автожир Адель-2005 представлялся и на МАКСе-2007. Его летные испытания продолжаются. На базе этого летательного аппарата нашей компанией «ГиРос» (г. Жуковский), созданной в мае 2007 года на базе существующего коллектива, разработан и находится в стадии изготовления на предприятии «АЛЬФА-М» многоцелевой автожир «Аэрофермер», или ГиРос-1. Проект его также был представлен на МАКСе-2007. Планируется его серийное производство.
«Аэрофермер» — это легкий одноместный грузовой автожир с взлетным весом до 750 кг. Он предназначен для перевозки грузов до 160 кг на небольшие расстояния - до 300 км и выполнения авиационно-химических работ с использованием грунтовых площадок ограниченной величины в полевых условиях. Максимальная дальность полета с грузом на борту 130 кг составляет 420 километров. Объем грузового отсека - 0,3 куб.м. Объем бака для химикатов
150 литров в сельскохозяйственном варианте. Объем топливных баков — 100 литров. Имеются узлы для внешней подвески грузов (грузовых контейнеров). Кабина пилота, капот двигателя и грузовой отсек изготовлены из композиционных материалов.
Чтобы обеспечить хорошие маневренные характеристики автожира у земли на минимальных скоростях полета, начиная со скорости 40 км/час, а также укороченного взлета до 15 метров, на нем установлен двигатель повышенной мощности 200 л.с. Это позволяет также осуществлять долговременные полеты на 60% мощности при выполнении сельхозработ, т.е. на скоростях полета 60-90 км/час. Кроме того, для обеспечения укороченного взлета на автожире установлена автономная система предварительной раскрутки ротора перед взлетом - ВСУ. Она позволяет осуществлять подкрутку ротора в момент разбега автожира и тем самым увеличивать динамику раскрутки ротора до взлетных оборотов, улучшая взлетные характеристики.
Компоновка автожира, включая аэродинамическую, обеспечивает угол визирования прямого обзора пилота из кабины 17 градусов при полете на режимах скоростей 60-90 км/час (обеспечен угол тангажа фюзеляжа 0 градусов). Мачта пилона, находящаяся впереди пилота (800 мм от фиксированной точки визирования - угол затемнения 4,1 градуса), может незначительно создавать дискомфорт пилоту, однако она же дает хорошую ориентировку пилоту при выполнении маневров и заходов на рабочие полосы при сельхозработах.
Мы намечаем несколько вариантов применения автожира:
- Автожир-«фермер» для применения в личном фермерском хозяйстве (перевозка грузов и выполнение других работ).
- Автожир-«химик» для выполнения авиахимических работ в сельском хозяйстве с применением микроопрыскивания (расход химикатов 2-3 литра на один гектар, ширина захвата до 25 метров при полете на высоте до 3 метров со скоростью полета 60-90 км/час).
- Автожир-«курьер» для оперативного обслуживания отдаленных и специальных объектов (доставка продуктов питания, медикаментов, запасных частей и т.д. весом до 160 кг) на расстояние до 300 км или за счет снижения полезной нагрузки до 130 кг на расстояние до 420 км.
- Автожир-«патруль» для патрулирования лесных массивов, автомобильных и железных дорог, водных пространств, газопроводов, ЛЭП, а также для геологоразведочных работ и аэрофотосъемки (без полезной нагрузки и с дополнительными топливными баками дальность полета составляет до 800 км).
Развивая тему создания одноместного грузового автожира, мы приступили к созданию двухместного автожира ГиРос-2 «СМАРТ-ФЛАЕР», который мог бы использоваться для выполнения задач МЧС, ГИБДД, Газпрома, егерской службы, скорой медицинской, са- нэпидемической и ветеринарной помощи и других задач. По нашему мнению, такой аппарат должен быть только с тянущим винтом. По сравнению с традиционной схемой автожира, когда маршевый винт находится сзади и является толкающим, переднее расположение маршевого винта имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают более эффективную и безопасную эксплуатацию автожира. Эти преимущества следующие:
- Более эффективная работа маршевого винта на режиме горизонтального полета, поскольку отсутствуют элементы конструкции автожира, установленные перед винтом, и набегающий поток воздуха, ничем не затененный, позволяет повысить про- пульсивный кпд винта;
- Положение оси маршевого винта можно выбрать таким образом, что линия действия его силы тяги будет проходить через центр масс автожира, что позволяет расширить диапазон центровок и обеспечить устойчивость автожира при изменении углового положения на режиме горизонтального полета в случае отказа двигателя. В этом случае отсутствует резкое изменение углового положения автожира в случае отказов двигателя. Более того, в режиме разбега и взлета тянущий винт более эффективен при режиме отрыва от земли;
- Проще обеспечивается требуемая центровка и более широкий диапазон ее изменения;
- Обеспечиваются лучшие условия для охлаждения двигателя, поскольку все агрегаты располагаются за маршевым винтом и можно использовать поток от винта для эффективного обдува радиаторов двигателя;
- Отсутствие возможности схлестывания лопастей ротора и маршевого винта, а также обеспечение большего диапазона махового движения ротора без угрозы повреждения конструкции автожира и, следовательно, повышение уровня безопасности полета на минимальных скоростях;
- Обеспечивается устойчивость полета по курсу и исключение колебаний типа «баттерфляй»;
- Большая устойчивость при различных внешних воздействиях вследствие большего плеча и переднего расположения маршевого винта относительно центра масс автожира;
- Оперение автожира находится в более благоприятных условиях обтекания потока воздуха по сравнению с задним расположением толкающего винта и потому работает более эффективно. Этим улучшается устойчивость и управляемость автожира и повышается безопасность и уровень комфорта для летчика и пассажиров;
- Существенно снижается неблагоприятное влияние ротора на аэродинамику маршевого винта, поскольку при переднем расположении винта спутный след ротора проходит сзади тянущего винта;
- Обеспечивается большая возможность по подбору диаметра маршевого винта, так как отсутствуют ограничения по контакту лопастей с конструкцией;
- Повышается безопасность обслуживания автожира и его агрегатов, отладочных и экспериментальных работ при наземных гонках с запущенным двигателем.
Наиболее рациональная компоновочная схема складывается, когда двигатель устанавливается позади кабины, а маршевый тянущий винт соединен с двигателем трансмиссией, проходящей между сидениями пассажира и пилота. Обеспечение безопасности такой системы не представляет сложности, так как на всех одновинтовых вертолетах такие трансмиссии имеют место для привода хвостового винта.
На автожире ГиРос-2 «СМАРТФЛАЕР» будет установлен двигатель ПРД «МИСТРАЛ С-200» и винт изменяемого шага в полете с системой обеспечения постоянных оборотов двигателя, что позволит развивать ограничительную скорость до 175 км/час. Крейсерская скорость 135-145 км/час. Автожир имеет просторную и комфортабельную кабину с системой кондиционирования воздуха. Натурный макет этого автожира получил высокую оценку специалистов на МАКСе-2007.
Одна из главных проблем, которая волнует не только нас, но и всех разработчиков автожиров в стране, — это отсутствие отечественного ротора. Наиболее доступен положительно зарекомендовавший себя в мировой практике американский ротор фирмы «СПОРТКОПТЕР». Но он выпускается уже более 20 лет, и морально устарел, а потому не может рассматриваться как базовый для наших автожиров нового поколения.
В России пока еще есть специалисты, которые смогли бы создать такой оптимизированный и сертифицированный ротор, однако эта работа требует больших финансовых затрат, которую без государственной помощи поднять невозможно. Создание, испытание и сертификация такого ротора потребует не менее 1,5 миллиона долларов США. Однако если бы такое внимание государством было оказано, уже на МАКСе-2009 была бы представлена целая линейка отечественных легких автожиров.
Думаю, это можно реализовать за счет финансирования государством развития авиационной отрасли наукограда Жуковский, где и расположены все наши центры.
В заключение особое внимание хотелось бы обратить на создание автожирной летно-испытательной и учебной базы. В настоящее время принято решение с аграрным комплексом ЗАО «Воскресенский» о создании на базе его сельскохозяйственного аэродрома в деревне Гостилово специализированного комплекса по испытаниям автожиров для применения в сельском хозяйстве. Там же планируется организовать учебно-методический и тренировочный центр по подготовке пилотов автожиров. Препятствий в этом мы пока не видим, однако в некоторых вопросах все-таки понадобится помощь руководства Московской области. Поскольку при посещении нашей экспозиции на МАКСе-2007 оно высказало большую заинтересованность в развитии этого перспективного направления, мы надеемся, что такая помощь будет оказана.
Что может помешать полетам в российском небе автожиров? Прежде всего несовершенная нормативно-правовая база. Действующие сегодня правила использования воздушного пространства России практически не дают возможности использовать малую авиацию, куда входят и автожиры, в народном хозяйстве, поскольку не учитывают ее специфику и распространяют на нее все сложные многоступенчатые процедуры, свойственные «большой» авиации. Серьезные препятствия создают также сложная процедура регистрации легких воздушных судов и громоздкая разрешительная система выполнения полетов. Между тем для этого нет никаких объективных причин, что подтверждается опытом большинства цивилизованных стран. Малая авиация в России вроде бы есть, а вроде бы и нет. Россия, пожалуй, единственная страна в мире, в которой такая авиация не регулируется ни одним законом и ни одним специализированным государственным органом. Решение ее проблем нужно начинать, видимо, с создания специализированного уполномоченного органа и органов сертификации авиатехники малой авиации. По мнению экспертов, создание законодательной базы позволит решить многие проблемы на рынке малого авиатранспорта. Но это уже тема отдельного разговора.
ООО «ГиРОС»
140180, г. Жуковский, МО, ул. Энергетическая, 7
Тел./факс: +7 495 777 6327, 496 481 0516
E-mail: giraskomp@mail.ru