«…из личных наблюдений могу добавить следующее:
1. Длина аппарата на глаз 10 метров.
2. Размах крыльев 7 метров.
3. Центральная ось лопастей впереди места первого летчика.
4. Аппарат двухместный, но летал Сиерва один, без пассажиров.
5. Лопасти автожира по длине доходят точно до руля направления, т. е. равняются размером около 7 метров.
…. Посмотреть аппарат близко, видеть кабину летчика, механизмы управления лопастями и т. п. не было представлено возможности».
Первый экземпляр автожира КАСКР-1 (КАмов, СКРжинский) перед проведением испытаний 25 сентября 1929 г. На борту автожира надпись: «Вертолет КАСКР. «КРАСНЫЙ ИНЖЕНЕР». Стоят слева направо: Камов Н.И., Скржинский Н.К., Михеев И.В., механики Крейдлин и Драневич
Приведенный эпизод позволяет судить о наличии и уровне информации по автожирам в Советском Союзе в конце 1920–х годов. А первые сведения об удачных полетах Сиервы на автожире С-8 Мк II стали известны в Москве во второй половине 1928 г. Более других заинтересовались этой информацией два молодых сотрудника КБ Д. П. Григоровича – Николай Ильич Камов и Николай Кириллович Скржинский. Первому на тот момент было 26 лет, второму – 24 года. Представление об автожирах инженеры имели достаточно общее, то есть все сведения получали из доступной периодической литературы. Тем не менее они смело взялись за проектирование аппарата, который ориентировался на использование фюзеляжа от учебного самолета «Авро 504К» (в Советском Союзе известный как У-1) и был оборудован четырехлопастным ротором диаметром 12 м. Авторы назвали свой аппарат «вертолет» (!), он имел обозначение КАСКР (КАмов, СКРжинский), кроме этого использовалось название «Красный инженер».
Проект вертолета КАСКР был представлен на рассмотрение специальной комиссии под председательством Б. Н. Юрьева в начале 1929 г. Комиссия проект одобрила, после чего главный инспектор ГВФ В. А. Зарзар доложил о нем Начальнику ВВС П. И. Баранову. Баранов распорядился образовать для рассмотрения вопроса при инспекции ГВФ Межведомственный совет, который состоялся 27 февраля 1929 г. под председательством В. А. Зарзара. Окончательное заключение в отношении КАСКР гласило: «Учитывая целесообразность и назревшую необходимость постройки опытного вертолета по проекту инженеров Камова и Скржинского, считать необходимым скорейшее осуществление постройки».
Окончательное решение об изготовлении КАСКР произошло в марте 1929 г. В соответствии с принятыми тогда правилами строился КАСКР на средства Осоавиахима. ВВС выделили фюзеляж от учебного «Авро 504К» с двигателем «Рон» 120 л. с. Объединение ремонтных заводов «Промвоздух» предоставило необходимые материалы и помещение на заводе «Авиаработник». От «Добролета» в помощь инициативной конструкторской группе направили механика Алексеева.
Постройка КАСКР велась во внеурочное, то есть в свободное от основной работы время. В ней также принимали участие механик Э. Крейндлин, студент М. Л. Миль, чертежник Н. Кун. Основной заботой при изготовлении «вертолета» стал несущий ротор, его втулка и крепление на фюзеляже. Лопасти ротора имели лонжероны из составных хромомолибденовых труб, поперечный набор состоял из деревянных нервюр, обшивка передней части лопасти из фанеры, далее – полотно. Между собой лопасти дополнительно крепились тросовыми растяжками. Кабан ротора стальной, имел приспособление для наклона несущей системы в поперечном направлении. Усиленное шасси получило более широкую колею, чем на учебном самолете, – 3800 мм. Противокапотажная лыжа от учебного самолета сохранилась.
В нижней части фюзеляжа КАСКР установили небольшое крыло площадью 5,2 м2, оборудованное элеронами для обеспечения поперечного управления. Хотя управление КАСКРом осуществлялось по – самолетному, однако поперечная балансировка аппарата предполагалась изменением угла наклона ротора – для этого в передней кабине пилота имелся специальный штурвал.
Построили КАСКР достаточно быстро – первый советский автожир был готов в конце лета 1929 г. Для проведения его испытаний, начавшихся 1 сентября 1929 г., пригласили известного летчика И. Михеева. Однако первое появление автожира на аэродроме закончилось неудачей – при раскрутке ротора оборвались поддерживающие тросовые растяжки.
После ремонта и соответствующих доработок КАСКР вновь вывели на аэродром 25 сентября. Место в первой кабине занял Михеев, сзади разместился Камов. После раскрутки ротора вручную и дачи газа автожир пошел на взлет. Оторвавшись от земли на 2–3 м, КАСКР пролетел около 250 м. Таким образом, первый полет состоялся вполне благополучно.
27 сентября 1929 г. принесло более серьезную неудачу – в присутствии начальника ВВС П. И. Баранова произошла поломка несущего ротора. После ремонта, 4 октября, состоялся еще один небольшой полет. Через восемь дней, 12 октября, при попытке выполнения полета по кругу автожир перевернулся в воздухе и врезался в землю. Летчик Михеев и пассажир Камов чудом остались живы, а аппарат оказался значительно поврежденным.
В течение зимы 1929/30 г. аппарат отремонтировали и в августе 1930 г. вновь вывели на аэродром. На этот раз испытания решили вести поэтапно, с соблюдением принятых методик первого вылета для опытных и экспериментальных образцов. Летчик – испытатель Д. А. Кошиц, откомандированный из НИИ ВВС, поначалу осуществлял пробежки без установленного несущего ротора с целью проверки управляемости и устойчивости аппарата. Попытка взлета с установленным ротором, предпринятая 23 августа, выявила склонность машины разворачиваться и наклоняться в правую сторону с одновременным скольжением влево. Для устранения этого явления угол наклона оси ротора уменьшили до минимального значения, а в законцовку левого крыла поместили свинцовый груз весом 10,3 кг. Предпринятые действия позволили добиться положительных результатов. Несколько небольших полетов, предпринятых до окончания лета, внушали уверенность в дальнейших успехах.
КАСКР-2 в полете на лыжном шасси, зима 1931 г.
2 сентября 1930 г. на полетах присутствовали П. И. Баранов и член НТК УВВС Б. Т. Горощенко. В этот день Кошиц выполнил три полноценных полета на высоте 12–15 м, продолжительностью 25–35 секунд. В последующие дни удалось добиться подъема автожира на высоту 40 м.
25 сентября дальнейшие полеты КАСКР решили временно прекратить. Последовало решение оборудовать машину более мощным двигателем и, соответственно, довести ее до возможного совершенства. Работа велась до наступления нового, 1931 года. На автожире установили двигатель Гном Рон «Титан» мощностью 225 л. с., снятый с дирижабля. Конструкция аппарата была соответствующим образом усилена и доработана. В новом качестве автожир получил наименование КАСКР-2 (предыдущий соответственно КАСКР-1), его испытания начались 11 января 1931 г. Практически сразу на нем начал летать новый летчик С. А. Корзинщиков – впоследствии испытавший многие советские опытные автожиры.
Более мощный двигатель заметно повысил способности КАСКРа – разбег составлял 20 м течение 5–6 секунд, а максимальная высота, достигнутая 13 января, составила 230 м.
В мае 1931 г. полеты на КАСКР-2 продолжил Кошиц, который отметил, что с повышением температуры окружающего воздуха заметно грелся двигатель. По предложению П. И. Баранова, присутствующего 15 мая 1931 г. при пробных стартах, с воздушного винта сняли кок – обтекатель, а в лобовой части капота прорезали дополнительные отверстия для охлаждения.
21 мая 1931 г. КАСКР-2 наряду с другими летательными аппаратами советской постройки демонстрировался на Центральном аэродроме правительству во главе с И. В. Сталиным. На одной линейке с автожиром стояли ТБ-3, Р-5, Р – ЗЕТ, И-5 и другие самолеты. При осмотре автожира Сталиным, Молотовым и Ворошиловым пояснения давал лично Камов.
После осмотра начались показательные полеты. Комендант аэродрома, с тревогой наблюдавший приготовления создателей КАСКР к старту, в последний момент запретил вылет. Однако Кошиц все-таки взлетел, набрал высоту триста метров и по периметру три раза облетел весь Центральный аэродром. Затем он круто спланировал и с пробегом всего несколько метров посадил автожир вблизи правительственной делегации. Все присутствующие были в восторге от увиденного, особо отмечалось, что КАСКР произвел хорошее впечатление на Иосифа Сталина.
После демонстрации членам правительства испытания автожира продолжились. В полете 1 июня КАСКР-2 достиг высоты 450 м. В этот день на Центральном аэродроме с ним ознакомились представители СОК ЦАГИ во главе с А. М. Черемухиным. Устойчивые полеты аппарата произвели на цаговских инженеров вполне благоприятное впечатление, тем более что интерес на этот раз был сугубо практическим – в аэрогидродинамическом институте приступили к проектированию автожира своей конструкции.
После демонстрации членам правительства испытания автожира продолжились. В полете 1 июня КАСКР-2 достиг высоты 450 м. В этот день на Центральном аэродроме с ним ознакомились представители СОК ЦАГИ во главе с А. М. Черемухиным. Устойчивые полеты аппарата произвели на цаговских инженеров вполне благоприятное впечатление, тем более что интерес на этот раз был сугубо практическим – в аэрогидродинамическом институте приступили к проектированию автожира своей конструкции.
5 июня 1931 г. состоялся последний полет КАСКР-2, в котором летчик Кошиц осуществил крутое планирование под углом 60° с вертикальной скоростью 7 м/сек. Перед приземлением он выполнил энергичное выравнивание, позволившее уменьшить пробег по земле до 10 м. Дальнейшее совершенствование аппарата признали нерациональным и работы по нему прекратили. Всего КАСКР выполнил 90 полетов, наибольшая продолжительность одного из них составила 28 минут, максимальная достигнутая высота – 450 м.
Основные технические характеристики КАСКР-2
Экспериментальный автожир ЦАГИ 2-ЭА[3]
В конце 1929 г. в ЦАГИ помимо проектирования и совершенствования геликоптеров решили развивать и автожирное направление. Причиной тому стали заметные успехи автожиров Сиервы и вполне благоприятные первые опыты с аппаратом КАСКР конструкции Камова и Скржинского.
Двум сотрудникам Секции опытных конструкций ЭАО ЦАГИ – И. П. Братухину и В. А. Кузнецову – было поручено обобщить зарубежный опыт и теоретические исследования в области автожиров. Для начала они собрали всю известную литературу, рассмотрели различные варианты конструкций, работы по аэродинамике ротора, аэродинамическому расчету и балансировке иностранных автожиров. Результатом этой деятельности уже в начале 1930 г. стало решение о проектировании экспериментального автожира по типу последнего аппарата Сиервы С-19 МК III. Основной целью при его создании являлось получение экспериментального аппарата, на котором можно было проверить правильность применяемых методов расчета, получить практические навыки постройки и эксплуатации. Общее техническое руководство осуществлял А. М. Черемухин, рабочее проектирование вели И. П. Братухин и В. А. Кузнецов.
Автожир, получивший обозначение ЦАГИ 2–ЭА (Экспериментальный аппарат-2), являлся двухместным, был оснащен звездообразным двигателем воздушного охлаждения Гном Рон «Титан» мощностью 225 л. с.
Конструктивно фюзеляж ЦАГИ 2–ЭА представлял собой сварную стальную ферму, рассчитанную на посадку с вертикальной посадочной скоростью до 4,5 м/сек. Передняя часть фюзеляжа обшита листовым дюралюминием, далее – полотном. Над передним пилотским сиденьем установлена четырехстержневая пирамида, на которой крепится свободно вращающийся четырехлопастный несущий ротор. Лопасти ротора состояли из хромомолибденовой трубы размером 50×47 мм с поперечными деревянными нервюрами, обшивка из фанеры толщиной 1 мм. Для уменьшения провисания они крепились расчалками к конусу, расположенному над осью ротора. Вес ротора составил 126 кг, т. е. 13 % от общего веса автожира.
Низко расположенное крыло деревянной конструкции, с отогнутыми законцовками для повышения путевой устойчивости, снабжено элеронами. При расчетной максимальной скорости полета крыло несло 25 % полетного веса, при минимальной скорости – около 7 %.
Оперение в основном деревянной конструкции, лонжероны стабилизатора и руля высоты из дюралюминиевых труб. Особенностью горизонтального оперения являлось его предназначение для воздушной (или аэродинамической) раскрутки ротора, поэтому оно было выполнено по бипланной схеме, с двумя килевыми шайбами. При раскрутке ротора обе горизонтальные поверхности оперения отклонялись на 55–60°, образуя тем самым дефлектор, направляющий воздушный поток от тянущего винта вверх на ротор. Этот способ, предложенный Сиервой, получил название «хвост скорпиона», он позволял раскручивать несущий ротор до 60–70 оборотов в минуту. Недостатком способа считалось то, что за время перестановки горизонтального оперения в полетное положение вращение ротора уменьшалось до 50 оборотов в минуту. Тем не менее даже с этим показателем разбег автожира на взлете оказался сравнительно малым и составил около 50 м.
Осенью 1931 г. постройка ЦАГИ 2–ЭА на Заводе опытных конструкций (ЗОК) завершилась и его передали на испытания в ОЭЛИД ЦАГИ (Отдел эксплуатации, летных испытаний и доводки). Первый полет ранним утром 17 ноября 1931 г. совершил летчик С. А. Корзинщиков. Присутствовали А. М. Черемухин, И. П. Братухин, М. Л. Миль, В. А. Кузнецов, М. А. Тайц. После раскрутки ротора автожир взлетел, сделал несколько кругов над Ходынкой и благополучно приземлился. Через несколько дней 2–ЭА произвел облет Москвы в районе ЦАГИ в сопровождении самолета Р-5. Все сотрудники ЦАГИ и опытного завода высыпали на улицу, чтобы посмотреть летящий в небе автожир, созданный при их участии.
Нужно отметить, что, несмотря на удачное начало испытаний, скоро проявились недостатки, особо присущие автожирам крыльевой схемы. На пробеге, на малой скорости автожир становился практически неуправляемым, его сильно раскачивало. Достаточно было небольшого бокового ветерка, чтобы завалить аппарат на бок. Инженер Изаксон так описал один из эпизодов испытания ЦАГИ 2–ЭА:
«Машина, которая подвергалась испытаниям, вообще была очень удачна, поэтому однажды ее решили показать Начальнику ВВС Якову Алкснису. Пригласили его на Центральный аэродром, туда, где нынешний «Аэропорт», станция метро. Он приехал с группой своих офицеров. Наш испытатель летчик Корзинщиков поднялся в воздух. Это было очень эффектно. Он поднялся с очень маленького разбега, летал на двух тысячах, потом показал скорость очень маленькую, скорость большую. Сел прекрасно и в этот момент его развернуло, он завалился на бок, сломал ротор, так что вся «обедня» оказалась испорчена.
2-ЭА Первый экспериментальный автожир 2-ЭА конструкции ЦАГИ в полете
Конечно, Алкснис не знал истинной причины и решил, что стартер (т. е. дежурный, указывающий направление старта в соответствии с направлением ветра. – М. М.) неправильно дал старт, поэтому посадка была выполнена с боковиком. И даже дал этому стартеру 10 суток гауптвахты. Но мы то поняли, что стартер не при чем, что это органический порок этих машин: неуправляемый разворот после посадки».
Скоро после указанного случая авария повторилась. Начали искать причину, наиболее активно этим вопросом занимался М. Л. Миль, который провел исследование «О неуправляемых разворотах автожиров при посадке». Это была его первая научная работа, посвященная проблемам винтокрылых аппаратов.
При продолжении летных испытаний ЦАГИ 2–ЭА на скоростях 120–130 км/ч отмечалось биение ротора, причиной которого считалась недостаточная жесткость лопастей, ведущая к различной их закрутке в полете. В основном проблему удалось решить, используя в лонжеронах лопастей стальные хромолибденовые трубы взамен ранее используемых труб из углеродистой стали.
В одном из полетов по причине остановки двигателя автожир совершил вполне благополучный планирующий спуск с высоты 70 м. В ходе испытаний, продолжающихся в течение 1932 г., ЦАГИ 2–ЭА совершил 48 полетов общей продолжительностью 17 часов 46 минут. Эти первые полеты и проведение необходимых усовершенствований позволили получить необходимый опыт для создания следующих конструкций.
В 1933 г. ЦАГИ 2–ЭА передали в агитэскадрилью им. Максима Горького, где он использовался для агитационных полетов в течение года. В 1934 г. после израсходования ресурса двигателя автожир передали в музей Осоавиахима. Дальнейшая его судьба неизвестна.
Основные технические и летные характеристики автожира ЦАГИ 2-ЭА
Автожир ЦАГИ А-4
Вполне успешные испытания экспериментального ЦАГИ 2–ЭА позволяли надеяться на перспективность подобных аппаратов, поэтому в начале 1932 г. активно обсуждались новые проекты автожиров. Однако начальник ГУАП П. И. Баранов предложил на данном этапе пойти по пути улучшения 2–ЭА, оборудовать его отечественным двигателем М-26 с механической раскруткой ротора перед запуском взамен аэродинамической, установить двойное управление для обучения летчиков. Причем одновременно с изготовлением опытного образца предлагалось заложить небольшую серию для получения навыков эксплуатации.
Государственные испытания автожира ЦАГИ А-4 с заводским № 4301
Эскизный проект автожира, получившего обозначение ЦАГИ А-4, был разработан в Отделе особых конструкций (ООК) под общим руководством А. М. Черемухина. Ведущим инженером по подготовке технической документации и постройке первого экземпляра стал Г. И. Солнцев. Разработка чертежей велась в специально созданном Конструкторском бюро Московского авиационного института (МАИ). Все аэродинамические изыскания и расчеты А-4 провела бригада аэродинамики ООК под руководством М. Л. Миля. Серийное производство решили развернуть на авиаремонтном заводе № 43 в Киеве. Техническое руководство внедрением А-4 в серийное производство, доводку конструкции в период летных испытаний осуществлял Н. К. Скржинский.