История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.

ОКБ было организовано в 1947 г. по совершенно очевидной необходимости вплотную заняться вертолетами вообще и одновинтовыми - в частности. Этот класс их, как показало будущее,- важнейший, у нас не разрабатывался на протяжении ряда лет. Он и был поручен новому ОКБ, в котором собралось большинство работников по винтокрылым аппаратам, действовавших в 30-х годах. Сам М. Л. Миль был и теоретиком, и конструктором с большим опытом.

В конце 1947 г. было начато проектирование вертолета ГМ-1, получившего затем название Ми-1.


Ми-1 - одновинтовой вертолет с рулевым винтом. Двигатель - АИ-26В с принудительным воздушным охлаждением (конструкция А. Г. Ивченко) взлетной мощностью 575 л. с., специально спроектированный для работы на вертолете. Конструкция вертолета - металлическая, за исключением лопастей винтов.

Центральная часть фюзеляжа - сварная из стальных труб ферма, к которой впереди крепилась дуралюминовая кабина, такая же обшивка средней части и хвостовая балка - конический монокок с управляемым стабилизатором малых размеров (0,32 м2) на конце. На центральной ферме устанавливался двигатель, снабженный угловым редуктором с выводом основной мощности на вертикальный вал, комбинированной муфтой включения трансмиссии и свободного хода, а также осевым вентилятором со спрямляющим аппаратом для принудительного охлаждения двигателя. За двигательным отсеком - сварной алюминиевый бензобак в 240 л с возможностью подвески дополнительного бака в 160 л.

Трансмиссия вертолета Ми-1 состоит из трех редукторов (главного, промежуточного и хвостового) и трех валов (главного, хвостового и концевого). Главный редуктор - двухступенчатый, с двумя парами цилиндрических зубчатых колес и передачей для привода рулевого винта, состоящей из пары конических зубчаток.

Несущий винт - трехлопастный. Лопасти крепятся к втулке с помощью осевых, вертикальных и горизонтальных шарниров (вертикальные - с фрикционными демпферами). Профиль лопастей - NACA-230 с переменной относительной толщиной. Конструкция лопастей - смешанная: трубчатый стальной лонжерон, склепанный из трех труб с убывающей толщиной стенок, на бужах; нервюры и стрингеры - деревянные, обшивка фанерная с оклейкой полотном. Эта конструкция первоначально создавалась под естественным и значительным влиянием опыта автожиростроения, очень хорошо знакомого ОКБ Миля. Постепенно она совершенствовалась. Лопасти рулевого винта - трапециевидные, деревянные, с металлической оковкой по передней кромке - крепились во втулке с помощью горизонтальных шарниров.

Управление муфтой включения трансмиссии сблокировано с тормозом несущего винта и производится специальной ручкой. Управление вертолетом происходит путем изменения величины и направления тяги несущего винта и изменения тяги рулевого винта, что достигается воздействием на общий и циклический шаги лопастей несущего винта и на общий шаг рулевого винта автомата перекоса и специального механизма в хвостовом редукторе. Кроме того, в систему управления входят управляемый стабилизатор и управление разгрузочными пружинными механизмами (триммерами), создающими необходимый градиент усилий на ручке и позволяющими уравновешивать эти усилия на установившихся режимах полета. Вертолет оснащен оборудованием для полета ночью и в сложных метеорологических условиях. Лопасти винтов и переднее стекло кабины оборудованы антиобледенительными устройствами.

Первый опытный экземпляр Ми-1 был выпущен в сентябре 1948 г., за ним - еще два. Все проходили испытания. На первом была выполнена основная часть программы испытаний (летчик М. К. Байкалов), второй и третий проходили испытания по сокращенной программе (летчики М. Л. Галлай и В. В. Виницкий). Были определены основные летные характеристики Ми-1: максимальная скорость у земли - 190 км/ч, потолок статический - 3450 м, динамический - 6800 м. При предъявлении вертолета на испытания были установлены ограничения, вызванные необходимостью предотвратить возможность попадания лопастей несущего винта на срывные режимы: скорость на всех высотах - не более 170 км/ч и высота полета без форсажа двигателя (на который права не давалось) - не более 3500 м.

Испытания вертолет прошел весьма успешно (ведущий летчик - испытатель Г. А. Тиняков, летчик облета С. Г. Бровцев), получил удовлетворительную оценку и был принят к серийному производству. С тех пор он применяется в различных модификациях, все время улучшаясь и совершенствуясь, у нас и во многих других странах, пользуясь всеобщим признанием. На нем в 50-х годах было установлено 17 мировых рекордов.


Вертолет Ми-1 и его модификации

Ми-1. К разработке проекта легкого трехместного вертолета ЭГ-1 (Экспериментальный геликоптер-1) старший научный сотрудник ЦАГИ д-р техн. наук Михаил Леонтьевич Миль приступил сразу же по окончании Великой Отечественной войны. В апреле 1946 г. проект получил положительную оценку в Экспертной комиссии Министерства авиационной промышленности, и 26 марта 1947 г. в ЦАГИ была образована под руководством М.Л. Миля лаборатория # 5 "для решения научных проблем по геликоптеростроению...". Осенью 1947 г. построенный в лаборатории # 5 ЦАГИ полноразмерный макет вертолета был утвержден правительственной комиссией, и 12 декабря 1947 г. последовало постановление Совета Министров СССР о создании Опытно-конструкторского бюро под руководством М.Л. Миля. Сначала оно располагалось в ЦАГИ, а в 1948 г. было переведено под названием ОКБ-4 на территорию серийного авиационного завода # 82 в Тушине. Осенью 1951 г. возглавляемый М.Л. Милем коллектив получил в полное свое распоряжение небольшой авиационный завод # 3 в Сокольниках, на котором ранее находилось ОКБ-3 И.П. Братухина. В 1953 г. завод # 3 был переименован в завод # 329, аналогичный номер получило и ОКБ.

Проектируемый ОКБ М.Л. Миля вертолет первоначально назывался ГМ-1 (Геликоптер Миля-1). Он разрабатывался в варианте связного. Экипаж состоял из трех человек: летчика и двух пассажиров. Вертолет имел классическую одновинтовую схему с трехлопастными несущим и хвостовым рулевым винтами. Диаметр несущего винта 14,346 м, рулевого -2,5 л. Лопасти несущего винта имели сужающуюся к концам форму в плане и крепились к втулке посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. Для гашения колебаний лопастей в плоскости вращения использовались фрикционные демпферы. Лопасти несущего винта были смешанной конструкции и включали в себя: стальной состыкованный из трех "телескопических" труб лонжерон, деревянные нервюры и стрингеры, фанерную и полотняную обшивку. Общий и циклический шаг лопастей изменялся автоматом перекоса кольцевого типа, установленным под втулкой. Трапециевидные деревянные лопасти рулевого винта крепились к втулке с помощью горизонтальных и осевых шарниров.

Центральная часть фюзеляжа представляла собой сварную ферму из стальных труб, к которой крепился каркас кабины с приклепанной к нему дуралюминовой обшивкой. В передней части фюзеляжа располагалась остекленная кабина. Двухместный диван находился за креслом пилота. Позади кабины был двигательный отсек с двигателем АИ-26ГР мощностью 550 л.с., двухступенчатым главным редуктором, тормозом несущего винта, комбинированной муфтой сцепления и свободного хода и осевым вентилятором. За двигательным отсеком стоял основной бензиновый бак емкостью 240 л. Для увеличения дальности полета предусматривалась возможность установки и дополнительного бака. Сзади центральной части фюзеляжа присоединялась цельнометаллическая полумонококовая хвостовая балка с трансмиссионным валом и промежуточным редуктором. Заканчивался фюзеляж монококовой концевой балкой с хвостовым редуктором и трехлопастным рулевым винтом. Колесное шасси состояло из основных опор с пирамидальными стойками, передней опоры со свободно ориентирующимся колесом и хвостового костыля. Проводка управления была тросовой с инерционными демпферами.

Ввиду отсутствия в ОКБ-4 производственной базы три первые опытные машины строились на Киевском авиационном заводе # 473. Первый экземпляр ГМ-1 был построен в августе, и 20 сентября 1948 г. летчик М.К. Байкалов выполнил на нем на аэродроме Захарково три первых подъема в воздух, а спустя десять дней совершил уже полет с поступательной скоростью 50... 100 км/ч. Заводские испытания проводили летчики М.К. Байкалов, М.Л. Галлай и В.В. Виницкий. К сожалению, в ходе заводских испытаний две первые летные машины были потеряны: 24 ноября 1948 г. при определении потолка замерзла смазка в механизмах системы управления и летчику пришлось покинуть машину, 7 марта 1949 г. из-за некачественной сварки разрушился карданный вал хвостовой трансмиссии и погиб летчик М.К. Байкалов. Третья опытная машина поступила на государственные испытания, которые проводились осенью 1949 г. Они завершились успешно.

21 февраля 1950 г. Совет Министров СССР постановил построить опытную серию из 15 вертолетов под обозначением Ми-1 на заводе # 3 в Москве. Затем выпуск Ми-1 начался на других заводах страны. После постройки в 1952 - 1953 гг. казанским заводом # 387 небольшой партии в 30 машин крупносерийный выпуск Ми-1 удалось наладить в 1954 г. на заводе # 47 в Оренбурге. В 1954 - 1958 гг. там были выпущены 597 машин. Спустя три года к производству Ми-1 подключился завод # 168 в Ростове-на-Дону (1957 - 1960 гг., 370 шт.). В 1955 г. началась передача производства Ми-1 в Польскую Народную Республику, где он серийно строился под обозначением SM-1 (Smiglowec Mila-1) на заводе в Свиднике с 1957 по 1965 г. С первого аппарата "Ми" началось польское вертолетостроение. Всего в Польше были выпущены 1683 Ми-1 в разных вариантах и модификациях.

Первенец ОКБ М.Л. Миля положил начало крупносерийному производству вертолетов в СССР и их широкому практическому использованию. Благодаря высоким летным качествам вертолета на нем были установлены 27 мировых рекордов. Ми-1 широко эксплуатировался в военных и гражданских целях не только в нашей стране. Помимо стран Варшавского Договора он поставлялся в Австрию, Афганистан, Египет, Ирак, Индонезию, Китай, Кубу, Лесото, Монголию, Никарагуа, Северную Корею, Финляндию. Последний Ми-1 был официально снят с эксплуатации в нашей стране в 1983 г.

В ходе производства и эксплуатации конструкция вертолета постоянно совершенствовалась. Особенно много внимания уделялось улучшению конструкции и повышению надежности одного из самых трудоемких агрегатов вертолета - лопасти. Состыкованные из трех труб лонжероны лопастей были заменены в 1956 г. цельными лонжеронами из холоднокатаной стальной трубы с переменной толщиной стенки. В 1957 г. для Ми-1 создается первая цельнометаллическая лопасть с прессованным дуралюминовым лонжероном. Внедрение цельнометаллических лопастей привело к включению в систему управления сначала аэродинамических компенсаторов, а затем необратимых гидроусилителей. После опробывания втулки вертолета Ми-4, обладавшей существенными конструктивными улучшениями, радикальные изменения были внесены и в конструкцию втулки вертолета Ми-1. Системы управления общим шагом несущего винта и мощностью двигателя были объединены в единую систему шаг - газ. Кроме того, в 1950-е гг. на Ми-1 были установлены управляемый стабилизатор, система внешней подвески грузоподъемностью 500 кг, противообледенительная система лопастей, новое приборное оборудование и т.д. На Ми-1 в 1952 г. впервые прошел опробование самолетный автопилот АП-5, и в дальнейшем вертолет неоднократно использовался в качестве летающей лаборатории для испытания различных конструктивных нововведений.


Ми-1У (первоначально ГМ-2). Учебный двухместный вариант Ми-1 с двойным управлением и расположенными рядом местами пилотов. Создан в 1950 г., строился серийно.


Ми-1Т. Модернизированная базовая модель Ми-1, созданная в 1953 г. по опыту первых лет эксплуатации машины. Обозначение Т ("трехсотчасовой") означало, что ресурс основных частей вертолета довели до 300 ч. Кроме того, двигатель АИ-26ГРФ заменили более совершенным двигателем АИ-26В с взлетной мощностью 575 л.с., расширили двери кабины, установили стабилизатор и противообледенительную систему. В Польше имел обозначение SM-1/300. Двухместный учебный вариант Ми-1Т назывался Ми-1ТУ (SM-1Sz).


Ми-1 палубный. В 1954 г. два Ми-1Т были переоборудованы для эксплуатации в Арктике и базирования на ледоколах.


Ми-1ТКР (первоначально Ми-1КР). Созданная в 1955 г. на базе Ми-1 первая модификация артиллерийского корректировщика. Оснащалась наблюдательными приборами, аэрофотоаппаратом и дополнительными средствами связи. В серии с 1956 г.


Ми-1НХ. Первая специальная гражданская модификация для народного хозяйства, созданная на базе Ми-1Т в 1956 г. Осталась в единственном опытном экземпляре, так как в качестве базы для такой модификации было решено использовать вертолет Ми-1М. Польские вертолетостроители выпускали гражданские варианты Ми-1Т и Ми-1А под обозначением SM-1.


Ми-1 противолодочный. В середине 1950-х гг. ВМФ СССР предпринял попытку использовать Ми-1 в качестве противолодочного вертолета, но мощность двигателя АИ-26В оказалась недостаточной для подъема специального поискового и бомбового оборудования.


Ми-1 войсковой укладчик телефонных линий связи. Создан в 1957 г. на базе Ми-1Т.


Ми-1А (SM-1/600). Освоение в производстве лопастей с цельным лонжероном из холоднокатаной трубы послужило основой для создания в 1957 г. новой базовой модели Ми-1А (первоначальное заводское обозначение Ми-1Р - ресурсный). Ресурс агрегатов Ми-1А составлял 600 ч. Кроме того, модель отличалась от Ми-1Т использованием электромеханических триммеров управления вместо пружинных, усовершенствованным приборным оборудованием и бортовым узлом крепления дополнительного топливного бака. Двухместный учебный вариант носил обозначение Ми-1АУ, а соответствующая модификация артиллерийского корректировщика - Ми-1АКР.


Ми-3. Созданная в 1954 г. по заказу Вооруженных Сил санитарная модификация Ми-3 представляла собой значительно более глубокую модернизацию исходного Ми-1, чем упомянутые ранее Ми-1Т и Ми-1А. Она отличалась новым четырехлопастным несущим винтом, более комфортабельной кабиной, измененной конструкцией фюзеляжа, подвесными легкосъемными боковыми гондолами для перевозки больных и раненых. Ми-3 был рекомендован в серию, однако из-за сложности освоения в производстве одновременно трехлопастного и четырехлопастного винтов его внедрение было остановлено.


<...>


Среди нереализованных модификаций Ми-1 следует упомянуть проект шестиместного вертолета ГМ-3 двухвинтовой продольной схемы с винтовыми установками от Ми-1 и двигателем АИ-226 (на базе АШ-62), проект палубного Ми-2 со складывающимися лопастями и концевой балкой, проект В-5 (Ми-5) с газотурбинным двигателем (1957 г.) и проект пятиместного Ми-1 для войск специального назначения (1960 г.).


SM-1S и SM-1D. Ми-1Т (SM-1/300) послужил польским конструкторам в 1959 г. базой для создания собственных санитарной SM-1S и краново-монтажной SM-1D модификаций. Кроме того, варшавский Институт Летництва использовал Ми-1 для испытания новых авиаприборов, нефтеразведывательного оборудования, буксировки планеров и т.д. В 1971 г. в этом центре польской авиационной науки на SM-1/300 было установлено трапециевидное крыло размахом 8 м и проведены обширные исследования такой схемы винтокрылого ЛА.


<...>


Основные данные ГМ-1 Ми-1 Ми-3 Ми-1Т Ми-1А Ми-1М
Год постройки 1948 1951 1954 1953 1957 1957
Число мест (экипаж + пассажиры) 1 +2 1 +2 1 +3 1 +2 1 +2 1+3
Двигатель:
число 1 1 1 1 1 I
марка АИ-26ГР АИ-26ГРФ АИ-26В АИ-26В АИ-26В АИ-26ВФ
мощность, л.с. 550 575 575 575 575 575 (615)
Масса, кг:
нормальная 2065 2140 2500 2230 2300 2470
максимальная - 2330 - 2300 2340 2550
пустого вертолета - 1700 1915 1796 1796 1900
груза:
нормальная - - 150 - - -
максимальная - - 230 - - 330
Параметры несущего винта:
диаметр, м 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3 14,3
число лопастей 3 3 4 3 3 3
заполнение 0,05 0,05 - 0,05 0,05 0,05
частота, об/мин. 232 232 250 232 232 232
Скорость, км/ч:
максимальная 205 185 185 175 175 199
крейсерская - - 155 - 140 140
Потолок:
статический - - - 2700с 2700с 12006/3450
динамический 3300 3500 4000 3500 3000 4000
Дальность полета, км 430 430 380 380 370/615п 360


Вертолет Ми-1
Год выпуска 1948
Число мест 2
Количество двигателей 1
Двигатель, марка АИ-26В
Мощность, л. с. номинальная/ взлетная 430 - 575
Несущий винт
   Диаметр, м 14,3
   Коэффициент заполнения 0,050
   Скорость вращения, об/мин 232
Масса пустого, кг 1890
Полетная масса, кг 2470
Удельная нагрузка на диск несущего винта, кг/м2 14,21
Удельная нагрузка на мощность, кг/л. с. 3,99
Скорость, км/ч 190
Потолок статический, м 1200
Потолок динамический, м 4000
Дальность полета, км 360