В середине 50-х гг, когда проектирование вертолета Ми-6 было в основном закончено, конструкторы ОКБ М.Л.Миля приступили к поиску перспективных путей дальнейшего увеличения грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов. Одним из наиболее приоритетных направлений в те годы считалось создание вертолетов с реактивным приводом несущего винта, т.е. с таким приводом, при котором крутящий момент винта создается силой реакции газов.
Вертолет В-7 – видео
Газов вытекающих из установленных по концам лопастей реактивных двигателей или реактивных сопел. Отказ от механической трансмиссии должен был не только упростить и облегчить конструкцию вертолета, но и значительно повлиять на его весовое совершенство. Кроме того, при этом отсутствовал реактивный момент несущего винта, а следовательно, не было необходимости в энергоемких и громоздких средствах его парирования, что также упрощало компоновку вертолета. Из всех видов реактивных приводов наиболее экономичным представлялся привод посредством ТРД. В ОКБ разрабатывался проект такого сверхтяжелого вертолета-крана (один из проектов В-16) с несущим винтом диаметром около 60 м. На конце каждой лопасти предполагалась установка двух ТРД с противоположным вращением турбин и тягой по 1750кг каждый. Но предварительно М. Л. Миль был намерен построить небольшой опытный четырехместный вертолет, на котором предстояло опробовать реактивный привод несущего винта и решить ряд специфических для такой схемы проблем. Ему удалось заинтересовать своей идеей сначала представителей ГВФ, а затем и военных, и 20 декабря 1956г. вышло правительственное постановление о разработке опытного вертолета В-7 с реактивным приводом несущего винта.
Проектирование и постройка винтокрылого аппарата, самого маленького и легкого из когда-либо созданных ОКБ М.Л.Миля, продвигались очень быстро. В декабре 1957г. рабочее проектирование было в основном закончено, и опытное производство завода №329 заложило сразу серию из пяти машин. Ведущим конструктором по В-7 был назначен А.В.Кочкин, а затем — Г.Г.Лазарев.
Конструкция вертолета была максимально простой. Основу составлял цельнометаллический каплевидный фюзеляж полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части силовых шпангоутов монтировалась на болтах литая плита. К фланцу плиты крепился редуктор, состоявший из вала несущего винта и приводов агрегатов. На оси вала несущего винта устанавливались втулка с лопастями и автомат перекоса. К переднему торцу плиты присоединялся кронштейн с качалками управления и гидроусилителями. По бокам фюзеляжа находилось три двери. В кабине, помимо летчика, могли разместиться еще три пассажира или носилки с больным и сопровождающий медработник. Топливный бак находился под полом. Насос направлял горючее в топливный регулятор, из которого оно поступало в коллектор вала несущего винта и оттуда под действием центробежной силы — к ТРД, расположенным на концах двухлопастного несущего винта.
Лопасти прямоугольной формы имели стальной лонжерон, деревянный каркас и фанерную обшивку. Они крепились к втулке посредством осевых и общего горизонтального шарниров. В носках нервюр лопастей были проложены две трубки топливопитания. Электропроводка проходила внутри лонжерона. Сверху на конце вала несущего винта монтировался токосъемник приборов силовой установки. При разработке системы путевого управления сначала планировали ограничиться хвостовым оперением, установленным в индуктивном потоке, но сопровождавшие разработку В-7 всесторонние исследования моделей в аэродинамической трубе показали необходимость сохранения рулевого винта. Его установили сзади фюзеляжа на короткой трубчатой ферме. Таким образом, избежать установки трансмиссии на вертолет не удалось. На В-7 конструкторы ОКБ М.Л.Миля впервые применили полозковое шасси.
Смонтированные на задних поперечных трубах гидроамортизаторы служили для предотвращения земного резонанса. Вертолет В-7 оснащался облегченным комплектом пилотажного приборного оборудования, предусматривался его военный вариант с системой вооружения.
Успешное воплощение идеи вертолета с реактивным приводом несущего винта зависело в первую очередь от создания достаточно легких и малогабаритных двигателей, способных надежно работать в поле центробежных сил при больших перегрузках, а также систем топливопитания и управления ими. Из многих руководителей авиамоторных ОКБ, привлеченных к решению этой задачи, за проектирование специальных ТРД взялся только главный конструктор А.Г.Ивченко. Разработанный в его ОКБ-478 двигатель АИ-7 тягой 70кгс представлял собой простейший ТРД с центробежным компрессором и одноступенчатой турбиной. С целью уравновешивания гироскопических моментов двигатель был выполнен с тремя маховиками, вращавшимися в сторону, противоположную турбине. Такое решение было простейшим, но, как показали дальнейшие события, неправильным.
Двигатели АИ-7 были получены заводом №329 только в декабре 1959г, сам вертолет был собран задолго до этого. Сразу же после первого запуска ТРД возникли проблемы: двигатель не выходил на рабочие обороты и не развивал заданной тяги из-за большого отбора мощности на вращение маховиков. Поэтому их пришлось снять с двигателей. Для охлаждения перегревавшейся маслосистемы инженеры ОКБ М.Л.Миля спроектировали уникальный трубчатый маслорадиатор, размещенный вокруг воздухозаборника двигателя. Теперь АИ-7 развивал заданную тягу, но все нагрузки от гироскопического момента стала воспринимать несущая система.
Реализация концепции вертолета с реактивным приводом несущего винта оказалась значительно сложней, чем это предполагалось. Доводка В-7 и его силовой установки затянулась. Для совершенствования двигателей АИ-7 были привлечены специалисты ЦИАМ. Несколько лет ушло на решение проблемы обеспечения работы двигателей в поле центробежных сил, и только 19 февраля 1962г. была предпринята первая попытка подъема в воздух В-7 на привязи. Но вертолет не смог оторваться от земли. Под воздействием гироскопического момента двигателей лопасти несущего винта закручивались на отрицательный угол, обшивка лопастей покрывалась гофрами, что создавало большое сопротивление вращению, усиленное незакапотированными двигателями. Кроме того, мощность гидроусилителя общего шага оказалась недостаточной для преодоления нагрузок в системе управления. Вибрации вертолета были большими. После этого испытания двигатели были отправлены на переделку в ОКБ А.Г.Ивченко, лопасти отремонтировали, гидроусилитель системы управления общим шагом заменили на более мощный, для двигателей спроектировали капоты.
Салон вертолета В-7
В апреле 1965г. испытания В-7 на привязи возобновились, но при первом же запуске заклинило один из двигателей. Пришлось его вновь возвращать на завод-изготовитель. Наконец 20 сентября дважды удалось добиться устойчивого зависания. Испытания проводил механик В.А.Колосов. Висение происходило с понижением частоты вращения несущего винта, так как в этом случае двигатели создавали меньший крутящий момент и лопасти не закручивались и не коробились. По программе 1965г. планировалась оценка фактической мощности на различных рабочих оборотах несущего винта, однако этот год стал последним в истории разработки В-7. 11 ноября 1965г. во время испытаний на максимальных оборотах несущего винта и взлетном режиме двигателей произошло почти одновременное разрушение обоих двигателей. Как выяснилось позже, взлетный режим двигателя АИ-7 был критическим. Турбокомпрессоры двигателя вошли в резонансные колебания и, выломав корпус, «улетели» вместе с задними частями двигателей. Вертолет же без повреждений плавно опустился на землю.
Кабина вертолета В-7
Конструкторы были вынуждены признать дальнейшую доводку АИ-7 бесперспективной. Они возлагали надежду на разработанный в ЦИАМ новый турбореактивный двигатель МД-3, гироскопический момент на котором уравновешивался за счет противоположного вращения компрессора и турбины. Но и этот двигатель нуждался в длительной доводке, как, впрочем, и многие другие элементы вертолета. Расход топлива при схеме с реактивным приводом несущего винта оказался значительно больше, чем это предполагалось первоначально. Высоким был и уровень шума. Тогда М.Л.Миль делает вывод, что увеличивать грузоподъемность вертолетов более целесообразно путем использования многовинтовых схем с механической трансмиссией. Доводка В-7 была прекращена.
Двигатель АИ-7 вертолета В-7
Тактико-технические характеристики вертолета В-7
– Первый полёт: 1962 год
Экипаж В-7
– 1 человек
Вместимость В-7
– 3 пассажира
Габаритные размеры В-7
– Длина: 6,23 м
– Диаметр несущего винта: 11,60 м
– Высота: 2,91 м
Вес В-7
– Масса пустого: 730 кг
– Нормальная взлётная масса: 835 кг
– Максимальная взлётная масса: 1050 кг
Двигатели В-7
– Марка двигателя: 2 × ТРД АИ-7
Скорость В-7
– Максимальная скорость: 240 км/ч
– Крейсерская скорость: 210 км/ч
Дальность полета В-7
– 510 км (практическая), 1000 км (перегоночная)
Практический потолок В-7
– 4500 м
