Летающий кран
Летающий кран
Уже будучи на пенсии, И. И. Сикорский воплотил в металле еще одну свою идею, которую он разрабатывал много лет, — концепцию вертолета-крана.
Уникальные летные характеристики вертолета — способность неподвижно висеть в воздухе, совершать вертикальные подъемы и спуски, осуществлять поступательные перемещения в любую сторону — породили с самого начала применения вертолета идею перевозки грузов на внешней подвеске. Способность вертолета перевозить груз на внешней подвеске породила идею создания специализированного вертолета-крана. Он должен был отличаться отсутствием грузовой кабины, что значительно облегчало и упрощало конструкцию. Кроме того, вертолету-крану не нужен был большой запас топлива. Он должен был перевозить грузы на небольшие расстояния и работать отчасти в зоне влияния земли. Все это позволяло надеяться на увеличение грузоподъемности примерно на 10–20 % по сравнению с аналогичными фюзеляжными вертолетами. Другой концепцией, породившей строительство вертолетов-кранов, была идея создания вертолетов одной весовой категории, но с разными фюзеляжами, оптимизированными под каждое конкретное задание. Однако такая концепция требовала создания большого многообразия узкоспециализированных вертолетов и была экономически трудноосуществимой. Идея присоединять разнообразные специализированные контейнеры под безфюзеляжный вертолет-кран позволяла наиболее экономично решить данную проблему. Кроме того, предполагалось, что кран сможет самостоятельно наезжать или садиться верхом на перевозимый груз, что значительно ускоряло и упрощало его загрузку. Груз в этом случае мог крепиться под фюзеляжами.
Экспериментальный вертолет-кран S-60
И. И. Сикорский решил строить кран на основе тяжелого транспортного S-56. Финансировал постройку ВМФ США. Для новой машины были использованы уже отработанные несущий и рулевой винты, трансмиссия и силовая установка. Вертолет, получивший обозначение S-60 «Скай крэн», в марте 1959 г. был уже готов к испытаниям. Его впервые поднял в воздух 25 марта 1959 г. испытатель Д. Д. Винер.
Фюзеляж представлял собой длинную тонкую балку, переходящую в хвостовую, в центре которой под несущим винтом находилась гидравлическая грузовая лебедка для поднятия груза. Кроме того, фюзеляж и шасси были оборудованы захватами для крепления грузов и контейнеров прямо под фюзеляжем. Спереди балки-фюзеляжа находилась кабина пилотов с застекленной задней стенкой для наблюдения за грузом. Кресло пилота-оператора могло поворачиваться на 180 градусов. Основное шасси осталось практически без изменений, но стало неубирающимся. Задняя стойка шасси расположилась под концевой балкой на высоком удобообтекаемом пилоне. При стоянке на земле нижняя плоскость балки-фюзеляжа оставалась параллельной земле, благодаря чему обеспечивался идеальный подход к узлам крепления груза. Клиренс 2,34 м.
Во время испытаний и демонстраций вертолет транспортировал до 5,5 т груза, контейнер весом 770 кг, предназначенный для перевозки 20 человек, буксировал по земле бульдозер весом 13,4 т, легкий танк, минный трал длиной 180 м. Под вертолет-кран были спроектированы подвесные модули: командный пункт, радиостанция, станция РЛС, госпиталь, мастерская, платформа и т. д.
При испытаниях крана с разными видами подвески Сикорский обратил особое внимание на разработку различного рода амортизаторов и вибропоглотителей, чтобы свести передаваемые на груз с вертолета вибрации до минимума. После пятинедельных испытаний на заводе вертолет совершил почти 5000-километровый перелет по США.
Несмотря на показанные возможности, грузоподъемность вертолета не удовлетворила военных заказчиков, и S-60 остался летающей лабораторией, предназначенной для изучения возможностей эксплуатации вертолетов-кранов. Тем не менее огромный труд не пропал даром. Фирма Сикорского по заказу Армии США и правительства ФРГ приступила к постройке нового, специально спроектированного крана с двумя газотурбинными двигателями. В апреле 1962 г. постройка нового крана S-64 была закончена, и 9 мая совершен первый полет. Вертолет был рассчитан на перевозку 9 т на 85 км, 8 т на 170 км, 6 т на 340 км.
Силовая установка состояла из двух газотурбинных двигателей «Пратт-Уитни» JFTD 12A-4A мощностью по 4500 л.с. каждый, размещенных спереди от главного редуктора. Они уравновешивали хвостовую балку. В силовую установку входил и вспомогательный двигатель-турбостартер «Солар» Т-62 мощностью 71 л.с. Спереди и сзади главного редуктора располагались два топливных бака емкостью по 1664 л каждый.
Тяжелый вертолет-кран S-64
Фюзеляж представлял собой полумонококовую балку коробчатой конструкции с двумя усиленными шпангоутами, к которым крепились шасси, редуктор и система внешней подвески; спереди — пятиместная кабина. Кроме двух обычных пилотских кресел было дополнительное место оператора, повернутое назад для наблюдения и управления погрузкой и разгрузкой. В конструкции несущего винта S-64 было использовано много элементов от S-56. Диаметр несущего винта остался прежним — 22 м, правда, теперь он стал шестилопастным. Шарнирная втулка изготавливалась из стальных и алюминиевых сплавов. Цельнометаллические лопасти из алюминиевого сплава имели прямоугольную форму. Четырехлопастной рулевой винт остался по-прежнему с шарнирным креплением цельнометаллических лопастей. С другой стороны от рулевого винта на концевой балке крепился жестко зафиксированный стабилизатор.
Вертолет имел трехстоечное шасси с передней опорой. Клиренс составлял 2,74 м. Особая конструкция амортизационных стоек позволяла «присесть» вертолету на 20 см и оказаться верхом на грузе, чтобы потом подцепить его. На хвостовой балке была установлена выдвижная механическая опора.
В погрузочное оборудование вертолета входили гидравлическая лебедка, рассчитанная на усилие до 11 340 кг, четыре боковые лебедки для подвески грузов до 4540 кг, и целый ряд узлов крепления контейнеров под низом фюзеляжа. Фирма Сикорского разработала универсальный подвесной контейнер для перевозки грузов и солдат (до 60).
Первый полет S-64 состоялся 9 мая 1962 г. Эксплуатация вертолета началась в Армии США. Опытный заводской вертолет поступил в состав роты летающих кранов. Испытания прошли успешно, и армия заказала шесть серийных S-64. Они получили обозначение YCH-54A. Пять YCH-54A использовались во Вьетнаме в составе 1-й кавалерийской (аэромобильной) дивизии. Они оказались столь эффективны, что последовали новые заказы.
После приобретения 60 CH-54A армия закупила еще 29 CH-54B, который имел двигатель «Пратт-Уитни» JFTD-2-5A мощностью по 4800 л.с., лопасти с увеличенной хордой, а также новый автопилот. Их поставки начались с 1969 г. Эта модификация установила девять мировых рекордов, включая подъем 15 тонн на высоту 3307 м, 10 тонн на 5246 м и 5 тонн на 7778 м.
За военными вертолетами последовали их варианты для мирного использования. Восемь S-64E представляли собой гражданскую модификацию CH-54A. Гражданская модификация CH-54B получила название S-64F, но серийно не строилась, так как авиакомпании предпочитали покупать вертолеты CH-54A и CH-54B, списываемые из Армии. Всего фирма «Сикорский Эркрафт» построила 99 вертолетов S-64 всех модификаций.
Вертолеты S-64 состояли на вооружении армейской авиации США до начала 80-х годов. Сейчас все не отлетавшие еще ресурс краны находятся в руках гражданских потребителей.
Хотя имелся ряд удачных примеров применения вертолета-крана, эта концепция, несмотря на ее внешнюю привлекательность, оказалась не такой уж плодотворной. Выигрыш от применения безфюзеляжных вертолетов «съедался» часто потерями от перегонки «летающих кранов» к местам работы порожняком. Нужных контейнеров часто не оказывалось под рукой. Дешевле было применить фюзеляжные многоцелевые вертолеты с внешней подвеской. Концепция «крана» оправдывала себя только на сверхтяжелых вертолетах и на краново-монтажных работах.
Сикорский с моделью S-64
Опыт постройки тяжелых вертолетов S-56, S-60, S-64 сделал возможным разработку фирмой Сикорского проектов вертолета еще более высокой грузоподъемности. В 1960 г. был разработан проект вертолета S-63 со взлетным весом 42,8 т грузоподъемностью 18 т и диаметром несущего винта 30 м. Затем в 1961 г. — проект DS-103 со взлетным весом 114 т, грузоподъемностью 40 т и диаметром винта 48,3 м. Прорабатывался и проект грузоподъемностью в 80 т.
Несмотря на высокую степень проработки, до постройки натурных вертолетов дело не дошло. В начале 60-х годов вооруженные силы США отказались от концепции, предусматривавшей переброску на вертолетах тяжелых грузов, танков, баллистических ракет и т. п. Война во Вьетнаме потребовала огромных ассигнований на строительство в большом количестве легких вертолетов. Гражданских заказчиков, способных поддержать постройку гигантских «летающих кранов», тоже не было.
В начале 60-х годов с постройкой S-64 и S-65 (о котором речь пойдет ниже) размерный рост вертолетов Сикорского прервался. Проекты более тяжелых вертолетов не получили финансовой поддержки. В то же время успехи И. И. Сикорского стимулировали исследования в СССР. В ОКБ М. Л. Миля и Н. И. Камова продолжали работу по увеличению грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.