Начало пути

Начало пути

Вернувшись домой после каникул, Игорь продолжил работу в домашней мастерской. Одновременно читал об авиации все, что можно было достать, и к концу года он уже знал много об авиационном опыте, накопленном до него, особенно по вертолетам.

В то время в разных странах энтузиасты не знали, какому типу летательных аппаратов отдать предпочтение. Пионер французской аэронавтики Луи Бреге, впоследствии выдающийся конструктор самолетов, построил к лету 1907 г. четырехвинтовой вертолет, названный «жиропланом». После нескольких месяцев доводки 24 августа 1907 г. «жироплан» поднялся в воздух. Одновременно с Л. Бреге начал разработку вертолета другой французский энтузиаст авиации Поль Корню. Он построил двухвинтовой вертолет продольной схемы и 13 ноября 1907 г. тоже поднялся на нем в воздух. После этих успехов уверенность Игоря в правильности выбранного пути — строить вертолет — стала неколебимой. И хотя аэроплан уже в 1908 г. заметно вырвался вперед, Сикорский остался верен своему выбору.

Вертолет «Геликоптер № 1»

Работа настолько увлекла начинающего авиаконструктора, что он почти забросил институт и ходил туда от случая к случаю. Преподаватели жаловались отцу и просили принять меры. Вот в этих условиях Игорь и собрал семейный совет. Он рассказал о своих трудностях и перспективах, попросил материальной помощи и заявил, что для продолжения своей работы ему нужно поехать в Париж, набраться знаний и опыта, купить двигатель и другие необходимые материалы. Мнения членов семейного совета разделились, большинство считало рискованным отпускать юношу в развеселый город Париж с большой суммой денег. Решающее слово оставалось за отцом. После долгих раздумий Иван Алексеевич благословил сына. Сестра Ольга выделила деньги, и в январе 1909 г. Игорь покинул Киев.

Вначале юный авиатор полагал, что это будет кратковременный вояж, но, приехав в Париж, понял, что весьма полезно глубже познакомиться с летательными аппаратами, по возможности перенять опыт постройки машин и полетов на них. Игорь часами простаивал на аэродромах Исси-ле-Мулино и Жювиси, посетил одного из пионеров авиации — Фердинанда Фербера. Фербер посоветовал не тратить время на вертолет и сконцентрировать свои усилия на аэроплане, снабдил изобретателя литературой и пригласил в авиашколу, где работал инструктором. Школа сама по себе и не приносила много знаний, но зато она дала возможность находиться на аэродроме, позволяла знакомиться с материальной частью самолетов, обслуживанием и эксплуатацией.

Одной из самых сложных задач был правильный выбор двигателя для покупки. После посещения нескольких заводов и мастерских Игорь выбрал мотор «Анзани». Трехцилиндровый двигатель воздушного охлаждения развивал мощность 25 л.с., был прост, легок и относительно надежен. Были также заказаны некоторые детали для будущей машины, выполненные по эскизам Сикорского, в частности соосные валы и другие элементы трансмиссии.

После более чем трехмесячного отсутствия 1 мая 1909 г. Игорь вернулся в Киев. В саду у Сикорских стояла небольшая беседка, которая и стала первым авиационным заводом конструктора. В июле 1909 г. постройка машины в целом была завершена. Основу аппарата образовала прямоугольная, расчаленная рояльной проволокой деревянная клетка без шасси. Прямо на полу с одного края был установлен двигатель «Анзани», с другого — располагалось место пилота. Двигатель посредством ременной передачи и трех конических шестерен подавал мощность на соосные несущие винты. Валы устанавливались один в другом на подшипниках. Диаметр несущих винтов был различен: верхнего — 4,6 м, а нижнего — 5 м. Вращались винты в противоположных направлениях с частотой 160 об/мин. Силовой основой каждой лопасти были два деревянных лонжерона, сходившихся крестообразно в месте крепления на валу. К лонжеронам крепились фанерные нервюры, обтянутые полотном. Угол между лонжеронами определял величину крутки лопастей. Лопасти расчаливались рояльной проволокой к двум кольцевым муфтам, установленным на каждом валу сверху и снизу винта. Изменяя при помощи муфт натяжение проволоки (сдвигая муфты), можно было регулировать шаг несущих винтов. Таким образом предполагалось осуществлять, как и на современных вертолетах соосной схемы, изменение подъемной силы и путевое управление. Для продольно-поперечного управления предусматривалось использовать управляющие поверхности, расположенные в потоке воздуха, отбрасываемого несущими винтами. Это приспособление, принцип действия которого был отработан на летающих моделях, на вертолет пока не устанавливалось. Перед изобретателем стояли скромные цели — проверить работу всех элементов конструкции и агрегатов, а также оценить величину подъемной силы.

Вертолет, масса которого составляла 205 кг, был установлен на двухколесную тележку. Изобретатель встал на свое место на противоположном от двигателя крае рамы, запустил двигатель и стал потихоньку прибавлять обороты. Возникла сильная вибрация. Пришлось снимать лопасти, тщательно их балансировать и ужесточать конструкцию. Для этого было введено дополнительное расчаливание лопастей в плоскости вращения, кроме того, установлены поперечные консоли, которые повышали жесткость лопастей и снижали уровень вибрации. После этого режим вращения стал мягче, но при увеличении оборотов снова возникла тряска. Так Сикорский впервые встретился с характерной для вертолетов проблемой отстройки резонансов и уменьшения вибраций. Конструктор сделал правильный вывод — причина резонанса в недостаточной жесткости внутреннего вала, на который крепился верхний винт. Устранение дефекта было просто. Игорь подобрал деревянный стержень длиной 1,2 м и стал его постепенно забивать в полый вал верхнего винта. Когда частота собственных колебаний вала стала выше максимальных значений диапазона рабочих частот вращения винтов, резонанс прекратился.

Вертолет «Геликоптер № 2»

Теперь можно было выводить двигатель на полную мощность. Игорь, не забираясь в клетку, плавно дал полный газ. Машина стала опрокидываться. Конструктор сбросил газ и прыгнул на поднявшуюся часть фермы. Аппарат медленно опустился. Впервые изобретатель ощутил мощь машины, почувствовал, как его создание рвется в небо. Он равномерно распределил вес по площадке и опять попытался подняться. Двигатель ревел на полной мощности, но вертолет не поднимался, а только вращался на земле. С этими «танцами» тоже можно было бороться, дифференциально изменяя общий шаг винтов. Устранив все недостатки, конструктор теперь чувствовал, что при полной даче газа винты принимают на себя большую часть веса машины, но оторвать ее от земли не могут. Изобретатель пришел к двум очевидным выводам: эта машина с человеком на борту подняться в воздух не сможет.

Сделав первые выводы, Игорь решил изменить программу испытаний. Он смастерил большие весы, которые позволяли замерять подъемную силу вертолета. Весы дали возможность определить, что тяга соответствует примерно 160 кг, а это на 45 кг меньше веса пустой машины. Выводы напрашивались сами. Нужно облегчить конструкцию, иметь более мощный двигатель, более совершенные и большие по размерам винты с лопастями улучшенной аэродинамики. Первая машина не оправдала надежд, но вместе с тем работа с ней дала такой объем ценной информации, которую другим путем в то время получить было невозможно.

Из четырех десятков построенных к концу 1909 г. вертолетов оторваться от земли удалось, кроме уже упомянутых Бреге и Корню, еще только трем аппаратам. Из них только вертолет американского конструктора Дж. Уильямса имел соосную схему. В историю же отечественной авиации вертолет Сикорского № 1 вошел как первый российский натурный вертолет, который был достроен и подвергнут испытаниям.

Прежде чем строить второй вертолет, Игорь решил вновь посетить Париж и познакомиться с новинками авиации. На сей раз юный конструктор вернулся в Киев с двумя моторами «Анзани» в 25 и 15 л.с.

К постройке второго вертолета Игорь подошел более зрелым конструктором, и ранней весной 1910 г. она была завершена. Вертолет, сохранив общую схему своего предшественника (соосная с разным диаметром винтов), отличался от него буквально во всем. Вся конструкция была облегчена до минимума и производила впечатление утонченной изысканности и одновременно надежности и прочности. Вертолет № 2 имел высоту не более 3,5 м. Диаметр верхнего винта составлял 5,4 м, нижнего — 5,8. Масса пустой машины 182 кг. 25-сильный «Анзани» стоял поперек в носу вертолета, а пилот располагался сразу за ним под редуктором.

Несущие винты на № 2 были трехлопастными. Вся их силовая конструкция за исключением стальных главных валов и втулок была деревянная. Лопасти представляли собой как бы маленькие аэропланные крылья. Обтянуты они были перкалью. Вместо леса расчалок, примененных на первом вертолете, здесь каждая лопасть усиливалась кронштейном, а также верхним и нижним шпренгельным усилением. Непосредственно под креплением кронштейнов лопастей нижнего несущего винта располагался опорный подшипник главных валов, поддерживаемый четырьмя трубами пирамидального кабана. Классический для соосной схемы редуктор из трех конических шестерен для понижения частоты вращения имел на входном валу шкив большего диаметра. Он приводился во вращение ременной передачей от шкива двигателей. Изящный, компактный фюзеляж в форме вытянутого вверх прямоугольного параллелепипеда был выполнен из легких тонкостенных стальных труб, расчаленных рояльной проволокой. Над двигателем размещались топливный и масляный баки.

Испытания закрепленного на земле вертолета показали, что подъемная сила несущих винтов равнялась массе пустого вертолета. Надежд на подъем с пилотом не было. Игорь понял, что на данный момент построить по-настоящему летающий вертолет ему не удастся, хотя был уверен, что «реальный успех находится где-то за углом». В конце мая 1910 г. он прекратил испытания своего вертолета и переставил двигатель на свой первый аэроплан.

Сикорский возле «Геликоптера № 2»

Второй аппарат Сикорского стал первым в России вертолетом, способным поднимать свой собственный вес. Обзор истории отечественного вертолетостроения показывает, что ни одному дореволюционному конструктору не удалось добиться результата И. И. Сикорского. Большинство натурных вертолетов, создававшихся в России в 1910–1914 гг., остались недостроенными. О сложности решения в то время проблемы подъема человека на несущем винте говорит и тот факт, что и за рубежом все попытки построить летающий вертолет в 1910–1911 гг. оказались неудачными. Только в 1912–1913 гг. вертолеты соосной схемы Я. Эллехаммера (Дания) и О. Баумгартля (Германия) смогли оторваться от земли с человеком на борту.

Той же «вертолетной» осенью 1909 г. конструктор принимает решение параллельно с винтокрылым аппаратом строить и самолет. Его намерения совпали с планами столь же увлеченного авиацией студента Федора Ивановича Былинкина, сына богатого киевского купца. Федор уже заканчивал свой первый летательный аппарат — уменьшенную копию самолета братьев Райт и сталкивался с такими же проблемами, что и Игорь. Особая трудность для Былинкина состояла в подборе оптимального винта для 25-сильного «Анзани». Игорь предложил Былинкину интересную идею — совместно построить аэросани и на них испытывать изготовленные Сикорским винты.

Сикорский и Былинкин, помогая друг другу, быстро построили в декабре 1909 г. каждый свои аэросани.

Аэросани Сикорского получили наименование № 1, а Былинкина — № 2. Двухметровые винты для тех и других саней рассчитывал Сикорский. Аэросани № 1 состояли из двух подвижно закрепленных друг относительно друга частей. Каждая часть опиралась на пару параллельных лыж. У основания передней части располагался двигатель «Анзани» в 12–15 л.с. с тянущим воздушным винтом. На задней неподвижной части аэросаней располагалось сиденье водителя. Аэросани Былинкина были более громоздкие.

В январе 1910 г. Игорь Сикорский построил более крупные аэросани, получившие название № 3. Они имели «Анзани» в 25 л.с. и ряд других улучшений. Основой служила прямоугольная рама. На ней располагалась скамейка для седоков. Спереди рама крепилась к двум сходящимся кверху опорам, наверху которых находился двигатель с тянущим винтом. Управление санями осуществлялось при помощи удобной рулевой колонки.

Киевское общество воздухоплавания организовало 2 февраля 1910 г. на Печерском ипподроме «Спортивный праздник аэросаней». Демонстрировались сани Сикорского № 1 «малые» и № 3 «большие». Первые с двумя седоками носились по полю со скоростью 40 верст/час, вторые — с четырьмя — развивали скорость до 50 верст. Вскоре киевскому студенту удалось добиться еще лучших результатов: «большие» аэросани при четырех седоках достигли 70 верст/час, а при двух — 90 верст/час. Успехи киевского студента стимулировали деятельность и других русских конструкторов аэросаней. Сикорский, однако, несмотря на успехи в строительстве аэросаней, не ушел в эту область деятельности. Все его помыслы были по-прежнему в авиации.

К постройке аэросаней Сикорский вернулся спустя три года, уже работая на РБВЗ в Петербурге. Это были 4–5-местные сани, оснащенные толкающей винтомоторной установкой с рядным автомобильным двигателем «Астер». Кабина закрывалась фанерным обтекателем, управление санями было автомобильное. В январе 1913 г. «снегомобиль» принял участие в испытаниях, организованных Императорским Российским Автомобильным Обществом. Все «авто» завязли в снегу, только сани РБВЗ под управлением Сикорского носились вокруг незадачливых участников выезда. Потом по образцу этих саней в 1915–1917 гг. «снегоходы» строились серийно для русской армии. Великий конструктор «мимоходом» оказал большое влияние и на эту отрасль российского транспортного машиностроения.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.