Семь основных вертолётных схем. Физические параметры лопастей и их влияние на поведение модели

Важным элементом конструкции модели вертолета являются лопасти несущего винта. Их весовые и аэродинамические характеристики определяют летные качества модели. В настоящее время фирмы предлагают большой ассортимент лопастей несущего винта, оптимизированных для определенного типа моделей и различных видов полета (высшего пилотажа, авторотации, перевернутого и т.п.). Фирменные лопасти обладают единственным недостатком - большой ценой для моделистов из стран СНГ (на один комплект лопастей может потребоваться среднемесячная зарплата). Как показывает практика, моделисты, особенно начинающие, могут в летный сезон вывести из строя до десятка пар лопастей. Даже опытные моделисты не застрахованы от поломки лопастей. При любой ошибке в пилотировании или при отказе материальной части модели в первую очередь "страдают" лопасти несущего винта. Поэтому естественно желание многих моделистов самостоятельно освоить технологию изготовления лопастей несущего винта модели вертолета.

На первых радиоуправляемых моделях вертолетов применялись лопасти, изготовленные полностью из дерева. Сегодня такие лопасти применяются, как правило, на тренировочных моделях. Основным материалом фирменных лопастей в настоящее время является стекло- и углепластик. Лопасти из такого материала самостоятельно в домашних условиях изготовить довольно проблематично. Для обеспечения необходимой центровки эти лопасти загружаются дополнительным балластом. При неправильном расположении этот груз, под воздействием центробежной силы (в лопасти несущего винта эта сила достигает несколько сотен килограмм), может вылететь и вызвать тяжелые последствия для моделиста и окружающих. Поэтому самостоятельно лучше изготавливать лопасти из дерева, при балансировке которых практически не нужно использовать балласт. Кроме того, при разрушении деревянные лопасти хорошо гасят энергию удара, предохраняя от поломки элементы головки ротора и привода модели. По форме профиля лопасти бывают симметричные и плосковыпуклые. Симметричные профили применяют для лопастей спортивных моделей, выполняющих высший пилотаж. Плосковыпуклые профили применяют на лопастях "хоббийных" моделей. Следует отметить, что в домашних условиях проще изготовить лопасти с плосковыпуклым профилем, постоянным по всей длине. Как показывает практика, для таких лопастей хорошо подходит профиль Clark-Y.

Геометрические размеры лопастей определяются специальным аэродинамическим расчетом. Однако методика расчета довольна сложна и выходит за рамки настоящей статьи. Для практики целесообразно пользоваться данными, полученными, например, при измерениях фирменных лопастей. Как правило, для моделей 30 класса применяют лопасти длиной 450-500 мм, шириной 49-50мм. Для 40 класса - 520-550 мм, шириной - 49-50 мм. Для 60 класса- 620-680 мм, шириной - 55-61 мм. Например, для вертолета Хеликс, упоминавшемся в ранних статьях, при весе модели около 4,3 кГ с двигателем 10 см 3 , при диаметре несущего винта, равном 1400 мм, лопасти имеют длину 625 мм и ширину 55 мм.

Кроме геометрических размеров важное значение имеет правильная поперечная и продольная балансировки лопастей. При несоблюдении условий балансировки, как правило, возникает сильная вибрация всего вертолета, разрушение тяг и рулевых машинок управления шагом, даже флаттер и разрушение лопастей. Для избежания флаттера и больших динамических нагрузок на органы управления точка крепления лопасти к головке ротора должна находиться на таком же расстоянии от передней кромки, как и центр тяжести лопасти. Кроме того, центр тяжести лопасти должен находиться ближе к передней кромке, чем фокус профиля (центр приложения подъемной силы). Для выполнения последнего условия в носик стекло- и углепластиковых лопастей несущего винта загружают балласт. Для деревянных же лопастей с этой целью переднюю часть изготавливают из твердой и тяжелой древесины (бук, дуб), а заднюю - из бальзы средней плотности или из легкой липы и даже твердого пенопласта. Для повышения прочности и избежания коробления переднюю кромку лопасти делают не из цельного куска бука, а из склеенных вдоль волокна отдельных брусков, ориентированных в разные стороны. Дерево должно быть хорошо высушенным и не иметь сучков и других дефектов.

Для примера рассмотрим технологию изготовления деревянных лопастей (рис.1) несущего винта модели вертолета Хеликс (журнал "Моделист - конструктор" №4 за 1984 год), которая успешно применялась автором и его коллегами на протяжении последних шести лет.

"...В основном из-за упрощения обработки лопасти имеют на всей своей длине постоянный профиль Clark-Y, геометрическая крутка отсутствует - установочный угол одинаков для всех сечений. Передняя половина каждой пластины буковая, задняя из бальзы средней плотности. Так как начинающему "вертолетчику" понадобится не один комплект лопастей, лучше изготовить сразу несколько пар, да и из большого количества заготовок проще выбрать пары одинаковой массы.

Единая заготовка склеивается из бальзовой пластины (толщина 30мм, длина 650 мм, ширина - максимально доступная) и трех буковых таких же размеров, но толщиной 8 мм, на эпоксидной смоле. На ленточной или циркулярной пиле заготовка разрезается на бруски толщиной 10 мм, затем обрабатывается по профилю лопасти. Эту операцию лучше выполнить специальной фигурной фрезой после фугования нижней плоскости. Ручная же обработка верней поверхности по шаблонам трудоемка, длительна и менее точна, чем механическая. Да и возможный разброс деталей по массе при ручном способе больше. После завершения работ заготовки несколько раз покрывают эмалитом, шпаклюются нитролаком с замешанной в нем детской присыпкой. Корневая часть каждой лопасти обтягивается тонкой стеклотканью на эпоксидной смоле, а на всю поверхность накладывается длинноволокнистая бумага на эмалите. Поочередным вышкуриванием и лакировкой добиваются получения несильного ровного блеска, затем следует основательная сушка.... После этого приступают к статической балансировке и окончательной обработке лопастей.

Простейшее приспособление для фугования лопастей можно изготовить на базе деревообрабатывающего станка "Умелые руки" (рис.2).

Для этого изготавливают из листа дюральки (2-3 мм) подвижный столик (выделен черным цветом на рисунке), один конец которого крепится к станку с помощью кусочков рояльных навесов. С другой стороны столик упирается в винт, поворачивая который, мы можем менять зазор между столиком и фрезой. В качестве фрезы можно использовать деревянную заготовку, обработанную на токарном станке по шаблону профиля, на поверхность которой наклеивают под углом 45 0 к торцу три-четыре полоски крупнозернистой наждачной бумаги. Как показал опыт, лучше всего наждачную бумагу приклеивать обычным канцелярским клеем, при фиксации концов на торце фрезы небольшими гвоздями. Другие клеи не выдерживали из-за сильного нагрева бумаги во время работы станка. Можно изготовить несколько фрез с различной зернистостью наждачной бумаги. Фрезу с более мелкой наждачной бумагой можно использовать для окончательной доводки поверхностей лопастей. Процесс фрезерования лопастей многократный, с постепенным поднятием столика. Фрезерование за один проход не получится из-за малой мощности станка. Вместо бальзы можно использовать легкую липу. В этом случае отфрезерованные лопасти просто покрывались лаком и полировались. Оправдало применение и жесткого пенопласта, но в этом случае всю лопасть необходимо обтягивать пленками. Современные пленки можно применять и при использовании бальзы.

Основную сложность при изготовлении лопастей представляет процесс балансировки лопастей. Не вдаваясь в теорию, отметим, что лопасти будут статически и динамически сбалансированы, если они имеют одинаковый вес и их центры тяжести находятся на одинаковом расстоянии от точки крепления к втулке и от передней кромки. Иными словами, только при выполнении одновременно этих двух условий лопасти не будут вызывать дополнительной вибрации. Существует множество методов балансировки лопастей несущего винта. Они отличаются применяемыми средствами и методами измерений и сравнений массы и координат центра тяжести лопастей. Так, например, для Хеликса предлагается ".. отбирать пары лопастей с разбросом по массе не более 5 г (большие устранить слишком сложно).Уже на данном этапе понадобятся лабораторные весы с точностью взвешивания не менее 0,1 г. Путем вывешивания на ребре дюралюминиевого уголка для каждой лопасти отыскивают положение центра тяжести по длине (радиусу ротора). Если эта величина окажется одинаковой для данной пары, можно заняться довешиванием более легкой лопасти путем нанесения на всю ее поверхность нескольких слоев жидкого лака с последующей шкуровкой. Но скорее всего, положения центров тяжести не совпадут. Совместить их лучше всего на счет высверливания двух-трех отверстий диаметром 4-5 мм в буковом концевом, более массивном торце на глубину до 70 мм. Сверловка в корне нежелательна - значительно ослабляет наиболее нагруженные участки ответственной детали. После продольной балансировки опять следует калибровка по массе каждой пары … и т.п. В приведенной методике требуются довольно точные весы, которые есть не у каждого моделиста.

Автор пользуется несколько иной методикой балансировки, без применения высокоточных весов и вывешивания лопастей на уголках. В этой методике применяются балансирные аптекарские весы (рис.3) и измеритель момента (рис.4). С помощью балансирных весов добиваемся равенства массы лопастей (путем нанесения лака или шлифования по всей длине лопасти и т.п.). Затем на измерителе моментов проверяем поочередно каждую лопасть. Если показания измерителя одинаковые, то это свидетельствует о том, что статический момент, т.е. произведение массы на расстояние от точки крепления до центра тяжести каждой лопасти, также одинаков. Если моменты от силы тяжести лопастей одинаковы при равенстве их масс, то и расстояние до центра тяжести каждой лопасти будет также равным. Иными словами, лопасти будут статически и динамически сбалансированы. Если же показания измерителя моментов отличаются, т.е. одна из лопастей по сравнению с другой создает больший или меньший момент от сил тяжести, то, при равенстве их масс, это свидетельствует о несовпадении расстояний от точки подвески до центра тяжести лопастей. Для лопасти, которая создает больший статический момент относительно точки подвести надо сдвинуть центр тяжести ближе к точке подвески, т.е. облегчить концевую часть лопасти. Или наоборот, для другой лопасти утяжелить концевую часть. Необходимо помнить, что любая такая операция (нанесение определенного количества лака или кусочков изоляционной ленты на концы лопастей, высверливанием в их торце отверстий и т.п.) изменяют массу лопастей. Поэтому необходимо вернуться к выравниванию масс лопастей на балансирных весах. Для этой цель автор, например, прикрепляет к лопастям, подвешенные к балансирным весам, одинаковые по массе куски изоляционной ленты. Затем на лопасть, которая создает больший момент, один из этих кусочков изоленты крепится непосредственно около корня её. На измерителе моментов находим точку крепления на другой лопасти второго кусочка изоленты, который обеспечивает равенство моментов от сил тяжести обеих лопастей. Если при такой балансировке количество изоленты получается значительным, то следует предварительно облегчать или утяжелять концы лопастей другими методами, например, нанесением лака или шпаклевки и шлифованием. Высверливание отверстий в торце, как показала практика, довольно трудоемкая и грубая операция, и к ней следует прибегать только в крайних случаях. Но никаких металлических балансиров (винтов, шурупов, кусков олова и т.п.) на концах лопастей устанавливать нельзя.

Следует отметить, что при использовании лаков и шпаклевок необходимо периодически проверять балансировку лопастей, поскольку со временем эти компоненты изменяют свои вес.

Можно применять и другие методики балансировки. Например, для выравнивания моментов от сил тяжести м ожно использовать головку ротора с прикрепленными лопастями. Для этого снятую головку с лопастями устанавливают на уголок и добиваются уже описанными методами равенства моментов, т.е. строгого горизонтального положения ротора. Но и в этом случае необходимо добиваться равенства не только моментов, но и масс лопастей.

Как показывает практика, выполнение этих условий позволяет быстро провести заключительную балансировку всего ротора на работающем вертолете, которую мы подробно рассмотрим в следующих статьях.

В заключение отметим, что приведенная методика позволят быстро изготовить лопасти, пригодные для начального обучения и простого пилотажа. Для других видов полета лопасти должны иметь, как правило, симметричный профиль и специальные утяжелители для повышения весо-динамических характеристик. Но это тема требует отдельного разговора.

Летом прошлого года мне довелось в Ростове-на-Дону наблюдать соревнования спортсменов-вертолетчиков. Кроме привычных одновинтовых машин конструкции М. Миля в соревнованиях участвовали двухвинтовые вертолеты Ка-26 с короткими лопастями. Эти машины, видимо, только начали поступать в аэроклубы. О самом вертолете Ка-26 журнал в прошлом году писал, но о его лопастях почти ничего не было сказано.

Прошу рассказать о конструкции лопастей вертолета Ка-26 и о том, из чего и как они изготовляются.

Ответ:

Действиетельно, многоцелевой сосный двухдвигательный вертолет Ка-26, широко использующийся в народном хозяйстве, недавно начали осваивать и спортсмены ДОСААФ. Впервые эти машины участвовали в соревнованиях вертолетчиков в 1977 году. Особенность конструкции Ка-26, его силовой установки и несущих винтов, расположенных один над другим и вращающихся в противоположных направлениях, позволяли спортсменам без особого напряжения выполнять все упражнения, предусмотренные программами соревнований.

Лопасти несущих винтов вертолета Ка-26, как и других винтокрылых аппаратов, подвергаются в полете сложным переменным нагрузкам. Их конструкция и технология производства существенно влияют на тактико-технические и экономические характеристики всего вертолета, его надежность. Поэтому совершенствованию лопастей и несущей системы в целом уделяется постоянное внимание.

Лопасть несущего винта современного вертолета представляет собой довольно сложную конструкцию (см. рисунок) из специальных материалов, обеспечивающих высокую надежность при относительно малом весе. Основным силовым элементом лопасти Ка-26 является лонжерон из стеклопластика. Ее узел крепления изготовлен из специальной стали, выдерживающей высокие знакопеременные нагрузки. После механической обработки он для повышения надежности подвергается поверхностному упрочнению. К лонжерону узел крепится болтами и особым клеем. Носовая часть лонжерона, в которой расположен и центровочный груз, залитый в латунную око-ву, защищена от абразивного износа светоозоностойкой резиной. Вся лопасть Покрыта несколькими слоями перхлор-виниловой краски.

К задней части лонжерона приклеены хвостовые секции. Каждая секция состоит из тонкой стеклопластиковой обшивки и легкого пенопластового заполнителя.

Лонжерон лопасти прессуется в специальной пресс-форме из многих слоев стеклоткани с заполнением эпоксидными смолами. Затем он «печется» в автоклаве при строгом выдерживании заданных температуры, давления и времени. Кстати сказать в цехе, изготовляющем лопасти, поддерживается не только идеальная чистота, но и определенный микроклимат (температура, влажность). Все работают в белых халатах и перчатках, стремятся, чтобы ничего постороннего, даже пыль, не попала в элементы, входящие в конструкцию лопасти.

Высокая культура изготовления лопастей несущих винтов обеспечивает их надежность при достаточно большом гарантийном сроке эксплуатации. Этот срок установлен после всесторонних испытаний лопастей на специальных стендах, где имитируются нагрузки, которым лопасть подвергается на всех возможных режимах в реальном полете.

Эксплуатация лопастей сверх установленного ресурса не разрешается. Постоянный и бдительный контроль за их состоянием - важное условие безопасности полетов.

Использование: изобретение относится к несущим винтам вертолета. Сущность изобретения: лопасти несущих винтов включают лонжерон, хвостовые отсеки и на задних кромках некоторых отсеков пластины, используемые при отработке соконусности несущих винтов. Иногда пластины устанавливают по всей длине лопасти с целью увеличения хорды лопасти а, следовательно, ее несущей способности. Однако влияние пластин на относительных радиусах на несущую способность лопасти мало. С целью увеличения несущей способности лопасти, увеличения максимальной и крейсерской скоростей полета, а также максимальной полетной массы вертолета на относительных радиусах устанавливают пластины, увеличивающие хорду лопасти на 10%. 6 ил.

Изобретение относится к вертолетостроению, а именно к несущим винтам вертолетов. Лопасти несущих винтов вертолетов обычно включают лонжерон и хвостовую часть в виде отсеков с сотовым заполнителем. На лопастях несущих винтов используются также пластины, установленные на нескольких хвостовых отсеках в задней кромке. Такие пластины установлены, в частности, на лопастях вертолета Ка-26 на относительных радиусах 0,8 - 0,9 и на отсеках N 16, 17 лопастей вертолетов Ми-8, Ми-8МТ и модификаций этих вертолетов . Эти пластины используют для выравнивания шарнирных моментов лопастей путем их отгиба при отработке несущих винтов. В качестве прототипа выбрана лопасть несущего винта вертолета Ми-8 , которая содержит лонжерон, хвостовые отсеки, причем на задней кромке части хвостовых отсеков установлены пластины. На ряде вертолетов, например на вертолетах Ми-8МТ, Ми-17 и их модификациях, после установки более мощного двигателя появилась возможность увеличения полетной массы вертолета, максимальной и крейсерской скоростей. Однако такая возможность ограничивалась недостаточной несущей способностью лопастей и появлением срыва потока на отступающей лопасти при больших скоростях полета, что приводит к недопустимому возрастанию нагрузок в лопасти и элементах забустерного управления. Технической задачей изобретения является усовершенствование лопастей несущего винта вертолета, которое не требовало бы больших затрат и обеспечивало бы возможность увеличения максимальной и крейсерской скоростей вертолета или его максимальной взлетной массы без существенного увеличения нагрузок в лопасти и забустерном управлении. Технический результат достигается тем, что в лопасти, содержащей лонжерон, хвостовые отсеки и пластины, которые установлены на задней кроме отсеков на относительных радиусах более примерно 0,5, увеличивают хорду приблизительно на 10%. На фиг. 1 изображена схема конструкции лопасти; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - граница срыва несущего винта вертолета Ми-8; на фиг. 5 - переменный поперечный момент на автомате перекоса вертолета Ми-8МТ с серийной и уширенной лопастями; на фиг. 6 - переменный продольный момент на автомате перекоса вертолета Ми-8МТ с серийной и уширенной лопастями. Лопасть содержит лонжерон 1, хвостовой отсек 2, пластины 3. Описанные выше пластины шириной 50 мм, увеличившие хорду лопасти с 520 до 570 мм, были установлены на отсеках N 10 - 21 лопастей вертолетов типа Ми-8МТ на длине L 4,8 м при относительных радиусах . Существенно, что это не потребовало изменения сборочной оснастки лопастей и поэтому может быть внедрено в серийное производство без существенных затрат. Проведены летные испытания вертолета Ми-8МТ с указанными лопастями. Некоторые результаты таких испытаний в виде зависимостей переменной нагрузки в забустерном управлении от скорости полета для серийного и доработанного комплектов лопастей приведены на фиг. 3, 4. Согласно этим результатам у доработанных лопастей резко уменьшился прирост переменных нагрузок на больших скоростях полета, связанный со срывом потока в лопастях. Напряжения в лопастях несущего винта изменились незначительно. Указанные результаты делают возможным увеличить максимальную и крейсерскую скорости вертолета Ми-8МТВ (Ми-17) на 20 км/ч (на 9%) либо увеличить максимальную взлетную массу и полезную нагрузку вертолета с модифицированными лопастями на 1 т (7,6% взлетной массы или на 25% массы груза), что на 9 - 20% повысит транспортную производительность и соответственно снизит стоимость перевозки тонно-километра груза. Технико-экономические характеристики вертолета приблизятся к уровню лучших мировых образцов и повысится конкурентоспособность вертолета.

June 16th, 2016

Оригинал взят у коллеги gelio в «Роствертол». Производство вертолётов семейства Ми-26Т, Ми-28Н и Ми-35М

«Роствертол» — российская авиастроительная компания холдинга «Вертолёты России», входящая в «Ростех». Базируется в Ростове-на-Дону. Более 75 лет занимается производством авиационной техники и 60 лет делает вертолёты марки Ми. Сейчас выпускает гражданские и военные вертолёты серии Ми-26Т, военные Ми-35М и Ми-28Н «Ночной охотник».

1. Авиационный завод №168 был основан в 1939 году для производства боевых и гражданских самолётов. В дальнейшем он был перепрофилирован и стал серийным изготовителем вертолётов.

2. Первенцем серийного вертолётостроения стал вертолёт Ми-1, созданный конструкторским коллективом под руководством М.Л. Миля. Именно тогда началось творческое сотрудничество предприятия с Московским вертолётным заводом (МВЗ) им. Миля. В 1956 году завод освоил выпуск первого тяжёлого транспортно-десантного вертолёта Ми-6. На нём выполнялись работы по сооружению мостов, монтажу оборудования заводов, транспортированию и установке буровых вышек и др. Ми-6 производился серийно более 20 лет.

Сегодня «Роствертол» производит вертолёты как для российских, так и для иностранных государственных и коммерческих организаций. Выпущенные предприятием вертолёты эксплуатируются более чем в 30 странах СНГ, Европы, Азии, Африки и Южной Америки.

3. Отделение №7 АО «МВЗ им. М.Л. Миля» является одним из участников процесса опытно-конструкторских работ, расположенном на территории ПАО «Роствертол». Его сотрудники занимаются разработкой конструкторской документации, сопровождением и модернизацией авиационной техники. В процессе работы специалисты отделения применяют электронные методы проектирования, проводят отработку всех конструктивных размеров новых вертолетов, их характеристик и параметров.

4. Производственный процесс на ПАО «Роствертол» представляет собой взаимосвязанный комплекс различных основных и вспомогательных производств, а также служб подготовки производства.

Кузнечно-прессовое производство — одно из подразделений, с которого начинается производство вертолётов. Здесь проводятся работы по объёмной штамповке из цветных и чёрных металлов.

5. Пятитонный штамповочный молот. Температура металла во время обработки колеблется от 1000 до 1100⁰С.

6. Инструментальный цех - один из трех основных цехов подготовки производства вертолетов.

7. Гальваника.

Все алюминиевые детали вертолётов перед началом сборки машины в обязательном порядке защищают от коррозии. Делают это на автоматизированном участке анодирования. В химических растворах под действием электрического тока на поверхности металла создаётся прочная оксидная плёнка, защищающая основной металл.

8. Производство лопастей несущих и рулевых винтов вертолётов.

9. На замену металлическим пришли лопасти нового поколения — из композиционных материалов. Стеклянные нити пропитывают и собирают из них ленты для намотки лонжеронов лопастей вертолётов Ми-35М и Ми-28НЭ. Такие лопасти более надёжны, так как не подвержены коррозии.

10. Станок для спиральной намотки лонжерона из стеклоленты, пропитанной эпоксидным составом.

11. Агрегатно-сборочный цех.

12. Здесь выполняется сборка агрегатов планера будущих вертолетов.

Например, в таком вертолёте как Ми-26 насчитывается более 20 тысяч заклёпок.

13. Здесь же осуществляется контроль готовых изделий, отработка и регулировка систем вертолётов.

14. В конструкции вертолета можно выделить следующие части:
- Планер (фюзеляж, крыло, стабилизатор, несущий и рулевой винты);
- Системы вертолета (гидравлическая, топливная, масляная, пневматическая, несущая и др.);
- Силовая установка;
- Радиоэлектронное оборудование;
- Авиационное оборудование;
- Вооружение и средства защиты.

15. Цех окончательной сборки.

В цехе окончательной сборки на вертолёт устанавливают двигатели, трансмиссию, навигационные системы, вооружение. В общем, делают всё то, что превращает пустой фюзеляж в летательный аппарат. Работа организована в определённой технологической последовательности.

16. Это огромный производственный корпус, условно разделённый на производственные участки, каждый из которых отвечает за определённый этап сборки вертолёта.

17. Первыми к сборке приступают специалисты винто-моторной группы.

18. Они устанавливают двигатели, главный редуктор, агрегаты трансмиссии, автомат перекоса, втулку несущего винта, отдельные элементы системы управления.

20. Настройка бортовой электроники происходит в соответствии с инструкциями, согласованными с заводом-изготовителем электронных систем и разработчиком вертолётов — МВЗ им. М.Л.Миля.

21. В технологическом процессе сборки вертолета участвуют специалисты по прокладке жгутов — монтажники электрооборудования.

22. Следующие — специалисты, монтирующие топливные баки, собирающие гидросистему и завершающие сборку системы управления. Пока идут сборочно-монтажные работы на вертолете, отдельный участок выполняет сборку пультов, приборных досок, далее выполняется их установка на вертолёт.

23. После этого вертолёт поступает на стенд отработки под током. Завершается этап сборки регулировкой управления.

24. В контрольно-испытательном цехе выполняется наземная отработка под током электрорадионавигационного, приборного и специального оборудования вертолёта.

25. Перемещение вертолёта по цеху с помощью радиоуправляемого автономного электрического тягача.

26. После окончания монтажа и проверки работы всех систем воздушное судно передают на лётно-испытательную станцию (ЛИС), где происходит дальнейшая отработка систем вертолёта.

Завершающим этапом являются контрольно-испытательные полёты вертолёта с проверкой работоспособности всех систем в воздухе.

27. Ми-26.

«Роствертол» выпускает самые грузоподъемные в мире серийные вертолеты семейства Ми-26, способные транспортировать до 20 тонн груза внутри грузовой кабины или на внешней подвеске.

28. Это единственный в мире вертолёт с 8-лопастным винтом диаметром 32 метра. Имеет два двигателя по 11 400 л.с. каждый. Двигатели Ми-26 потребляют по 3 тонны топлива в час.

29. Если Ми-26 поставить рядом с самолётом Boeing-737, то вертолёт окажется длиннее.

30. Кабина Ми-26Т. Экипаж этого тяжеловоза состоит из 5 человек.

31. А это для сравнения кабина Ми-26Т2 — модернизированной версии Ми-26Т. Основное отличие — управлять машиной могут три человека вместо пяти. При необходимости работы с внешней подвеской к экипажу присоединяется четвертый — бортмеханик.

32. В новой модификации Ми-26Т2 способен совершать ночные полёты и оборудован так называемой «стеклянной» кабиной. Вместо аналоговых приборов в кабине установлены многофункциональные дисплеи — это позволяет существенно снизить нагрузку на экипаж.

33. По высоте вертолёт сравним с трёхэтажным домом.

34. Вертолет не требует специальных аэродромных средств технического обслуживания и способен к длительному автономному базированию. Максимальная дальность полета вертолета - 1920 км.

35. Благодаря уникальной грузоподъёмности эти тяжеловозы пользуются большим спросом как в России, так и за рубежом.

36. Ми-28Н «Ночной охотник»

На «Роствертоле» также производится новейший ударный вертолёт Ми-28Н «Ночной охотник». Он предназначен для уничтожения бронетехники, поражения низколетящих малоскоростных воздушных целей, воздушной разведки. Для этого у вертолета есть все необходимое: высокая скорость полета, боевая живучесть, широкая номенклатура современных средств защиты и поражения.

37. Вертолёт способен выполнять полёты днём и ночью на предельно малых высотах (10-25 м), используя защитный рельеф местности. Обладает высокими лётно-техническими характеристиками, способностью обнаруживать и уничтожать цели в кратчайшее время, а также высокой боевой защищённостью от пуль и снарядов.

38. Первый Ми-28Н был изготовлен в августе 1996 года, а в ноябре новый вертолет совершил первый полет.

39. Ми-28Н за время эксплуатации в Российской армии был по достоинству оценен военными летчиками. Появление этого типа вертолетов значительно расширяет возможности отечественной армейской авиации. Знаком признания новой машины в российской армии можно назвать тот факт, что знаменитая пилотажная группа ВВС России «Беркуты» с 2012 года выступает, в том числе, и на «Ночных охотниках».

40. Бронекабина экипажа выполнена из 10-мм листов алюминия, на которые наклеены 16-мм бронеэлементы из керамики. Лобовые стекла кабины представляют собой прозрачные силикатные блоки толщиной 42 мм, боковые — 22 мм. Кабина лётчика отделена от кабины оператора 10-мм алюминиевой бронеплитой.

41. Ми-28Н оснащён внушительным арсеналом вооружения. Встроенная подвижная пушечная установка, комплекс управляемых ракет «Игла» и главная сила «Ночного охотника» — ракеты «Атака», против которых не выстоит ни один современный танк противника.

42. На вертолёте в шарообразном обтекателе над втулкой несущего винта установлена многофункциональная бортовая радиолокационная станция (РЛС). Она позволяет вертолёту вести поиск целей, используя для маскировки рельеф местности или деревья, выставив из укрытия только свою «макушку». РЛС Ми-28Н способна «видеть» врага на расстоянии 20 км даже в темноте и обеспечивать решение пилотажно-навигационных задач.

43. Все жизненно важные системы и агрегаты вертолета дублированы. Кабина экипажа надежно бронирована, что обеспечивает защиту от бронебойных пуль и снарядов калибра до 20 мм.

44. На «Роствертоле» с 2016 года серийно производятся две модификации «Ночного охотника»: Ми-28УБ (учебно-боевой вертолет для военно-космических сил РФ) и Ми-28НЭ с двойным управлением (экспортный вариант вертолета, отвечающий требованиям зарубежных заказчиков).

45. МИ-35М.

В течение многих лет «Роствертол» выпускал легендарный Ми-24В, который состоит на вооружении десятков стран мира. На его основе был создан новый многоцелевой ударный вертолёт Ми-35М, который собирают здесь с 2005 года.

46. Благодаря программе модернизации, вертолет Ми-35М стал многоцелевой машиной, способной выполнять боевые задачи в круглосуточном режиме. Вертолет оснащен несъемной подвижной пушечной установкой НППУ-23 с пушкой ГШ-23Л калибра 23-мм и вооружается противотанковыми управляемыми ракетами типа «Штурм» и «Атака». Одной из особенностей конструкции Ми-35М стало использование укороченного крыла и облегченного неубирающегося шасси, что положительно сказалось на массе вертолета. X-образный рулевой винт обеспечивает вертолету большую управляемость одновременно с уменьшением уровня шума. Получила машина и новые двигатели, что позволило увеличить высотность вертолета.

47. Вертолёт предназначен для поражения бронетанковой техники противника, огневой поддержки подразделений сухопутных войск на поле боя, десанта и эвакуации раненых. Помимо этого, Ми-35М может использоваться для перевозки различных грузов в грузовой кабине и на внешней подвеске.

48. Ми-35М отличается высокими лётными характеристиками. Он может выполнять боевые задачи в круглосуточном режиме даже в условиях высоких температур и высокогорья. Конструкция обеспечивает вертолёту повышенную боевую живучесть, а также снижает трудоёмкость технического обслуживания.

49. Главными эксплуатантами Ми-35М являются российские военные. Летчики армейской авиации различных военных округов постоянно совершенствуют навыки управления и применения нового вертолета в ходе учений.

50. Для круглосуточного боевого применения Ми-35М оснащён современным комплексом навигации и электронной индикации с многофункциональными цветными дисплеями. Обзорно-прицельная система включает в себя тепловизионный и телевизионный каналы, лазерный дальномер и пеленгатор.

51. Ми-35М стоит на вооружении России и ряда зарубежных стран.

52. Большое спасибо сотрудникам ЛИС за выполненные полёты!

В настоящее время американские военные заняты оснащением парка своих вертолетов углеродно-волоконными композитными (карбоновыми) лопастями, так как эти новые материалы обладают повышенным сроком службы, хорошо переносят повреждения, у них отсутствуют проблемы с коррозией, и они обладают высокой надежностью.

Крайним военным вертолетом, оборудованным композитными лопастями, стал Boeing AH-64D Апачи Блок III. В Форт-Ирвине, штат Калифорния, Апачи Блок III прошел первоначальные эксплуатационные испытания и оценки, продемонстрировав тем самым новые технологии и их возможности.

Одним из ключевых аспектов этих возможностей является повышение летно-технических характеристик и надежности главного ротора с лопастями из углеродного волокна, однако, по мнению руководителя программы Апачи Блок III подполковника Даниэля Бэйли (Daniel Bailey), использование таких материалов вряд ли остановится только на лопастях. "Лопасти являются первым очевидным шагом", - сказал он изданию Defence Helicopter.

Структурный элемент
Хотя такой важный летный компонент как лопасти может показаться странной отправной точкой для внедрения новых технологий, но именно здесь в последние годы американские военные оттачивали свои навыки в композитных материалах. Бейли указывает на то, что эти материалы будут широко представлены на американских военных "вертолетах завтрашнего дня": "Следующим шагом станут композиты в фюзеляже, и мы уже идем по этому пути".

Апачи также получит новый хвостовой ротор примерно в следующем году. Вне зависимости от процесса Блок III, "наша программа композитных хвостовых роторов продолжается. Это параллельная программа Блок III, - объяснил Бэйли. - Мы находимся на заключительной стадии квалификации, но нам ещё предстоит провести множество летных испытаний. Вероятно, уже через год Апачи будет оснащен такой системой".

Новые хвостовые лопасти также будут установлены на модернизированные модели Блока II . Эта замена традиционных лопастей несущего и рулевого винтов происходит благодаря устареванию некоторых технологий. Эти лопасти, первое использование которых датируется 1970-ми годами, уже не были полностью металлическими. На вертолетах AH-64A и D Блок I и II для лопастей несущего и рулевого винтов используется композит из металла и стекловолокна.

В машиностроении композитным принято считать материал или структуру, состоящую более чем из одного элемента. Лопасти Апачи сделаны из экзотических сплавов в виде нержавеющей стали марки AM 355. Инженеры Boeing использовали различные многотрубчатые конфигурации AM 355, ламинированные и связанные вместе с трубками из стекловолокна в качестве препятствия распространению трещин, что придавало конструкции достаточно прочности для удовлетворения армейским требованиям по живучести. Эта сложная конструкция также является дорогой.

Нынешние композитные лопасти основного и хвостового винтов, представленные на Блоке III и его параллельной программе, состоят из углеродного волокна в полимерной матрице, именно это обычно имеют в виду, когда говорят о композитах.

Улучшенная конструкция
Углеродные волокна демонстрируют улучшения в том, как они изготовлены и как они функционируют. "По средствам изменения ориентации волокон и количества слоев и наполнителей вы можете довести композитные лопасти до уровней, которые были недосягаемы с металлами. По сути, вы можете изготовить лопасть с точки зрения её крутки, её аэродинамического профиля или функции хорды, оптимизируя её летные характеристики", - объяснил главный инженер вертолетных программ Боинга Джон Шиблер (John Schibler).

В композиционных материалах из углепластика слои из волокон часто расположены поочередно друг к другу под прямым углом. Правильно выбирая направление волокон в этих слоях, можно добиться необходимых характеристик в конкретных направлениях и областях.

"Преимущества заключаются в прочности материала и в том факте, что при равной прочности можно обеспечить до 30% снижения веса (по сравнению с металокомпозитами). При одинаковом весе он обеспечивает гораздо более высокую жесткость. Но обычно мы говорим об уменьшении веса", - сказал Даниэль Кагнатель (Daniele Cagnatel), вице президент современных композитных материалов GKN Aerospace North America. Компания поставляет фирме Сикорский современные углеродные волокна для лопастей основного ротора вертолета Black Hawk.

Кроме улучшения жесткости и прочности, Шиблер указывает и на экономическую выгоду: "Мы производим лопасти по сравнительно низкой закупочной стоимости, а также с низкими эксплуатационными расходами и более выгодной ремонтопригодностью".

Фирма Сикорский производит лопасти несущего и рулевого винтов с использованием лонжеронов из графитной смолы, оплетенных стекловолокном или углеродным волокном. Алан Валинг (Alan Walling), генеральный директор композитных лопастей Сикорского, сказал: "Сикорский способен производить полностью композитные лопасти несущего винта всего за треть времени, необходимого для производства металлических лопастей. При производстве композитных лопастей остается значительно меньше химических отходов. Это происходит потому, что металлические лопасти требуют травления в кислотной ванне для обеспечения необходимых летно-технических характеристик лопастей в течение долгого времени".

Улучшенные лопасти
По мнению Кагнателя: "Выбор углеродных волокон для лопастей является обязательным. Существующая структура лопастей доказала себя на практике, где углеродное волокно улучшило летно-технические характеристики по сравнению с металлом".

Выбор лопастей несущего винта Апачи Блок III, изготовленных из углеродного волокна, начался с программы Affordable Apache Rotor Program (AARP). В 2004-ом году Boeing завершила испытания лопастей в рамках программы AARP, доказав, что новые лопасти будут дешевле, прочнее и, с точки зрения усталостной долговечности, смогут служить в два раза дольше по сравнению с существующими металлическими лопастями. Бейли пояснил, что в 2006-ом году лопасти AARP были удлинены на 15 сантиметров для повышения летно-технических характеристик, а в 2008-ом году они были испытаны на Apache, в то время как квалификация лопастей Блок III была завершена в 2011-ом году.

"Композитные лопасти несущего винта для программы Апачи Блок III в настоящее время находятся в производстве. Мы изготавливаем около 20 лопастей в месяц и в ближайшее время нарастим их производство до 40 и до 60", - сказал Шиблер.

В 2013-ом году Блок III будет введен в эксплуатацию в 1-ом ударно-разведывательном батальоне американской армии (1-1 ARB), боевой авиационной бригаде, 1-й пехотной дивизии на базе Форт-Райли, штат Канзас. В мае пять вертолетов Апачи Блок III прибыли в 1-ый ударно-разведывательный батальон для подготовки пилотов и служб технического обслуживания, дополнительные вертолеты прибудут в ближайшие месяцы.

Британская армия летает на вертолетах моделей Апачи Блок I, но они могут быть модернизированы до уровня Блок III. Принятие решения по этому поводу ожидается в декабре. Если решение о модернизации до уровня Блок III будет принято, то Апачи Великобритании также могут получить лопасти несущего винта от британской экспериментальной программы ротора (British Experimental Rotor Programm IV, BERPV IV). Программа BERP IV была завершена в 2007-ом году, и композитные лопасти летают на EH101 Merlin Mk 3 Королевских ВВС.

Испытаны и проверены
Тем не менее, это не первый европейский военный вертолет, использующий карбоновые лопасти. Предшественник Eurocopter, Aérospatiale утверждает, что эта честь выпала на вертолет SA 330 Puma, летающий с 1970-х годов. С тех пор этот тип используется многими вооруженными силами, включая французскую армию и ВМС США. Композитные хвостовые лопасти также используются на вертолетах AS532 Cougar, AS565 Panther, NH90 и Tiger.

Сикорский UH-60M Black Hawk использует углеродные композитные лопасти несущего винта с 2008-ого года. Из вертолетов Сикорского только MH-60R и MH-60S Seahawk имеют лопасти несущего винта из металлического (титанового) лонжерона.

Подполковник Билли Джексон (Billy Jackson), руководитель программы модернизации UH-60M Black Hawk, сказал: "Мы поставили в войска 384 вертолета UH-60М, Сикорский поставил около 400 вертолетов UH-60М, и они находятся в эксплуатации со второй половины 2008-го года. Некоторые из них уже вернулись из своего второго развертывания в Афганистане".

Армия использует более широкие композитные лопасти несущего винта, также известные как лопасти с широкой хордой благодаря их улучшенным весовым характеристикам. Экономия в весе составила 204 килограмма. "Это было основной причиной создания композитных лопастей, а не создание их просто потому, что они композитные. Главное - это их летно-технические характеристики", - объяснил Джексон.

"В течение некоторого времени они работают на Сикорском S-92 в несколько иной конфигурации, благодаря этому у нас уже был хороший объем данных. В решении перейти к полностью композитным лопастям не было много риска", - продолжил он. Фирма Сикорский применила полностью композитные лонжероны и обшивку лопастей несущего винта на своих вертолетах S-92 в конце 1990-х годов.

Летно-технические характеристики вертолетов UH-60M были проверены при двух развертываниях в Афганистане, и Джексон настаивает, что они показали хорошие результаты: "В настоящее время мы заняты сбором данных о надежности лопастей. У нас были поврежденные лопасти, а также отремонтированные и восстановленные. Что касается вопроса, обнаружили ли мы трещины в лопастях или непредвиденные сбои по причине новых композитных конструкций, ответ- нет". Основываясь на нынешнем успехе, следующим шагом могут стать полностью композитные цельноповоротные стабилизаторы.

Планы по уменьшению веса
В дополнение к тому что пояснил Бейли, что лопасти были первым шагом, а композитный фюзеляж являются следующим, Джексон сообщил: "Мы ищем другие области применения композитных материалов. Сейчас мы разрабатываем полностью композитный цельноповоротный стабилизатор, который обеспечит значительное снижение веса".

Армия приступила к разработке композитной хвостовой балки вертолета Black Hawk с целью снижения её веса, однако в настоящее время особый акцент делается на создании полностью композитного цельноповоротного стабилизатора, включающего внутренние компоненты. "Мы намерены сделать полностью композитный цельноповоротный стабилизатор для значительного уменьшения веса в области вертолета, имеющей основное воздействие на центр тяжести вертолета".

Джексон заявил, что, как уже отмечалось в предложении фирмы Сикорский, решение о создании полностью композитного цельноповоротного стабилизатора не было обусловлено стремлением улучшить его летно-технические характеристики, а лишь ставило цель сократить расходы на его производство.

"Мы ещё должны выполнить некоторые испытания, баллистические и другие виды летно-технических испытаний с целью убедиться, что новое изделие будет настолько же хорошо или даже лучше оригинального, а затем принять финансовое решение о том, как мы хотим внедрить его на существующую платформу, внедрить его в перспективное производство или пополнить им список существующих запасных частей".

Компанией, поставляющей композитную хвостовую балку, но не лопасти хвостовых винтов, является BLR Aerospace из штата Вашингтон. Вице-президент компании по сбыту и маркетингу Дэйв Мароне (Dave Marone) подтвердил изданию Defence Helicopter, что его компания производит полностью композитную хвостовую балку по заказу одного из военных заказчиков, но не согласился предоставить дополнительную информацию.

Планы на будущее
Ещё одним вертолетом, которому придется ждать до 2016-го года, чтобы получить композитные лопасти несущего винта из углеродного волокна, является американский армейский CH-47 Chinook. "Новые композитные лопасти называются Advanced Chinook Rotor Blade (ACRB). Программа успешно завершила стадию критического анализа проекта (critical design review, CDR) в январе 2012 года", - сообщил руководитель проекта модернизации CH-47 Chinook подполковник армии США Джо Хочерл (Joe Hoecherl). Летные и баллистические испытания были завершены в 2011-ом году.

Программа ACRB принесет изменения в форме лопастей и их летно-технических характеристиках, не затронув их крепления. "Эти лопасти будут взаимозаменяемыми на всех вертолетах Chinook", - сказал Хочерл. Были завершены масштабные тестирования в аэродинамической трубе, которые продемонстрировали, что новые лопасти способны обеспечить до 900 кг дополнительной вертикальной тяги, что позволит вертолету зависать с полной загрузкой на высоте в 1200 метров при температуре воздуха в 35° C.

Лопасти ACRB в аэродинамической трубе.

Предсерийное производство лопастей запланировано на апрель 2014-го года, летные испытания на третий квартал 2015-го года, а серийное производство на 2016-ый год. В феврале нынешнего года было объявлено, что Boeing разрабатывает композитные лопасти с повышенным сроком службы и требующие значительно меньше времени, необходимого для устранения несоконусности лопастей несущего винта и их балансировки. Эти лопасти также могут быть установлены на модели вертолетов CH-47D, однако эти вертолеты запланировано списать уже к 2019-му году.

Интеллектуальные композиты
Скорее всего, к 2019-му году лопасти из углеродного волокна потребуют более сложного подхода для достижения дальнейшего улучшения летно-технических характеристик. Промышленность сходится во мнении, что лопасти не будут состоять только из углеродного волокна. Кагнатель считает, что в них будут встроены датчики, способные следить за состоянием лопастей и позволяющие более точно прогнозировать срок их службы.

"Тенденции всё более указывают на встроенные системы, элементы подогрева передней кромки лопасти, а также датчики напряжения и деформации лопастей. В будущем такие датчики будут составной частью лопастей, нежели их внешними элементами", - сказал он.

Тем не менее, на лопасти также могут быть установлены движущиеся части. Директор по исследованиям и профессор инженерного факультета Бристольского Университета Пол Уивер (Paul Weaver) как раз работает над таким проектом для правительства Великобритании. Проект называется Интеллектуальные Реагирующие Композитные Структуры (Intelligent Responsive Composite Structures, IRCS). "Национальное агентство инноваций финансировало проект, завершившийся два года назад изменением формы закрылков", - сказал он изданию DH.

Национальное агентство инноваций принадлежит британскому правительству, оно занимается финансированием исследований, разработок и их коммерциализацией. В рамках программы IRCS было обнаружено, что щиткообразное устройство на задней кромке лопасти может быть использовано для повышения летно-технических характеристик при переходе от зависания к горизонтальному полету.

Фирма Сикорский также занята исследованиями в этой области. Она разрабатывает активные технологии лопастей несущего винта совместно с Министерством обороны США. На сегодняшний день не планируется установка этих устройств на существующие лопасти.

Американские военные не являются первопроходцами в развертывании углеволоконных лопастей, но тот факт, что они активно оснащают свой вертолетный парк новыми лопастями, подтверждает, что новые композиты активно внедряются в жизнь. Для Бейли важность углеродного волокна является очевидной: "Эти технологии будут стимулировать развитие будущих армейских вертолетов, будь то новые Apache, Black Hawk или Chinook".