Братухин ОМЕГА II Многоцелевой вертолет

Разработчик: Братухин
Страна: СССР
Первый полет: 1944
Тип: Многоцелевой вертолет

Вертолет ОКБ И.П.Братухина «Омега-II» был первым винтокрылым летательным аппаратом, собранным на территории Московского вертолетного завода.Рассказывает wofmd.com  Он создавался в соответствии с приказом наркома авиапромышленности от 11 января 1944 г. в производственных помещениях на 2-й Рыбинской улице на базе ранее построенного и испытанного вертолета 2МГ «Омега» и унаследовал от предшественника большинство агрегатов и деталей, но многие ответственные части конструкции пришлось делать заново. Сотрудники ОКБ-3 совместно со специалистами других предприятий заменили ненадежные лицензионные моторы МВ-6 на отечественные двигатели МГ-31-Ф. изготовили новые подмоторные рамы, полностью переделали систему принудительного охлаждения силовой установки, масло- и бензобаки, топливную систему и капоты мотогондол. Частичному изменению также подверглись редукторы трансмиссии, муфты включения и фермы боковых консолей.

Вертолет «Омега-II» был построен и передан на заводские испытания 15 сентября 1944 г. Он предназначался для использования в качестве артиллерийского корректировщика и связного летательного аппарата и представлял собой двухместный двухмоторный вертолет двухвинтовой поперечной схемы с относительно высоко нагруженными несущими винтами. Винтомоторные группы находились в мотогондолах по концам боковых ферменных консолей, под которыми подвешивался фюзеляж. Винтокрылые летательные аппараты с подобной схемой и компоновкой в то время никем в мире не разрабатывались. Вертолеты конструкции И.П.Братухина представляли собой полностью оригинальные самобытные машины.

Мотогондола включала в себя ряд агрегатов. Основным ее силовым элементом являлся кабан, к которому крепились: моторама с двигателем, нижний редуктор с вентилятором, верхний редуктор с несушим винтом, маслобак и стойка шасси с колесом. Все агрегаты были закрыты капотом обтекаемой формы, круглого сечения. На верху кабана мотогондолы крепился трехлопастной несущий винт диаметром 7 м.

Цельнометаллические лопасти винтов состояли из двух частей: носового лонжерона-балки, выполненной из сплошной, обработанной по контуру профиля дюралевой поковки, переходящей в круглый комель, и хвостовой части, склепанной из толстых дюралюминиевых листов обшивки (толщиной 1,5 мм), выколоченных по контуру профиля, с редко поставленными нервюрами и стрингером для сохранения формы. Обе части соединялись между собой при помощи специальных винтов-гуженов. Для улучшения авторотационных качеств лопасти были сделаны плоскими без закрутки. В плане лопасти имели трапециевидную форму. Лопасти крепились к втулке посредством трех шарниров: осевого, вертикального и горизонтального. Движение лопасти относительно вертикального шарнира парировалось пружинно-масляным демпфером. Направление вращения несущих винтов было выбрано таким образом, чтобы движущиеся вперед лопасти проходили над фюзеляжем.

Для управления общим и циклическим шагом лопастей предназначался крестовидный автомат перекоса типа -паук-, располагавшийся над втулкой винта. Продольное управление вертолетом осуществлялось наклоном равнодействующих несущих винтов в продольном направлении. Поперечное управление достигалось дифференциальным изменением общего шага несущих винтов. Дифференциальное изменение циклического шага несущих винтов служило для путевого управления. Продольно-поперечное управление осуществлялось ручкой управления, путевое управление — ножными педалями, управление общим шагом — специальным рычагом. Аварийная кнопка на приборной доске предназначалась для срочного уменьшения углов установки лопастей и перевода несущих винтов на режим авторотации.

В качестве основы силовой установки использовались два девятицилиндровых звездообразных мотора МГ-31-Ф воздушного охлаждения. Созданный под руководством М.А.Коссова двигатель развивал максимальную взлетную мощность 350 л.с. и номинальную 300 л.с. и хорошо зарекомендовал себя на пассажирских самолетах довоенной конструкции. Моторная рама состояла из двух колец, между которыми подвешивался на резиновых амортизаторах двигатель.

Передача мощности от мотора к несущему винту осуществлялась с помощью трансмиссии, состоявшей из комбинированной муфты включения и свободного хода, а также двух редукторов: верхнего и нижнего. Дисковая комбинированная муфта была смонтирована на носке коленчатого вала мотора и соединялась с нижним редуктором. Этот редуктор снижал обороты мотора и распределял его мощность по агрегатам: через вертикальный вал к верхнему редуктору и несущему винту; через муфту включения к вентилятору и вбок к синхронному валу. Монтировался нижний редуктор на кабане соосно с мотором и состоял из картера с тремя коническими шестернями. На головке кабана помещался верхний редуктор. В его картере имелись две цилиндрические шестерни с шевронным зубом. Вал большой шестерни, выступая из картера, образовывал втулку несущего винта. Общее передаточное число обоих редукторов равнялось 0,283.

В целях четкости и надежности управления вращение несущих винтов синхронизировалось при помощи вала, соединявшего нижние редукторы мотогондол. Синхровал служил также и для перераспределения мощности в случае остановки одного из двигателей. Для облегчения запуска синхронный вал был выполнен из двух половин, соединявшихся специальной муфтой, расположенной в кабине летчика-наблюдателя.

Охлаждался двигатель осевым вентилятором. соединенным с муфтой включения и свободного хода. Его воздухопроводом являлся внутренний проход мотогондолы, передняя часть которого была выполнена в виде коллектора, а маслобак круглой формы служил передним капотом и закрывал втулку вентилятора. В проходе мотогондолы располагался воздушно-масляный радиатор. Поток воздуха регулировался жалюзи в хвостовой части капота.

Фюзеляж вертолета «Омега-II» представлял собой пространственную ферму, сваренную из стальных труб и закрытую полотняной обшивкой, лежавшей на деревянной опалубке. В передней части фюзеляжа находились кабины пилота и летчика-наблюдателя. Общий фонарь обеспечивал прекрасный обзор. Две двери, расположенные по правому борту, позволяли экипажу быстро занимать свои места и покидать их в случае необходимости.

Передняя кабина пилота была оборудована приборной доской П-образной формы, обеспечивавшей обзор вперед и вниз через окно в носовой части фюзеляжа. На доске справа располагались приборы, контролировавшие работу мотора, слева и на верхней панели — аэронавигационные. На ней же помещалась ручка аварийного перевода винтов на режим авторотации. На левом борту располагался пульт управления моторами и ручка управления жалюзи. Слева у сидения помещался штурвал общего шага несущих винтов, справа — штурвал изменения угла установки стабилизатора. Впереди под доской находились рычаги управления комбинированными муфтами включения и муфтой синхронного вала. Далее в носу вертолета стоял аккумулятор. На полу кабины были смонтированы «самолетные» рычаги управления машиной — ручка управления и педали. Оба рычага через систему тяг, параллелограммов суммарно-дифференциального механизма и тросов соединялись с крестовинами автоматов перекоса. Задняя кабина наблюдателя сначала не имела органов управления и приборной доски. В ней был установлен радиоприемник и другое оборудование артиллерийского корректировщика.

За сиденьем летчика-наблюдателя находились два бензобака. Фонарь плавно переходил в обшивку верхней части фюзеляжа. Предназначенное для стабилизации вертолета при полете с поступательной скоростью хвостовое оперение состояло из большого киля, руля направления и установленного на киле подкосного управляемого стабилизатора. Конструктивно хвостовое оперение выполнялось из дюралевых труб, обтянутых полотном.

Боковые ферменные консоли прямоугольного сечения были сварены из стальных труб. Они соединяли между собой мотогондолы и фюзеляж вертолета. Наружными узлами консоли крепились к трем точкам на кабанах мотогондол и к одной на заднем кольце моторамы. Внутренними узлами консоли, соединяясь между собой, крепились к кабану фюзеляжа, чем осуществлялась подвеска фюзеляжа к фермам. По нижним задним поясам боковых ферм проходила проводка управления моторами и несущими винтами, воздухопровод запуска и бензопровод. Вдоль нижних передних поясов проходил синхронный вал.

Шасси вертолета было трехопорное. Основные два колеса с обычными маслоп-невматическими стойками крепились под мотогондолами к кабанам. Они принимали основную нагрузку непосредственно на себя, не нагружая боковые консоли. Переднее противокапотажное самоориентирующееся колесо было выполнено без амортизационной стойки и крепилось к носовой части фермы фюзеляжа. Заднее костыльное колесо было не ориентирующимся и служило опорой при стоянке.

Перед летными испытаниями вертолет «Омега-II» прошел наземные испытания. Особо тщательно исследовалась работа силовой установки и трансмиссии. Работа всех агрегатов, за исключением системы смазки редукторов, оказалась удовлетворительной, и доводка по ним не потребовалась.

Летные испытания проводились на летной станции московского авиазавода No.482 с сентября 1944 г. по январь 1945 г. Летчиком-испытателем был К.И.Пономарев, ведущим инженером Д.Т.Мацицкий. «Омега-II» продемонстрировал способность выполнять все эволюции, присущие вертолетам: вертикальные взлет и посадку, висение в воздухе, развороты и поступательные перемещения в любом направлении, показав при этом хорошие пилотажные характеристики и неплохие летные данные. Устойчивость и управляемость винтокрылого аппарата были признаны не уступающими «самолетным» и оценивались как «хорошие» и «отличные». Особенно «мощным» оказалось путевое управление: при отклонении педали на 20-25% полного хода вертолет разворачивался на 360 градусов за 2-3 секунды, не теряя высоты. Усилия на рычагах управления были небольшими, а при полете с поступательной скоростью летчик мог отпускать ручку управления. Максимальная скороподъемность вертикального взлета, полученная при испытаниях, достигала 5 м/с на высоте около 150 м, а статический потолок равнялся 650-700 м. Полеты назад и вбок проводились со скоростью свыше 20 км/ч. При испытаниях опробовалась высадка людей без приземления аппарата.

«Испытанный мною геликоптер «Омега» конструкции Братухина И.П. является вполне доведенным геликоптером, отвечающим всем требованиям, предъявленным к машинам этого типа, — отметил в заключении по результатам испытаний летчик Пономарев. «В эксплуатации удобный. Кабина пилота просторная. Обзор вперед и в стороны отличный. При рулежке геликоптер устойчив и тенденций к разворотам не имеет. Взлет геликоптера происходит без разбега, непосредственно с места стоянки, а посадка без труда производится на площадку размерами 20 х 20 м. Как при наборе высоты по вертикали, так и при висении на месте геликоптер весьма устойчив. В горизонтальном полете общее поведение машины хорошее, управление легкое и эффективное. Как продольная и поперечная устойчивость, так и устойчивость пути хорошие. На вираже геликоптер устойчив, причем между левым и правым виражами разницы нет. Вертикальные спуски на моторах проходят плавно, а посадка осуществляется плавно, без толчков. Из произведенного большого количества взлетов и посадок значительное число их совершено при глубоком снеге на аэродроме. В управлении геликоптер прост, так что вопросов подготовка кадров не встретит больших трудностей. Считаю, что геликоптер «Омега» может быть с успехом применен при решении ряда задач как военной, так и гражданской авиации».

В целях наилучшего использования мощности была снята винтомоторная характеристика вертолета. Произведенные замеры максимальной тяги при различных углах установки лопастей и соответствующей ей мощности у земли позволили уточнить наиболее целесообразное передаточное число редукторов. Оно было изменено с 0,32 на 0,283 путем замены пары шестеренок верхнего редуктора. Это привело к повышению подъемной силы на 300 кгс. Кроме того, была доработана конструкция муфт включения и заменены амортизаторы моторов. Колебания хвостовой части вертолета, обнаруженные в начале испытаний, были устранены постановкой гасителей колебаний в хвостовой части фюзеляжа, а тенденция боковых ферм к крутильным колебаниям на рулежке при ударах колесом о кочку устранена постановкой демпферов трения в систему ферм.

Успешные заводские испытания «Омега-2» завершились эффектными демонстрационными полетами вертолета перед «высокой» правительственной комиссией под руководством главного маршала артиллерии Воронова, наркома авиационной промышленности Шахурина и Генерального конструктора Яковлева. Входившие в ее состав видные ученые, руководители авиационной промышленности и военачальники дали отличную оценку вертолету и выступили с предложением о запуске вертолета в серийное производство и опытную эксплуатацию. В заключении по машине отмечалось:

«На основании многократных полетов, совершенных при испытаниях, можно сказать, что геликоптер «Омега» доведен до состояния практического его использования во многих целевых назначениях, как в военное, так и в мирное время. Способность вертикально взлетать, висеть в воздухе, совершать посадки на любые площадки дает возможность использовать геликоптер при корректировке артиллерийского огня, Для наблюдения, фотографировании местности и пр.

Диапазон скоростей от 0 до 150 км/ч позволяет такому аппарату быть использованным в качестве разведчика на борту нормального военного корабля. Геликоптеру не нужны специальные взлетно-посадочные площадки. Это качество позволяет осуществить воздушную связь в любых условиях местности. Он будет незаменим при обслуживании Заполярья и в ряде отраслей сельского хозяйства.

Схема геликоптера «Омега» как в силовом, так и в аэродинамическом отношении полностью себя оправдала. Быстроходные винты делают геликоптер неприхотливым при запусках в ветреную погоду, а наличие двух моторов и возможность продолжения полета при остановке одного из них повышает надежность в эксплуатации. Управляемость геликоптера, устойчивость на всех режимах полета хорошая-.

8 марта 1945 г. последовал приказ наркома Шахурина о строительстве серии из шести вертолетов «Омега» на киевском авиазаводе No.473. Таким образом, созданный на 2-й Рыбинской улице геликоптер «Омега-II» стал первым отечественным вертолетом, годным для практического применения и серийного производства. Это было выдающимся достижением своего времени. Советское правительство в 1946 г. наградило И.П.Братухина, Б.Н.Юрьева и ряд других создателей «Омеги» Сталинской премией.

К сожалению, выпуск двигателя МГ-31-Ф был прекращен во время войны и восстановление его не планировалось. Поэтому «Омега-2» в серийное производство не пошел и остался только в опытном экземпляре, который, будучи дооборудован вторым комплектом рычагов управления, после проведения дополнительных испытаний использовался с осени 1945 г. для обучения и тренировки летного состава. В том же году вертолет готовился для участия в воздушном параде на День авиации, но накануне праздника потерпел аварию из-за ошибки пилота. Восстановленный «Омега-II» принял участие в воздушном параде на Тушинском аэродроме в 1946 г., а затем был снят с эксплуатации в связи с выходом из строя двигателей и отсутствием запасных.