Многоцелевой вертолет Б-11.

Многоцелевой вертолет Б-11.

Разработчик: И.П.Братухин
Страна: СССР
Первый полет: 1948 г.

Быстрое развитие мирового вертолетостроения на фоне затянувшейся доводки первых отечественных геликоптеров привлекло осенью 1947 года внимание руководителей партии и правительства. Лидер государства И.В.Сталин лично заинтересовался причинами отставания и потребовал от руководства авиационной промышленности быстро восполнить образовавшийся пробел в гамме летательных аппаратов отечественной конструкции.

12 декабря 1947 года Совет Министров СССР принял специальное постановление «О создании геликоптера связи для Вооруженных Сил Союза ССР», в соответствии с которым обязал конструкторские коллективы А.С.Яковлева, И.П.Братухина и М.Л.Миля создать опытные образцы новых вертолетов (дата этого постановления считается официальной датой основания ОКБ М.Л.Миля). Относительно ОКБ-3 Братухина в постановлении говорилось: «…построить на базе пассажирского геликоптера, предусмотренного в плане 1947 г. (имелся в виду Б-5. — прим. автора), геликоптер связи с двумя моторами АИ-26ГРФ со следующими данными: максимальная скорость — 150-180 км/ч, продолжительность полета — 3 ч, экипаж — 3 чел. Геликоптер предъявить на государственные испытания в августе 1948 года.» Вертолет предназначался для обеспечения связи между штабами войсковых частей и соединений и эвакуации раненых из прифронтовой полосы. Кроме того, аппарат предполагалось использовать и для перевозки мелких грузов.

Возглавляемое И.П.Братухиным ОКБ-3 сделало все, что могло, для ускорения выполнения важного правительственного задания. Для создания вертолета связи Б-11 был использован задел, подготовленный для строительства дублеров Б-5 и Б-10. Это позволило собрать Б-11 значительно раньше конкурентов — к маю 1948 года. Новый вертолет имел много общего с предшествующими машинами Братухина. Он представлял собой двухмоторный двухвинтовой вертолет с поперечным расположением несущих винтов. Диаметр винтов оставался таким же. как на Б-5, Б-9 и Б-10. Близкими сохранились и общие размеры вертолета. Винтомоторные группы монтировались в двух мотогондолах, соединенных крылом. К крылу с помощью четырех узлов подвешивался фюзеляж, который нес хвостовое оперение. Б-11 как бы завершал разработанную Братухиным в 1946-1947 годах гамму вертолетов различного назначения, вобрав в себя все наилучшее, что было на них внедрено и достигнуто.

Трехлопастные несущие винты полностью повторяли конструкцию винтов предшествующих вертолетов. Мотогондолы и трансмиссия Б-11 ничем от Б-10 не отличались, только вместо моторов АИ-26ГРФ на первых опытных Б-11 стояли АИ-2бГР. Крыло Б-11 имело симметричный профиль и конструкцию, полностью идентичную Б-10. Крыло имело четыре подкоса. Два нижних подкоса шли от нижней части силовых шпангоутов фюзеляжа к нижним трубам лонжеронов крыла. От верхних труб переднего и заднего лонжеронов два верхних подкоса были направлены к верхней части кабана, где и закреплены в общем узле ниже крепления верхнего редуктора. Задние верхние и нижние подкосы были снабжены гидравлическими демпферами. Внутри фермы крыла располагались пять мягких бензобаков емкостью 560 литров.

Шасси было идентично шасси предшествовавших машин. Оборудование, помимо пилотажно-навигационных приборов. включало в себя приемопередающую радиостанцию РСИ-6, радиополукомпас и радиовысотомер. В систему управления входил автомат перевода несущих винтов на режим авторотации.

Фюзеляж Б-11 представлял собой цельнометаллический дюралевый полумонокок и был снабжен с левой стороны двумя дверями. Дверь пассажирской кабины имела размеры 1200 х 600 мм, а дверь грузового отсека — размеры 1190 x 1300 мм. Дверь пассажирской кабины снабжалась аварийным сбросом. Фюзеляж имел шесть окон размерами 500 х 300 мм, по три с каждой стороны. Носовая часть фюзеляжа выполнялась в виде каркаса, закрытого штампованным из плексигласа остеклением, образовавшим фонарь кабины пилота. В кабине располагалось два рабочих места: слева — пилота, справа -штурмана. В кабине пилота с правой стороны имелся сбрасываемый аварийный люк размером 1040 x 800 мм. За кабиной пилота через переборку следовала пассажирская кабина. В ней стояли два мягких комфортабельных пассажирских кресла. За пассажирской кабиной следовало санитарное отделение, рассчитанное на установку носилок для раненого, места для санитара и специального медицинского оборудования. Интерьер кабин предусматривал некоторые элементы комфорта: тепло-звукоизоляцию, вентиляцию, отделку ореховым деревом, окраску под цвет слоновой кости, оконные шторки, коврики и т.п.

Заводские испытания Б-11 проводились на аэродроме в Измайлово. Летчик-испытатель К.И.Пономарев впервые оторвал вертолет на привязи от земли 13 мая 1948 года, а 18 июня того же года совершил первый свободный полет. Испытания задерживались низким качеством изготовления некоторых агрегатов (моторов, редукторов, узлов управления) машин и необходимостью их постоянной переборки. Отвлекла и подготовка вертолета к авиационному параду в Тушино. В результате программа заводских испытаний была выполнена в 1948 году только на 75%. Были сняты балансировочные кривые, оттарирован указатель скорости на мерной базе, определены наивыгоднейшая скорость полета для набора высоты, динамический потолок, скороподъемность и минимальная мощность для горизонтального полета. Были определены также характеристики полета на одном моторе, расход горючего, дальность полета и дальность радиосвязи, получены характеристики планирования на режиме авторотации и произведены безмоторные посадки.

Во время испытаний выяснилось, что крыло вертолета имеет малый угол установки, в результате чего оно на некоторых малых режимах полета создавало отрицательную подъемную силу, и вместо ожидаемой разгрузки несущих винтов происходило дополнительное нагружение винтов, приближавшее их к срывному режиму. Это обстоятельство, а также совпадение собственных частот колебаний некоторых агрегатов с частотами сил, действовавшими на втулках несущих винтов, привело к тому, что на некоторых режимах полета возникали вибрации вертолета и колебания ручки управления, причем колебания ручки в значительной мере зависели от состояния гидравлических демпферов лопастей и демпферов управления, которые в работе давали течь. В связи с этим Братухин в конце августа 1948 года принял решение временно прекратить заводские испытания и провести специальные исследования вибраций агрегатов вертолета в полете.

Повышенные вибрации на некоторых режимах потребовали доработки таких агрегатов, как демпферы лопастей, автоматы перекоса, подкосы крыльев, моторамы и амортизаторы подвески моторов. Отсутствие в распоряжении ОКБ-3 специальной вибро-записывающей аппаратуры вынудило обратиться за помощью в ЦАГИ. Проведенные «цаговцами» исследования выявили, что стойки основного шасси, приборная доска и двигатели на амортизаторах входят в резонанс с силами на втулках несущих винтов при наступлении срывных режимов. Большую по мощь ОКБ-3 в проведении исследований оказали и специалисты ЦИАМ.

Доводка Б-11 потребовала спроектировать и построить специальные стенды, на которых исследовались характеристики и отрабатывались сроки службы отдельных агрегатов и механизмов в условиях, приближенных к действительным в полете. Трансмиссия, несущая система и силовая установка вертолета Б-11 прошли 100-часовые ресурсные испытания. На наземной установке проводилась доводка жесткостных характеристик крыла совместно с мотогондолой и шасси. В результате испытаний были подобраны экспериментальным путем заданные жесткостные характеристики на кручение и изгиб крыла и мотогондолы в комплексе, а также их отдельных элементов — внешних подкосов, главного шасси, верхней части кабана и др. В качестве стендов широко использовались части временно снятых с доводки вертолетов Б-5, Б-9 и Б-10. В результате испытаний и доводки Б-11 предприятие на 2-й Рыбинской улице получило развитую стендовую базу.

8 сентября 1948 года к летным испытаниям присоединился дублер Б-11. 13 декабря 1948 года во время очередного полета с целью записи колебаний агрегатов с дублером Б-11 произошла катастрофа, во время которой погибли летчик К.И.Пономарев и бортрадист И.Г.Нилус. Непосредственной причиной катастрофы явилось разрушение вилки крепления лопасти, имевшей серьезный конструктивный и производственный дефект. Катастрофа в совокупности с затянувшейся доводкой других вертолетов негативно сказалась на репутации ОКБ Братухина. В правительственные органы поступили многочисленные жалобы о бесперспективности поперечной схемы вертолета и неспособности ОКБ создать годный для практической эксплуатации вертолет. Главным поводом для обвинений служил высокий уровень вибраций на вертолетах Братухина.

На основании проведенных летных исследований, а также рекомендаций аварийной комиссии зимой 1948-1949 годов инженеры и рабочие ГСОЗ № 3 внесли в конструкцию первого Б-11 значительные изменения. Были усилены вилки крепления лопастей и киль, амортизаторы моторов заменены на более мягкие, усилены моторамы, увеличен ход стоек шасси, изменен крепеж приборной доски, на гидравлические демпферы лопастей, управления и демпферы подкосов крыла установлены компенсаторы гидросмеси, установлен аварийный люк в кабине пилота.

С целью облегчить работу несущих винтов на некоторых режимах полета вдоль всей задней кромки крыла был установлен щиток с постоянным углом отклонения 30°. Щиток состоял из стального лонжерона, фанерных нервюр и полотняной обшивки. Для устранения опасности воздушного резонанса в передние подкосы крыла, непосредственно за узлами крепления их к фюзеляжу, включен демпфер. Кроме того, каждый передний подкос поддержан двумя дополнительными раскосами, идущими от подкоса вертикально вверх на нижние трубы переднего и заднего лонжеронов. Моторы АИ-26ГР заменены моторами АИ-26ГРФ.

Для определения возможности продолжения заводских испытаний Б-11 руководство авиапромышленности создало специальную комиссию из специалистов ЦАГИ, при содействии которой И.П.Братухин провел комплексные исследования вибраций на вертолете. Вместо погибшего Пономарева все дальнейшие заводские испытания проводил летчик Г.И.Комаров. Ведущим по машине оставался Д.Т.Мацицкий. Неизменным бортмехаником Б-11, как и предыдущих вертолетов, был Г.И.Самусенко. Высококвалифицированная комиссия установила, что: «Вибро-характеристики после доводок машины значительно улучшены… ручка управления на всех режимах полета вибраций не имеет… полученные виброхарактеристики являются безопасными при эксплуатации геликоптера… на геликоптере связи можно продолжать заводские летные испытания.»

Произведенные на Б-11 доводки отдалили срывные режимы и дали возможность получения летных характеристик при отсутствии вибраций в пределах тактико-технических требований. При этом номинальная мощность силовой установки полностью не использовалась. Во избежание срыва потока на лопастях главный конструктор ограничил высоту полета до 2500 м и максимальную скорость до 155 км/час. Эти данные были далеко не предельными, но издерганный недоброжелателями Братухин предпочел перестраховаться. Завершающие заводские летные испытания Б-11 в 1949 году продолжались с мая по декабрь. В ходе их вертолет совершил полет на определение дальности полета по маршруту Измайлово-Серпухов-Измайлово. Машина прошла 220 км со средней скоростью 135 км/ч, пробыв в воздухе 1 ч. 38 мин. Всего за два года Б-11 сделал свыше сотни испытательных полетов обшей продолжительностью около 45 часов.

В заключении по заводским испытаниям отмечалось, что: «Геликоптер связи Б-11 после произведенных доводок заводские испытания прошел удовлетворительно. Все агрегаты работали надежно. Надежность работы агрегатов подтверждена длительными ресурсными 100-часовыми испытаниями… Полученные летные характеристики соответствуют тактико-техническим требованиям на геликоптер связи… Геликоптер Б-11 благодаря большим габаритам фюзеляжа может быть использован как пассажирская, санитарная и грузовая машина.» Так, например, сократив продолжительность полета до полутора часов за счет уменьшения горючего, можно, не снижая летных характеристик, иметь на борту следующие варианты загрузки: в пассажирском варианте — 4 пассажира, в грузовом — 400 кг любого груза, в санитарном — 3-х больных и одного сопровождающего медработника.

Весной 1950 года сотрудники ГСОЗ No.3 провели профилактический осмотр вертолета, перебрали все основные агрегаты и системы Б-11, усилили конструкцию его планера. Комаров совершил несколько контрольных вылетов и в начале июля 1950 г. перегнал вертолет в ГК НИИ ВВС на государственные испытания. При первых же контрольно-сдаточных полетах военные, явно с предубеждением относившиеся к аппаратам Братухина — обнаружили чрезмерно высокий уровень вибраций и отказались принять Б-11 на госиспытания.

Пришлось ОКБ Братухина вновь проводить при поддержке специалистов ЦАГИ летные вибрационные испытания злосчастного вертолета. Для объективности оценки использовалось точное виброзаписывающее оборудование. Выяснилось, что при соблюдении введенных главным конструктором ограничений опасности возникновения автоколебаний нет, обший уровень вибраций находится в пределах допустимого и рычаги управления в полете не трясутся. Отмеченная военными испытателями -неприятная для летчика тряска- происходит на режимах набора высоты и максимальной скорости из-за срыва потока на лопастях. Для подстраховки Братухин рекомендовал дальнейшие испытания проводить со взлетной массой не 4150 кг, а 3950 кг. Но при этом вертолет мог взять на борт топлива только на полтора часа полета, а не на три, как это требовалось в ТТТ.

Проведенные в ОКБ Братухина расчеты показали, что для снятия ограничений и полного устранения тряски на Б-11 необходимо было увеличить хорду лопасти несущих винтов на 15% или увеличить число оборотов на 10%. Любая из этих доработок могла привести к уменьшению углов атаки лопастей и полностью удалить несущий винт от срывных режимов. Соответствующее предложение Братухин направил руководству авиационной промышленности, но поддержки не получил. Военные и гражданские чиновники предпочли делать ставку на одновременно проходившие испытания вертолеты связи Ми-1 ОКБ М.Л.Миля и Як-100 А.С.Яковлева. Они имели обычную одновинтовую схему, получившую к тому времени всеобщее признание. Вертолеты двухвинтовой поперечной схемы больше в мире никто не строил. Предложение Братухина о модификации Б-11 для повышения его летно-технических данных и полного устранения выявленных дефектов не встретило поддержки. С начала сентября 1950 года все работы по доводке Б-11 были полностью остановлены.

И.П.Братухин разработал в 1949-1950 годах проект модернизации Б-11. Новый Б-11М должен был перевозить восемь пассажиров или десантников, либо шесть (4 лежачих и 2 сидячих) раненых при двух медработниках. Расчетная платная нагрузка возросла почти до тонны, а взлетная масса достигла 5100 кг. На модернизированный Б-11М предлагалось установить несущие винты диаметром 14 м, изменив соответствующим образом верхний редуктор трансмиссии и заменив хвостовое оперение на новое с разнесенными вертикальными поверхностями для обеспечения проходимости над ними лопастей большего диаметра. В связи с увеличением полезной нагрузки усиливались также некоторые узлы крыла, фюзеляжа, шасси и др. Для повышения надежности и упрощения пилотирования в систему трансмиссии предполагалось также включить автомат постоянства оборотов винтов, соединенный с автоматом перехода на режим авторотации. С той же целью Братухин впервые предложил установить на вертолет автопилот.

Планами дальнейшего развития машины предусматривалось переоборудование Б-11М по входившей в то время в моду схеме винтокрыла. Для этого предполагалось установить спереди мотогондол тянущие воздушные винты. По мнению Братухина, развитая им поперечная схема наиболее оптимально подходила для винтокрылов. Следующим шагом в развитии семейства машин на базе Б-11М было переоснащение их газотурбинными двигателями вместо поршневых. Однако и это предложение Братухина поддержки не получило. Руководители советской авиационной промышленности окончательно поставили крест на вертолетах двухвинтовой поперечной схемы. 22 декабря 1950 года министр авиационной промышленности Хруничев и главком ВВС маршал Жихарев заявили военному министру Булганину, что Братухин «…не в состоянии обеспечить доводку вертолета.» Специальная комиссия из крупных советских ученых обследовала Б-11 в начале следующего года и пришла к неутешительному выводу о бесперспективности машины. Постановление СМ СССР от 6 мая 1951 года потребовало все работы по Б-11 прекратить.

ЛТХ:

Модификация: Б-11
Диаметр несущих винтов, м: 10,00
Масса, кг
-пустого: 3398
-взлетная: 4150
Тип двигателя: 2 х ПД АИ-26ГРФ
Мощность, л.с.
-взлетная: 2 х 550
-номинальная: 2 х 420
Максимальная скорость, км/ч: 155
Крейсерская скорость, км/ч: 124
Практическая дальность, км: 328
Практический потолок, м: 2550
Статический потолок, м: 1200
Экипаж, чел: 2.

Вертолет Б-11.

Вертолет Б-11. Вид спереди.

Вертолет Б-11 после взлета.

Вертолет Б-11 в полете.

Проекции Б-11. Рисунок.

Б-11. Схема.

Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Максим Старостин. Все вертолеты Мира. Братухин Б-11.
Самолеты Мира. Евгений Ружицкий. Авиаконструктор и ученый.
Н.В.Якубович. Вертолеты особых схем.
ОАО Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля. Зарождение российского вертолетостроения.