Многоцелевой вертолет Ми-1.

Разработчик: ОКБ Миля
Страна: СССР
Первый полет: 1948 г.0.Ми-1

Работая в ЦАГИ в военные годы над проблемами динамики полета самолетов, М.Л.Миль не прекращал начатое до войны изучение теории винтокрылых летательных аппаратов. В 1945 году он защитил докторскую диссертацию «Динамика ротора с шарнирным креплением лопастей и ее приложение к задачам устойчивости и управляемости автожира и геликоптера». По окончании Великой Отечественной в ЦАГИ появилась возможность возобновить исследования по винтокрылой тематике, и Миль начал разработку трехместного экспериментального геликоптера ЭГ-1 одновинтовой схемы с двигателем М-12 и оригинальным устройством автоматического повышения устойчивости полета. 9 апреля 1946 года проект был представлен экспертной комиссии МАЛ, которая поддержала его, но рекомендовала внести ряд изменений, вызванных реальными возможностями отечественной авиапромышленности. Одновременно в ЦАГИ под руководством Миля на экспериментальных установках началось исследование аэродинамических характеристик несущих винтов.

17 февраля 1947 года развернулось проектирование универсального испытательного стенда — «натурной геликоптерной установки» (НГУ), предназначенной для исследования полноразмерных несущих винтов и доводки конструкции основных частей винтокрылых аппаратов. По сути, она представляла собой одновинтовой вертолет, но без средств парирования реактивного момента несущего винта, шасси и некоторых других частей. НГУ разрабатывалась таким образом, чтобы путем небольших переделок, добавления хвостовой части и шасси ее можно было превратить в вертолет. Впоследствии это существенно облегчило создание первого аппарата «Ми».

Приказом начальника ЦАГИ от 26 марта 1947 года на базе лаборатории штопора и вертикальной аэродинамической трубы Т-105 была создана лаборатория № 5 «для решения научных проблем по геликоптеростроению и штопору самолета» в составе двух секторов. Начальником лаборатории и геликоптерного сектора назначили М.Л.Миля. Первоначально в конструкторскую группу входили немногим более двух десятков человек, причем никто из них ранее проектированием винтокрылой техники не занимался. Единственным специалистом по этой тематике был сам начальник лаборатории, что и определило его беспрекословный авторитет. Большой довоенный опыт расчета и проектирования автожиров помогал Милю отстаивать свой проект в острой конкурентной борьбе с другими конструкторами. Межведомственная правительственная комиссия по военно-промышленным вопросам рассматривала в те годы многочисленные проекты винтокрылых машин. Новая зарождавшаяся отрасль привлекла многих талантливых конструкторов и изобретателей, а наиболее успешно работы в области вертолетостроения продвигались в ОКБ И.П.Братухина и А.С.Яковлева.

Осенью 1947 года построенный в 5-й лаборатории ЦАГИ полноразмерный макет трехместного вертолета ЭГ-1 утвердила правительственная комиссия под председательством генерал-майора Н.А.Жемчужина, а 12 декабря 1947 года вышло постановление Совета Министров СССР № 4001-1368 о создании ОКБ-4 под руководством М.Л.Миля. Первоначально молодое ОКБ располагалось там же, в Жуковском, однако после того, как в июле 1948 года экспертная комиссия МАП под председательством профессора И.В.Остославского одобрила доработанный проект ЭГ-1, молодому конструкторскому коллективу предоставили помещение ликвидированного ОКБ-82 М.М.Пашинина, находившегося на территории сборочного цеха авиазавода № 82 в Тушино. В то время это предприятие переходило с истребителей Як на бомбардировщики Ту-2, а также занималось многочисленными иными заказами, в том числе троллейбусами. Небольшая группа вертолетостроителей никак не вписывалась в его тематику, что первое время создавало напряженность в отношениях с руководством завода. По планам, опытное вертолетостроение должно было развиваться на московском заводе № 3, куда и предполагалось перевести коллектив Миля. Однако эта маленькая деревообделочная фабрика, расположенная на окраине парка Сокольники в доме 13 по 2-й Рыбинской улице, была и без того плотно «заселена» многочисленными организациями, и Михаилу Леонтьевичу удалось уговорить министра авиапрома М.В.Хруничева оставить пока ОКБ-4 в Тушино.

Первый вертолет ОКБ М.Л.Миля, получивший обозначение ГМ-1 (Геликоптер Миля-1), разрабатывался в качестве связного. В кабине, кроме летчика, могли разместиться два пассажира. Машина имела классическую одновинтовую схему с трехлопастными несущим и хвостовым рулевым винтами. В ее проектировании учитывался опыт зарубежного вертолетостроения, но, в то же время, советские инженеры создавали полностью оригинальную конструкцию. Так, они разработали втулку несущего винта с разнесенными вертикальными и горизонтальными шарнирами. Такая конструкция повышала эффективность управления вертолетом и была гораздо проще применяемой на американских машинах схемы с совмещенными горизонтальными шарнирами, ось которых проходит через ось вращения несущего винта. В вертикальных и горизонтальных шарнирах использовались игольчатые подшипники. Осевой шарнир имел два радиальных шарикоподшипника и один упорный. Для гашения колебаний лопастей в плоскости вращения использовались фрикционные демпферы. Проектировали этот агрегат вначале Н.Г.Русанович и А.К.Котиков, а затем А.Э.Малаховский — основоположник конструкторской школы проектирования несущих систем «Ми».

Лопасти несущего винта крепились к втулке посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. Лопасти имели сужающуюся к концам форму в плане, аэродинамический профиль NACA-230 с переменной относительной толщиной. Их конструкция была смешанной: лонжерон из трех телескопически состыкованных стальных труб, деревянные нервюры и стрингеры, фанерная и полотняная обшивка. Общий и циклический шаг лопастей изменялся спроектированным А.Э.Малаховским автоматом перекоса кольцевого типа, установленным под втулкой. Из опасения потери лопастью устойчивости Миль ввел в месте расположения вертикального шарнира в валик управления углом установки лопасти специальное карданное соединение, как это было сделано на американском вертолете S-51.

Впоследствии выяснилось, что такая конструкция приводит к изменению эффективного значения компенсатора взмаха в зависимости от угла отклонения лопасти в вертикальном шарнире, и карданный механизм пришлось убрать. Большие перемещения тросов системы управления заставили конструкторов ГМ-1 оснастить автомат перекоса специальными механизмами с большим передаточным отношением. Такие механизмы, закрепленные на ползуне автомата перекоса, были созданы по оригинальной схеме с пространственным, полностью обратимым кривошипным механизмом и практически не имели люфтов. Рулевой винт ГМ-1 был разработан в КБ А.С.Басдубова. Его трапециевидные деревянные лопасти крепились к втулке с помощью горизонтальных и осевых шарниров. Центральная часть фюзеляжа представляла собой сварную ферму из стальных труб, к которой крепился каркас кабины с приклепанной к нему дюралюминиевой обшивкой. В передней части фюзеляжа располагалась кабина летчика и пассажиров. Двухместный диван находился за креслом пилота. Во время испытаний его заменили самописцами и мешками с песком для соблюдения расчетной полетной массы.

Позади кабины был двигательный отсек. В нем разместили звездообразный семицилиндровый мотор АИ-26ГР конструкции А.Г.Ивченко мощностью 500-550 л.с., который имел встроенный угловой редуктор, т.к. его ось располагалась горизонтально. Применение этого двигателя в весовом отношении было менее выгодным, чем мотора с вертикальной осью, но выбора Миль попросту не имел — АИ-26ГР был единственным в СССР вертолетным мотором. Его разместили впереди оси несущего винта, а не сзади, как это делалось на других вертолетах аналогичного класса, что существенно упростило центровку машины и позволило не выносить далеко вперед кабину пилота. В ходе испытаний и доводки первых ГМ-1 двигатель был заменен форсированным АИ-26ГРФ со взлетной мощностью 575 л.с. Разработкой двухступенчатого главного редуктора занимались Н.Г.Русанович и А.К.Котиков. Этот агрегат получился простым в изготовлении, имел малую массу и габариты и ни разу не подвел за долгие годы эксплуатации вертолета.

При проектировании системы управления Миль, для исключения люфтов, выбрал тросовую конструкцию. Большие перемещения тросов позволили создать в системе управления инерционные демпферы-«маховики», приводимые в движение при помощи ускоряющей шестеренчатой передачи. Такая конструкция привода инерционных демпферов создавала в системе управления очень небольшое трение, намного меньше, чем на вертолетах иностранной конструкции.

Ввиду отсутствия в ОКБ-4 производственной базы три первых опытных ГМ-1 строились на Киевском авиазаводе № 473.

Там же проводилось и первое опробование вертолета на жесткой привязи под руководством ведущего инженера по испытаниям Г.В.Ремезова. Окончательной сборкой и доводкой вертолетов после получения их из Киева руководил М.Н.Пивоваров. Первый экземпляр ГМ-1 был готов в августе. 20 сентября 1948 года на аэродроме Захарково летчик-испытатель М.К.Байкалов выполнил на нем три первых подъема в воздух. 30 сентября ГМ-1 уже совершил полет с поступательной скоростью 50-100 км/ч. В целом вертолет продемонстрировал высокую маневренность и удовлетворительную устойчивость. В последующих полетах удалось достичь максимальной скорости 170 км/ч. Вместе с тем, с самого начала испытаний стали появляться трещины в картере углового редуктора двигателя, что было связано с отсутствием инерционных демпферов крутильных колебаний. На этапе испытаний дефект устранили введением упругих резиновых втулок в конструкцию главного вала. В дальнейшем при создании новой модификации АИ-26В ОКБ Ивченко применило в конструкции силовой установки инерционный демпфер.

К сожалению, в ходе заводских испытаний первая летная машина была потеряна. 24 ноября 1948 года при определении динамического потолка на высоте 5200 м замерзла смазка в механизмах системы управления автоматом перекоса, вертолет вошел в режим неуправляемой раскачки, и Байкалову пришлось его покинуть. Сам летчик так комментировал завершение этого полета: «Я почувствовал: сейчас она (машина) перевернется вверх колесами. И тогда — все! Не то что вернуть ее в нормальное положение, но даже выброситься не удастся, потому что между мной и землей окажется мясорубка — вращающийся несущий винт. Ну, думаю, довольно баловаться! Отбросил я дверку, раскрыл замок привязных ремней, улучил паузу между бросками и прыгнул. Прыгнул, подзатянул несколько секунд, дернул кольцо. Парашют раскрылся сразу. Отдышался немного и смотрю, ищу: где вертолет? Да вон он, метров на сто ниже меня. Перевернулся, злодей, вниз винтом, вверх колесами и сыплет себе в этой позиции к земле. Да так ровно, спокойно, устойчиво сыплет, будто это вовсе не он только что мотался из стороны в сторону как сумасшедший. Словно хочет сказать мне: «Вот, брат, к какой позе я всю жизнь стремился, а ты меня не пускал!»

Байкалов во время приземления получил небольшую травму и был временно отстранен от полетов, а испытания на второй машине продолжил летчик-испытатель М.Л.Галлай. По его воспоминаниям, полеты шли довольно ровно, но время от времени вертолет преподносил сюрпризы, к счастью, довольно мелкие. Он то и дело наказывал испытателя за попытки применять к нему привычные приемы управления самолетом.

«Как-то раз при спуске, когда до земли оставалось метра три, налетевший сзади легкий порыв ветра чуть-чуть поддал машину вперед. Чтобы парировать это движение, я чисто рефлекторно по-самолетному взял ручку управления немного на себя. Вертолет послушно попятился наподобие рака назад, а затем так энергично провалился вниз и так крепко трахнулся о землю, что не знаю, как только шасси выдержало! Я упустил из виду, что в подобной ситуации вертолет ведет себя диаметрально противоположно самолету.»

Вторую машину тоже ждала трагическая судьба. 7 марта 1949 года во время перегоночного полета с заводской испытательной станции в НИИ ВВС произошла катастрофа. Из-за некачественной сварки разрушился вал хвостовой трансмиссии, ГМ-1 начал вращаться относительно оси несущего винта, резко опустил нос и рухнул на землю. Пилотировавший вертолет М.К.Байкалов погиб. Однако, несмотря на потерю двух машин и скептическое отношение к винтокрылым аппаратам многих руководителей ВВС, программа не лишилась поддержки. Миль доказал в высоких кабинетах необходимость продолжения доводки и испытаний вертолета. Летом 1949 года на заводской аэродром выкатили третью машину. Ее трансмиссионный хвостовой вал сделали цельноточеным для исключения трудноконтролируемой сварки. Для системы управления подобрали незамерзающий сорт смазки, но Миль все же ограничил высоту полета 3000 м. Заводские испытания продолжили летчики В.В.Винницкий, М.Л.Галлай и Г.А.Тиняков.

В августе 1949 года ГМ-1 поступил в НИИ ВВС, и 10 сентября начались его госиспытания, которые проводили Тиняков и ведущие инженеры Л.Н.Марьин и A.M.Загордан. Испытания успешно завершились через полтора месяца. Замечания военных свелись, в основном, к пожеланию упростить технику пилотирования, снизить уровень вибраций и облегчить наземную эксплуатацию. В 1950 году в НИИ ВВС была проведена дополнительная программа испытаний ГМ-1, включавшая и отработку аварийных посадок на режиме авторотации. В дальнейшем, в 50-е годы, военные испытатели провели на вертолете ряд специальных исследований, в том числе по его эксплуатации в горах и сложных метеоусловиях.

Во время испытаний ГМ-1 впервые дали о себе знать такие опасные явления, как флаттер и земной резонанс. Их устранили переделкой лопастей и перерегулировкой фрикционных демпферов. Испытания и доводка ГМ-1 способствовали образованию в ОКБ Миля научной школы решения проблем прочности, аэродинамики и динамики полета вертолетов. Еще совсем молодые инженеры Л.Н.Гродко, А.В.Некрасов, А.С.Браверман, ставшие впоследствии учеными с мировыми именами, решили ряд сложных проблем обеспечения усталостной прочности элементов конструкции, работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок.

После успешного завершения испытаний своего первенца «милевцы» получили новые удобные помещения на заводе № 82. Сам конструкторский коллектив значительно вырос. 21 февраля 1950 г. Совмин постановил построить опытную серию из 15 вертолетов под обозначением Ми-1 на заводе № 3 в Москве. В следующем году на воздушном параде в Тушино эти машины впервые демонстрировались публично.

К сожалению, из-за недооценки советскими государственными деятелями роли вертолетов в Вооруженных Силах и народном хозяйстве внедрение Ми-1 в крупносерийное производство постоянно задерживалось. Завод № 3 для этого не годился, а выпуск вертолета на других предприятиях постоянно откладывался. Ситуация изменилась только после демонстрации машины И.В.Сталину на даче в 1951 году и сообщений об эффективном применении американской винтокрылой техники в Корее. Вскоре последовало правительственное постановление о разработке новых десантно-транспортных вертолетов, а первенец ОКБ Миля начал строиться во все больших количествах. В 1952-1953 годах 30 машин собрали на казанском вертолетном заводе № 387. В 1954 году крупносерийный выпуск Ми-1 удалось наладить на заводе № 47 в Оренбурге, где до 1958 года выпустили 597 шт. В 1956 году к производству Ми-1 подключился завод № 168 в Ростове, который до 1960 года сдал 370 таких машин. Конкурировавшие же с Ми-1 вертолеты Як-100 и Б-11 так и остались в опытных экземплярах.

Запуск Ми-1 в крупносерийное производство существенно повлиял на судьбу ОКБ Миля. Весной 1951 года на заводе № 3 было ликвидировано ОКБ И.П.Братухина, и министерство вновь предложило Милю занять это помещение. Практически одновременно территорию предприятия покинули расположенные там ранее ОКБ Н.И.Камова, специальная конструкторская группа реактивного геликоптеростроения Ю.Л.Старинина, Б.Я.Жеребцова и Ю.Ш.Брагинского. «Милевцы» стали полными хозяевами завода, который в 1953 г. получил наименование Государственный авиазавод № 329 МАП, а конструкторское бюро — ОКБ-329. Директором завода стал Ю.Б.Эскин, а заместителями главного конструктора — В.А.Кузнецов и Н.Г.Русанович. С переездом на новую территорию фирма пополнилась многими инженерами и рабочими завода № 3, имевшими опыт создания винтокрылых машин. Кроме того, в ОКБ Миля перешел ряд сотрудников из других отраслей промышленности. В наследство от ОКБ Братухина заводу досталась и летно-испытательная станция в Измайлове, которую на многие годы возглавил Д.Т.Мацицкий. Вскоре существовавший там аэродром стал застраиваться, и все последующие летные испытания завод № 329 проводил только в Тушино, на территории аэродрома Захарково.

В ходе производства и эксплуатации Ми-1 постоянно совершенствовался. Особенно много внимания уделялось улучшению конструкции и повышению надежности одного из самых наукоемких и трудоемких агрегатов вертолета — лопасти. В 1956 году состыкованный из трех труб лонжерон заменили цельным из стальной трубы с переменной толщиной стенки. В следующем году создали цельнометаллическую лопасть с прессованным дюралевым лонжероном. Причем, к моменту начала проектирования таких лопастей металлургическая промышленность СССР не обладала необходимым опытом, и специалистам завода № 329 пришлось заниматься совместно с металлургами решением весьма сложных вопросов прессования профилей. Первоначальный вариант новой лопасти имел среднюю поддерживающую перегородку и обладал недостаточным запасом по флаттеру. После перепроектирования лонжерон стал шире, а перегородку заменили невысокие ребра.

При этом удалось исключить резонанс с третьей гармоникой к числу оборотов винта в плоскости вращения. Разработка лопастей такого типа кардинально разрешила вопрос их надежности и долговечности, особенно после внедрения наклепа наружной поверхности лонжерона.

Внедрение цельнометаллических лопастей повлекло включение в систему управления сначала аэродинамических компенсаторов, а затем необратимых гидроусилителей. После создания втулки для Ми-4, обладавшей существенными конструктивными улучшениями, радикальные изменения были внесены и в конструкцию втулки Ми-1. В 1950 году раздельные рычаг общего шага несущего винта и сектор газа были объединены в единую систему «шаг-газ». При этом удалось настолько удачно подобрать кулачок сблокированного управления «шаг-газ», что работать ручкой коррекции в полете почти не требовалось. Систему спроектировал бессменный руководитель отдела управления ОКБ И.С.Дмитриев. В 50-е годы на Ми-1 были установлены система внешней подвески грузоподъемностью 500 кг, новое приборное оборудование и т.д. В 1952 году на Ми-1 впервые прошел опробование самолетный автопилот АП-5, и в дальнейшем вертолет неоднократно использовался в качестве летающей лаборатории для испытания различных нововведений.

Модификации:

ГМ-1 — первые три опытные прототипа.
Ми-1 — первая серийная модификация.
Ми-1У (ГМ-2) — учебный, двухместный вариант вертолета с двойным управлением.
Ми-1Т/ТУ — Т — «трехсотчасовой», что означало — ресурс основных частей машины довели до 300 часов.
Ми-3 — опытная санитарная модификация вертолета Ми-1Т.
Ми-1А — дальнейшее развитие Ми-1Т (первоначальное заводское обозначение — Ми-1Р — ресурсный).
Ми-1М — дальнейшее развитие Ми-1А.
Ми-1МНХ (НХ) «Москвич» — новая гражданская модификация Ми-1М, разрабатывалась в пяти вариантах: пассажирский, санитарный, почтовый, перегоночный и сельскохозяйственный. В серию поступил под обозначением Ми-1НХ и с 1959 года стал называться «Москвич». Такой машиной в варианте «люкс» пользовался президент Финляндии.
Ми-1МУ — легкий ударный вертолет.
SM-1 — вариант вертолета Ми-1 выпускавшийся польским авиазаводом в Свиднике.

ЛТХ:

Модификация: Ми-1
Диаметр главного винта, м: 14,35
Диаметр хвостового винта, м: 2,50
Длина,м: 12,09
Высота ,м: 3,30
Масса, кг
-пустого: 1700
-нормальная взлетная: 2140
-максимальная взлетная: 2330
Внутренние топливо, л: 240
Тип двигателя: 1 х ПД АИ-26ГРФ
-мощность, кВт: 1 х 429
Максимальная скорость, км/ч: 185
Крейсерская скорость, км/ч: 130
Практическая дальность, км: 430
Скороподъемность, м/мин: 318
Практический потолок, м: 3500
Статический потолок, м: 2700
Экипаж, чел: 1
Полезная нагрузка: 2 пассажира и/или 255 кг груза.

pervyj-prototip-gm-1

 

Первый прототип ГМ-1.

2.3-й прототип ГМ-1 на летной станции в Захарково

Третий прототип ГМ-1 на летной станции в Захарково.

2а.Сборка первой серии Ми-1 на ГАЗ № 3 в Москве

Сборка первой серии Ми-1 на ГАЗ № 3 в Москве.

m-l-mil-na-ispytaniyah-mi-1

М.Л.Миль на испытаниях Ми-1.

3.Ми-1 опытной серии из коллекции а.м. Монино

Ми-1 опытной серии из коллекции музея ВВС Монино.

4а.Ми-1 в музее Казанского вертолетного завода

Ми-1 первой серии в музее Казанского вертолетного завода.

6.Связные Ми-1 на учениях Сухопутных войск.

Связные вертолеты Ми-1 на учениях Сухопутных войск.

6а.Ми-1 в полете.

Ми-1 Сызранского ВВАУЛ.

8.Ми-1 ДОСААФ.

Вертолеты Ми-1 из состава ДОСААФ.

10.Ми-1 Аэрофлота.

Ми-1 Аэрофлота.

10б.Кабина вертолета ГМ-1.

Кабина вертолета ГМ-1.

komponovochnaya-shema-mi-1

Компоновочная схема Ми-1.

11.Опытный ГМ-1. Рисунок.

Опытный ГМ-1. Рисунок.

12.Проект экспериментального вертолёта ЭГ-1.

Проект экспериментального вертолёта ЭГ-1. Схема.

13.Схема трансмиссии вертолета Ми-1

Схема трансмиссии вертолета Ми-1.

14.Общая схема управления вертолета Ми-1

Общая схема управления вертолета Ми-1.

modifikatsii-mi-1-shema

Модификации Ми-1. Схема.

.

.

Список источников:
Е.И.Ружицкий. Вертолеты.
Дмитрий Гай. Вертолеты зовутся Ми.
Крылья Родины. Владимир Михеев. Рождение «Ми».
Авиация и Время. Вадим Михеев. Милевская «единичка».
Авиация и Время. Андрей Хаустов, Александр Котлобовский. Большая карьера маленького вертолета.
Вадим Михеев. МВЗ им. М.Л.Миля 50 лет.