Тищенко Марат. Конструктор винтокрылых машин. Михаил Леонтьевич Миль

 
 
 
Вертолеты марки Ми разных весовых категорий и назначения построены в большом количестве и широко применяются в мире. Названы они по имени генерального конструктора, доктора технических наук Михаила Леонтьевича Миля - организатора и руководителя конструкторского бюро, где были разработаны, построены и испытаны эти машины. В 2009 г. исполняется 100 лет со дня его рождения.
 
Михаил Леонтьевич Миль родился 22 ноября 1909 г. в Иркутске. Отец, служащий железной дороги, мать, зубной врач, дали сыну широкое образование: наряду с занятиями в школе он учился музыке, рисованию, изучал немецкий язык. И этот фундамент самых разнообразных знаний, несомненно, сослужил ему добрую службу в будущем.

С юных лет он мечтал об авиации. С 12 лет начал строить летающие модели самолетов. Поступив в Томский технологический институт, занимался в созданном там планерном кружке. К сожалению, из-за непролетарского происхождения после первого курса Миль был отчислен из вуза. Проработав год в качестве слесаря и получив необходимый рабочий стаж, получил направление в Донской политехнический институт (Новочеркасск).

Прочитав об изобретении автожира (Автожир — летательный аппарат, поддерживаемый в воздухе несущим винтом, служащим для создания подъемной силы и свободно вращающимся вокруг вертикальной оси под напором набегающего воздуха. Горизонтальную тягу для поступательного полета создает пропеллер, установленный на оси двигателя. Изобретен Сиервой в 1919 г., первый полет совершил в 1922 г.) испанским инженером Хуаном де ла Сиервой и узнав, что в Москве конструкторы Н.И. Камов и Н.К. Скржинский строят такую машину, Миль во время своих летних каникул отправляется к ним и работает в качестве помощника механика. В 1931 г., защитив диплом, поступает на работу в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) им. профессора Н.Е. Жуковского.

В конце 1920-х — начале 1930-х годов (а это было время зарождения многих новых направлений в авиации) именно ЦАГИ в нашей стране являлся центром, где рождалась новая авиатехника. Здесь успешно трудились такие известные советские создатели самолетов, как А.Н. Туполев (академик с 1953 г.), АА. Архангельский, И.О. Сухой и многие другие.

В 1926 г. в ЦАГИ по инициативе Б.Н. Юрьева (академик с 1943 г.) появилась Секция особых конструкций (вскоре преобразованная в аналогичный Отдел), ориентированная на создание винтокрылых летательных аппаратов. Конструирование вертолетов возглавил A.M. Черемухин. По итогам исследований их различных схем был выбран вариант, названный ЦАГИ 1-ЭА с одним несущим и двумя парами расположенных спереди и сзади рулевых винтов. После первого полета в сентябре 1930 г. начались углубленные испытания машины. В 1932 г. именно на этом вертолете Черемухин (он был не только конструктором, но и первым успешно летавшим советским пилотом вертолетов) достиг высоты 605 м, что более чем в 30 раз (!) превышало официальный мировой рекорд того времени. К сожалению, достижение осталось не зарегистрированным по причине секретности работ.

Небольшому коллективу первопроходцев (в числе этих молодых и энергичных людей был и Миль) приходилось решать множество ранее не встречавшихся проблем. Например, при проектировании первого автожира не было ясно, на какое усилие следует рассчитывать систему управления. В ходе обсуждения руководитель этого проекта В.А. Кузнецов, а также Н.И. Камов и М.Л. Миль пришли к согласию, что нужно исходить из усилия, которое пилот способен приложить к ручке управления. Однако возник вопрос: какое значение силы следует принимать для расчетов? Допустили, что 50 кг. Но как это проверить? Тогда Кузнецова (у него был примерно такой вес) попросили лечь на стол, а Камов, взяв его за пояс одной рукой, приподнял. И проблема была решена.

Став начальником бригады аэродинамики секции автожиров, Миль участвовал в создании всех новых машин. В это время здесь под руководством Кузнецова, Камова и Скржинского были построены автожиры ЦАГИ 2-ЭА, ЦАГИ А-4, А-6, А-7, А-8, А-13. Они показали достаточно высокие летные и эксплуатационные характеристики, а ЦАГИ А-7, разработанный под руководством Камова, по мощности двигателя, грузоподъемности и максимальной скорости превосходил существовавшие в то время зарубежные образцы и был выпущен небольшой серией.

Решения требовали и проблемы аэродинамики. Часть из них рассмотрена в трудах Миля: «Балансировка и устойчивость автожира» (Техника воздушного флота, 1934, № 10), «О динамическом закручивании лопасти ротора автожира в полете» (Техника воздушного флота, 1937, № 2). Его фундаментальным исследованием стала «Аэродинамика несущего винта с шарнирным креплением лопастей при криволинейном движении» (Труды ЦАГИ, № 465, 1940).

Постепенно Михаил Леонтьевич расширял круг своих интересов, занялся компоновками будущих машин, о чем свидетельствовали его предварительные эскизные проекты автожиров А-12 и А-15.
Всего же за время своего существования коллектив Отдела особых конструкций ЦАГИ разработал, построил и испытал 14 типов автожиров и 4 — вертолетов. Без преувеличения можно сказать: в большинство проектов упомянутых аппаратов значительный творческий вклад внес именно Миль.

В связи с прекращением в 1939 г. работ по винтокрылым аппаратам часть сотрудников расформированного Отдела перешла во вновь созданное по инициативе И.П. Братухина конструкторское бюро при Московском авиационном институте. Другая группа объединилась вокруг главного конструктора Н.И. Камова, возглавившего автожирный завод под Москвой, где предполагалось продолжать серийный выпуск А-7 и начать разработку новинки — автожира АК с так называемым прыгающим взлетом. Миль стал заместителем Камова по конструированию этого аппарата. Предполагалось создать бескрылый автожир с механическим приводом от двигателя к несущему винту. Вот как писал Михаил Леонтьевич об особенностях этого устройства. «Прыжковый взлет автожира происходит за счет предварительно раскрученного от двигателя ротора. Пока аппарат держится в воздухе за счет тяги ротора, тянущий винт успевает придать ему необходимую для нормального полета поступательную скорость». К сожалению, Великая Отечественная война помешала завершению работ над этим проектом.

В августе 1941 г. была предпринята попытка применить машины Камова А-7 для корректировки огня нашей артиллерии. Как заместитель главного конструктора Миль возглавил группу технического обслуживания автожиров на фронте. Однако слабая организация взаимодействия авиации с наземными войсками не позволила достичь успешных результатов.

После закрытия в 1943 г. конструкторского бюро Камова Миль работал в ЦАГИ, занимаясь устойчивостью и управляемостью самолетов. В 1944 г. он защитил кандидатскую диссертацию по этой тематике. По его инициативе на штурмовике Пе-2, дальнем бомбардировщике Ил-4 и ряде других установили специальные компенсаторы устойчивости, существенно улучшившие пилотажные свойства.

Несмотря на кажущийся уход от довоенных интересов, Миль все свободное от основной работы время использовал для обдумывания новых проектов винтокрылых машин, пытался возродить это направление в ЦАГИ. И усилия увенчались успехом: в декабре 1944 г. в лаборатории № 1 под его руководством была организована геликоптерная группа, позднее преобразованная в отдел. Здесь разворачиваются теоретические и экспериментальные работы по теории несущего винта. В 1945 г. он защитил докторскую диссертацию «Динамика ротора с шарнирным креплением лопастей и ее приложение к задачам устойчивости и управляемости автожира и геликоптера». А в марте 1947 г. по конкурсу его назначили начальником вновь созданной лаборатории № 5 ЦАГИ, в которой были вертолетный отдел и отдел по исследованиям штопора.

Миль осознавал, что развитие теории вертолетов требует глубокого и разностороннего экспериментального поиска. В его лаборатории начинают создавать приборы для исследований моделей винтов в аэродинамических трубах.
С 1942 по 1945 г. взгляды Миля коренным образом изменились. В довоенные годы он неоднократно высказывался о том, что вертолеты очень сложны и поэтому непригодны для практического применения, а вот автожиры уже успешно летают и способны выполнять полезную работу. Отказ от этих взглядов он объяснял так: «Как только голову автожиров — шарнирный несущий винт и управление — приделали к вертолетам, последние стали уверенно летать. Новый несущий винт разрешил не только многие вопросы устойчивости, управляемости и прочности, но и главную проблему тех времен — как обеспечить безопасность полета в случае отказа двигателя. Опыт, приобретенный при работе с автожирами, показал, что несущий винт вертолета может быть переведен на режим самовращения и создавать достаточную подъемную силу для безопасной посадки. Так с помощью автожиров вертолеты вступили в пору своей технической зрелости».

В 1942 г. Миль сделал шаг на пути к вертолету собственной конструкции. Он получил авторское свидетельство на проект автожира-геликоптера AM. По сути  это автожир с прыжковым взлетом, у которого вместо сложной трансмиссии для раскрутки несущего винта предложен реактивный привод от расположенных на концах лопастей жидкостных реактивных двигателей.

Анализируя результаты летных испытаний, тщательно изучая зарубежные публикации, Михаил Леонтьевич пришел к убеждению, что для скорейшего внедрения вертолетов в практическую эксплуатацию целесообразна одновинтовая схема с рулевым винтом. И в его эскизах, датированных июнем 1945 г., начинает вырисовываться облик новой машины.

Понимая, что силами одного отдела ЦАГИ невозможно реализовать эту мечту, и стремясь заложить основы будущего конструкторского бюро, он предлагает руководству ЦАГИ эскизный проект натурной геликоптерной установки, предназначавшейся для исследований несущих винтов в аэродинамической трубе. Идею одобрили, и в феврале 1947 г. Миля утвердили ответственным конструктором будущей установки.

Задумывая ее, он стремился решить три задачи. Во-первых, создать такую конструкцию, которую можно путем небольших доработок превратить в летающий вертолет. Во-вторых, получить экспериментальную площадку для исследования в аэродинамической трубе полноразмерного несущего винта будущей машины. В-третьих, спаять работоспособный коллектив - основу будущего конструкторского бюро.

Во второй половине 1947 г. в нашей стране было принято решение разработать небольшой многоцелевой вертолет. Свои предложения представили главный конструктор ОКБ-3 И.П. Братухин, главный конструктор ОКБ-115 А.С. Яковлев и начальник вертолетной лаборатории ЦАГИ М.Л. Миль. В итоге было рекомендовано построить вертолеты, предложенные Милем и Яковлевым, провести их сравнительные конкурсные испытания и принять лучший вариант. В декабре 1947 г. решением правительства было создано новое опытное конструкторское бюро под руководством 38-летнего доктора технических наук Миля.

Вот как о проблемах, возникших в тот период перед небольшой группой его сотрудников, позднее писал он сам. «Двадцать лет назад, когда коллектив только приступил к работе, все в этой области казалось уже давно открытым и изобретенным. Те, кому принадлежат первые идеи и проекты создания винтокрылых аппаратов — Леонардо да Винчи, М.В. Ломоносов, Н.Е. Жуковский, Б.Н. Юрьев и другие, — уже давно предложили почти все из существующих конструктивных схем вертолетов. Конструкторы, ученые и изобретатели в различных странах построили десятки образцов вертолетов, успешно поднимавшихся в воздух... Осталась не разрешенной очень трудная задача, требовавшая большой и кропотливой работы, — задача создания таких вертолетов, которые могли бы найти практическое применение в повседневной жизни». Ее решению Миль посвятил всю оставшуюся жизнь.

Первым его вертолетом, получившим в нашей стране широкое практическое применение, стал Ми-1. В процессе рождения машины проявилась важная черта характера Михаила Леонтьевича — умение всесторонне обдумать и на этой основе предугадывать, предвидеть ход будущих событий и определять стратегию поведения. Поэтому чертежи, подготовленные при проектировании натурной геликоптерной установки, удалось во многом использовать при постройке первого вертолета, что позволило уже к концу 1949 г. завершить его государственные испытания. В связи с тем, что Ми-1 показал более высокие летно-технические характеристики, а доводка вертолета Як-100 затянулась (его испытания завершили лишь во второй половине 1950 г.), было решено запустить машину Миля в серию.

Правда, на пути к этому успеху ему с сотрудниками пришлось пережить несколько горьких моментов. В одном из полетов на высоте более 5000 м замерзла смазка в системе управления, и летчику пришлось воспользоваться парашютом. Затем произошла катастрофа, в которой погиб летчик-испытатель Матвей Карлович Байкалов. На этот раз причиной беды стала некачественная сварка в конструкции хвостового вала. Миль тяжело пережил неудачи, но не потерял веры в успех своего дела, а потому организовал энергичный поиск причин и быстрое их устранение. Здесь проявилась еще одна важная черта его характера — умение стойко преодолевать трудности и мобилизовывать коллектив на их преодоление.

Ми-1 оказался долгожителем (последний экземпляр был снят с эксплуатации только в 1983 г.), и это в значительной мере объясняется тем, что ОКБ под руководством Миля в течение всей долгой жизни машины занималось ее совершенствованием. Для улучшения характеристик устойчивости на вертолете установили стабилизатор. Климатические особенности нашей страны потребовали создания для Ми-1 первой в мире противообледенительной системы для лопастей несущего и рулевого винтов вертолета. Позднее на смену лопастям смешанной конструкции пришли цельнометаллические клееные. Всего на заводах СССР и Польши было построено 2694 Ми-1 семи модификаций.

В октябре 1951 г. ОКБ Миля было поручено разработать транспортный вертолет Ми-4, способный перевозить 12 человек или груз массой 1200-1600 кг. Задание удалось реализовать в очень короткие сроки, и уже в конце 1952 г. начался выпуск первых серийных машин. Несущий винт имел диаметр 21 м, мощность двигателя АШ-82В конструкции А.Д. Швецова составляла 1700 л.с. Такие параметры позволяли осуществить взлет с массой 7200-7600 кг — в то время это был самый грузоподъемный вертолет в мире. На борту установили оборудование для выполнения полетов ночью и в сложных метеоусловиях. Лопасти несущего и рулевого винтов имели противообледенительную систему. За годы серийного производства было построено 3852 вертолета Ми-4. Совместно с Ми-1 они послужили основой для создания отечественной военной и гражданской вертолетной авиации.

Работы над машинами второго поколения начались в июне 1954 г. после принятия решения правительства о создании тяжелого вертолета Ми-6 грузоподъемностью 6-12 т при взлетной массе около 40 т. Размеры грузового помещения (12 • 2,65 • 2,7м) также должны были намного превосходить все разработанное ранее. Это требовало смелых технических решений, и Миль с сотрудниками нашли их.
Несомненно, большим техническим достижением стало создание для этого вертолета несущего винта диаметром 35 м. До сих пор уникальной остается и конструкция лопасти со стальным лонжероном, к которому в одном сечении на клею прикрепляются отдельные отсеки. Одновременно удалось решить другие проблемы — обеспечить высокую динамическую прочность, рациональную аэродинамическую компоновку первого в отечественной практике несущего винта с окружной скоростью от 207 до 230 м/с, добиться предотвращения земного резонанса за счет системы перетекания жидкости между стойками шасси и много других.

Силовая установка с двумя газотурбинными двигателями, расположенными перед главным редуктором над фюзеляжем, впервые в мире примененная на Ми-6, стала классической для созданных позднее многих поколений отечественных и зарубежных вертолетов. Также впервые в мире на этой машине была применена спарка двух газотурбинных двигателей со свободными турбинами. Заложенные в конструкцию прогрессивные решения и постоянная работа коллектива ОКБ над совершенствованием машины дали ей необыкновенно долгую жизнь. Всего за время производства было построено 926 вертолетов Ми-6.
Выдающий отечественный, а впоследствии американский авиаконструктор Игорь Сикорский (1889-1972), как рассказывал мне его сын Сергей, впервые ознакомившись с данными Ми-6, дал ему такую оценку: «Шаг от Ми-4 до Ми-6... был прыжком через два или три поколения вертолетов».

Отличавшиеся большой грузоподъемностью вертолеты Ми-6 сыграли важную роль в освоении нефтяных богатств Западной Сибири, выполняя в условиях бездорожья перевозки грузов и выполняя самые неожиданные работы, такие, например, как перевозка древесины.

В декабре 1958 г. ОКБ М.Л. Миля начинает трудиться над экспериментальным вертолетом В-7 с турбореактивными двигателями на концах лопастей. Михаил Леонтьевич считал, что он станет прообразом будущей сверхгрузоподъемной машины. Несмотря на то, что построенный экземпляр на испытаниях, оторвавшись от земли, зависал на привязи, проблему прочности крепления двигателя решить не удалось, и в 1965 г. работы по В-7 прекратили. Разумеется, можно оценить этот проект как неудачу, но в поиске новых путей в авиации без них никогда не обходилось. К тому же был приобретен важный теоретический материал и практический опыт.

Важная черта характера Миля — умение извлечь из ранее созданных конструкций максимальную отдачу. Примером может служить поиск, начатый в феврале 1958 г., по созданию на базе силовой установки и несущей системы Ми-6 вертолета Ми-10, получившего название «летающего крана». Были предложены две его модификации. Первая предназначалась для перевозки крупногабаритных грузов, не помещавшихся в «чреве» Ми-6. Для этого вертолет снабдили четырьмя длинными стойками шасси (расстояние от земли до фюзеляжа увеличивалось с их помощью до 4 м), а также специальными гидравлическими устройствами для жесткого крепления груза. Таким устройством к машине можно было прикрепить также специальную платформу, на которой располагался предназначенный для перевозки груз. Вертолет в этом варианте успешно прошел испытания и выпускался серийно.

Вторая модификация, Ми-ЮК, оснащенная короткими шасси, предназначалась для работ только с внешней подвеской грузов. Начиная с первых полетов в 1966 г. пилоты этих машин безотказно справлялись с уникальными монтажно-строительными операциями.

Понимая, что будущее принадлежит вертолетам с газотурбинными двигателями, Миль в мае 1960 г. добился решения правительства на разработку сразу двух машин: легкого многоцелевого Ми-2, предназначавшегося для замены Ми-1, и среднего транспортного вертолета Ми-8 — вместо Ми-4.

Испытания первого опытного образца Ми-8 с четы-рехлопастным несущим винтом и одним двигателем АИ-24В, разработанным в ОКБ А.Г. Ивченко (Запорожье, Украина), начались в июне 1961 г.
В следующем году начались испытания двухмоторного варианта Ми-8 с пятилопастным несущим винтом. Специально для этой машины в ОКБ им. Климова под руководством главного, а впоследствии генерального конструктора СП. Изотова разработали двигатели ТВ2-117. В конструкции Ми-8 удачно сочетались принципиально новые решения с хорошо проверенными в эксплуатации. К первым можно отнести лопасти с прессованными лонжеронами и электротепловой противообледенительной системой, хвостовую трансмиссию и ряд других. Ко вторым — трехлопастный рулевой винт на кардане, двухкамерные стойки шасси, автопилот дифференциальной схемы, автоматическое поддержание оборотов несущего винта, а также автоматический перевод работающего двигателя на повышенный режим при отказе другого.

Следует отметить, что вертолет Ми-8 по количеству построенных машин, числу стран, в которых он применялся или применяется, оказался наиболее успешной разработкой, выполненной под руководством Миля. Благодаря востребованности Ми-8 и его модификаций за рубежом, Казанский вертолетный завод и Улан-Удэнский авиационный завод преодолели трудности, возникшие в отечественной авиапромышленности после 1991 г., и успешно продают эти машины как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Одновременно с Ми-8 было начато конструирование небольшого вертолета Ми-2, рассчитанного на нагрузку 400 кг. В сентябре 1961 г. начались его летные испытания, успешно завершенные в январе 1963 г. Лицензия на серийное производство этой машины была передана заводу «Свидник» в Польше. С 1966 г. началась эксплуатация Ми-2 в нашей стране. В связи с тем, что Ми-2 создавали специально для гражданского применения, его эффективность оказалась достаточно высокой на самых разных работах.

Для увеличения грузоподъемности весьма заманчивым представлялось использовать готовые и отработанные несущие системы и силовые установки вертолета Ми-6. Первоначально такую задачу поставили перед коллективом ОКБ Яковлева (Москва). Некоторое время там вели проектные исследования такой машины на основе продольной схемы (Вертолет продольной схемы — машина с двумя несущими винтами, расположенными один за другим в направлении ее продольной оси). Однако из-за трудностей, связанных с трансмиссией, работу прекратили, задание же передали ОКБ Миля.

Новый аппарат В-12 предназначался для перевозки грузов массой 20-25 т. Из всех ранее «выпестованных» Милем данный можно без преувеличения назвать самым дерзким и смелым. Но это не значит, что создавался он без должной подготовки. В процессе проектных изысканий в ОКБ проработали варианты на основе продольной, поперечной (Вертолет поперечной схемы — машина с двумя несущими винтами, расположенными на ее поперечной оси) и одновинтовой схем. Сравнительный анализ показал, что наилучшим комплексом необходимых данных обладает вторая, ее и приняли к разработке. В 1967 г. постройка В-12 была завершена и начались его испытания. Первый полет заставил участников и зрителей поволноваться. Казалось, что летчик не имеет возможности управлять вертолетом. Однако опытный летчик-испытатель В.П. Колошенко сумел приземлить машину. Правда, произошла довольно грубая посадка, но экземпляр был сохранен для дальнейших испытаний. Проведенный анализ показал: причиной такого поведения были интенсивные автоколебания, возникшие вследствие совпадения частот одной из форм собственных колебаний планера и проводки управления.

Указанный выше дефект и ряд других проблем, неизбежно сопутствующих созданию вертолета новой схемы с взлетным весом около 100 т, привели к тому, что доводка машины затянулась. Усилиями конструкторов выявленные недостатки были устранены, и летные испытания продолжили. В августе 1969 г. экипаж Колошенко установил мировой рекорд грузоподъемности вертолетов, подняв груз 40,2 т на высоту 2250 м. Хотя заводские испытания завершились с положительным результатом, ив 1971 г. В-12 экспонировали на Парижском авиационном салоне, в серийное производство этот уникум запущен не был.

Ми-8 явился основой для создания вертолета-амфибии Ми-14, начавшего полеты в сентябре 1969 г. Необходимость обеспечить этой машине плавучесть и остойчивость потребовали определенных весовых затрат для придания нижней части фюзеляжа формы и свойств лодки, а также на убирающиеся шасси. Для компенсации указанных весовых потерь на Ми-14 были установлены разработанные под руководством СП. Изотова новые более мощные двигатели ТВЗ-117.

Миль считал, что вертолеты будут приобретать все возрастающее значение в военных областях. По его инициативе и в результате его настойчивых предложений во второй половине 1960-х годов начали разработку специальной боевой машины Ми-24. При этом применили агрегаты несущей системы и трансмиссии Ми-8, что позволило, сосредоточив усилия на проблемах, связанных с установкой на борт самых разнообразных систем вооружения, в короткие сроки выполнить это задание. Вертолет Ми-24 оказался последним, разработкой которого руководил Миль.

В заключение хочется подчеркнуть разносторонность личностных качеств Михаила Леонтьевича. Во многих сложных ситуациях он находил наиболее правильный выход. Проявил себя как смелый новатор: очень часто с его конструкторскими решениями связывалось понятие «впервые». Часто поступал как рационалист, заимствуя здравые идеи, когда это оказывалось целесообразно. Был профессиональным аэродинамиком — его машинам свойственны удобообтекаемые формы. К тому же зарекомендовал себя великолепным художником — сам рисовал, затем совершенствуя на моделях и макетах обводы своих машин. А еще он был обаятельным человеком, свидетельство чему — создание коллектива энтузиастов-единомышленников. Таким он остается в памяти тех, кому посчастливилось работать и общаться с ним.
 
 
 
Академик Марат Тищенко, главный генеральный конструктор Московского вертолетного завода им. М.Л. Миля с 1970 по 1991 г., президент Российского вертолетного общества
 
«Наука в России», № 5, 2009