Прерванный старт. Индивидуальный летательный аппарат (ИЛА) «Старт»
Прерванный старт. Индивидуальный летательный аппарат (ИЛА) «Старт»
История создания
Работа над легкими носимыми индивидуальными летательными аппаратами (ИЛА) началась в России еще в 1920-е гг. прошлого века. Так, 18 февраля 1921 г. изобретателем А.Ф. Андреевым было подано заявочное свидетельство на портативный ИЛА с ЖРД на кислородно-метановой основе.
В 1950-е гг. это направление получило дальнейшее развитие. В СССР и США были созданы такие аппараты, но они были неустойчивы в полете, сложны в пилотировании и имели неудовлетворительные весовые показатели, а также ограниченное время и радиус полета.
Во многих авиационных организациях велись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) по созданию сверхлегких складывающихся ДА, выполненных по схеме вертолета или автожира (МАИ, ЦАГИ и др.). Иногда выпускались опытные образцы с испытанием их, в основном, в аэродинамических трубах или в полете «на привязи». Основным недостатком всех представленных вариантов были большой вес и сложности в управлении, обусловленные недостаточной устойчивостью ИЛА.
Среди других оригинальностью и глубиной конструктивной проработки выделялся ИЛА под названием СБИЖ (по фамилиям авторов: Ю.Л. Старинин, Б.Н. Брагинский, А.М. Исаев, Б.Я. Жеребцов). Это был вертолет с реактивным приводом несущего винта.
Было очевидно, что для дальнейшего снижения веса ИЛА требуется более легкий и экономичный двигатель, а для повышения устойчивости необходимо устройство автоматического демпфирования угловых колебаний ИЛА. К началу 1960-х гг. появились новые предпосылки технического решения этих двух проблем.
Во-первых, появился роторно-поршневой двигатель (РПД) Ванкеля, который втрое превосходил весовые показатели поршневого двигателя (ПД) при почти одинаковой с ним экономичности и который в требуемом диапазоне мощности был в три раза экономичнее турбовальных двигателей (ТВД).
Во-вторых, к тому времени была разработана портативная одноканальная система управления полетом ракет (теоретически она была обоснована профессором ВВИА им. Н.Е. Жуковского А.А. Красовским и была реализована в первом отечественном переносном ЗРК).
В 1960-е гг. на кафедре Инженерно-авиационной службы ВВИА им. Н.Е. Жуковского по заданию Главнокомандующего ВВС выполнялась научно-исследовательская работа (НИР) по обоснованию и разработке облика индивидуального летательного аппарата нового поколения (по зарубежной терминологии «Ранцевый вертолет»). Работа выполнялась под руководством к.т.н. инженера-полковника Ю.Л. Старинина и с участием старшего научного сотрудника инженера-майора В.Г. Попова.
Разрабатываемый ИЛА «Старт» предназначался для преодоления личным составом сухопутных войск в ходе ведения боевых действий водных и горных преград, минных полей, а также зараженной радиоактивными отходами местности. К решению ключевых вопросов создания ИЛА «Старт» был подключен ряд кафедр и научно-исследовательских лабораторий академии:
— по работе над автоматом искусственного демпфирования угловых движений ИЛА — кафедра «Основ автоматики и телемеханики» под руководством профессора, д.т.н., академика генерал-майора А. А. Красовского;
— по работе над двигателем — кафедра «Конструкций и систем автоматического управления авиадвигателей» под руководством профессора, к.т.н. инженера-полковника А.В. Штода (впоследствии генерал-лейтенанта авиации, зам. начальника академии).
Эта работа проводилась с участием Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) и ВНИИ Моторпром. Деятельный и активный человек, Ю.Л. Старинин сумел заинтересовать такие мощные структуры Минобороны, как ГРУ ГШ, ВДВ, ВМС и КГБ, а также ЦАГИ и ОКБ вертолетостроения Камова, и получить их поддержку.
В 1964 г. вышло распоряжение Совмина СССР по созданию ИЛА.
Для практического выполнения ОКР по ИЛА в системе ВВС необходимо было найти организацию, которая могла бы ее выполнить в сжатые сроки и с высоким качеством, для чего имела бы:
— конструкторское бюро с мощным интеллектуальным и кадровым потенциалом;
— опытный завод, оснащенный современным универсальным и специализированным оборудованием;
— научно-испытательное производство, обладающее необходимой стендовой базой для испытаний агрегатов и изделия в целом.
Такой организацией в системе ВВС был Центральный экспериментальный завод (ЦЭЗ ВВС), которому Директивой ГШ ВВС и было поручено в течение 1965–1969 гг. выполнить необходимый объем работ. Приказом Главкома ВВС начальник НИЛ ВВИА им. Н.Е. Жуковского инженер-полковник Ю.Л. Старинин на период создания ИЛА «Старт» назначался главным конструктором по ИЛА «Старт». Он имел большой опыт работы, принимал активное участие в создании вертолета СБИЖ.
Из конструкторского бюро ЦЭЗ ВВС была сформирована специальная конструкторская группа (СКГ), непосредственно подчиненная Старинину. Возглавлял эту группу до 1968 г. опытный конструктор инженер-полковник М.У. Филин, а с 1968 по 1969 гг. руководство было возложено на меня.
Непосредственно ведущими конструкторами этих работ стали:
— по силовой установке — инженер- майор Е.Н. Волков, который занимался разработкой авиационного роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, еще будучи слушателем-дипломником академии;
— по шасси, воздушным винтам, трансмиссии, органам управления — инженер-майор Е. А. Савинов;
— по главному и хвостовому редукторам — инженер-майор В.И. Рудько и инженер-капитан В.К. Гамбарян;
Фрагмент легкосъемной и складывающейся лопасти. Слева хорошо виден узел складывания лопасти.
ИЛА «Старт» в процессе испытаний.
По автомату искусственного демпфирования угловых движений ИЛА — был назначен я (работы на заводе начались в 1967 г.).
ИЛА «Старт» создавался большим коллективом инженерно-технических работников и рабочих завода. Принимали активное участие в работе конструкторы инженер-подполковник В.И. Портянко, инженер-майор А.М. Баринов, инженер-капитан Д. Н. Маляков, инженер-лейтенант О.В. Соколов, технологи инженер-подполковник А А. Королев, инженер-майор А.В. Вершинин, А.Н. Савушкин (ведущий технолог по ИЛА), А. Полестер, рабочие А.П. Федоров, Б.Н. Кочетков, И.И. Апраксин, Н. Аверьянов, В. Агафонов, П. И. Кузнецов, А Сабитов и многие другие.
Большую помощь в конструкторских разработках и выполнении испытаний ИЛА оказывали Владимиров (ЦАГИ), к.т.н. Б.Н. Брагинский (зам. главного конструктора ОКБ Камова) и профессор Б.Я. Жеребцов. Работа по созданию автомата демпфирования угловых движений ЛА (АД) проводилась под научным руководством профессора ВВИА, д.т.н., инженера-полковника А.И. Сучкова.
ИЛА «Старт» был спроектирован, изготовлен (два образца) и испытан на ЦЭЗ ВВС в период 1965–1969 гг.
Это был вертолет одновинтовой схемы, с рулевым хвостовым винтом, с циклическим управлением шагом несущих лопастей автоматом перекоса. Лопасти и хвостовая балка были выполнены легкосъемными и складывающимися, шасси — легкоразборным.
Силовая установка включала форсированный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания с автономными системами жидкостного охлаждения корпуса и ротора, механизмом ручного запуска, системой батарейного зажигания, топливопитания и контроля. Двигатель был оснащен специально подобранным беспоплавковым карбюратором и глушителем.
Автомат демпфирования включал датчик, выполненный как одноканальный измеритель экваториальной скорости, с воспринимающим элементом — центробежным маятником и механическим сигналом — движением струйной трубки, а также одноканальное пневматическое устройство, выполненное в виде поршневого усилителя с управлением от трубки с жесткой обратной связью (отбор сжатых газов производился от двигателя). Он автоматически корректировал цикличность управления шагом лопастей.
При изготовлении ИЛА использовались самые современные (по тому времени) технологии и материалы. Силовая установка и агрегаты ИЛА прошли длительную проверку на специальных стендах и показали свою надежность.
ИЛА «Старт» испытывался и многократно демонстрировался на режиме висения у земли летчиком-испытателем П.С.Солодовниковым и ведущим конструктором Е.И.Волковым (в прошлом летчик-истребитель). Вот некоторые запомнившиеся мне эпизоды, связанные с испытанием и демонстрацией ИЛА.
Осенью 1968 г. ИЛА испытывался в аэродинамической трубе ЦАГИ с манекеном пилота. Результаты испытаний подтвердили расчетные характеристики ИЛА и дали необходимые уточненные данные для дальнейшего проектирования. Там же вышла довольно забавная история. Этот манекен пилота был известен как «Иван Иванович». Он летал в космос на корабле «Восток» еще до полета Ю.А. Гагарина. Одет манекен был в летный комбинезон и шлемофон. Когда мы с Волковым привезли его на автомобиле «Волга» в ЦАГИ и вынесли его под руки, он выглядел как труп. Тут же собралась толпа и раздались голоса: «Смотрите, это труп летчика, погибшего в Чехословакии» (Это было время «чехословацких событий»).
В 1968–1969 гт. завод посетило много высокопоставленных делегаций Минобороны, а также ЦАГИ и вертолетостроительных фирм. От ВВС работа регулярно контролировалась НТК. Все полеты «на привязи» демонстрировал Е. И. Волков.
Однажды во время демонстрации ИЛА (конец 1968 г.) начальнику НТК ВВС произошла авария: оборвалась тяга автомата перекоса, идущая к рычагу угла установки лопасти несущего винта. «Тюльпан» несущего винта резко наклонился, смял ограничительные упоры. Лопасти ударили по хвостовой балке и отрубили ее. Воздушный винт отделился от вертолета и улетел вверх. Послышалась дробь пулеметных выстрелов — это заклепки и мелкие детали редуктора и лопасти хвостового винта ударили веером по стоящим рядом людям. Многие по военной привычке упали на землю. К счастью, никто не пострадал. Летчику повезло больше всех: оказавшись в центре разлета деталей, он не растерялся и мгновенно выключил шедший в разнос двигатель, чем предотвратил значительно более серьезные последствия аварии. И, наконец, в момент, когда наступила тишина и некоторые участники показа стали подниматься с земли, очнувшись от шока, раздался нарастающий шорох, и все увидели возвращающийся с небес несущий винт, который грохнулся на колени летчику.
Картина выглядела глубоко символичной — вертолет был почти полностью разрушен. Но начальник НТК был спокоен и сказал: «Такое в ВВС часто случается, не отчаивайтесь и продолжайте работу». После этого на заводе построили специальный манеж, обтянутый до высоты 5 м металлической сеткой, так называемый «Цирк». Работы по испытаниям продолжились через пару месяцев.
В начале 1969 г. завод посетил Главком ВВС Маршал авиации П.С. Кутахов. Он был настроен скептически и сказал, что ему не нужна дополнительная головная боль, когда он читает по утрам ежедневную сводку авиационных аварий и катастроф. Впрочем, работу приказал форсировать.
Дважды посещал завод начальник НТК ВДВ генерал-майор ИТС Доронин (изобретатель многих автоматических парашютных систем), который был заинтересован в скорейшем выполнении работ.
В середине 1969 г. завод посетил командующий ВДВ генерал армии В.Ф. Маргелов. Ему был продемонстрирован образец и полная программа полета ИЛА (на привязи). Он был настроен очень оптимистично и пообещал привезти с собой Министра обороны, когда ИЛА начнет летать без привязи (а схемы и диаграммы ему не нужны). Сделал он и несколько замечаний:
— нужно, чтобы он летал ночью (никаких приборов для ночных полетов на демонстрируемом ИЛА не было);
— нужно постараться уменьшить носимый вес ИЛА;
— нельзя ли убрать этот …? — показал он на трехметровую балку хвостового винта.
На это Старинин ему ответил, что мы над этим уже работаем. Кстати, это были не пустые слова-отговорки, а реальность, о чем я скажу ниже.
Посещали завод представители ВМФ, но их больше всего интересовали габариты сложенного ИЛА (они их, наверно, примеряли к входному люку рубки подводных лодок).
Были и представители КГБ. Особенную настойчивость проявляло ГРУ ГШ, а один из их представителей в 1969 г. постоянно находился на заводе и следил за ходом выполнения работ.
В середине 1969 г. завод посетил заместитель начальника ГРУ ГШ со свитой, которым был продемонстрирован подлет ИЛА на привязи (ждали начальника ГРУ ГШ генерала армии П.И. Ивашутина.
Посещали завод в 1969 г. руководители ЦАГИ и руководящие сотрудники вертолетного КБ во главе с Камовым. Н.И. Камов — это очень простой и доступный человек, но про таких говорят, что его «на мякине» не проведешь. Несмотря на то что отчеты о проделанной работе изучали его заместители и ведущие специалисты, он достал из кармана небольшую логарифмическую линейку (это в век вычислительных машин и карманных калькуляторов) и сам на ней проверил все основные расчеты.
Он дал, в общем, положительную оценку работы, но порекомендовал поднять мощность двигательной установки до 35 л.с., что должно было значительно улучшить тактико-технические характеристики ИЛА.
Но самая знаменательная история произошла на заводе в конце 1969 г. на заключительном заседании комиссии по приему выполненных работ по ИЛА. На заседании присутствовали представители ВВС, вертолетного КБ Камова, руководство завода, главный конструктор ИЛА «Старт» Старинин, основные разработчики систем и узлов.
Легкий вертолет «Старт».
ИЛА «Старт» в сложенном положении переносился за спиной пилота.
Конструктивная схема ИЛА «Старт».
Заседание шло спокойно, в рабочем режиме. Были довольны представители ВВС и руководство завода: задача, поставленная передними Главкомом ВВС, выполнена — опытные образцы созданы и испытаны, а дальнейшая судьба этой темы их не интересовала, так как перед ВВС уже стояли другие задачи.
И тут слово взял Старинин. Он заявил, что это только начало работ, впереди большие перспективы: необходимо изготовить опытную серию ИЛА, провести в полном объеме все летные испытания.
Старинин высказал идею организовать серийное производство требуемых роторно-поршневых двигателей на специализированном моторном предприятии, и свою задачу он видит в создании КБ по ИЛА (имея в виду ЦЭЗ ВВС). Однако руководство завода не помогало ему, а только мешало.
Затем он заявил, что учел просьбы и замечания командующего ВДВ генерала Маргелова, и под его руководством уже разработан проект и изготовлен макет такого ИЛА, выполненного по схеме «вертолет — автожир». Он попросил принести динамометрические весы, подвесил их к кран-балке. На них быстро собрали и повесили легкий дюралюминиевый каркас, на который закрепили сиденье пилота, карданную подвеску лопастей, складывающиеся лопасти несущего винта, на концы которых повесили реактивные твердотопливные двигатели (применяемые у ракетчиков как «маршевые»), к спинке сиденья прикрепили двигатель от пилы «Дружба», а в заключение Старинин достал из кармана две лопасти толкающего винта и лично закрепил их на втулке двигателя «Дружба». Динамометр показал примерно 30 кг.
Далее Старинин дал пояснения, что этот ИЛА при взлете работает в режиме вертолета с реактивными двигателями на концах лопастей, которые поднимают его на высоту до 1 000 м, а далее он летит в режиме автожира с толкающим винтом. Управление ИЛА по крену, тангажу и курсу происходит непосредственным отклонением оси вращения несущего винта в нужном направлении. Винт крепился к ИЛА на карданном шарнире и отклонялся с помощью ручки управления.
В этом варианте отсутствует сложная трансмиссия, убирается хвостовая балка с винтом, упрощается управление ИЛА, значительно уменьшается вес и сокращаются габариты.
Были вывешены соответствующие чертежи и графики, а также расчетные ТТХ. В зале наступила сцена, как в «Ревизоре» Н.В. Гоголя — все замерли, никто не сказал ни слова, а представители ВВС молча ушли.
После этого заседания начальник ЦЭЗ ВВС Струнников стал искать виновных. Особенно досталось начальнику лаборатории инженеру-подполковнику Б.Н. Белову, который принес весы, а также главному инженеру В.М. Толстому за то, что он допустил изготовление на заводе этих дополнительных узлов и деталей и позволил закупить и доработать двигатель бензопилы «Дружба».
Отчеты по испытаниям ИЛА «Старт» были переданы в ВВС ВВИА им. Н.Е. Жуковского, ОКБ Камова и др. заинтересованные организации. Все чертежи и результаты испытаний направили в ЦАГИ, а часть чертежно-конструкторской документации попала в ОКБ Камова.
Тема ИЛА исчезла даже из всех архивов завода, и упоминать о ней негласно было запрещено. Коллектив создателей аппарата на заводе был расформирован.
Старинин затеял борьбу за продолжение работ по ИЛА с командованием ВВС, ВВИА им. Н.Е. Жуковского и ЦЭЗ. Мне пришлось вместе со Старининым и начальником ЦЭЗ В.Ф. Струн — никовым присутствовать на всяких «разборках» в высших инстанциях ВВС. Все понимали, что, по большому счету, Старинин прав, но такой ИЛА в то время ВВС был не нужен.
Все решалось очень просто:
21 января 1970 г. Ю.Л. Старинину исполнилось 50 лет, и вместо поздравления ему в академии вручили направление в госпиталь на обследование по случаи) его увольнения из армии — достижения предельного возраста. Заодно у него отобрали пропуск в академию и на территорию завода. Очень быстро приказом Министра обороны его уволили из армии. Его докторская диссертация не была допущена к защите.
Вскоре был уволен из армии и В.Ф. Струнников.
ОКБ Камова соглашалось продолжить эти работы, но ему нужен был серийно выпускаемый отечественный двигатель, аналогичный разработанному Е.И. Волковым, а изготовление такого двигателя у нас в стране даже и не планировалось.
Е.И. Волков ушел в ВВИА, где и защитил по материалам, которые он собрал, работая над авиационной роторно-поршневой силовой установкой, кандидатскую диссертацию. Талантливый конструктор Е.А. Савинов со временем стал заместителем начальника завода.
Работа по созданию АД получила высокую оценку специалистов и была признана изобретением, такое авторское свидетельство № 98620 было выдано А.И. Сучкову, Ю.Л. Старинину, А.А. Красовскому, Е.И. Волкову, Е.А. Савинову и мне (зарегистрировано 1 сентября 1976 г.).
ЦЭЗ ВВС в результате всяких реорганизаций и слияний в начале 1970-х гг. перестал существовать как самостоятельная организация, изменил тематику своих работ, и теперь на этом месте находится другая организация.
Конечно, жаль, что такая уникальная работа осталась без должного внимания и продолжения. Но мне кажется, что результаты этой работы еще могут быть востребованы, заинтересовать читателей и любителей авиации и послужить великому делу развития авиации России.
Краткая информация о создателях ИЛА «Старт»
Волков Евгений Иванович — полковник в отставке, родился в 1932 г., в 1952 г. окончил Московский электромеханический техникум, в 1954 г. — Чугуевское военное авиационное училище летчиков, а в 1963 г. — ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского и в 1970 г. — заочную адъюнктуру ВВИА, кандидат технических наук. После окончания академии работал старшим инженером-конструктором, руководителем группы в КБ, а с 1970 г. в ВВИА — старшим научным сотрудником, начальником научно-исследовательской лаборатории, преподавателем кафедры «Конструкций и систем автоматического регулирования авиадвигателей».
Уволен в запас в 1988 г.
Савинов Евгений Александрович — полковник в отставке, родился в 1933 г., в 1954 г. закончил Энгельское (Тамбовское) военное авиационное училище, а в 1963 г. — ВВИА им. Н.Е. Жуковского. После окончания академии работал в КБ в должностях от инженера-конструктора до заместителя командира.
Уволен в запас в 1985 г.
Усов Михаил Михайлович — полковник в отставке, родился в 1935 г., в 1957 г. закончил Военную академию бронетанковых войск им. И.В. Сталина.
С 1959 г. по 1970 г. работал в конструкторском бюро в должностях от инженера-конструктора до заместителя начальника конструкторского отдела. С 1970 по 1986 гг. работал в системе военно-технического сотрудничества с зарубежными странами.
Уволен в запас в 1986 г.
Литература
1. «Советская военная мощь от Сталина до Горбачева», ответственный редактор А.В. Минаев, Москва, издательский дом «Военный парад», 1999 г., с. 463.
2. «Ракетно-космическая эпоха. Памятные даты», З.Ф. Бродский, П.И. Климук и др., Москва, 2000 г.
3. «Летательные аппараты МАИ», Ю.В. Макаров, Москва, издательство МАИ, 1994 г.
4. История кафедры «Инженерно-авиационной службы ВВИА им. Н.Е. Жуковского» 1927–2002 гг., изд. типографии Военно-авиационного технического университета, 2002 г.
