КАФЕДРЕ ВЕРТОЛЕТОСТРОЕНИЯ МАИ - 50 ЛЕТ!

Оба цикла обслуживались небольшим коллективом преподаваелей, в числе которых, кроме Б.Н. Юрьева и И.П. Братухина, были штатные преподаватели В.Н. Далин, Ю.А. Колмаков, Н.П. Лесникова, cовместитель Л.С. Вильдгрубе (с.н.с. отдела аэродинамики 5-й лаборатории ЦАГИ), а также первые выпускники кафедры: старший лаборант Е.И. Ружицкий и лекционные ассистенты Б.Н. Юрьева – О.А. Панков, В.А. Гуда и В.И. Шайдаков.
Главной задачей, которая стояла перед педагогическим коллективом кафедры, было обеспечение учебного процесса необходимыми учебными пособиями. В короткое время И.П. Братухиным и Б.Н. Юрьевым были написаны и изданы государственным издательством оборонной промышленности учебники: «Проектирование и конструкции вертолетов»  (1955г.) и «Аэродинамический расчет вертолетов» (1956г.). Оба учебника фактически являлись монографиями в области проектирования вертолетов и служили настольной книгой многим поколениям вертолетчиков нашей страны.       Важную роль в учебном процессе играла учебная лаборатория, организованная сразу же после открытия кафедры. Ее первый начальник А.И. Болдырев – опытный изобретатель, разрабатывал оригинальную конструкцию легкого вертолета с реактивным приводом несущего винта, чем очень интересовался Б.Н.

 

 

Юрьев, имевший несколько изобретений в этой обдасти. В работе над этим вертолетом принимали участие студенты вертолетчики, в числе которых был и автор этой статьи.
В течение многих последующих лет развивалась и укреплялась лабораторная база кафедры, оснащаясь современными экспонатами вертолетов и их агрегатов, новыми лабораторными   установками.
Неоценимая помощь в этом в разные годы оказывалась Генеральными и Главными конструкторами: Н.И. Камовым, М.Л. Милем, М.Н. Тищенко, С.В. Михеевым и др.
Наряду с учебной лабораторией была организована научная лаборатория летающих моделей. Ее начальником был назначен выпускник кафедры – Б.С. Блинов, впоследствии заслуженный изобретатель России. На ее базе Б.Н. Юрьев намеревался осуществить идею исследования летных характеристик перспективных вертолетов на их летающих моделях. К работе привлекались студенты-авиамоделисты. В их числе был  М.Н. Тищенко, который в 1954 г. на своей модели вертолета установил мировой рекорд продолжительности полета.
В последние годы жизни Б.Н. Юрьев увлекался идеей создания преобразуемых вертикально взлетающих арппаратов. В фондах музея Н.Е. Жуковского хранится магнитофонная запись его выступления, сделанная Гостелерадио, где он прозорливо предрекает большое будущее аппаратам, совмещающим в себе свойства самолета и вертолета. Эта идея была реализована им в проекте  четырехвинтового конвертоплана с Х-образным крылом и электроприводом несуще-тянущих винтов, в разработке которого участвовал коллектив преподавателей и сотрудников кафедры. Работа выполнялась по заказу электротехнического НИИ, возглавляемого академиком А.Г. Иосифьяном. Конструкторская часть проекта разрабатывалась под руководством И.П. Братухина. Была изготовлена модель этого конвертоплана, которая продувалась в аэродинамической трубе Т-1 МАИ. Эта модель демонстрировалась Б.Н. Юрьевым в его докладе перед сотрудниками института о перспективах аппаратов вертикального взлета и посадки, который проходил в Доме культуры МАИ и вызвал  большой интерес присутствующих.
В 1957г. после смерти Б.Н. Юрьева заведующим кафедрой был назначен И.П. Братухин, который руководил ею до своей кончины в 1985г., совмещая эту работу в период с 1958г. по 1968г. с должностью проректора института по научной работе. В 1957г. была произведена перекомплектовка штатного состава сотрудников и преподавателей, который в последующие годы пополнялся в основном из выпускников кафедры.
Конец пятидесятых и начало шестидесятых годов были отмечены бурным ростом отечественного вертолетостроения. Особый интерес проявлялся  к тяжелым вертолетам. Стране, обладающей огромными просторами малоосвоенных земель Сибири и Дальнего Востока, требовалась  вертолетная техника, способная перевозить тяжелые неделимые  грузы. Под руководством И.П. Братухина на кафедре развернулись проектно-изыскательские работы в области перспективных схем вертолетов. Исследования велись совместно с ЦАГИ и ЦИАМ.
В 1956-58гг. был разработан эскизный проект сверхтяжелого одновинтового вертолета с компрессорным приводом несущего винта, диаметр которого составлял 50м. И.П. Братухин предложил ряд оригинальных решений. Конструкция втулки несущего винта включала в себя  совмещенные шаровые шарниры, внутри которых проходили воздушные каналы. Из-за большой длины и малой жесткости  лопастей на стоянке их концы ложились на землю.Для повышения жесткости  лопасти ставились на ребро, а раскрутка и остановка несущего винта производилась в определенном темпе с одновременным поворотом лопастей до нужного угла установки.
В.И. Шайдакову было поручено  произвести необходимые расчеты, которые подтвердили  возможность предложенной схемы.
В 1957г. на преподавательскую работу по конструкторско-проектировочному циклу был приглашен сотрудник БНИ ЦАГИ Ф.П. Курочкин, который провел экспериментальные исследования по несущим винтам, заключенным в широкие кольца. Из эксперимента следовало, что установка кольца повышала тяговые характеристики несущей системы на 30-40%. В эти годы в мире проявлялся большой интерес к аппаратам вертикального взлета с системой «винт в кольце».
В 1958г. под руководством И.П. Братухина кафедра приступила к проектным разработкам аппаратов данного класса. Были спроектированы четырехвинтовой джип и тяжелая восьмивинтовая летающая платформа. Аэродинамические расчеты выполнялись В.И. Шайдаковым. Ввиду отсутствия каких-либо методик возникла необходимость в разработке теории системы «винт в кольце». На основе предложенной математической модели была проведена оптимизация параметров и рассчитаны аэродинамические характеристики проектируемых аппаратов. Работа велась совместно с ЦАГИ, где по техническим заданиям кафедры были изготовлены и продуты экспериментальная установка «винт в кольце» и натурный стенд четырехвинтовой летающей платформы.
К середине 60-х годов интерес  к этим аппаратам угас вследствие их экономической нецелесообразности  из-за  больших километровых расходов топлива. Однако в последующие годы теория «винт в кольце» продолжала развиваться применительно к фенестронам одновинтовых вертолетов, к  комбинированным аппаратам типа вертолет-самолет, имеющим в своем составе несущую систему «винт в кольце» и дистанционно-пилотируемым привязным и свободно летающим аппаратам.
К настоящему времени эта теория доведена до практических  приложений, неоднократно докладывалась на различных конференциях и форумах Российского вертолетного общества и опубликована в ряде изданий. Разработанные на кафедре методики внедрены в учебный процесс и применяются в ОКБ.
К началу 60-х годов был накоплен достаточный опыт по эксплуатации вертолетов в различных режимах полета. Наиболее опасными с точки зрения поведения вертолета были так называемые режимы вихревого кольца. Опубликованные в зарубежной литературе экспериментальные материалы позволили  В.И. Шайдакову разработать  полуэмпирические методы расчета аэродинамических характеристик несущего винта и на их основе провести первые теоретические исследования вертикального снижения вертолета в режимах вихревого кольца и авторотации (1961г.). Позднее с появлением новых экспериментальных данных эти методы совершенствовались по линии госбюджетной и хозрасчетной тематик НИР (1991-1992гг.).
В 1968 г. после разделения факультета №1 на факультет самолето и вертолетостроения и ракетно-космический факультет летательных аппаратов кафедре «Конструкция и проектирование вертолетов» был дан номер 102 и открыта специальность с присвоением выпускникам квалификации инженер-механик по вертолетостроению. Ежегодный плановый прием составил 75 человек. К этому времени на кафедре  определились два научных направления:

1. Экспериментально-проектировочные исследования преобразуемых летательных аппаратов с несущим винтом со струйными закрылками -  научный руководитель доцент В.Н. Далин.
2. Проектно-конструкторские исследования самолетов вертикального взлета и посадки с поворотными винтами – научный руководитель доцент Ф.П. Курочкин.

Вместе с тем на кафедре сформировался хорошо развитый аэродинамический цикл (руководитель доцент В.И. Шайдаков), который обслуживал  оба направления и проводил самостоятельные исследования. Работал студенческий аэродинамический кружок, принимавший активное участие в НИР.
Все было подготовлено к тому, чтобы на базе кафедры 102 открыть самостоятельное научно-исследовательское подразделение. Поэтому приказом МАП и Минвуза СССР  от 14.07.70г. в составе научно-исследовательского сектора МАИ была организована отраслевая научно-исследовательская лаборатория по перспективному проектированию вертолетов – научный руководитель, профессор, д.т.н. И.П. Братухин. В роли заказчика, определяющего научную тематику лаборатории, выступал ЦАГИ. Лаборатория получила соответствующее финансирование и штаты, материально-техническое обеспечение, лабораторное и станочное оборудование.
В последующие годы  проводились масштабные исследования по указанным  направлениям. Особенно широко было представлено первое направление, по тематике которого выполнялись работы в течение 20 лет. В аэродинамических трубах МАИ и ЦАГИ проведены экспериментальные исследования  аэродинамических и амплитудно-частотых характеристик профилей отсеков лопастей  со щелевым соплом, спроектирован и построен винтовой стенд для исследования несущих винтов со струйными закрылками, разработаны необходимые методы аэродинамического расчета несущих винтов подобного типа, проведены проектно-параметрические исследования по формированию облика аппаратов этого класса. По данному направлению защищена докторская диссертация В.Н. Далиным (1972 г.)   и кандидатские: О.А. Заваловым, А.Д. Козачуком, В.Н. Переверзевым. По второму направлению исследования велись до 1985 г., в результате чего изданы две монографии: «Основы проектирования самолетов вертикального взлета и посадки» и защищена докторская диссертация Ф.П. Курочкиным (1972 г.).
В семидесятых годах в связи с успехами электронно-вычислительной техники начинают интенсивно развиваться методы машинного проектирования (САПР)  вертолетов. В связи с этим возникла необходимость в разработке специальных методов оптимизации параметров вертолетов различного назначения на основе многокритериальной оценки их эффективности. Это направление в 1974 г. было включено в планы отраслевой лаборатории (научный руководитель доцент Ю.С. Богданов) и выполнялось до 1988 г. Созданные разработки внедрены в вертолетные ОКБ. Защищены диссертации: докторская – Ю.С. Богдановым, кандидатские: Д.Д. Скулковым, В.Н. Журавлевым, В.В. Милениным.
Большой объем аэродинамических расчетов по различным научным направлениям  привел к тому, что к середине семидесятых годов сформировался коллектив аэродинамиков, состоящий из наиболее способных выпускников кафедры. В их числе: Ю.М. Игнаткин, А.Д. Маслов, Б.Л. Артамонов, В.И. Асеев.
Разнообразие исследуемых  перспективных схем вертолетов привело к необходимости создания универсальной теории несущего винта, которая могла бы единым подходом охватить все возможные схемы несущих систем, включая многовинтовые, и все возможные режимы работы несущего винта. Это научное направление с 1974г. выполнялось по линии госбюджетных НИР и включено в планы отраслевой лаборатории с 1978 г. К 1982 г. была создана обобщенная дисковая вихревая теория  несущих винтов с «жестким» вихревым следом, пространственное положение которого  устанавливалось расчетным путем. На ее основе были разработаны комплексы методов аэродинамического расчета несущих винтов и их систем (соосная  - А.Д. Маслов, многовинтовые – Ю.М. Игнаткин, горизонтальный полет вблизи земли – Б.Л. Артамонов, автожирный несущий винт – А.Н. Зорин). Результаты работы внедрены в вертолетные ОКБ и авиационные вузы страны. По заказу различных отраслевых НИИ (НИПИГОРМАШ г. Свердловск, НИИ электротехники г. Ереван, ВНИИ ПАНХ ГА г. Краснодар и др.) выполнен ряд практических работ по эффективности применения и аэродинамическому проектированию воздушных винтов, вентиляторных установок, ветряков, а также по оптимизации режимов полета вертолетов различного народнохозяйственного назначения. По данному научному направлению  защищена докторская и три кандидатских диссертации. В 1987 г. во Всесоюзном конкурсе на лучшую научно-исследовательскую работу, объявленном Госкомитетом по народному образованию СССР, цикл работ группы аэродинамиков кафедры 102 МАИ, выполненных под руководством В.И. Шайдакова, был отмечен Второй премией.
После смерти И.П. Братухина заведующим кафедрой на короткое время (1985-1987гг.) по совместительству стал Генеральный конструктор М.Н. Тищенко. Этот период отмечен наиболее тесным сотрудничеством кафедры с вертолетными ОКБ и успешной работой филиалов кафедры на МВЗ им. М.Л. Миля и УВЗ им. Н.И. Камова, созданных И.П. Братухиным в 1977 г. Большая загрузка по основному месту работы не позволила М.Н. Тищенко продолжать дальнейшую работу на посту заведующего кафедрой. С 1987г. по 1998г. заведующим кафедрой 102 был профессор Ю.С. Богданов. К концу восьмидесятых годов наметились  перестроечные тенденции в экономике страны. Финансирование отраслевой лаборатории по перспективному проектированию вертолетов было прекращено. К этому времени на кафедре 102  сложился  прочный научный коллектив высококвалифицированных преподавателей и сотрудников, который способен был преодолеть трудности перестроечного периода. Поэтому научно-исследовательские работы продолжались как по линии госбюджета, так и по хозрасчетной тематике.

Дальше (стр.3)->

 

 

ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ МАИ: САМОЛЕТЫ, ПЛАНЕРЫ, ВЕРТОЛЕТЫ, АВТОЖИРЫ, ЭКРАНОЛЕТЫ, БЕЗПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, АППАРАТЫ, КОТОРЫЕ ЛЕГЧЕ ВОЗДУХА И СОЗДАНЫ СОТРУДНИКАМИ И СТУДЕНТАМИ МАИ (А.М. Матвеенко, Ю.В. Макаров)