Экспериментальный вертолет Hughes XH-17. Неудавшийся рекорд
В 1952 году компания Hughes Aircraft подняла в воздух опытный вертолет XH-17 Flying Crane. Это была крупнейшая машина своего времени с выдающейся грузоподъемностью. И с не менее выдающимися недостатками
Опытный стенд - будущий вертолет XH-17. Изделие пока не имеет хвостовой балки и рулевого винта. Фото San Diego Air and Space Museum / travelforaircraft.wordpress.com В 1952 г. в США состоялся первый полет опытного транспортного вертолета XH-17 Flying Crane разработки компании Hughes Aircraft. В ходе испытаний эта машина показала уникальную для своего времени грузоподъемность, но при этом имела массу серьезных недостатков. Как следствие, «Летающий кран» не пошел в серию – хотя и послужил основой для нового проекта. Пожелания военных История проекта XH-17 восходит к середине сороковых годов и поначалу писалась без участия компании Говарда Хьюза. К тому времени Минобороны США изучило имеющиеся вертолеты и поняло все перспективы этого направления. Уже 31 января 1946 г. появилось тактико-техническое задание на перспективную транспортную машину. По меркам того времени, речь шла о «тяжелом» вертолете. Стенд-вертолет вскоре после перестройки. Фото US Air Force Военные желали получить вертолет, способный перевозить груз размерами 2,44 х 2,44 х 6,1 м массой 10 тыс. фунтов. Он должен был летать со скоростью до 105 км/ч, подниматься на высоту не менее 900 м и иметь тактический радиус 160 км при условии 30-минутного пребывания на максимальном удалении от базы. Конструкцию следовало выполнить разборной – для переброски техники наземным транспортом. Научные организации из состава ВВС армии США провели исследования и уточнили требования. Оказалось, что текущий уровень технологий и освоенные решения не позволяют создать вертолет с требуемыми характеристиками. Стартовал поиск альтернативных конструкций с желаемым потенциалом. Одну из них предложил немецкий специалист Фридрих фон Добльгоф. Он выступил с концепцией вертолета с реактивным приводом несущего винта. Согласно этой идее, двигатель в фюзеляже должен был подавать сжатый воздух к соплам на лопастях, отвечающим за вращение винта. Вертолет XH-17, его создатели, испытатели и заказчики. Второй слева - Г. Хьюз, третий справа - летчик-испытатель Г. Мур. Фото LIFE / oldmachinepress.com Первая попытка За работу взялись сразу несколько авиастроительных компаний. По заказу Минобороны, они проработали вопрос создания наземного стенда, имитирующего агрегаты вертолета необычной архитектуры. 2 мая 1946 г. победителем конкурса на разработку опытной системы стала Kellett Autogiro Corporation из Пенсильвании. Ей следовало завершить исследования и проектирование, на что давался год. Новые расчеты показали всю сложность поставленной задачи. Так, выяснилось, что ни один из доступных реактивных двигателей не позволит создать достаточную тягу на соплах и обеспечить нужную скорость вращения несущего винта. В связи с этим пришлось разрабатывать винт большего диаметра с требуемыми несущими характеристиками. Кроме того, силовую установку вынужденно дополнили вторым двигателем. Подготовка к полету. Фото LIFE 27 августа 1947 г. подписали контракт на строительство наземного стенда. Этот документ также оговаривал будущую перестройку агрегатов стенда в полноценный опытный вертолет – ему присвоили рабочее обозначение XR-17 (позже будет введено новое – XH-17). За несколько месяцев компания «Келлетт» выполнила часть работ по строительству, но затем ситуация изменилась. Kellett столкнулась с финансовыми трудностями, и в 1948-м проект пришлось продать. Покупателем стала компания Hughes Aircraft. Она выплатила 250 тыс. долл. (ок. 2,75 млн долл. в нынешних ценах), за что получила всю документацию по проекту и недостроенный стенд. Кроме того, Г. Хьюз переманил в свою компанию всех ответственных участников проекта. ВВС США не возражали против этого, поскольку важнейший проект перешел в руки давно известного и надежного подрядчика. Стенд и вертолет Агрегаты и документы перевезли на площадку Hughes Aircraft в Калифорнии, после чего завершили строительство. К этому времени стенд фактически являлся полноценным вертолетом, который пока не собирались поднимать в воздух. Тем не менее, он уже имел почти все необходимые для этого узлы и агрегаты. Эффектный ракурс. Можно рассмотреть конструкцию лопастей. Фото LIFE / oldmachinepress.com Основой стенда-вертолета являлась сварная рама характерного вида. Ее отличали высокие стойки шасси, массивное основание под втулку винта и длинная хвостовая балка. Для экономии большую часть агрегатов заимствовали у серийной техники. Так, кабину взяли у планера Waco CG-15. Позади нее установили топливный бак на 2400 л от бомбардировщика B-29. Колеса шасси позаимствовали у самолетов B-25 и C-54. На бортах вертолета закрепили двигатели General Electric 7E-TG-180-XR-17A, выполненные на базе серийного GE J35. На компрессорах двигателей имелась система отбора сжатого воздуха. По трубопроводам он подавался во втулку несущего винта, а затем через сложную систему труб и подвижных соединений – внутрь лопастей. Также во втулке имелись соединения для передачи топлива в лопасти. Две лопасти винта построили на основе трубчатого лонжерона, обеспечивающего подачу воздуха к законцовкам. В концевой части лопасти имелось четыре камеры сгорания, куда подавались воздух и топливо. Тяга от камер должна была обеспечивать вращение винта. Ввиду больших размеров и массы лопастей пришлось разработать особую втулку винта с соответствующими средствами крепления и усиленным автоматом перекоса. Предполетная подготовка. Фото US Air Force Несущий винт рекордного диаметра 39,62 м должен был вращаться со скоростью 88 об./мин. – медленнее, чем у других вертолетов того времени. Суммарная мощность силовой установки достигала 3480 л.с., что обеспечивало перевыполнение основных требований заказчика по грузоподъемности. На земле и в воздухе 22 декабря 1949 г. специалисты фирмы «Хьюз» выполнили первый запуск стенда XH-17. Механизмы подтвердили свою работоспособность, но не обошлось без «детских болезней». Исправление выявленных недочетов заняло несколько недель. После этого начались полномасштабные наземные испытания. XH-17 в полете. Справа наблюдается горение топлива в камере лопасти. Фото US Air Force В июне 1950 г. во время очередных тестов произошла серьезная поломка автомата перекоса. Стенд нуждался в сложном ремонте, но заказчик не беспокоился и проявлял оптимизм. Компании-разработчику рекомендовали починить стенд, переработать некоторые агрегаты – и поднимать вертолет в воздух. Впрочем, на этот раз список необходимых доработок оказался достаточно длинным. Тем или иным доработкам подверглось большинство агрегатов. Кроме того, для вертолета разработали совершенно новую гидравлическую систему управления. На хвостовой балке поместили рулевой винт, взятый у вертолета H-19. Для него пришлось разработать привод с отбором мощности от двигателей. Примечательно, что несущий винт с оригинальным приводом не создавал существенный реактивный момент, и благодаря этому основной задачей хвостового винта было управление по курсу. Вид с другого ракурса. Фото US Air Force Вертолет XH-17 вывели на испытания только летом 1952 г. Вновь провели полный цикл наземных тестов, после чего получили разрешение на первый полет. 23 октября пилот Гейл Мур впервые поднял XH-17 в воздух. Полет продолжался около минуты. Совершив взлет, летчик заметил чрезмерную нагрузку на органах управления и сразу выполнил посадку. После регулировки систем управления полеты продолжились. Постоянно демонстрировались новые возможности, а также выявлялись и сразу исправлялись разные недочеты. При этом от вибраций несущего винта избавиться не удавалось. Несмотря на это, получилось провести почти полный цикл испытаний, в т.ч. с определением основных характеристик. Вертолет длиной 16,25 м и высотой 9,17 м имел сухую массу 12956 кг и мог поднимать требуемый груз в 1 тыс. фунтов. В ходе испытаний провели полет с максимальной массой 19,7 т и грузом вдвое больше требуемого заказчиком. Полезная нагрузка разного рода подвешивалась между стойками шасси. Максимальная скорость машины достигала 145 км/ч, радиус действия – 64 км. Демонстрация размеров вертолета на примере автомобилей. Фото US Air Force Неоднозначный результат В начале 1952 г. компания «Хьюз» получила заказ на разработку нового вертолета. На основе опыта проекта XH-17 следовало создать вертолет XH-28 – полноценную машину, пригодную для эксплуатации в армии. Работы по XH-28 продолжались до середины 1953 г., после чего заказчик отказался от дальнейшей поддержки проекта. В связи с этим под вопросом оказались перспективы имеющегося вертолета XH-17. Он использовался для исследований и наработки опыта в интересах следующих проектов, но теперь все эти работы фактически не имели смысла. Тем не менее, компания Hughes Aircraft не стала прекращать испытания и продолжила научную работу, пусть даже и без реальных перспектив. Перевозка стандартного автоприцепа. Фото San Diego Air and Space Museum / travelforaircraft.wordpress.com Летные испытания опытного Hughes XH-17 Flying Crane продолжались до конца 1955 г. и завершились в связи с выработкой ресурса лопастей несущего винта. К этому времени были собраны все требуемые данные, а проект лишился реального будущего. Поэтому производство новых лопастей сочли целесообразным. По рабочим характеристикам вертолет в целом отвечал ранее предъявлявшимся требованиям. Он мог перевозить все запланированные грузы – и даже больше. После доводки вертолет отличался малым уровнем вибраций в кабине и эффективной системой управления на основе гидравлики. Недостроенный макет вертолета XH-28. Фото Secretprojects.co.uk В то же время, машина оказалась недостаточно маневренной и выполняла команды с заметной задержкой. В ходе испытаний проявилась недостаточная надежность некоторых агрегатов, из-за чего вертолет регулярно отправлялся на ремонт. Едва ли не главной проблемой стал излишний расход топлива двумя двигателями. Из-за этого практический радиус ограничивался всего 64 км вместо требуемых 160 км. Основные наработки по вертолету XH-17 успели использовать в новом проекте XH-28, но он не был завершен. После окончания испытаний опытный XH-17 отправился на стоянку без явных перспектив. Позже его разобрали за ненадобностью. То же произошло и с полноразмерным макетом XH-28. Несмотря на отсутствие реальных результатов, «Летающий кран» компаний Kellett и Hughes остался в истории американского и мирового вертолетостроения. Он показал рекордные характеристики и особые возможности – по меркам своего времени. Дальнейшее развитие вертолетов привело к новым достижениям, но один из рекордов XH-17 до сих пор остается нетронутым. Его несущий винт по сей день является самым большим среди построенных вертолетов. Впрочем, это не помогло машине дойти до серии и эксплуатации.