Энциклопедия техники - ми
Ми
Развитие ОКБ началось с создания трёхместного вертолёта Ми-1 (1948), положившего начало крупносерийному производству вертолётов в СССР и их широкому практическому использованию. В конструкции Ми-1 отражён опыт создания экспериментальных вертолётов и автожиров Центральным аэрогидродинамическим институтом в предшествующие годы. Первоначально в Центральном аэрогидродинамическом институте под руководством Миля была спроектирована натурная геликоптерная установка (НГУ) для аэродинамических исследований полноразмерного несущего винта (НВ). Лопасти НВ НГУ имели традиционную для автожиров смешанную конструкцию: лонжерон — стальная стыкованная труба, деревянные нервюры и обшивка из фанеры и полотна. Фюзеляж выполнен а виде ферменной конструкции с лёгкой дуралюминовой обшивкой. В дальнейшем НГУ легла в основу Ми-1; были использованы элементы ее конструкции (НВ, фюзеляж), что существенно ускорило создание вертолёта. Ми-1 имеет трёхлопастные НВ и рулевой винт, общую для лётчика и двух пассажиров кабину, трёхколёсное шасси с носовым колесом, семицилиндровый (принудительно охлаждаемый) поршневыой двигатель АИ-26В. В основе конструкции втулки НВ — схема с разнесёнными горизонтальными и вертикальными шарнирами. В ходе работы над вертолётом была решена проблема обеспечения усталостной прочности элементов конструкции, работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок. При создании Ми-1 применён ряд оригинальных решений: спроектирована система Управления НВ с инерционными демпферами. Разработана противообледенительная система (ПОС) лопастей несущего и рулевого винтов, что расширило диапазон применения вертолета. В процессе доводки и серийного выпуска вертолёта его конструкция совершенствовалась: системы управления общим шагом НВ и двигателем объединены в единую систему «шаг — газ»; состыкованный из отдельных труб лонжерон лопастей смешанной конструкции заменён цельным лонжероном холоднокатаной стальной трубы переменного сечения. Впоследствии была создана новая цельнометаллическая лопасть с прессованным дуралюминовым лонжероном, а в системы управления НВ включены необратимые гидроусилители. Ми-1 выпускался массовой серией (1950—1966). Было построено несколько тысяч вертолётов различных модификаций: учебно-тренировочные, санитарные, четырёхместные для народного хозяйства (Ми-1НХ), в варианте с поплавковым шасси для китобойной флотилии «Слава», сельскохозяйственные, несколько модификаций специального назначения. Вертолёт Ми-1 широко применялся в народном хозяйстве страны, а также использовался в качестве учебного вертолёта в аэроклубах. На вертолётах Ми-1 установлено 27 мировых рекордов. Большое число вертолётов было продано в 12 стран мира. В 1957—1966 вертолёты по лицензии строились в Польше.
Ми-4 — транспорный вертолёт с поршневым двигателем АШ-82В. При разработке вертолёта применена компоновка с размещением поршневого двигателя наклонно в носовой части, а экипажа над ним. Это позволило расположить просторную грузовую кабину в центре тяжести вертолёта. Наличие створок и трапа в задней части грузовой кабины позднее стало общепринятым в мировой практике. Грузовая кабина вмещает 16 пассажиров или автомобиль ГАЗ-67Б. Ми-4 существенно отличался от Ми-1 не только по своим весовым параметрам, но и по конструкции: использован полумонококовый фюзеляж, а в систему управления включены гидроусилители во всех четырёх каналах управления. Для вертолёта разработан редуктор НВ, рассчитанный на выходной крутящий момент 60 кНм. Вертолёт снабжён жидкостной ПОС, оборудованием для полётов ночью и в сложных метеоусловиях. В процессе создания и доводки Ми-4 решены многие научно-технические проблемы: устранён флаттер лопастей НВ, обеспечена динамическая прочность несущего и рулевого винтов, значительно увеличен ресурс ряда агрегатов и в первую очередь лопастей НВ. Лопасти смешанной конструкции, применявшиеся на первом этапе эксплуатации, имели ресурс 150 ч. Введение индукционной закалки лонжерона, упрочнение его наружной и полировка внутренних поверхностей, приклейка каркаса вместо его пайки и ряд других конструктивно-технологических мероприятии позволили довести ресурс лопасти до 1000 ч. Позднее была создана металлическая лопасть на основе прессованного лонжерона из алюминиевого сплава и приклеиваемого каркаса с сотовым заполнителем. Ресурс такой конструкции доведён до 2500 ч. Вертолёт Ми-4 спроектирован, построен и испытан практически за один год. При этом его серийное производство началось одновременно с постройкой опытного образца и продолжалось 14 лет (1952—1966), По своим лётно-техническим данным и грузоподъёмности он существенно превосходил зарубежные вертолёты того же класса. Разработаны различные модификации вертолёта: транспортный, санитарный, морской, полярный, сельскохозяйственный и др. Ми-4 качественно изменяли работу геологов в труднодоступных районах Крайнего Севера и Дальнего Востока. Оборудованный внешней подвеской вертолёт использовался в качестве летающего крана. На Ми-4 установлено 8 мировых рекордов. На Всемирной выставке в Брюсселе (1958) вертолёт удостоен диплома и золотой медали. В 1956—1966 свыше 700 вертолётов Ми-4 было продано в 34 страны мира.
В июне 1954 ОКБ приступило к разработке тяжёлого транспортного вертолёта Ми-6 с двумя газотурбинными двигателями Д-25В. Взлётная масса свыше 40 т. Наиболее тяжёлые зарубежные вертолёты того времени имели максимальную взлётную массу около 14 т. Переход от Ми-4 к Ми-6 был качественным скачком, который привёл к пересмотру применявшихся в ОКБ технических решений. С Ми-6 началось развитие в СССР вертолётов с газотурбинными двигателями. Для обеспечения высоких скоростей полёта была разработана комбинированная несущая система (НВ — крыло). Ми-6 — первый в мире вертолёт, превысивший в 1961 скорость 300 км/ч, которая в то время считалась предельной для аппаратов подобного типа. Рекорд (320 км/ч) был отмечен вручением ОКБ международного приза имени И. И. Сикорского как «признание выдающегося достижения в области вертолетостроительного искусства». Компоновочная схема Ми-6, повторенная во многих отечественных и зарубежных образцах, была признана классической. Сложнейшими проблемами его проектирования были создание НВ и главного редуктора. Разработка НВ (диаметром 35 м), способного поднять в воздух вертолёт с максимальной взлётной массой до 44 т (в рекордных полётах до 48 т), явилась выдающимся достижением науки и техники. Для НВ была разработана принципиально новая цельнометаллическая лопасть, состоящая из стального лонжерона и секционного каркаса. Секции крепятся к лонжерону практически в одном сечении и поэтому не нагружаются при общем изгибе лопастей. Это освобождает каркас от значительных переменных нагрузок. Первоначально лонжерон собирался из трёх стальных труб. В дальнейшем, благодаря успехам отечественного трубопрокатного производства, была изготовлена цельнотянутая труба переменного сечения с переменной толщинок стенок, позволившая заменить трудоёмкий и более тяжёлый сборный лонжерон. Технология изготовления трубы-лонжерона постоянно совершенствовалась с целью увеличения динамической прочности и ресурса; улучшались также конструкция каркаса и его крепление к лонжерону. В результате ресурс лопасти доведён до 1000 ч. Лопасти снабжены электротепловой ПОС. Были решены важные проблемы и при создании главного редуктора. На основе компоновки, выполненной в ОКБ Миля, конструкторский коллектив, руководимый П. А. Соловьёвым, разработал дифференциально-планетарный редуктор, обеспечивающий передачу мощности 8100 кВт от двух двигателей с крутящим моментом на выходе 570 кНм. На втулке НВ впервые в практике ОКБ применены гидравлические демпферы вертикальных шарниров, в шасси — двухкамерные стойки с системой перетекания, что позволило кардинально устранить «земной резонанс». Установка автопилота, дополнительного навигационного оборудования и включение в состав экипажа штурмана позволили использовать Ми-6 в любое время суток и практически в любую погоду. Наличие электротепловой ПОС на лопастях НВ и на входах в двигатели, жидкостной ПОС рулевого винта давали возможность совершать полёты на вертолёте в условиях обледенения при температурах до Ми15°С. Основной вариант вертолёта — транспортный. Предназначен для перевозки крупногабаритных грузов внутри кабины или на внешней подвеске. На специальных откидных сидениях можно перевозить 65 человек. Широкое применение Ми-6 нашёл при освоении природных богатств Западной Сибири, где использовался при перевозке тяжёлых грузов и в качестве летающего крана при монтаже различных сооружений. Ми-6 строился серийно до 1980. В 1964—1978 поставлялся за рубеж. На вертолёте Ми-6 установлено 16 мировых рекордов.
В 1960 на базе Ми-6 разработан вертолёт Ми-10. В его конструкции использованы несущий и рулевой винты с системами их управления, силовая установка, трансмиссия и другие агрегаты вертолёта Ми-6. В основу положен принцип перевозки крупногабаритных грузов вне фюзеляжа с использованием на взлёте эффекта влияния земли, что существенно увеличило грузоподъёмность вертолёта. Для этого разработана оригинальная конструкция четырёхколёсного шасси с колеёй свыше 6 м и высотой до фюзеляжа 3,75 м (при полностью нагруженном вертолёте). Высокое шасси позволило вертолёту «наруливать» на грузы высотой до 3,5 м (эта операция контролировалась с помощью телеустановкн, экран которой расположен в кабине пилотов). Для крепления груза на стойках шасси установлены специальные гидравлические захваты, управляемые из кабины пилотов или с переносного пульта. При наличии большого числа мелких грузов предусмотрена специальная платформа, закрепляемая на тех же гидрозахватах. По бокам грузовой кабины установлено 23 откидных сидения для перевозки пассажиров. Ми-10 способен транспортировать крупногабаритные грузы длиной 20 м, высотой до 3,5 м, шириной 5 м, массой 12 т. Вертолёт строился малой серией. На Ми-10 установлено 8 мировых рекордов.
В 1965 на базе Ми-10 создана его модификация — вертолёт-кран Ми-10К; он имеет укороченное шасси и обращённую назад вторую кабину лётчика (подвесную, расположенную под передней частью фюзеляжа) с органами управления. При проведении монтажных и погрузочно-разгрузочных работ один из пилотов переходит в подвесную кабину, садится лицом к грузу и берёт управление «на себя». Ми-10К нашёл применение при монтаже буровых установок и другого оборудования в газонефтепромысловых районах Тюменской области. С его помощью выполнены уникальные монтажные работы при строительстве и реконструкции промышленных предприятий.
Создание вертолётов Ми-2 и Ми-8 с газотурбинным двигателем со свободной турбиной — качественно новый этап в развитии вертолётов лёгкого и среднего классов. Они пришли на смену вертолётам Ми-1 и Ми-4. Ми-2 — лёгкий вертолёт с двумя ГТД-350. Ми-2 существенно превосходил Ми-1 по скорости и грузоподъёмности (при тех же размерах) и имел значительные преимущества перед зарубежными вертолётами того же класса, которые в то время строились только однодвигательными. Двухдвигательная схема для лёгких вертолётов, впервые применённая на Ми-2, получила всеобщее признание. Ми-2 разработан специально для народного хозяйства. Строился в нескольких вариантах: транспортный (оборудован внешней подвеской, а также стрелой и электролебёдкой), пассажирский (рассчитан на перевозку 8 пассажиров), сельскохозяйственный (оборудован аппаратурой для опрыскивания или опыливания химикатами полей, садов, виноградников и лесов), учебно-тренировочный (оборудован двойным управлением). Строился по лицензии в Польше. На вертолёте Ми-2 установлено 2 мировых рекорда.
Ми-8 — вертолёт среднего класса с двумя газотурбинными двигателями ТВ 2-117. Имея несущий винт того же диаметра, что и Ми-4, Мн-8 значительно превосходит его по грузоподъёмности, скорости и производительности. Для Ми-8 был спроектирован пятилопастный НВ, разработанный на базе цельнометаллическое модифицированной лопасти вертолёта Ми-4, что позволило существенно снизить трудоёмкость изготовления и увеличить её ресурс. В конструкции вертолёта применён жёсткий рулевой винт на карданном подвесе с металлопластикавыми лопастями, в фюзеляже использованы крупногабаритные дуралюминовые штамповки и клеесварные соединения, созданы оригинальная система рычажной внешней подвески, принципиально новая конструкция капотов и т. д. Комплект пилотажно-навигационного оборудования, автопилот и ПОС позволяют использовать вертолёт в любых метеоусловиях. Силовая установка вертолёта оборудована автоматической системой регулирования, обеспечивающей поддержание частоты вращения НВ в заданных пределах и синхронизацию работы двигателей. Основной вариант вертолёта — транспортный (Ми-8Т). Позволяет перевозить грузы в кабине и на внешней подвеске. Пол грузовой кабины усилен, оборудован швартованными узлами. Для удобства загрузки имеется электролебёдка. Подъём небольших грузов и людей во время спасательных операций осуществляется этой же лебёдкой и бортстрелой. В кабине Ми-8Т, оборудованной системой отопления и вентиляции, можно перевозить 24 человек на специальных сидениях или 12 больных на носилках в сопровождении медработника. Ми-8П (пассажирский) рассчитан на перевозку 28 человек. На вертолёте Ми-8 установлено 7 мировых рекордов. Ми-8 — вертолёт массового производства, экспортируется во многие страны мира (к 1992 выпущено около 8000).
На базе вертолётов Ми-8Т и Ми-8П создано несколько десятков модификаций различного назначения. В 1975 разработан вертолёт Ми-8МТ с двигателями ТВ3-117. Новая силовая установка улучшила его лётно-технические характеристики.
В дальнейшем на Мв-8МТ были установлены двигатели ТВ3-117ВМ, позволившие существенно повысить высоту полёта и сохранить необходимую грузоподъёмность при повышенных плюсовых температурах наружного воздуха.
Ми-17 — многоцелевой транспортный вертолёт, экспортный вариант Ми-8МТ.
Ми-14 — противолодочный вертолёт берегового базирования с амфибийными свойствами. Создан в 1967. На нём установлены два газотурбинных двигателя ТВ3-117М. Суммарная мощность силовой установки ограничена главным редуктором до 2800 кВт. Агрегаты динамической системы аналогичны вертолёту Ми-8. Нижняя часть фюзеляжа выполнена в виде лодки. Для повышения поперечной остойчивости лодка снабжена боковыми поплавками («жабрами») и надувными баллонетами. Впервые в отечественной практике вертолётостроения установлено убирающееся шасси. Специальное оборудование вертолёта включает радиолокационную станцию, опускаемую гидроакустическую станцию, поисково-прицельную систему, аппаратуру передачи данных и буксируемый поисковый магнитометр. Для поражения подводных лодок вертолёт может нести бомбо-торпедное вооружение. На базе Ми-14 разработан ряд модификаций, в том числе в вариантах буксировщика минных тралов и поисково-спасательном. Поисково-спасательный вертолёт может производить посадку на воду. При волнении моря свыше 3 баллов спасательные работы проводятся на режиме висения с помощью грузоподъёмного устройства, обеспечивающего одновременный подъём двух человек.
В 1963 ОКБ приступило к разработке тяжёлого транспортного вертолёта В-12 (Ми-12) с четырьмя газотурбинными двигателями Д-25ВФ, рассчитанного на транспортировку крупногабаритных грузов массой до 25 т. Двигатели работают попарно на два главных редуктора, приводящих во вращение два пятилопастных НВ диаметром 35 м. Разработка вертолёта по поперечной схеме и его большие размеры поставили перед ОКБ ряд специфических задач: выбор направления вращения НВ, предотвращение возможности возникновения резонансных колебаний различных форм, в том числе «земного резонанса» в воздухе. Значительные трудности встретились при проектировании системы управления. К ним относятся влияние деформаций конструкции вертолёта на перемещение органов управления, наличие перекрёстных связей между каналами управления, большое трение и люфты, характерные для проводки управления большой протяжённости, и т. п. Разработка достаточно жёсткого на изгиб и кручение крепления редукторов к фюзеляжу представляла трудную техническую задачу. Решение ее осложнялось требованием сведения к минимуму потерь от обдува конструкции индуктивным потоком от НВ, особенно на режимах взлёта и висения. В результате конструкция была реализована в виде пространственных ферм, часть стержней которых представляют собой крылья обратного сужения. Таким образом, в зоне максимальных индуктивных скоростей (по концам лопастей) хорда крыла была наименьшей. На В-12 с большой степенью унификации применены агрегаты несущей системы от Ми-6, что сократило время на его разработку. Вертолёт успешно прошёл испытания, но в серии не строился. На В-12 установлено 7 мировых рекордов. Среди них рекорд грузоподъёмности для винтокрылых (груз свыше 40 т был полнят на высоту 2250 м). Это достижение отмечено присуждением ОКБ (во второй раз) международного приза имени Сикорского.
Ми-24 — армейский транспортно-боевой вертолёт с двумя газотурбинными двигателями ТВ3-117. Основное назначение вертолёта — непосредственная поддержка сухопутных войск, борьба с танками и вертолётами противника, а также высадка тактического десанта в зоне прорыва и при захвате плацдармов. Может также использоваться для сопровождения десантно-транспортных вертолётов и прикрытия их при высадке десанта. Для решения этих задач вертолет скомпонован так, чтобы обеспечить наилучший обзор лётчику и штурману-оператору, в носовой части сконцентрировано современное прицельное оборудование. Вертолёт оснащен мощным ракетно-пушечным вооружением, размещённым в носовой части (подвижная установка с крупнокалиберным пулеметом или пушкой) и на 6 точках подвески под крыльями. Высокая боевая живучесть вертолёта обеспечивается бронированием кабины и жизненно важных агрегатов, а также дублированием систем и применением средств, уменьшающих вероятность взрыва и пожара при боевых повреждениях. Ми-24 имеет высокие скоростные и маневренные характеристики. На его модификации (А-10) установлено 7 мировых рекордов, в том числе скорости 368,4 км/ч (1978).
Ми-26 — тяжелый транспортный вертолёт с двумя газотурбинными двигателями Д-186, может использоваться для перевозки крупногабаритных грузов массой до 20 т, при строительстве мостов, монтаже оборудования промышленных предприятий и т. д. Создание вертолёта с большой транспортной эффективностью поставило перед коллективом ОКБ ряд новых технических проблем, в частности обеспечение весового и аэродинамического совершенства вертолёта. Очень важно было снизить массу лопастей, так как это определяло массу втулки и во многом влияло на массу всей конструкции вертолёта. Большое значение имел выбор параметров НВ. Исследования показали, что оптимальным является восьмилопастный НВ диаметром 32 м. В конструкции лопасти НВ применён ряд технических новшеств: лонжерон с проушинами крепления к втулке, выполненными за одно целое с трубой; каркас и обшивка из композиционных материалов (использованы высокопрочные стеклопластики, сотовые заполнители из полимерной бумаги, новые высокопрочные клеи, пенопласт и т. д.). Это позволило создать лопасти, обладающие высокими аэродинамическими и прочностными характеристиками при малой их массе. Для предварительных испытаний лопастей была построена летающая лаборатория на базе вертолёта Ми-6. Проведённые совместно с Центральным аэрогидродинамическим институтом исследования по оптимизации аэродинамической компоновки лопастей позволили увеличить кпд НВ. В конструкции втулки НВ широко применён титановый сплав. Это позволило создать НВ с массой на 2 т меньшей и тягой на 30% большей по сравнению с НВ вертолёта Ми-6. Применение титанового сплава привело к проблеме обеспечения усталостной прочности конструкции, в частности защиты её элементов от фреттинг-коррозии. Для этой цели широко использовались так называемые «жертвенные детали» (втулки, пластины), приклеиваемые к основным силовым элементам в местах их сочленений. Большим техническим достижением явилось создание главного редуктора ВР-26. В его основу была положена разработанная в ОКБ новая многопоточная непланетарная схема, обладающая большими возможностями для снижения массы редуктора. В результате ВР-26 по массе больше Р-7 (главный редуктор Ми-6) на 8,5%, но превосходит последний по передаваемой мощности почти в 2 раза, а по выходному крутящему моменту более чем в 1,5 раза. Для рулевого винта разработана лопасть со стеклопластиковым лонжероном, изготовленным методом спиральной машинной намотки. При этом выбрано такое направление вращения винта, при котором повышалась его эффективность и обеспечивалась защита машины от попадания в т. н. вертолётный штопор. Массы фюзеляжей вертолётов Ми-26 и Ми-6 одинаковы, но объём грузовой кабины Ми-26 и перевозимый им груз примерно в 2 раза больше. Ми-26 отличает высокая эксплуатационная технологичность. Разработана система изменения клиренса — при необходимости можно на двухкамерных амортизационных стойках приподнять заднюю часть вертолёта. Агрегаты внешней подвески расположены в конструкции пола, и при перевозке грузов внутри кабины не нужно демонтировать внешнюю подвеску. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ грузовая кабина оборудована двумя электролебёдками и устройством, обеспечивающим загрузку и транспортировку вдоль кабины грузов массой до 5 т. Экипаж наблюдает за погрузкой с помощью телеаппаратуры. Ми-26 надежен и прост в эксплуатации. Обеспечены максимальное удобство технического обслуживания без применения специальных аэродромных средств, доступ экипажа ко всем агрегатам, в том числе к рулевому винту с проходом внутри килевой балки. Силовая установка оснащена пылезащитными устройствами для защиты газовоздушных трактов двигателей от эрозионного износа при работе с неподготовленных площадок. На Ми-26 установлен комплекс пилотажно-навигационного оборудования и система автоматического управления. Лопасти несущего и рулевого винтов обеспечены электротепловой ПОС. На Ми-26 установлено 14 мировых рекордов.
Ми-28 — боевой вертолёт. Совершил первый полёт в 1982. Оснащён прицельными системами с высокими разрешающими способностями и уровнем автоматизации, современным электронным оборудованием. Вооружён управляемыми ракетами и неуправляемыми авиационными ракетами, подвижной пушкой (калибр 30 мм) с большой начальной скоростью снаряда. Отличается высокой манёвренностью. В компоновке машины предусмотрены защита более важных элементов конструкции менее важными, невозможность вывода из строя обоих двигателей одним выстрелом, защита топливной системы, предотвращающая взрыв, пожар, вытекание топлива при повреждениях системы. Жизненно важные узлы конструкции дублированы и разнесены. Одна из отличительных черт конструкции — мощная броня и бронестёкла кабины. Энергопоглощающие кресла и специальная конструкция шасси с дополнительным аварийным ходом повышают безопасность экипажа при аварийных посадках с большими скоростями. В конструкции вертолёта широко применены композиционные материалы и эластомеры.
Ми-34 — лёгкий учебно-спортивный вертолёт с поршневым двигателем М-14В26В. Имеет взлётную массу в 2 раза меньшую, чем Ми-1, и в 3 раза меньшую, чем Ми-2, использовавшиеся для тех же целей. Это достигнуто благодаря применению новых материалов в конструкции главного редуктора, втулки НВ, планёра, использованию полозкового шасси и т. д. Ми-34 рассчитан на трёхкратные перегрузки, что позволяет выполнять на нём сложные фигуры пилотажа, в том числе такие, как «бочка» и петля Нестерова. Реализация указанных перегрузок стала возможной в результате современных конструктивных решений: выбрано большое заполнение несущего винта, для лопастей винтов применены композиционные материалы. В передней части кабины экипажа размещаются рядом инструктор и курсант или 2 лётчика, в задней части кабины могут разместиться 2 пассажира или груз, что позволяет применять вертолёт и в народном хозяйстве.
Таблица — Вертолёты Московского вертолётного завода имени М. Л. Миля.
* Ограничена по значению крутящего момента на главном редукторе.
** С использованием гидрозахватов 12 т.
*** Максимальная боевая нагрузка с системами прицеливания и вооружения.
**** С грузом 20 т. Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия
Главный редактор Г.П. Свищев
1994
Вопрос-ответ:
