Неизвестный Миль
Шрифт:
Выбрать двигатель было нельзя. Был только один двигатель АИ-28ГРФ конструкции А. Г. Ивченко, который можно было применить. Он имел угловой редуктор для привода несущего винта, был предназначен для работы с горизонтально расположенной осью вала и уже использовался на вертолетах И. П. Братухина. Более оптимальная в весовом отношении схема с установкой двигателя с вертикальной осью, как это было сделано на вертолетах S-51 и Бристоль 171 «Сикамор», потребовала бы создания фактически нового двигателя.
Из соображений центровки М. Л. Миль устанавливает двигатель впереди оси несущего винта, а не сзади, как было решено сделать на вертолете Як-100. Это существенно упростило
Двигатель АИ-26ГРФ был сделан на основе одного ряда цилиндров двухрядного звездообразного двигателя М-88 (весьма устаревшей конструкции). Он не имел инерционных демпферов крутильных колебаний, и поэтому уже в самом начале испытаний вертолета от крутильных колебаний стали появляться трещины в картере углового редуктора двигателя. На этапе испытаний этот дефект был устранен введением упругих резиновых втулок в конструкцию главного вала, изменивших частоты собственных колебаний трансмиссии и отдаливших резонансы от рабочих оборотов.
К началу серийного производства вертолетов конструкторское бюро А. Г. Ивченко существенно модернизировало двигатель. Новый двигатель АИ-26В имел инерционный демпфер, и проблемы крутильных колебаний больше не возникали.
Использование готового двигателя с встроенным в него угловым редуктором с передаточным отношением 1,29 усложнило создание главного редуктора, так как в нем пришлось осуществлять передаточное отношение 6,83. Для одноступенчатого планетарного редуктора или простой шестеренчатой пары это передаточное отношение слишком велико. Для двухступенчатого планетарного редуктора, как на вертолете S-51 (с передаточным отношением 11,3), это слишком мало.
Какой вариант избрать? Конструкторское бюро А. С. Яковлева принимает схему одноступенчатого шестеренчатого перебора, чем сразу вносит в конструкцию серьезную проблему обеспечения прочности ведущей шестерни, так как из-за ограничения габаритных размеров и веса редуктора нельзя было принять для нее достаточно большой модуль и достаточно большое число зубцов.
В конструкторском бюро М. Л. Миля редуктор проектировали Н. Г. Русанович и А. К. Котиков, специалисты, имевшие большой опыт работы в других областях машиностроения. Они делают двухступенчатый редуктор с двумя парами прямозубых шестерен по схеме, заимствованной в автомобильной промышленности. Такой редуктор был прост в изготовлении, имел небольшие габаритные размеры и вес.
Опыт более чем 20-летней эксплуатации вертолета подтвердил его высокую надежность. Не было ни одного случая поломки этого агрегата.
В основу конструкции втулки вертолета ГМ-1 М. Л. Милем была положена схема с разнесенными горизонтальными и вертикальными шарнирами, применявшаяся ранее на автожирах и на вертолетах И. П. Братухина и Фокке. В обоих шарнирах использовались игольчатые подшипники, а для демпфирования колебаний лопасти в плоскости вращения был применен фрикционный демпфер. Осевой шарнир имел два радиальных шарикоподшипника и шариковый упорный.
Конструктивно такая схема была много проще и легче схемы вертолета S-51 с совмещенными горизонтальными шарнирами, ось которых проходит через ось вращения несущего винта.
Кроме того, применение втулки с совмещенными горизонтальными шарнирами снижало эффективность управления вертолетом. Отечественным конструкторам это было вполне ясно.
В конструкции вертолета S-51 этот валик с качалками управления и карданом размещался над рукавом втулки. Такое расположение сильно усложняло и утяжеляло конструкцию втулки в целом и объяснялось конструкцией узла осевого шарнира, расположенного
В конструкции втулки вертолета ГМ-1 кардан был помещен внутрь скобы, соединяющей горизонтальный и вертикальный шарниры.
Такое решение оказалось настолько удачным, что втулка вертолета ГМ-1 производила впечатление очень простой. Проектировали втулку вначале Н. Г. Русанович и А. К. Котиков, а затем А. Э. Малаховский, которому принадлежит ряд конструктивных решений, выполненных при доводке втулки.
Втулка вертолета ГМ-1 в первом варианте изготовлялась серийно и обеспечивала эксплуатацию вертолета. Однако она имела ряд недостатков. Подшипники горизонтального и вертикального шарниров не имели уплотнений, что затрудняло применение жидкой смазки и препятствовало получению удовлетворительного ресурса. Фрикционные демпферы сильно изменяли свой момент из-за того, что к металлическим дискам, расположенным между дисками из фрикционного материала, прикладывался не только момент, но и сила, вызывающая их прижатие к центральной цилиндрической части демпфера. Лопасть крепилась к расположенной внутри корпуса осевого шарнира цапфе. В связи с этим при применении жидкой смазки узел осевого шарнира было трудно надежно загерметизировать. Часть этих недостатков была устранена введением соответствующих конструктивных изменений.
Более радикальные изменения в конструкцию втулки вертолета ГМ-1 были внесены после того, как была спроектирована, изготовлена и испытана втулка вертолета Ми-4, имевшая существенные конструктивные улучшения.
Значительный интерес представляет система управления вертолета ГМ-1. Для исключения люфтов М. Я. Милем было решено делать тросовую систему управления, в то время как на вертолетах Бристоль 171 «Сикамор» и S-51 была жесткая система управления (при помощи тяг). Большие перемещения тросов привели к необходимости создания специальных механизмов в автомате перекоса (редукторного типа) с большим передаточным отношением. Такие механизмы, закрепленные на ползуне автомата перекоса, были созданы по весьма необычной схеме с пространственным, полностью обратимым кривошипным механизмом и практически не имели люфтов.
Большие перемещения тросов позволили, кроме того, создать в системе управления инерционные демпферы в виде маховиков, приводимых в движение 0ри помощи ускоряющей шестеренчатой передачи. Такая конструкция привода инерционных демпферов создавала в системе управления очень небольшое трение, намного меньшее, чем у вертолета «Сикамор», где для привода инерционных демпферов использовалась червячная ускоряющая пара, и тем более меньшее, чем у вертолета S-51, где все управление было построено на основе полуобратимых винтовых скользящих пар без применения инерционных демпферов.
В процессе длительной эксплуатации эти механизмы показали себя как весьма надежные агрегаты. Автомат перекоса вертолета ГМ-1 был спроектирован А. Э. Малаховским.
В дальнейшем при переходе на цельнометаллические лопасти и с введением в систему управления гидравлических бустеров конструкция автомата перекоса была изменена на конструкцию, аналогичную таковой на вертолете Ми-4.
Учитывая уровень технологии того времени, на вертолете ГМ-1 были применены лопасти, сконструированные М. Л. Милем еще раньше для автожира А-15, без существенных изменений их конструкции. Это были лопасти «смешанной конструкции» со стальным лонжероном, состыкованным по длине из трех труб, и деревянным каркасом с полотняной обшивкой в комле лопасти.