Чтобы стразу стало ясно, что речь идет не о самоделке, отметим, что ради
реализации проекта легкого вертолета "Афалина" в 2010 году создана
компания ООО "Хеливейл" и с нуля
построен небольшой современный завод, который постоянно оснащается новым
оборудованием (фото в заголовке). Однако идея создания беспилотного вертолета соосной схемы родилась двадцать лет назад. Ее предложил Михаил Мамыкин, который
в то время работал в СибНИА им. Чаплыгина ведущим инженером. Поработав в "большой" авиационной промышленности 15 лет, он, встретился с фанатом авиации
Яковом Колесником, который проникся стремлением сделать авиацию доступней как
можно большему количеству людей. Постепенно сформировалось представление о том,
что в наибольшей степени для этого пригоден сверхлегкий вертолет, не требующий
аэродромов, рассчитанный только на двух членов экипажа, а потому способный
достигать приемлемые летные характеристики с относительно маломощным мотором. А
для того чтобы вертолет не требовал много места для хранения, его конструкция
должна иметь минимальные габаритные размеры. Кроме того, массовый вертолет
должен быть максимально безопасен и легко управляем. Так появилась концепция
сверхлегкого вертолета-тандема соосной схемы.
Схема эта непростая и до недавнего
времени ее могли реализовать только в ОКБ им. Н.И. Камова. Однако с развитием
техники и авиационных наук все больше инженеров обращаются к ней, о чем
свидетельствует список новых сверхлегких соосных вертолетов. Вместе с Михаилом Мамыкиным
Яков Колесник получил патенты на полезную модель "Соосный скоростной
вертолет" (патент РФ на полезную модель No. 129485 зарегистрирован 27.06.2013
г., международный патент No. РСТ/ RU2012/001015 - 04.12.2012 г.). В основе
аэродинамики используется принципиально новая система управления соосными
несущими винтами, представляющая собой развитие концепции Advancing Blade
Concept (АВС). Параллельно строили новое предприятие и набирали команду
специалистов, а с 2011 г. началась активная фаза реализации проекта.
О концепции вертолета и ее реализации рассказал генеральный директор компании
Яков Колесник:
- Основная идея заключалась в том, чтобы снизить себестоимость летного часа, а
для этого нужно увеличить скорость полета и увеличить ресурс механизмов. Поэтому
основная идея трансформировалась в задачу разработки скоростного вертолета.
Именно ее мы и решаем.
Чтобы увеличить скорость, нужно придумать какие-то новые ноу-хау, новые решения,
которые позволили бы достигать ее при небольших затратах. Естественно, что мотор
в таком вертолете должен быть как можно меньшей мощности, чтобы снизить расходы
на летный час. Но во многом летные характеристики вертолета определяет
конструкция его несущей системы. Концепт ее был уже давно предложен гениальным
конструктором Михаилом Мамыкиным, который работает в Новосибирске. По нашим
расчетам, наработка самого дорогого агрегата вертолета - главного редуктора -
должна достигать 5000 часов гарантированно, а остальное его конструкция должна
обеспечивать эксплуатацию по состоянию. Тогда расходы на летный час по его
обслуживанию должны быть минимальными.
Главный редуктор вертолета "Афалина" - собственной разработки. Он
двухступенчатый, первая ступень - эксцентриково-циклоидального зацепления,
вторая - двухпоточная эксцентриково-циклоидального зацепления передача с
круговым зубом. Смазка первой ступени барботажная, второй - циркуляционная с
очисткой и охлаждением смазки. Во второй ступени редуктора установлены
сигнализатор стружки, датчик температуры масла и датчик оборотов несущего винта.
Двигатель и редуктор связаны посредством трансмиссии, имеющей в своем составе
демпфирующую упругую резиновую муфту и муфту включения в одном агрегате.
Выбор Rotax 914 UL мощностью 115 л.с. определен тем, что двигатели фирмы Rotax
Aircraft Engine и модель 914 UL, в частности, обладают высокими экономическими
показателями и имеют большой ресурс. Поршневой мотор стоит в десятки раз меньше,
чем газотурбинный двигатель малой размерности и потребляет небольшое количество
топлива на крейсерском режиме (около 18-22 л/ч).
Потребляемое топливо - это более дешевый по сравнению с авиационным бензином
автомобильный АИ-95. Rotax 914 UL устанавливается на многих летательных
аппаратах.
Он надежен и сертифицирован в Европе. Применение одного мотора вместо двух
обусловлено тем, что двухмоторные вертолеты по сравнению с одномоторными
обладают меньшей экономической эффективностью из-за уменьшения на 20-25%
грузоподъемности. Особенно заметно это проявляется в применении к легким и
сверхлегким вертолетам. Что же касается безопасности эксплуатации вертолетов, то
разница между одно- и двухмоторными вертолетами несущественна. Согласно
имеющейся статистике, на 100000 летных часов однодвигательных вертолетов
приходится 1,69 отказа, а у двухдвигательных этот показатель меньше - 1,59.
Поэтому Federal Aviation Authorities (FAA), авиационная администрация США,
лояльно относится к использованию однодвигательных аппаратов на территории
Америки.
Очень много вопросов о поставках вертолетов на американский рынок с двигателями Lycoming. Мы рассматриваем различные варианты более мощных силовых установок, в
том числе и с моторами Lycoming и даже с газотурбинным двигателем мощностью 250
л.с. итальянской фирмы. Но первый полет"Афалина" выполнит с Rotax 914.
Несущая система также является особенностью вертолета "Афалина". Соосные
синхронизированные винты с углепластиковыми лопастями жестко закреплены во
втулках. Втулки получили новые возможности благодаря японскому подшипнику,
который обеспечивает отклонение лопастей на 7°, в то время как ранее не
получалось отклонять более, чем на 4°. Благодаря этому подшипнику втулка
получилась очень компактной и в конструкции несущей системы используются только
осевые шарниры. Управление нижними лопастями осуществляется циклически и
меняется общий шаг, у верхних изменяется только общий шаг. Проводка управления
механическая. Причем на максимальной скорости 250-260 км/ч колонка несущей
системы может отклоняться вперед до 20°.
Лонжероны лопастей изготовлены из углепластика, а лобики, передние части
лопасти, сделаны из кевлара, потому что этот материал более устойчив к ударным
нагрузкам, например, от камней, которые могут подниматься в воздух при взлете и
посадке на неподготовленных площадках. Хвостовые части лопастей изготовлены из
армированного стекловолокна.
Корпус вертолета представляет собой ферменную несущую конструкцию, сваренную из
труб (Ст 20). Кабина, хвостовая балка, оперение - стекло-углепластик.
Расположение пилотов в кабине тандемное, управление спаренное. Для поддержания в
кабине требуемой температуры вертолет оборудован системой обогрева и вентиляции.
Шасси полозковое алюминиевое. Для транспортирования вертолета по земле
предусмотрена установка съемных колес, которые позволяют одному человеку без
труда транспортировать аппарат на место его стационарного базирования.
Приборное оборудование состоит из комплекса приборов, отвечающих нормам АП-27, и
позволяет обеспечивать полет в простых метеоусловиях. Основой комплекса
бортового оборудования (КБО) является EFIS Enigma южно-африканской компании MGL
Avionics CC. На его дисплей может быть выведено девять вариантов экранного
представления информации о параметрах полета и систем вертолета, прежде всего,
силовой установки. Самая современная модификация Enigma имеет подвижную карту,
движущуюся в направлении полета. Информация на карте может быть представлена как
в векторном, так и в растровом форматах с указанием необходимых
пилотажно-навигационных данных. Этот комплекс максимально облегчает
пилотирование вертолета и тем самым поддерживает высокий уровень безопасности
летной эксплуатации.
На вертолете может быть установлена быстродействующая парашютная спасательная
система МВЕН "Кобра-500" (система пиротехническая с принудительным раскрытием
парашюта, спасаемый груз до 500 кг). В настоящее время становится очевидным, что
применение парашютных систем, которые в случае аварии спасают экипаж вместе с
летательным аппаратом - наиболее рациональный способ повышения безопасности
полетов сверхлегких летательных аппаратов. Это доказано статистикой успешных
применений спасательных систем.
В производстве вертолетов на небольших предприятиях довольно сложной проблемой
является создание трансмиссий и главного редуктора. Это высокие точности,
специальное дорогое оборудование. Попытка разместить их на стороне обычно
приводит к сильному удорожанию производства. Мы не пошли по пути аутсорсинга, а
закупили необходимое высокоточное оборудование. Построили уже три аппарата. Все
композитные агрегаты изготовлены в промышленных матрицах, которые будут
использованы в серийном производстве. Наше предприятие спроектировано с расчетом
на серийное производство 50 машин в год.
В настоящее время мы завершаем сборку первого опытного вертолета, на котором
начнутся летные испытания. Начнем с максимально жесткого режима полета вертолета
- висения. Борт будет подниматься первоначально не более чем на 1,5 м.
Параллельно будем проводить наземные испытания агрегатов, ресурсные испытания
главного редуктора, трансмиссии, лопастей, систем. У нас нет жестких временных
рамок. Планируем завершить сборку и начать испытания через несколько месяцев. С
Новосибирским учебным центром "Динамика" есть договор, они будут первым эксплуатантом.
легкие
Афалина
ЛТХ
Авиация
Общего Назначения 2015-06. Сергей Арасланов. Вертолет "Афалина"
Уголок неба. 2019
