Текст книги "Вертолёт, 2005 № 04"

Автор книги: Вертолет Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 7 страниц)

Вертолёт, 2005 № 04

Российский информационный технический журнал

№ 4 [31] / 2005

Издается с июня 1998 года. Выходит 4 раза в год

Фотографии В. Соломахина (стр. 4, 7), П.Перикова (стр. 20–23), В. Колошенко (стр. 40–45), а также из архивов авторов и редакции.

На 1 стр. обложки вертолет EC-145

М Н Е Н И Е

Точные ответы даст время

А.П. Лаврентьев

Вертолетостроительный холдинг, о котором много говорили и писали, – реальность. Пройден достаточно сложный путь. В настоящее время холдинг активно работает над развитием бизнес– структур, а его участники осмысливают свою роль и место в общей «игре», строят планы и программы с учетом произошедших перемен. Казанский вертолетный завод является сегодня одним из самых крупных и стабильно работающих производителей вертолетов в России. Как скажется на судьбе предприятия его вхождение в холдинг? На этот и другие вопросы мы попросили ответить генерального директора КВЗ А.П. ЛАВРЕНТЬЕВА.

– Александр Петрович, много говорили об особом отношении Казанского вертолетного завода к холдингу. Писали даже, что под крылом «Оборонпрома» завод может утратить свою самостоятельность, возможность производить продукцию, какую считает нужным, совершать сделки по своему усмотрению. Имеют ли под собой почву подобные высказывания? Какой вы видите судьбу завода в рамках холдинга?

МИ-8МТВ-5

– Когда выработкой структуры холдинга только начинали заниматься, был определен круг вопросов, выработаны правила, нашедшие свое отражение в корпоративном соглашении. Мы это соглашение подписали, и в соответствии с ним наш завод (как и другие участники холдинга) сохранил статус самостоятельного юридического лица и право на заключение контрактов (это условие выдвигалось Правительством Республики Татарстан и заводом как необходимое для получения согласия на вхождение в холдинг). По– другому и быть не может: наш завод одним из первых самостоятельно вышел на внешние рынки с вертолетом Ми-8. Мы не только освоили массовое производство Ми-17 и его модификаций, построили первый прототип вертолета нового поколения Ми-38, но и приступили к созданию совершенно новых легких вертолетов «Ансат» и «Актай». То есть фактически превратились из обычного серийного завода в вертолетостроительную компанию полного цикла с собственным конструкторским бюро, учебным центром.

Отвечая на второй вопрос, хочется привести некоторые цифры, которые прозвучали на недавней встрече с Президентом Республики Татарстан М.Ш. Шаймиевым.

С 1996 по 2000 годы КВЗ выпускал монопродукт – вертолет Ми-17, за эти годы было выработано продукции более чем на 1 млрд. 100 млн. долларов. Машина поставляется в самые разные регионы мира, в 83 страны, в том числе Южную Корею, Мексику, Китай, Малайзию, Венесуэлу. География поставок была расширена за счет не только продуманной ценовой политики, но и высокого качества вертолетов казанского производства. Мы всегда стараемся идти в ногу с требованиями времени, в частности, серийный Ми-17 по желанию заказчика оснащается новым оборудованием и системами.

В последние пять лет – с 2001 по 2005 гг. – завод произвел продукции на 1 млрд. долларов, но, и это важно подчеркнуть, речь уже идет не о производстве монопродукта. Пошел в серию легкий вертолет «Ансат» и его модификации. В настоящее время в сборочном цехе стоит девятиместная пассажирская модификация этого вертолета. Создав новую модификацию, вертолет – разведчик целей «Ансат-РЦ», мы выходим и на нового заказчика – военных. Свое будущее завод во многом связывает именно с «Ансатом»: в ближайшие 15–20 лет мы планируем продать вертолетов этой марки не менее чем на 3 млрд. долларов.

Большие надежды мы возлагаем и на Ми-38. Для этого у нас есть все основания: как показали испытания, летно-технические характеристики вертолета превзошли заложенные в техническом задании. В вертолет поверило и государство, включив его в Федеральную целевую программу развития авиации (кстати, в ней всего две машины – региональный самолет RRJ и наш Ми-38). На год на освоение Ми-38 нам дают 300 млн. рублей: для вертолетной программы это неплохо. Плюс наши собственные деньги, которые завод по– прежнему будет выделять на этот вертолет. Судя по реакции потенциальных заказчиков (в том числе и военных), Ми-38 в ближайшие 15 лет обеспечит заводу стабильную занятость. Даст возможность выручить от продаж 3 млрд. долларов. Начало серийного производства Ми-38 намечено на 2009 год.

Сейчас идет разработка Федеральной программы поддержки малой авиации. Вероятнее всего, КВЗ попадет в нее со своей новой разработкой – легким вертолетом «Актай». На паритетных началах проект вертолета будут финансировать и федеральное, и республиканское правительства, выделяя для этого по 100 млн. рублей. Мы планируем поставить «Белого жеребенка» (так переводится слово «Актай» на русский язык) года за два. Потребность в этой машине высока. И опять же в ближайшие 15 лет на этой машине завод может заработать до 300 тысяч долларов.

Таким образом, работы хватит и нам, и новому поколению вертолетчиков, которые придут на завод завтра и послезавтра. Мы были и остаемся одним из крупнейших производителей вертолетной техники в стране. Вхождение в холдинг в этом смысле ничего не изменит.

Ми-38

«Ансат»

– По Вашим планам, объем выпускаемой заводом продукции в перспективе должен вырасти примерно в три раза. Какими средствами этого можно добиться?

– Прежде всего, необходимо провести техническое перевооружение производства, в этом КВЗ резко отстает от того уровня, который нам сегодня необходим для повышения конкурентоспособности продукции. Пока мы это сделать не могли, поскольку колоссальные деньги (свои собственные!) тратили на опытно-конструкторские работы. Мы полностью на своих плечах «вытащили» «Ансат». При освоении Ми-38 доля государственного финансирования была явно недостаточной. Теперь картина начинает меняться. Завод включен в целевые государственные программы, в соответствии с которыми к нам должны поступать деньги.

Новое оборудование, которое мы планируем закупать, позволит резко сократить долю ручного труда, добиться нового, более высокого качества продукции. Понятно, что говорить о техническом перевооружении как о свершившемся факте можно будет не так скоро, как хотелось бы. Значительных средств требуют завершение сертификационных работ по «Ансату» в полном объеме, программы по подготовке серийного производства Ми-38. Уже сегодня мы разгружаем некоторые наши цеха для выполнения заданий по этим двум машинам, передавая производство отдельных узлов, деталей и агрегатов Ми-17 Улан-Удэнскому авиационному заводу (в этом смысле объединение в холдинг, безусловно, плюс). Это в наших же интересах, поскольку создавать машины разного класса на одном заводе при том же количестве работающих просто невозможно.

– Не повлияет ли на выполнение намеченных планов запаздывание с техническим перевооружением производства?

– Конечно, заниматься созданием новых машин и переоснащением производства одновременно очень трудно. Одному заводу с этим не справиться. Мы надеемся, что государство все же «вспомнит» о нашей отрасли в том объеме, в каком должно. Во всех развитых странах есть мощная государственная поддержка авиастроения. Вот только один из примеров. С премьер-министром Татарстана Р.Н. Миннихановым как-то мы побывали на канадской двигателестроительной фирме Pratt amp;Whitney. Услышав, что доход фирмы достиг 1 млрд. долларов, поинтересовались, сколько налогов они заплатили в казну. И услышали совершенно фантастический для России ответ: «Какие налоги? Мы их не платим. Напротив, государство из своих источников выделяет нам каждый год на опытно-конструкторские работы 300 млн. долларов. Субсидирует наши проекты». Вот два подхода к наукоемкому производству и к людям, которые на нем работают…

На западе техническое перевооружение происходит каждые 10–15 лет, а мы только латаем дыры. Высококачественную технику трудно создать на том оборудовании, которое мы сегодня имеем. Повторю еще раз – без помощи государства в этом вопросе нам не обойтись.

– У-УАЗ – давний друг-конкурент КВЗ. Передавая в Бурятию производство ряда агрегатов, Вы не опасаетесь получить монополиста, который начнет диктовать свои цены и условия?

– Не нужно забывать, что мы передаем производство некоторых агрегатов своему партнеру по холдингу. Координировать и контролировать действия его участников призваны соответствующие структуры. Кроме того, продукцию для Ми-17 мы как изготавливали, так и будем изготавливать. С коллектива снимается лишь часть производственной нагрузки по Ми-17 и добавляется по «Ансату» и Ми-38. Кроме того, у нас предусмотрено сохранение резервного производства. Когда карданный вал нам перестали поставлять, мы за полтора года сами освоили его производство. И таких позиций у нас было много. Надеемся, что все будет меняться к лучшему.

МИ-8МТВ-5

Стенд Казанского вертолетного завода на МАКС-2005

– Как Вы считаете, Александр Петрович, холдинг будет способствовать установлению делового и взаимовыгодного диалога между предприятиями-участниками, станет ли он гарантом по-настоящему партнерских отношений?

– Производственные отношения с Улан– Удэнским заводом, поскольку мы говорим о нем, начались именно в рамках холдинга и в соответствии с его задачами. Станет ли холдинг гарантом истинно партнерских отношений? Поживем – увидим. Время ответит на все вопросы.

– Кабинет министров Республики Татарстан, как известно, передал в холдинг свой пакет акций КВЗ – 29 %. ОАО «ОПК «Оборонпром» планирует выкупать недостающие до контрольного пакета акции КВЗ. Как будет идти процесс оценки?

– Задача по приобретению контрольного пакета акций действительно поставлена. В указе президента России сказано, что необходимо разработать мероприятия по вопросу приобретения и владения государством 51 процента акций предприятий, входящих в холдинг. Механизм оценки акций отработан. Есть, например, котировки акций КВЗ на Российской товарно-сырьевой бирже. Кроме того, по заказу Федерального агентства по имуществу аудит провела независимая московская оценочная фирма.

По последним сводкам Российской товарно-сырьевой биржи, стоимость Казанского вертолетного равна стоимости двух заводов – Ростовского и Улан-Удэнского. Это нормальная реакция рынка на целенаправленную работу завода. Не случайно, все больше предложений мы слышим от инвестиционных компаний.

Самый дорогостоящий среди предприятий машиностроения (по последним биржевым сводкам) – Иркутский авиационный завод. Но там и работающих 18 тысяч. Самый объективный показатель эффективности деятельности предприятия не стоимость пакета акций, а «выработка на одного работающего», она составляет на Иркутском заводе 1 млн. 200 тыс. рублей. На КВЗ – 950–970 тысяч. Так что мы отстаем ненамного.

– Большую часть вашего коллектива (и коллектива любого другого предприятия, вошедшего в холдинг) все же больше волнует вопрос, не грядут ли сокращения и что будет с зарплатой.

– Могу ответить только за свой завод. Сокращения штатов не предусматривается. Количество работающих около 7000 человек (как это сложилось на сегодняшний день) для нас оптимальный вариант. Напротив, та загрузка, которую мы планируем, заставит нас набирать кадры, но только высококвалифицированные. Это касается и инженеров, и рабочих. Думаю, что у нас есть чем привлечь именно такой контингент.

Средняя зарплата на заводе составляет 8800 рублей, это выше, чем на других вертолетостроительных заводах отрасли (кроме МВЗ, конечно). На следующий год мы планируем повышение окладов и тарифов на 20 %. Высококвалифицированный специалист на сдельной оплате труда должен дорожить своим рабочим местом. Правда, мы должны создать ему и определенные условия труда, чего еще, к сожалению, пока сделать не можем. Но и эту ситуацию изменим.

Зарплата конструкторов, в том числе и молодых, выше, чем в среднем у инженернотехнических работников. Так будет и дальше, мы очень ценим мозговой центр завода.

«Актай»

«Ансат РЦ»

– Александр Петрович, и все же, возвращаясь к холдингу, как Вы оцениваете его перспективы?

– Об этом рано говорить сегодня. Сложно предположить, как будут развиваться события, учитывая, что ситуация резко изменилась. В состав вертолетного объединения вошел и «Камов-Холдинг» со всеми своими долгами перед банковскими структурами и другими организациями. Кто их будет погашать, за чей счет? Конечно, это теперь проблемы руководства холдинга, однако. На 23 декабря назначено совещание. Какие вопросы там будут обсуждаться, какие предложения будут сделаны, мы пока не знаем. В настоящее время можно только констатировать: создана определенная база, есть определенное представление о том, как мы дальше будем работать, по какому пути идти.

В настоящее время мы «замкнулись» на производстве определенных типов вертолетов. Чтобы выдержать конкуренцию с западом, мы должны заполнить весь типоразмерный ряд, выделив приоритетные направления. В дирекции вертолетных программ холдинга этим занимается комитет по техническому планированию, в который входят главные инженеры и конструкторы всех предприятий новой структуры. Этот же комитет будет заниматься стратегией в области модернизации вертолетной техники российского производства. Объем работы предстоит очень большой.

– Каким, с Вашей точки зрения, был для завода уходящий 2005 год?

– Очень насыщенным, по-настоящему «рабочим» годом. И самое главное – в уходящем 2005 году КВЗ окончательно утвердился в своем статусе разработчика вертолетной техники: началось серийное производство вертолета «Ансат». Мы смогли реализовать и свои планы в части работ по модификации вертолета «Ансат», впервые показали «Ансат РЦ». Удивили этим, честно говоря, многих. В принципе этот вертолет был создан за год (в истории нашего вертолетостроения есть только один пример такого «скоростного» создания – вертолет Ми-4). Подводя итоги года, можно сказать, что коллектив завода с поставленными задачами справился и справился хорошо.

– Надеемся, что новый 2006 год будет для Казанского вертолетостроительного завода успешным. С Новым годом Вас, Александр Петрович, спасибо за то, что нашли время ответить на наши вопросы!

Беседовал Александр Хлебников

П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е

Новые аэродинамические решения

Ми-38

В статье, предлагаемой вниманию читателей, рассматриваются основные результаты работ ЦАГИ последних лет по поиску и отработке новых аэродинамических решений, позволяющих обеспечить прогресс отечественных вертолетов по летнотехническим и экономическим характеристикам. Все работы выполнялись совместно с МВЗ им. М.Л. Миля, ОАО «Камов» и Казанским вертолетным заводом. В поиске и отработке новых аэродинамических решений сотрудники ЦАГИ опирались на развиваемую в институте систему формирования оптимизированного облика вертолета и его элементов – профилей лопастей, компоновок винтов и корпуса. Ключевую роль в этой системе играют теоретические и экспериментальные методы исследования обтекания винтов, трансзвукового обтекания вертолетных профилей, отрывного обтекания корпуса вертолета в условиях аэродинамической интерференции, а также методы оптимизации аэродинамических компоновок элементов вертолета по их целевым функциям (методы нелинейного программирования).

Аэродинамика вертолетных профилей

Прогресс в аэродинамике вертолетных профилей демонстрируется на рис. 1, где в координатах основных критериев эффективности даны характеристики трех семейств профилей: ЦАГИ-3, ЦАГИ-4 и ЦАГИ-5 (разработанных в последние три десятилетия). Здесь же приведены и соответствующие характеристики вертолетных профилей исследовательских центров США и Западной Европы (по результатам сравнительных испытаний профилей в аэродинамической трубе больших дозвуковых скоростей Т-106 ЦАГИ). При сопоставлении вертолетных профилей ЦАГИ с зарубежными аналогами видно, что на всех этапах развития профили, разработанные в ЦАГИ, по многим характеристикам их превосходят.

Профилями серии ЦАГИ-3 были оснащены винты боевого вертолета Ми-28 и перспективного транспортного вертолета Ми-38.

Особого внимания заслуживает вертолет Ми-38, который по уровню аэродинамического совершенства, летно-техническим и экономическим характеристикам существенно опередил соответствующие разработки за рубежом (вертолеты S-92 и EH-101). Этому успеху в значительной мере способствовало выполнение ряда программ совместных исследований и экспериментов ЦАГИ и МВЗ им. М.Л. Миля в аэродинамических трубах. Удалось, в частности, добиться значительного улучшения аэродинамики корпуса. Достаточно сказать, что площадь эквивалентной вредной пластики Ми-38 оказалась рекордно малой для средних транспортных вертолетов с задним грузовым люком (C xS m= 1,75 м² вместо C xS m= 3,5 м² вертолета Ми-8). В интересах модернизации вертолета Ми-8 в аэродинамической трубе Т-105 ЦАГИ была отработана программа поиска рациональных технических решений, обеспечивающих существенное снижение лобового сопротивления корпуса Ми-8.

Наиболее эффективным оказалось решение, позволяющее ослабить диффузорный отрыв потока в области расположения заднего грузового люка. Рациональным выбором формы поверхности фюзеляжа в этой области удалось снизить лобовое сопротивление корпуса вертолета в 1,5–1,6 раза и обеспечить соответствующее повышение эквивалентного аэродинамического качества вертолета в целом, крейсерской скорости и дальности полета. Летные испытания вертолета Ми-8 с модифицированной формой фюзеляжа в ЛИИ также вскрыли этот важный резерв роста технических и экономических характеристик серийных машин.

Таким образом, существуют два главных направления повышения уровня аэродинамики серийных вертолетов: переход на более совершенные аэродинамические компоновки лопастей винтов и локальные изменения форм элементов корпусов.

Расчеты показали, что применение на винтах профилей ЦАГИ-4 и использование модернизированной аэродинамической компоновки корпуса обеспечивают увеличение крейсерской скорости Ми-17 на 35 км/ч. Крейсерская скорость вертолета достигнет рубежа 300 км/ч. Соответственно возрастут транспортная производительность, топливная и экономическая эффективность.

Кризис 90-х годов нанес тяжелый ущерб вертолетостроению. Работы по программе Ми-38 были фактически прекращены. В это трудное время Казанский вертолетный завод при содействии руководства Татарстана реанимировал программу и построил Ми-38. Первого октября 2004 года состоялись первые официальные полеты вертолета, была организована широкая публичная презентация этого бесспорно лучшего в мире среднего транспортного вертолета. Уже в первых полетах Ми-38 преодолел рекордный рубеж скорости 300 км/ч. Специалистами были отмечены высокие маневренные свойства вертолета, а также низкий уровень шума, обусловленный особенностями аэродинамики новых винтов. Ми-38 – это вертолет 21 века. Впереди сертификация и выход вертолета на международный рынок.

Как только несущий винт Ми-38 был построен, появилась возможность оценки аэродинамической эффективности новых лопастей на серийном вертолете Ми-8. Проведенные в 2000–2001 гг. силами ЛИИ и МВЗ летные испытания вертолета Ми-8 с лопастями Ми-38 показали значительное увеличение коммерческой нагрузки, крейсерской скорости и дальности полета без увеличения потребляемой мощности. Причина этого – в увеличении относительного коэффициента полезного действия и эквивалентного аэродинамического качества несущего винта. Все это привело к росту аэродинамического качества вертолета Ми-8 в целом и к снижению километровых расходов топлива.

Этот пример наглядно показывает, насколько эффективным является метод обратной унификации, который, по существу, сводится к замене лопастей серийных винтов лопастями новой аэродинамической компоновки без вмешательства в конструкции смежных агрегатов вертолета. При сравнительно малых затратах метод дает значительный технический и экономический эффект, его целесообразно использовать при обновлении парка оправдавших себя на практике серийных вертолетов.

Ка-226

Рис. 1. Развитие аэродинамических профилей для несущих и рулевых винтов вертолетов

Вертолет специального назначения Ка-226

На основе профилей ЦАГИ-4 были разработаны профили СТМ-2, наилучшим образом соответствующие условиям применения на соосном несущем винте Ка-226. Целевой функцией вертолета предусматривались следующие приоритеты: предельно высокий уровень относительного коэффициента полезного действия, большой запас силы тяги соосного винта относительно максимального взлетного веса вертолета, эффективное решение проблемы аэроупругой устойчивости лопастей, минимизация переменных усилий в системе управления.

Разработанная совместными усилиями ЦАГИ и ОАО «Камов» компоновка лопастей Ка-226 была внедрена на серийный вертолет. Его летные испытания показали, что новый соосный винт с расчетной удельной нагрузкой р=26 кг/м² обладает рекордно высоким относительным коэффициентом полезного действия n ₀=0,76-0,78 (вместо n ₀=0,71-0,72 у соосного винта-прототипа).

Расчетный прогноз показал также, что соосный винт с профилями СТМ-2 и нагрузкой р=55 кг/м² (как у Ка-32) будет иметь еще более высокий уровень коэффициента n ₀=0,81-0,82 (вместо n ₀=0,76-0,77).

Профили СТМ-2 обладают лучшими профильными полярами, имеют наибольшую несущую способность и максимальный уровень аэродинамического качества в рабочем диапазоне чисел М. Кроме того, профили СТМ-2 имеют стабильное по числам М заднее расположение аэродинамического фокуса и малые продольные моменты m _z0, что весьма важно для формирования эффективной аэроупругой компоновки соосного винта. Создание новейшего соосного винта способствовало сертификации вертолета Ка-226 по высшей категории А авиационных правил АП-29.

Аэродинамика рулевых винтов

На базе профилей серии ЦАГИ-4 были разработаны и совместно с МВЗ имени М.Л. Миля испытаны натурные образцы лопастей рулевого винта Ми-17, изготовленных из полимерных композиционных материалов. Результаты испытаний подтвердили опережающий уровень аэродинамики новых винтов (рис. 2).

В 2002 году в большой аэродинамической трубе Т-101 был выполнен комплекс сравнительных испытаний серийного рулевого винта Ми-17 и нового рулевого винта ЦАГИ на всех режимах работы, в том числе и на режимах «вихревого кольца». Испытания подтвердили значительные преимущества рулевого винта ЦАГИ по всем показателям, в том числе по располагаемому запасу силы тяги, обеспечивающему безопасность эксплуатации вертолета на критических режимах полета. Рулевыми винтами типа ЦАГИ целесообразно оснащать все серийные одновинтовые вертолеты.

Испытание несущего винта вертолета «Ансат» в аэродинамической трубе Т-101

Рис. 2. Характеристики трех поколений рулевых винтов средних транспортных вертолетов на режиме висения (М=0,65)

Вертолет «Ансат»

В 2001–2003 гг. совместными усилиями ЦАГИ и Казанского вертолетного завода были реализованы обширные программы исследований и экспериментов в различных аэродинамических трубах. Принципиально важными стали комплексные исследования натурного несущего винта вертолета «Ансат» в большой аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ.

Несущий винт изготовлен из полимерных композиционных материалов и имеет принципиально новую конструкцию без горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров и демпферов колебаний лопастей. Роль этих элементов выполняют упругие торсионы и рукава втулки, также выполненные из композиционных материалов. В экспериментах использованы натурная вертолетная установка ВП-5, оснащенная автоматизированным информационно-измерительным комплексом, а также созданная в ЦАГИ новейшая видеограмметрическая система измерений параметров движения и изгибно-крутильных деформаций лопастей.

С помощью этого оборудования определен комплекс аэродинамических, аэроупругих и прочностных характеристик винта как на режимах висения, так и в горизонтальном полете. Измерены силы и моменты винта, шарнирные моменты, напряжения в конструкции, перемещения и деформации лопастей, торсионов и рукавов втулки.

Исследования позволили сделать важный вывод: конструкция несущего винта имеет достаточные запасы прочности и поэтому работоспособна. Эксперименты выявили особенности аэродинамики и аэроупругости бесшарнирного винта. Показано, в частности, что эффективность циклического управления винта «Ансата» почти в четыре раза выше, чем у аналогичного винта с шарнирным креплением лопастей к втулке. Поэтому вертолет «Ансат» вошел в категорию вертолетов высшего уровня маневренности.

В ЦАГИ исследован и натурный рулевой винт «Ансата». Для определения характеристик рулевого винта в 2003 году был введен в строй специальный стенд, созданный совместными усилиями ЦАГИ и КВЗ. Стенд оснащен электроприводом мощностью 200 кВт и системой измерений, сбора и обработки экспериментальной информации.

В 2000–2003 гг. были реализованы крупные программы экспериментальных исследований корпуса вертолета «Ансат» в аэродинамической трубе Т-105 ЦАГИ.

Эксперименты выполнены в широком диапазоне углов скольжения (-180°< в < 180°) с работающим винтом и без него, вблизи экрана и без влияния экрана.

Подробно изучено влияние несущего винта на обтекание корпуса. Исследованы вопросы интерференции частей вертолета. Выполнены измерения поля возмущенных скоростей системы «несущий винт – корпус» в области расположения рулевого винта при круговой обдувке вертолета.

Сложность этого поля иллюстрируется структурой вихревой системы несущего винта, вычисленной по нелинейной вихревой теории. Расчетные и экспериментальные исследования по вертолету «Ансат» позволили глубже понять природу возникновения режимов «вихревого кольца» рулевого винта и разработать эффективные меры по недопущению таких режимов в эксплуатации.

Установлено, что наиболее эффективным средством предотвращения таких режимов и перехода вертолета в неуправляемое левое вращение является обеспечение достаточного запаса силы тяги рулевого винта. Этот запас оценивается величиной 12–14 % от балансировочной силы тяги рулевого винта на режиме висения вертолета. Соответствующий запас мощности составляет 20–22 %. При недостаточных запасах силы тяги на левых разворотах вертолета вводятся соответствующие ограничения на углы скольжения.

Весьма ценными оказались результаты совместных исследований по существенному снижению вредного сопротивления вертолета «Ансат». Анализ аэродинамической компоновки вертолета показал, что для уменьшения области диффузорного отрыва потока на задней части корпуса необходимо в первую очередь ликвидировать подвесные топливные баки, ослабить диффузор путем удлинения кормовой части корпуса. Далее для предотвращения попадания вихрей шасси на кормовую часть фюзеляжа было принято решение утопить подфюзеляжные части рессор в фюзеляж, а стойки шасси разместить в обтекателях. Для повышения путевой устойчивости вертолета была изменена конфигурация вертикального оперения.

Вертолет «Ансат»

Рис. 3. Зависимости мощности, замеренной на выводных валах двигателей, от истинной воздушной скорости полета для вариантов корпуса прототипа 2 вертолета «Ансат»

1 – исходный вариант; 2 – сняты подвесные топливные баки; 3 – увеличено удлинение кормовой части фюзеляжа; 4 – утоплены в фюзеляж подфюзеляжные части рессор; 5 – стойки рессор укрыты обтекателями; 6 – ограничение по редуктору двигателя на максимальном продолжительном режиме; 7 – ограничение по редуктору двигателя на взлетном режиме

Вопросы общей и местной аэродинамики вертолета «Ансат» решались на моделях в аэродинамической трубе Т-105. В летных испытаниях надежно определялась эффективность новых решений. Оба направления работ были согласованы и хорошо дополняли друг друга. Зависимости потребной мощности и километрового расхода топлива от истинной воздушной скорости полета вертолета «Ансат» даны на рис. 3 и 4.

Можно подвести итоги совместных работ ЦАГИ и КВЗ по вертолету «Ансат»:

– максимальная скорость полета возросла на 25 км/ч, достигнув передового для легких вертолетов уровня V _max=280 км/ч;

– на заявленной крейсерской скорости V _кр=250 км/ч потребная мощность уменьшилась на 250 л.с. (или на 20 % максимальной взлетной мощности силовой установки);

– километровый расход топлива на скорости 250 км/ч упал на 20 % и составил q _кр=0,96 кг/км;

– наивыгоднейшая скорость полета (режим максимальной дальности) возросла на 30 км/ч и составила 225 км/ч. Километровый расход топлива на этой скорости упал на 16 %, достигнув минимума: q _min=0,92 кг топл./км;

– обеспечен требуемый уровень характеристик устойчивости вертолета.

По летно-техническим характеристикам и топливной эффективности вертолет «Ансат» относится к наиболее совершенным в мире вертолетам подобного класса.

Макет вертолета на гоночной площадке

Рис. 4. Зависимости километрового расхода топлива от истинной воздушной скорости полета для вариантов корпуса прототипа 2 вертолета «Ансат»

О перспективных скоростных вертолетах

Глубокий технический прорыв обеспечили скоростные аэродинамические профили серии ЦАГИ-5 с относительными толщинами с=7,9,11 %. Концевой профиль этой серии с относительной толщиной с=7 % (при С _у=0) достиг максимума критического числа М _кр=0,895 (при максимальной несущей способности С _у=1,1) при числе М=0,4. В 2003 году разработана модификация профиля этой серии ЦАГИ-5М с относительной толщиной 9 %, обладающая высоким уровнем аэродинамического качества в рабочем диапазоне чисел M=0,65-0,8. Величину максимального качества в этом диапазоне удалось поднять на 10 единиц.

Профили серии ЦАГИ-5 и ЦАГИ-5М предназначены для несущих винтов скоростных высокоманевренных вертолетов. Полученные результаты открывают принципиальные возможности создания винтов с высоким уровнем эквивалентного аэродинамического качества при больших скоростях полета. Кроме того, профили серии ЦАГИ-5 в сочетании с профилями серии ЦАГИ-4 обеспечивают дополнительные возможности формирования оптимизированных аэродинамических компоновок винтов новых и модернизируемых вертолетов других классов и назначения.

Главное достоинство новых профилей состоит в том, что проблема повышения скорости вертолета решается не только путем «вложения» дополнительной мощности, но и за счет существенного повышения уровня аэродинамического качества новых винтов с новыми профилями.

Основная проблема скоростного несущего винта состоит в том, что максимальные величины аэродинамического качества винт обеспечивает при малых отрицательных углах атаки. Поэтому при больших скоростях полета (370–400 км/ч) пропульсивная сила винта оказывается небольшой, и для достижения больших скоростей необходима дополнительная пропульсивная сила.