Имя Ивана Павловича Братухина известно гораздо меньше имён других создателей вертолетов. Однако именно геликоптеры Братухина дали ту практическую и научную базу, использование которой ускорило работы по созданию вертолетов Миля и Камова, сделавших нашу страну мировым лидером в области вертолетостроения. Итоги работы Ивана Павловича весомы и многообразны, их сложно переоценить. Им были созданы первые в стране серийные образцы вертолетов, проведено перспективное проектирование новых типов летательных аппаратов, вертолетов-самолетов, вертолетов с реактивным компрессорным приводом (Юрьев оценил результаты исследований как исключительные), раскрыты перспективы машин с большими скоростями и грузоподъемностью, а также различных схем СВВП. Известную книгу Братухина «Проектирование конструкций вертолетов» Камов назвал первой в мировой литературе, где систематизирована и научно обоснована методика выбора основных параметров и элементов конструкции вертолетов.
Иван Павлович Братухин родился в 1903 году в деревне Ящеры Сумского района Кировской области. Его отец подрабатывал каменщиком на Урале. Иван в неполные семнадцать лет также отбыл в этот горный край. Только приехал он в университет, на рабфак в г. Екатеринбурге. А через три года крестьянский парень из Вятской губернии стал обладателем права «на поступление в одно из общих, либо технических высших учебных заведений вне очереди». Из Екатеринбурга — в Москву, с рабочего факультета — в МВТУ.
Заниматься лишь учебой, правда, пришлось недолго. Начиная с третьего курса, Иван Братухин уже на постоянной работе в ЦАГИ. В этом научном институте он поступил в экспериментально-аэродинамический отдел (ЗАО), который возглавлял профессор Б.Н. Юрьев, предложивший и построивший в 1909-1912 годах геликоптер, или, как его позднее стали называть, вертолет одновинтовой схемы с компенсирующим винтом. С этого времени началось их творческое содружество, продлившееся долгие годы. В ЦАГИ Юрьев создал отдельную геликоптерную группу, в которую вошли молодые инженеры — пионеры отечественного вертолетостроения.
Молодой стажер попал в атмосферу творческой обстановки. Он стремился овладеть необходимыми знаниями, слушал ведущих ученых ЦАГИ и, сам порой выступал в печати со статьями о ЦАГИ. В 1928 году в составе группы студентов МВТУ Братухин отправился в трехмесячную командировку за рубеж, на преддипломную практику для ознакомления с конструкцией автожиров, методами расчетов винтокрылых аппаратов и результатами летных испытаний.
А главное — активно включился в работу геликоптерной группы, преобразованной в 1928-м в отдел особых конструкций (ООК). Именно там начинается проектирование, а затем и постройка первого отечественного вертолета ЦАГИ-1-ЭА, выполненного по одновинтовой схеме с четырехлопастным несущим винтом, приводимым от двух ротативных двигателей.
Реактивный крутящий момент несущего винта уравновешивался с помощью четырех рулевых винтов, установленных попарно в носовой и хвостовой частях ферменного фюзеляжа. На этом вертолете, постройкой которого руководил и на котором летал А. Черемухин, в 1932 г. были достигнуты выдающиеся для своего времени летные характеристики, в том числе высота 605 м. Эти результаты в течение многих лет оставались недостижимыми для зарубежных вертолетов.
Окончив вуз, молодой инженер-аэромеханик в том же году поступил в аспирантуру Московского авиационного института, только что выделенного из состава МВТУ. И вновь продолжил учебу без отрыва от производства, то есть от участия в создании первого отечественного геликоптера ЦАГИ-1-ЭА.
Как всякое новое дело, отечественное вертолетостроение давалось очень нелегко. ЦАГИ-1-ЭА начал летать, но нередко ломался при посадке, а однажды, достигнув высоты в 605 м (при официальном мировом рекорде 18м), перешел в неуправляемое падение, подобно кленовому листу. Для пилота это едва не закончилось трагедией. Лишь перед самой землей ему удалось вновь овладеть машиной.
Одной из проблем нового летательного аппарата был несущий винт «жесткой» конструкции. Машина не обладала необходимой устойчивостью. Главный конструктор пока еще трудно управляемого создания и его бессменный летчик-испытатель Алексей Михайлович Черемухин (неординарная личность и специалист, полный Георгиевский кавалер, впоследствии профессор, заместитель генерального конструктора А.Н. Туполева) замечал, что в полете он — как на острие иголки. И вот тут предстояло сказать свое слово молодому конструктору. Несущий винт по предложению Братухина стал комбинированным: три шарнирно подвешенных лопасти большого диаметра создавали необходимую подъемную силу, а три лопасти меньшего диаметра, которые жестко крепились к валу винта, обеспечивали управление вертолетом.
Испытания показали значительное повышение устойчивости модернизированной конструкции, получившей название ЦАГИ-5-ЭА. Признанием творческого вклада конструктора стало назначение его руководителем бригады «Б» отдела особых конструкций ЦАГИ, которой было поручено проектирование вертолетов. Чтобы понять значимость этого выдвижения, достаточно вспомнить, что в бригаде «А» проектированием автожиров занимались такие известные конструкторы, как Н.И. Камов, В.А. Кузнецов и Н.К. Стрижинский. В ООК действовала бригада аэродинамики, которую возглавлял М.Л. Миль.
Трехлетние испытания модернизированной конструкции, ЦАГИ-5-ЭА, дали бесценную информацию об основных режимах работы нового летательного аппарата, обобщение которой стало важнейшим вкладом в теорию и практику вертолетостроения.
А в бригаде «Б» по идеям ее руководителя уже шла разработка проекта двухместного вертолета ЦАГИ-11-ЭА принципиально новой схемы. Винтокрылами назвал подобные аппараты Николай Ильич Камов. В конструкции был реализован принцип рационального сочетания несущего винта и крыла. Несущий винт обеспечивал вертикальный взлет и посадку, а также полеты на малых скоростях. Крыло, имеющее гораздо более высокое, чем несущий винт аэродинамическое качество, должно было создавать большую часть подъемной силы на режимах поступательного полета.
Для создания тяги при поступательном полете использовались два винта на концах крыла (схема, предложенная ранее Б.Н. Юрьевым). Но принципиально новым в данном случае явилось сочетание этой схемы с крылом. Во время висения эти винты, создавая направленные вперед и назад силы, парировали реактивный крутящий момент несущего винта, а при поступательном — создавали необходимую силу тяги. Стоит отметить, что подобный подход 30 лет спустя использовал И. Сикорский для своего скоростного вертолета S-66. На нем компенсирующий винт, названный «ротопропом», на больших скоростях полета поворачивался назад и создавал дополнительную тягу.
ЦАГИ-11-ЭА оснащалась импортным двигателем высокой мощности. Почти все в этом проекте было ново и необычно. Специалисты и ныне утверждают, что проект этого вертолета намного опередил свое время. Однако судьба нового всегда сложна, а порой и драматична. В реальной конструкции машины расчеты не во всем оправдались. По ряду причин доводка аппарата не состоялась. Позже машина под руководством Юрьева была переделана в вертолет. Но и эта модернизация не спасла ее, на этот раз помещала Великая Отечественная война.
В начале 1940 года по инициативе и под руководством Юрьева опытное вертолетное конструкторское бюро создается в Московском авиационном институте. Его основное ядро составляли сотрудники ООК ПАГИ. Вскоре ОКБ МАИ возглавил Братухин.
В короткие сроки там был разработан проект двухвинтового вертолета поперечной схемы «Омега». Его рассмотрели и утвердили в июле 1940 года. Это был двухместный вертолет с двумя двигателями, располагавшимися на концах ферм, к которым крепились шарнирно подвешенные винты с металлическими лопастями. Созданный в условиях войны, когда институт и ОКБ были вынуждены эвакуироваться в Алма-Ату, затем вновь возвратиться в Москву, вертолет показал достаточно хорошие данные на заводских испытаниях. Модифицированная конструкция «Омега-II» вобрала в себя ряд новых решений. Этот вертолет принял участие в Тушинском авиационном параде 1946 года.
Встал вопрос о практическом применении новых машин. ОКБ, которое возглавлял Братухин, было поручено создать на базе «Омеги-II» вертолеты для корректировки артиллерийского огня. Новый летательный аппарат, оснащенный двумя поршневыми двигателями Пратт-Уитни R-985, получил обозначение Г-3 и стал первым отечественным вертолетом, запущенным в серийное производство и поступившим в армию. Было построено 13 экземпляров для ознакомления с новым типом летательного аппарата летчиков.
За эти работы в 1945 году Братухин и Юрьев были удостоены Государственной премии, а группа сотрудников ОКБ награждена орденами.
Выход новой машины на серийное производство со всей остротой поставил вопрос о разработке отечественного двигателя специально для вертолета. Под руководством Александра Георгиевича Ивченко он был создан. На его базе конструкция модернизируется и получает обозначение Г-4. Она также выпускалась небольшой серией. На Г-4 была впервые в нашей стране продемонстрирована возможность горизонтального полета вертолета при отказе одного двигателя и, проведены всесторонние испытания с посадками на режиме авторотации с выключением обоих двигателей.
По разработкам ОКБ Братухина были построены также опытные экземпляры шестиместного пассажирского вертолета Б-5, его санитарной модификации Б-9 и вертолет — артиллерийский корректировщик Б-10.
Последней модификацией этой машины стал вертолет связи Б-11. Цифра оказалась символичной, так как она завершила одиннадцатилетнюю историю ОКБ МАИ, преобразованного в 1948 году в ОКБ-3 Министерства авиационной промышленности, во главе, с теперь уже главным конструктором Братухиным. К сожалению, катастрофа из-за грубого производственного дефекта лишила «одиннадцатый» будущего. И хотя машину заявили на конкурс, судьба ОКБ-3 была предрешена: в 1951 году оно прекратило свое существование.
И.П. Братухину не удалось воплотить в металле все свои идеи. Остались в чертежах несколько проектов геликоптеров поперечной схемы: транспортного вертолета с двумя моторами М-82ФН для перевозки 30 солдат, имеющем взлетный вес порядка 10000 кг, и многоцелевой четырехместной машины с двумя моторами М-14.
Вертолеты конструкции И.П. Братухина стали первыми отечественными геликоптерами, которые по настоящему летали, хорошо управлялись и были приспособлены к практическому применению. Именно на этих машинах был отработан ряд способов борьбы с вредными и опасными резонансами и автоколебаниями, определена методика статических и динамических испытаний вертолетных агрегатов. Неоценимое значение для дальнейшего развития вертолетостроения в нашей стране имело освоение режимов авторотации.
С 1953 года Братухин возглавлял проводимые в ЦАГИ параметрические исследования перспективных сверхтяжелых транспортных вертолетов и «летающих кранов» грузоподъемностью порядка 60 тонн, с использованием реактивного компрессорного привода несущего винта, а также варианты и с турбореактивными двигателями на концах лопастей. Итоги этих исследований позволили установить недостатки и достоинства различных способов реактивного привода, а кроме того определить потребный технический уровень для создания подобных тяжелых транспортных машин.
Годом позже в МАИ была создана конструкторская группа для проектирования десантно-транспортного самолета с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП). Работы велись под руководством Б.Н. Юрьева и И.П. Братухина.
СВВП создавался под силовую установку из четырех турбовинтовых двигателей НК-12МВ мощностью по 12000 л.с., подобные моторы использовались на стратегическом бомбардировщике Ту-95. НК-12МВ должны были приводить в движение шестиметровые соосные воздушные винты.
Оригинальной была компоновочная схема разрабатываемого СВВП. Летательный аппарат должен был занимать вертикальное положение на взлете и посадке. ТВД помещались в гондолах на концах крестообразного крыла малого удлинения (больше напоминавшего оперение ракеты). Фюзеляж самолета имел прямоугольное сечение, в его носовой части размещалась двухместная кабина экипажа, а за ней располагались три крупных грузовых отсека. Кресла должны были иметь шарниры с фиксацией, чтобы позволило бы обеспечить комфортное размещение экипажа и десантников при изменении положения летательного аппарата в период взлета и посадки.
В 1955-1956 годах, под руководством И.П. Братухина, в БНТИ ЦАГИ проводились исследования и других вариантов транспортных СВВП с воздушными винтами. Наиболее проработана была схема с поворотным крылом и приводимыми ТВД соосными воздушными винтами. Силовая установка состояла из пары тех же НК-12 MB. Их мощность обеспечивала транспортировку грузов общей массой до 5 т при крейсерской скорости порядка 700 км/ч и дальности не менее 1200 км.
Исследовались также варианты СВВП с двумя, четырьмя и даже шестью соосными винтами, расположенными на поворотном крыле. Прорабатывалась схема и с двумя поворотными крыльями, которые располагались тандемом. Позднее аналогичные схемы исследовались в США и ФРГ фирмой Boelkow (были построены экспериментальные образцы).
И.П. Братухин с 1957 года и практически до самой своей смерти в 1985-м работал заведующим кафедрой "Конструкции и проектирование вертолетов" МАИ, щедро передавая свой опыт и знания молодежи. 16 марта 2003 на корпусе №24 Московского авиационного института была установлена мемориальная доска.
Источники:
Коршунова Г. Смелый экспериментатор // Вертолет. 2001. №2. С.2-4.
Ружицкий Е. Авиаконструктор и ученый // Самолеты мира. 1998. №3. С. 12-19.
Ружицкий Е. Авиаконструктор и ученый // Самолеты мира. 1998. №4-6. С. 14-20.
Ружицкий Е., Хамов В. Трамплин // Крылья Родины. 1995. №5. С. 29-30.
Михеев В. О попытке создания реактивного вертолета // Крылья Родины. 2001. №9. С. 9-10.
Вас заинтересует
Многоцелевые вертолеты Ка-60 и Ка-62
В России разрабатывается перспективный скоростной вертолет
Транспортно-боевой вертолет Airbus Helicopters EC645 T2
Проект тяжёлого военно-транспортного вертолёта Як-60
Транспортный вертолёт Piasecki H-25(Army Mule/HUP Retriever)
