ЛЕТАЮЩИЙ КРАН

Уже будучи на пенсии, И. И. Сикорский воплотил в металле еще одну свою идею, которую он разрабатывал много лет, - концепцию вертолета-крана.

Уникальные летные характеристики вертолета - способность неподвижно висеть в воздухе, совершать вертикальные подъемы и спуски, осуществлять поступательные перемещения в любую сторону породили с самого начала применения вертолета идею перевозки грузов на внешней подвеске. Немецкий вертолет FA-223 перевозил на внешней подвеске пушки, части мостов, ракет V-2, другие крупногабаритные грузы, не вмещающиеся в кабину. Для перевозки подобных большеразмерных грузов послевоенные многоцелевые вертолеты стали оснащаться системой внешней подвески. Эта система упрощала загрузку и выгрузку, позволяла осуществлять подъем и спуск груза на труднодоступную местность, куда не было возможности осуществить посадку.

Способность вертолета перевозить груз на внешней подвеске породила идею создания специализированного вертолета-крана. Он должен был отличаться отсутствием грузовой кабины, что значительно облегчало и упрощало конструкцию. Кроме того, вертолету-крану не нужен был большой запас топлива. Он должен был перевозить грузы на небольшие расстояния и работать отчасти в зоне влияния земли. Все это позволяло надеяться на увеличение грузоподъемности примерно на 10-20% по сравнению с аналогичными фюзеляжными вертолетами. Уже в 40-е годы утвердилось мнение, что вертолеты большой грузоподъемности должны быть бесфюзеляжными вертолетами-кранами. Другой концепцией, породившей строительство вертолетов-кранов, была идея создания вертолетов одной весовой категории, но с разными фюзеляжами, оптимизированными под каждое конкретное задание. Однако такая концепция требовала создания большого многообразия узкоспециализированных вертолетов и была экономически трудноосуществимой. Идея присоединять разнообразные специализированные контейнеры под без-фюзеляжный вертолет-кран позволяла наиболее экономично решить данную проблему. Кроме того, предполагалось, что кран сможет самостоятельно наезжать или садиться верхом на перевозимый груз, что значительно ускоряло и упрощало его загрузку. Груз в этом случае мог крепиться под фюзеляжами.

Работу Сикорского в этой области ускорила постройка в 50-е годы трех вертолетов-кранов *Хьюз» ХН-17, *Мак-Доннелл-120» и «Омега» SB-12. Первый из указанных - огромный вертолет с диаметром несущего винта 39 м - оказался неудачным, так же как и второй, а третий имел слишком маленькую грузоподъемность - всего 1500 кг.

И. И. Сикорский решил строить кран на основе тяжелого транспортного S-56. Были использованы уже отработанные несущий и рулевой винты, трансмиссия и силовая установка. Новый вертолет, получивший обозначение S-60 «Скай крэн», впервые поднялся в воздух 25 марта 1959 г. Его фюзеляж представлял собой длинную тонкую балку, переходящую в хвостовую, в центре которой под несущим винтом находилась гидравлическая грузовая лебедка для поднятия груза. Кроме того, фюзеляж и шасси были оборудованы захватами для крепления грузов и контейнеров прямо под фюзеляжем. Спереди балки-фюзеляжа находилась кабина пилотов с застекленной задней стенкой для наблюдения за погрузкой и разгрузкой при управлении лебедкой и вертолетом. Для этого кресло пилота-оператора могло поворачиваться на 180°. Фирмой был изготовлен пассажирский контейнер весом 770 кг, предназначенный для 20 человек. Во время испытаний вертолет перевозил до 5,5 т груза, контейнер, буксировал по земле бульдозер весом 13,4 т, легкий танк, минный трал длиной 180 м. Несмотря на такие возможности, его грузоподъемность не удовлетворяла требованиям военных заказчиков, и S-60 остался летающей лабораторией, предназначенной для изучения возможностей эксплуатации вертолетов-кранов. Фирма Сикорского совместно с конструкторами ФРГ приступила к постройке нового, специально спроектированного крана с двумя газотурбинными двигателями.

В апреле 1962 г. постройка нового крана S-64 была закончена, и 9 мая совершен первый полет. Вертолет был рассчитан на перевозку 9 т на 85 км, 8 т на 170 км и 6 т на 340 км и обладал высокой весовой отдачей (до 54%). Фюзеляж представлял балку коробчатой конструкции с двумя усиленными шпангоутами, к которым крепились шасси, редуктор и система внешней подвески; спереди - пятиместная кабина. Кроме двух обычных пилотских кресел было дополнительное место оператора, повернутое назад для наблюдения и управления погрузкой и разгрузкой. Когда вертолет находился над грузом, чтобы его забрать или положить на место выгрузки, второй пилот покидал свое кресло и занимал место оператора. Для удобства все управление было выведено на единую рукоятку на подлокотнике. У пилота, сидящего на месте оператора, был прекрасный обзор, и он мог эффективно управлять вертолетом и манипулировать грузом. В конструкции несущего винта S-64 было использовано много элементов от S-56. Диаметр несущего винта остался прежним - 22 м, правда, теперь он стал шестилопастным. Вертолет имел трехстоечное шасси с носовым колесом. Под фюзеляж свободно мог подъезжать тягач с прицепом. Увеличенный разнос главных стоек и их большая длина расширили диапазон перевозимых грузов. Особая конструкция амортизационных стоек позволяла «присесть» вертолету верхом на груз, чтобы подцепить его. Для защиты рулевого винта на хвостовой балке была установлена выдвижная механическая опора.

В погрузочное оборудование вертолета входили гидравлическая лебедка под центром тяжести, трос с крюком, узлы крепления груза к нижней части фюзеляжа. Тяговое усилие лебедки было рассчитано на подъем груза до 13,6 т. Для крепления контейнеров и грузовых платформ на нижней поверхности фюзеляжа установлены четыре узла крепления, оснащенные механизацией для подтягивания грузов.

Были разработаны различные типы подвесных контейнеров - десантный на 60 солдат, противолодочный с соответствующим гидроакустическим оборудованием и вооружением, тральный, полевой госпиталь, командный пункт, пункт связи, танкер и др.

Первый полет сразу трех вертолетов S-64 состоялся 9 мая 1962 г. Одна машина осталась на фирме, а две другие были переданы в ФРГ, где вскоре по лицензии было налажено производство S-64. Там было выпущено 53 машины.

Эксплуатация вертолетов началась в армии. В 1963 г. армия США приобрела шесть первых YCH-54A «Таре», из которых пять в 1964 г. были направлены во Вьетнам. Там они хорошо показали себя. На внешней подвеске и на платформах перевозилось большое количество грузов - автомобили, бульдозеры, различное вооружение. За первый год «службы» четыре S-64 вывезли свыше сотни поврежденных вертолетов и самолетов, частью даже с территории противника. А всего вертолетами было вывезено около четырехсот летательных аппаратов. После такой успешной эксплуатации от армии поступил заказ еще на 60 машин.

В 1968-1969 гг. были построены дальнейшие модификации: СН-54В, S-64E и S-64G. На них устанавливались лопасти с увеличенной хордой, более мощные двигатели. Максимальная полезная нагрузка достигала 12 т. На этих вертолетах установлен ряд мировых рекордов подъема груза на высоту. К моменту завершения производства в 1973 г. было построено 97 вертолетов S-64 разных модификаций. S-64 был самым грузоподъемным западным вертолетом второго поколения.

Эксплуатация S-64 на коммерческой основе началась в 1969 г. Два S-64E были отправлены на север Аляски. За три месяца они налетали свыше 825 ч и перевезли около 900 т грузов, в основном нефтедобывающего оборудования, доставка которого наземным транспортом была невозможна. На S-64E были освоены уникальные монтажные работы, превратившие вертолет не только в транспортное, но и в незаменимое технологическое средство. Одной из первых таких работ стал монтаж отопительных устройств на крыше автосборочного завода около Питсбурга (штат Пенсильвания), проведенный за 30 летных часов. Заказчик отмечал, что та же работа обычными средствами потребовала бы 263 рабочих дня, кроме того, пришлось бы останавливать производство. S-64E использовались для разгрузки кораблей, установки различных вышек, в передвижении мостов, переноске и монтаже зданий.

Хотя имелся ряд удачных примеров применения вертолета-крана, эта концепция, несмотря на ее внешнюю привлекательность, оказалась не такой уж плодотворной. Выигрыш от применения безфюзеляжных вертолетов «съедался» часто потерями от перегонки «летающих кранов» к местам работы порожняком. Нужных контейнеров часто не оказывалось под рукой. Дешевле было применить фюзеляжные многоцелевые вертолеты с внешней подвеской. Концепция «крана» оправдывала себя только на сверхтяжелых вертолетах и на краново-монтажных работах. Подтверждением этому является опыт эксплуатации в Советском Союзе вертолета-крана Ми-10, созданного в 1961 г. на базе Ми-6 (1957 г.). И здесь просматривается аналогия: S-56 и S-60. Конструкторская мысль шла параллельно и пришла к тому же результату.

Опыт постройки тяжелых вертолетов S-56, S-60, S-64 сделал возможным разработку фирмой Сикорского проектов вертолета еще более высокой грузоподъемности. В 1960 г. был разработан проект вертолета S-63 со взлетным весом 42,8 т грузоподъемностью 18 т и диаметром несущего винта 30 м. Затем в 1961 г. - проект DS-103 со взлетным весом 114 т, грузоподъемностью 40 т и диаметром винта 48,3 м. Прорабатывался и проект грузоподъемностью в 80 т. По мнению Сикорского, уровень развития науки и техники того времени позволил бы построить S-63 к середине 60-х годов, a DS-103 к началу 70-х. Если осуществление проекта DS-103 было связано с необходимостью решения ряда сложных проблем, в первую очередь пропусканием большой мощности через редуктор и освоением большого диаметра винта, то воплощение проекта S-63, рассчитанного под те же двигатели, что и S-64, сомнений в реальности осуществления у специалистов не вызывало. На новом вертолете предполагалось использовать 10 - 11 лопастные несущие винты и четыре двигателя. Вместо одного рулевого винта на новых гигантах проектировались два с наклоненными в разные стороны осями. Благодаря этому возникающая вертикальная составляющая тяг должна была уравновешивать вес длинной хвостовой балки и обеспечивать продольную балансировку. Однако, несмотря на высокую степень проработки проекта S-63, до постройки натурных вертолетов дело не дошло. В начале 60-х годов вооруженные силы США отказались от концепции, предусматривавшей переброску на вертолетах тяжелых грузов, танков, баллистических ракет и т. п. Война во Вьетнаме потребовала огромных ассигнований на строительство в большом количестве легких вертолетов. Гражданских заказчиков, способных поддержать постройку гигантских «летающих кранов», тоже не было. Кроме того, в 60-е годы была освоена перевозка «связкой» из двух S-64 грузов, значительно превосходивших весом и габаритами перевозимые одним «краном». Два S-64 без видимых усилий поднимали нагрузку в 20 т.

С середины 60-х годов фирма Сикорского стала рассматривать возможность повышения грузоподъемности менее амбициозным методом - дальнейшим совершенствованием S-64 посредством установки третьего двигателя и увеличения диаметра несущего винта с целью достижения полезной нагрузки до 14,5 т. Опыт, накопленный при этом, был использован в дальнейшем при создании самого тяжелого на Западе вертолета третьего поколения S-80.

В начале 60-х годов с постройкой S-64 и S-65 (о котором речь пойдет ниже) размерный рост вертолетов Сикорского прервался. Проекты более тяжелых вертолетов не получили финансовой поддержки. В то же время успехи И. И. Сикорского стимулировали исследования в СССР. В ОКБ М. Л. Миля и Н. И. Камова продолжали работу по увеличению грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов. В 1957 г. совершил первый полет Ми-6, ставший самым большим вертолетом в мире. Вслед эа ним в 1960 г. поднялись в воздух тяжелый вертолет-кран Ми-10 и винтокрыл Ка-22. Вскоре на Ми-6 и Ми-10 были установлены абсолютные мировые рекорды грузоподъемности 20 и 25 т соответственно, продержавшиеся до 1971 г. Тогда тяжелый вертолет М. Л. Миля В-12 поднял груз в 40 т. Как мы видим, вертолеты, созданные на родине Сикорского, в 1971 г. вышли вперед по грузоподъемности и эту пальму первенства не уступают по настоящее время.