Первый шаг, он трудный самый

Ведущим конструктором программы «Ансат» в течение пятнадцати лет, с 1993 по 2007 гг., был Валерий Вячеславович Двоеглазов. На Казанский вертолетный завод он пришел с КНПП «Вертолеты «Ми» в 1993 году. В это время на КВЗ начиналась работа над «Ансатом». Молодой специалист, мечтавший со студенческой скамьи о разработке нового легкого вертолета, попал, как говорится, в нужное место в нужное время.

Проанализировав потребности рынка, Валерий Борисович Карташев – руководитель программы «Ансат» – задал нам взлетную массу будущего вертолета – 3000 кг. Для начала проектирования необходимо было выбрать двигатель и первым рассматривался двигатель АЛ-34 КБ Люльки. Существовал только габаритный чертеж двигателя с хорошими заявленными характеристиками по удельному расходу топлива (около 160 г/л.с. в час), но удельная масса двигателя была большая. Тем не менее, мы проработали вариант установки такого двигателя, и завод даже оплатил техническое предложение по его модификации для нашего вертолета. Однако компоновался двигатель плохо, а следовательно, в освоении был бесперспективен. Прорабатывались и другие варианты отечественных двигателей.

В конце концов остановились на канадских двигателях PW-206, прежде всего потому, что их планировалось изготавливать в России. Было понятно, что впоследствии это обстоятельство станет определяющим при выборе вертолетов для армейской авиации. К тому времени уже было создано совместное предприятие «Пратт энд Уит-ни/Климов» в Санкт-Петербурге, затем было заключено эксклюзивное соглашение с Pratt amp;Whitney о применении этих двигателей на нашем вертолете. Что касается PW-206, то это один из самых современных двигателей, его модификации установлены на большинстве новых легких вертолетов А-109 Power, ЕС-135, MD-900/902, Bell-427. Для нашего вертолета была разработана модификация двигателя PW-207K (буква «К» означает Казань), наиболее адаптированная под наш вертолет и холодный российский климат.

Любой главный конструктор скажет, что для начала проектирования нужны как минимум: команда опытных специалистов, необходимое финансирование, знание того, что от тебя хотят (общие требования к разрабатываемой технике), статистические конструктивные данные по размерной категории (габаритные чертежи, характеристики, массы аналогичных агрегатов и систем), техническое задание (хотя бы в приблизительном виде). Ну и, конечно, желание работать. Из этого всего, по большому счету, у нас были только желание работать и финансы, которые умудрялся находить Валерий Борисович Карташев. Поэтому одновременно с разработкой мы начали набирать команду специалистов и изучать новые для того времени нормы летной годности: сначала FAR-29, а потом и отечественные АП-29, по которым нам предстояло первыми в России разрабатывать с начальной стадии новый вертолет. Процесс изучения и применения этих норм был и остается по сегодняшний день очень трудным. Главный аргумент противников адаптации российских машин к этим нормам: «Они (FAA) эти нормы (FAR-29) придумали, чтобы не пускать нас на западный рынок, а сами и не думают их выполнять». Это утверждение, конечно, не соответствует истине.

Так как отечественного аналога разрабатываемого нами вертолета не было, то мы взяли габаритный чертеж вертолета ВК-117 из рекламного буклета фирмы Eurocopter (этот вертолет был наиболее близок по взлетной массе и компоновке). Мы несколько увеличили габаритные размеры грузовой кабины в длину: в передней части на 400 мм. Кроме того, мы решили не делать концевую балку, чтобы сократить время проектирования. Первые наши компоновки были очень примитивные, они не учитывали многих технических факторов, необходимых на самой ранней стадии проектирования. Поэтому впоследствии конструкция вертолета менялась несколько раз.

На начальной стадии развития КБ, когда не хватало опыта и информации, большинство технических решений принималось либо «по вкусовым ощущениям», либо по интуиции. Каждый специалист добавлял в машину свои плюсы и свои минусы. К сожалению, из-за отсутствия опыта мы сделали много ошибок, но учились очень быстро и работали с огромным энтузиазмом, часто забывая про время.

Начинали впятером: заместитель генерального директора и руководитель программы В.Б. Карташев, в то время заместитель главного конструктора КВЗ А.И. Степанов, В.П. Шаргин (он курировал несущую систему), Е.В. Морозов (он разрабатывал систему электроснабжения) и я как ведущий конструктор по всему вертолету. Примерно через год на завод пришли конструкторы Д.Г. Лукашенко, A.M. Саакян, а несколько позднее Т.В. Зюзина, Е.В. Калипарова, В.Н. Конюхова, М. Масленникова, А. Демидович, Л.И. Пискло-ва, В. Писклов, А.И. Лысов, Н.М. Герасимова, О.В. Цветков, Е. Федорова, В.В. Огородов, А.П. Циркунов. Во главе с В.А. Шуваловым начала работать целая бригада прочнистов, И.В. Андрианова, Э.К. Чекин, А.И. Пименов, Э.К. 1алиуллин, Л.К. Добровольская, Ю.П. Арсенов. С приходом новых людей работа пошла быстрее. Практически с самого начала к работе стали подключаться специалисты КВЗ: ведущий инженер по летным испытаниям Э.Г. Зирнис, технолог С.Я. Коробов, главный технолог Л.Н. Павлов, заместитель начальника производства A.M. Васильев.

После долгих дискуссий определились с конструкцией и размерами первого фюзеляжа. Джаухар Галимовна Лукашенко приступила к выпуску эскизов. В плазовом отделе были установлены рабочие станции с пакетом программ для компьютерного проектирования, на основе эскизов Лукашенко команда Сергея Яковлевича Коробова делала ЗП-модель фюзеляжа. Часто собирались все вместе с В.Б. Карташевым, А.И. Степановым, дискутировали, делали какие-то правки, так и рождалась конструкция фюзеляжа.

Осваивать двигатель PW-206 стал Э.Г. Зирнис. Он разбирался с его техническими особенностями, сам переводил с английского руководство по установке PW-206. Этот двигатель позволяет летчику забыть про поддержание оборотов несущего винта, автоматика делает это с очень высокой точностью.

Первые годы, вплоть до сертификации вертолета, мы очень часто и плодотворно встречались со специалистами Prott amp;Whitney, как с русскими – К.Э. Цивин, В.К. Гайдо, В.М. Николаев, Н. Филин, Д.С. Григорьев, В.А. Горохов, так и с канадскими представителями компании – В. Ланчерес, М. Барсум. Канадцы, надо сказать, на год вперед «записывались» на поездку в Казань: В.Б. Карта-шев умел встречать гостей…

Постепенно в проект вовлекалось все больше фирм. Исследовательский центр «Омега» при КГТУ-КАИ под руководством профессора В.А. Павлова и тогда еще доцента, а ныне профессора С.А. Михайлова, подключившийся к работе с самого начала, порекомендовал разработчиков несущей системы с Урала – АНТЦ «Вертолет» под руководством И.Н. Соколовского.

Следующей организацией, с которой мы начали работать, было АО «НПО «Аэромеханика» под руководством Геннадия Петровича Смирнова, талантливого главного конструктора МВЗ, автора изобретения позволившего осуществить разработку главного редуктора Ми-26. «Аэромеханика» в перестроечное время объединила творческий коллектив всех разработчиков трансмиссий на МВЗ. Наиболее тесно мы работали с Г.П. Смирновым, А.В. Николаевым, В.Ф. Карташовым, В.И. Астафьевым, А.А. Галеминым, Е.Г. Приваловым. Им мы выдали техническое задание на разработку всей трансмиссии. Сложность была в том, что сначала не был определен двигатель, а значит, нельзя было остановиться на конкретной компоновке главного редуктора. Облик главного редуктора менялся много раз, так как сначала прорабатывали установку двигателя АЛ-34, а он значительно превосходил PW-206 габаритами, особенно в длину, и это основательно меняло общую центровку вертолета. А еще АЛ-34 имел выход вала свободной турбины в обратную сторону, и требовалось либо перекомпоновывать двигатель, либо разворачивать его, обеспечивая вход воздуха сзади, а выхлоп спереди, либо устанавливать двигатели перед редуктором. Все варианты были плохие, поэтому мы перешли на PW-206.

Большую помощь в становлении нашего конструкторского бюро в части сертификации как разработчика вертолетов и в сертификации самого вертолета оказала компания «НАСК» во главе с директором Т.А. Нурулае-вым и руководителем проекта Г.Н. Лысенко. Они организовывали для нас обучение и консультации со стороны лучших специалистов авиационной отрасли России. Это позволило быстрее понять новые нормы летной годности АП-29 и подготовить комплект документов для сертификации. В дальнейшем очень часто мы обращались к ним с различными техническими и организационными просьбами и всегда получали поддержку. Геннадий Николаевич был для нас «палочкой-выручалочкой» в трудную минуту.

С Авиационным регистром МАК мы начали работать примерно с 1997 года. У нас сразу сложились очень теплые отношения с их специалистами П.П. Воловиком, В.В. Приймаком и другими. В процессе разработки часто возникали разночтения в толковании норм, их реализации, но все спорные вопросы всегда решались в совместных обсуждениях. По сути, специалисты АР МАК также участвовали в создании вертолета «Ансат» тем, что помогали нам принимать правильные с точки зрения безопасности решения.

…Трудностей было много, порой доходило до курьезов. Дело в том, что, приняв решение использовать канадский двигатель, мы имели информацию о нем только из рекламного проспекта. Поэтому компоновать главный редуктор начали, взяв за основу габариты с проспекта. Позднее канадцы прислали установочные чертежи двигателя в дюймовых размерах, с незнакомой системой оформления и руководство по установке на английском языке. Все самые главные условия для установки, как нам казалось, были учтены. Когда трансмиссия была скомпонована и выпущена конструкторская документация на встрече с канадцами выяснилось, что вокруг воздухозаборника двигателей нужно иметь больше свободного пространства. Это указывалось только в их инструкции по установке двигателей на вертолет, которую мы полностью перевели гораздо позднее. На поиски вариантов спасения ситуации было потрачено около года, но они нас ни к чему не привели. Практически законченный рабочий проект главного редуктора пришлось перепроектировать. Правда, к тому времени накопились другие изменения конструкции: потребовалось установить дополнительно второй гидронасос, два вентилятора вместо одного, два привода генераторов противообледенительной системы, а также изменить узлы крепления рулевых приводов на корпусе главного редуктора. Это все стало дополнительным аргументом для переделки редуктора, и все было учтено при выпуске новой конструкторской документации. В этой компоновке была изготовлена первая партия редукторов и впоследствии осуществлен первый вылет. Третья доработка, после первого вылета, заключалась в том, что дополнительно были использованы два привода для установки двух двух-канальных бесподшипниковых генераторов электродистанционной системы управления, разработанные по нашему заказу М.М. Юхни-ным и Э.Я. Лившицем в АКБ «Якорь».

Новых решений в конструкции «Ансата» очень много – это и хорошо, и плохо одновременно. Хорошо то, что новые технические решения улучшают технические характеристики вертолета и обеспечивают хороший маркетинговый потенциал, плохо то, что все новые решения значительно увеличивают риск ошибок проектирования и риск не успеть в срок с разработкой.

Первое новшество – торсионные композиционные втулки несущего и рулевого винтов, разработанные конструктором фирмы «Камов» В.И. Пивоваровым и освоенные на КВЗ под техническим руководством технолога фирмы «Камов» Б.П. Наумова. Идея революционна для России. Эти втулки позволили нам сократить число деталей не на одну сотню, а также значительно снизить эксплуатационные расходы по втулке.

Когда торсионная втулка рулевого винта была разработана и изготовлена, начались ее испытания. Здесь мы столкнулись с серьезной проблемой при раскрутке несущей системы до 100%. В один из дней испытаний первого наземного прототипа был запланирован выход на 100% (365,4 об./мин) по оборотам несущего винта (мы уже многократно раскручивали несущий винт до этой частоты, но со снятым рулевым винтом). Канадцы нам установили специальную программу на период испытаний, чтобы мы могли повышать обороты несущего винта вручную. После запуска двигателей и выхода на обороты чуть больше 70% хвостовой редуктор с винтом оторвался от хвостовой балки и повис. Как выяснилось позднее, причиной стала повышенная вибрация от апериодического резонанса. Это хоть и отодвинуло первый вылет вертолета более чем на год однако он был осуществлен с торсионной втулкой РВ.

Впоследствии нами была разработана традиционная для вертолетов втулка РВ на карданном подвесе, а в качестве осевого шарнира использованы два сферических подшипника. Также для исключения апериодического резонанса был спроектирован новый хвостовой редуктор (заодно увеличен диаметр рулевого винта на 100 мм) и лопасти РВ с лонжероном и отсеками из композитных материалов.

Вторым большим техническим новшеством стала электродистанционная система управления. При определении облика вертолета необходимо было выбрать тип системы управления. Нас консультировал, наверное, самый лучший специалист МВЗ по системам управления СЮ. Есаулов. На первом этапе была принята традиционная тогда система управления. Для нее был выбран комбинированный агрегат управления КАУ-165 (созданный для вертолета Ка-226). На его базе в ПМЗ «Восход» Ю.М. Баниным и А.А. Борцовым были разработаны два привода для нашего вертолета с увеличенным до 450 кг усилием на штоках. По мере появления более точных расчетов выявилось, что этот агрегат недостаточно резервирован для применения на «Ансате».

По требованию норм летной годности АП-29 система управления должна функционировать после любого единичного отказа. Конструкция КАУ-165 позволяла перейти на ручное управление, но усилий пилота все равно было недостаточно для безопасной эксплуатации вертолета на всех возможных режимах полета. Поэтому нами было принято решение заменить однокамерный привод на резервированный двухкамерный. Подходящего по характеристикам привода в России не нашлось, требовалось разработать новый. Это, в свою очередь, могло отодвинуть общий срок начала серийного производства вертолета и увеличить затраты.

Электродистанционная система управления (СДУ) применялась на самолетах Су-27 и МиГ-АТ. Мы знаем, какие чудеса маневренности показывают в воздухе эти самолеты, и это во многом благодаря СДУ. Для сокращения времени и проверки идеи решено было первые три комплекта систем управления для «Ансата» разработать на базе СДУ самолета МиГ-АТ с применением некоторых готовых элементов. Эта работа была успешно выполнена специалистами МНПК «Авионика» Г.В. Сушенцовым, И.К. Ле-щинским и Г.М. Забродиным.

…17 августа 1999 года «Ансат» впервые поднялся в воздух и летал в течение 12 минут. Сомнения многих исчезли, так как вертолет с самого начала держался в воздухе очень уверенно. Во многом это была «заслуга» бес-шарнирной втулки несущего винта, примененной на «Ансате» впервые в российском вертолетостроении. СДУ обеспечивала очень точное управление с малыми люфтами, малой зоной нечувствительности и с малым усилием страгивания благодаря отсутствию механической проводки, соединяющей органы управления с золотником. Летчики отмечают высокое качество управления и меньшее количество двойных движений на «Ансате» по сравнению с управлением традиционными вертолетами. А если учесть, что вертолет имеет лучшую в России тяговооруженность (скороподъемность при максимальной взлетной массе 16 м/с), становится очевидно, что «Ансат» имеет достаточно комфортное управление.

Пройден путь длиной в 16 лет, о работе над «Ансатом» можно рассказывать очень долго. Сегодня, накануне его первого юбилея, хочу сказать, что для всех, кто работал над этим проектом, «Ансат» останется любимым ребенком со всеми его достоинствами и недостатками, а также болезнями. Но это болезни роста, которые, я уверен, скоро пройдут.

Валерий ДВОЕГЛАЗОВ, ведущий конструктор ОКБ КВЗ