В связи с потребностями народного хозяйства и вооруженных сил в перевозке неразъемных грузов массой более 20 т. в ОКБ им. М. Л. Миля в 1959г. начались исследования сверхтяжелого вертолета, а в 1961г. Госкомитет по авиационной технике выдал задание на проектирование вертолета грузоподъемностью 20-25т. В мае 1962г. вышло Постановление Совета Министров СССР о разработке самого тяжелого и грузоподъемного транспортного вертолета Ми-12 (В-12), способного перевозить различные виды военной техники массой до 25т, в том числе новейшие ракеты стратегического назначения.
После исследования различных схем вертолетов: одновинтовой с четырьмя ГТД Д-25В и ГТД с системой привода от тихоходных турбин, двухвинтовой продольной и двухвинтовой поперечной схем — было принято решение о разработке вертолета двухвинтовой поперечной схемы с использованием несущих винтов вертолета Ми-6 и удвоенной силовой установки и трансмиссии и с учетом опыта разработки двухвинтовых вертолетов Г-3, Г-4 и Б-11 поперечной схемы ОКБ И. П. Братухина. Для вертолета было предложено использовать крыло обратного сужения, уменьшающее потери тяги несущих винтов, схема которого была признана изобретением и запатентована. Для исследования жесткостных и частотных характеристик необычной несущей системы была разработана динамическая подобная модель, испытанная в ЦАГИ, где в аэродинамических трубах проводились продувки моделей вертолета. Был также построен натурный испытательный стенд для доводки несущей системы, силовой установки и трансмиссии. Разработкой вертолета руководили М. Л. Миль и его заместители Н. Г. Русанович и М. Н. Тищенко.
В апреле 1965 г. вышло Постановление Совета Министров о постройке первого опытного вертолета на заводе ОКБ, а на Саратовском авиационном заводе была начата подготовка производства первой серии из пяти вертолетов. В конце 1965г. был изготовлен макет вертолета и продемонстрирована возможность размещения в нем большинства видов тяжелой военной техники, а в апреле 1966г. началась сборка первого опытного вертолета, завершившаяся летом 1967г.
Первый полет вертолета Ми-12 (В-12) состоялся 10 июля 1968 года (летчик-испытатель В. П. Колошенко), а осенью вертолет был передан в Летно-исследовательский институт для государственных испытаний, во время которых 22 февраля 1969г. экипажем В. П. Колошенко был установлен мировой рекорд подъема груза 31т на высоту 2350м, а 6 августа 1969г. был установлен абсолютный мировой рекорд подъема груза 40т на высоту 2250м, не превзойденный до настоящего времени; всего на вертолете В-12 было установлено 8 мировых рекордов. В 1971г. вертолет В-12 успешно демонстрировался на 29-м Международном авиакосмическом салоне в Париже, где был признан "звездой" салона, а затем в Копенгагене и Берлине.
Второй опытный вертолет Ми-12 (В-12) совершил первый полет 28 мая 1973г. (летчик-испытатель Г. В. Алферов). К этому времени отпала необходимость у военных в вертолете такой грузоподъемности благодаря созданию более эффективных и более легких стратегических ракет на мобильных пусковых установках, а все потребности народного хозяйства и Вооруженных Сил успешно удовлетворялись вертолетами Ми-6 и Ми-10, поэтому разработка В-12 была прекращена, и первый опытный вертолет был передан в музей ВВС в Монино.
В ОКБ исследовался ряд проектов сверхтяжелых вертолетов, являвшихся развитием Ми-12 с грузоподъемностью 40 — 50т и предназначавшихся для перевозки неразъемных народнохозяйственных грузов и для транспортировки межконтинентальных баллистических ракет:
Ми-12М — развитие В-12 для транспортировки грузов массой 40т на 200км с двумя ГТД Д-303 мощностью по 20000л.с. и шестилопастными несущими винтами;
В-16 — с максимальной грузоподъемностью 50т с двумя мощными ГТД с тихоходными турбинами и шестилопастными несущими винтами.
Исследовался также проект В-16 трехвинтовой схемы с шестью ГТД Д-25ВФ, однако дальнейшая разработка его и других проектов была сочтена нецелесообразной из-за прекращения программы Ми-12.
Конструкция.
Вертолет выполнен по двухвинтовой схеме с четырьмя ГТД и трехопорным шасси.
Фюзеляж полумонококовой конструкции имеет грузовую кабину, как у самолета Ан-22, размером 28.15 x 4.4 x 4.4м с задним грузовым люком с опускающимся трапом и боковыми створками и электролебедками и тельферами для загрузки различной техники. В кабине могло разместиться 196 солдат или 158 раненых на носилках. Кабина экипажа двухэтажная, в нижней кабине размещаются два летчика, бортинженер и бортэлектрик, в верхней — штурман и бортрадист.
Крыло верхнерасположенное, размахом 28.4м, отличается обратным сужением (концевые хорды вдвое больше корневых) и большим поперечным V (-), поддерживается ферменными подкосами, соединенными с фюзеляжем и опорами шасси.
Оперение самолетного типа, с большим килем, с рулем направления и стабилизатором, с рулями высоты и концевыми шайбами.
Шасси трехопорное, неубирающееся, со сдвоенными колесами на всех опорах и пневмомаслянными амортизаторами. Колея шасси 13.1м, база 12.9м, на фюзеляже перед рампой грузового люка имеются дополнительные опоры, используемые при загрузке вертолета.
Несущие винты пятилопастные, имеют такую же конструкцию, как на Ми-6, и расположены с минимальным перекрытием ~3м, цельнометаллические лопасти от Ми-6 были заменены новыми лопастями композитной конструкции со стальным лонжероном, стеклопластиковой носовой частью и секциями задней части с фольгированным сотовым заполнителем.
Силовая установка состоит из четырех форсированных ГТД Д-25ВФ, специально разработанных в ОКБ генерального конструктора П. Д. Соловьева. Двигатели установлены попарно в гондолах на концах крыла.
Топливная система включает основные топливные баки в крыле и подвесные топливные баки.
Система трансмиссии отличается большой сложностью, с редукторами двигателей и промежуточным редуктором в центроплане и трансмиссионными валами для синхронизации и передачи мощности в случае отказа одного или даже двух двигателей с одной стороны.
Система управления двухкаскадная с основными и промежуточными гидроусилителями, отличается большой протяженностью и включает автоматические устройства для регулирования нагрузки. Управление типовое для вертолетов поперечной схемы: продольное управление осуществляется одновременным изменением циклического шага обоих винтов и их наклоном, путевое — дифференциальным изменением шага винтов и их наклоном в разные стороны; поперечное — дифференциальным управлением общим шагом винтов. Управление общим шагом несущих винтов синхронизировано с управлением рулями высоты, а отклонение руля направления повышает эффективность путевого управления. Для вертолета был специально спроектирован автопилот АП-44, дополненный автопилотом АП-34Б-1.
Восемь мировых рекордов и почти тридцать лет забвения - такова короткая биография самого большого и самого грузоподъемного в мире вертолета Ми-12. Винтокрылый гигант, последний в семействе вертолетов, созданных Генеральным конструктором Михаилом Леонтьевичем Милем, вобрал в себя целый ряд оригинальных конструкторских новинок и технических решений, которые позже были успешно применены на многих вертолетах и самолетах. О том, как рождалась эта машина, рассказывают дочери генерального конструктора Надежда и Елена Миль. Вместе с другими сотрудниками фонда М. Л. Миля они стремятся сохранить память о создателях отечественных вертолетов.
...Зрелище вертолета Ми-12, величественно плывущего над Ле-Бурже при удивительно низком уровне шума, несмотря на свою мощность 26000л.с, запрятанную в двигательные гондолы, заставляет задуматься: неужели почти все вертолетостроение шло по неправильному пути около двух десятилетий".
"...Дебют русского транспортного вертолета-гиганта Ми-12, несомненно, расшевелил вертолетостроение во всем мире... Эксплуатирующие организации обсуждают вопросы, возникшие после его показа широкой публике, например, у кого за пределами Советского Союза может возникнуть необходимость в эксплуатации такой огромной машины".
"...Один из представителей фирмы "Сикорский", пораженный весом вертолета, заявил, что разработка такой машины в США стоила бы 200 миллионов долларов, что немыслимо".
Такими были высказывания во французской и в мировой прессе после демонстрационного полета советского вертолета-гиганта В-12 на Международном авиационно-космическом салоне в Ле-Бурже под Парижем в июне 1971 года. У этого и поныне самого большого в мире винтокрылого летательного аппарата размах крыльев с двумя несущими винтами достигал 67 метров, диаметр винта - 35 метров, длина фюзеляжа - 37 метров, высота - 4,4 метра, диаметр колес шасси - 1,7 метра, максимальный вес - 105 тонн. Он поразил всех не только своими небывалыми размерами, но и новыми конструкторскими решениями, которые были оценены как самые передовые достижения авиационной науки и техники.
Вертолет Ми-12 конструкции Михаила Леонтьевича Миля впервые поднялся в небо весной 1967 года. За короткий срок на этой машине было установлено 8 мировых рекордов. Главный из них - рекорд грузоподъемности: в 1969 году В-12 поднял на высоту 2250 метров груз весом 44 205 тонны. Это достижение занесено в Книгу рекордов Гиннесса и уже тридцать лет остается непревзойденным.
Тяжелый транспортный вертолет задумывался в начале 1960-х годов как одно из звеньев плана ведения быстрой ядерной войны. Он должен был доставлять к месту старта в труднодоступные районы ракеты и крупногабаритные грузы. Планировалось перевозить их на ближайший аэродром транспортным самолетом Ан-22 "Антей", затем перегружать на вертолет с фюзеляжем таких же размеров и переправлять на место дислокации. М. Л. Миль писал в своем дневнике: "Концепция НАТО о четырех-пятидневной ядерной войне. Все факторы безопасности, включая географическую удаленность, уже не действуют. Вместо этого - постоянная подвижность. Поэтому нужны... мощный вертолет на одном конце поля и самолет на другом". Подобная концепция разрабатывалась и в США. Там строили тяжелый вертолет НLН фирмы "Боинг", однако он даже не взлетел.
К разработке Ми-12 М. Л. Миль приступил по заданию правительства СССР в 1963 году. В Опытно-конструкторском бюро, которым он руководил, к этому времени уже было создано несколько типов первоклассных вертолетов, таких, как Ми-1, Ми-4, Ми-6, Ми-8, Ми-10. Все они строились по одновинтовой схеме (один несущий винт над фюзеляжем). Использовать такую схему для тяжелой машины конструкторы двигателей Д. М. Кузнецов и П. А. Соловьев посчитали нецелесообразным, поскольку для нее нужно было разрабатывать сверхмощный редуктор и попутно решать другие сложнейшие технические задачи.
Подходящую схему Миль искал мучительно, обдумывал одновременно несколько вариантов, анализировал каждое решение со всех сторон, принимая во внимание все обстоятельства, вплоть до производственных условий. Рассматривался, например, одновинтовой вертолет с реактивными двигателями на концах лопастей. Редуктор для него был не нужен, однако требовалось спроектировать новую несущую роторную систему, двигатель, другие узлы и детали, проще говоря, создать вертолет новой конструкции. Такой вариант тоже не подходил.
М. Л. Миль писал в дневнике: "Как создать следующий, больший по весу вертолет? Вычислить параметры оптимальной конструкции почти на удается - слишком много противоречивых соображений должен взвесить конструктор... Рано или поздно перед ним встает вопрос о целесообразности дальнейшего увеличения диаметра несущего винта и переходе на двух- или многовинтовую схему... Комбинаций, по существу, не так много: двухвинтовые (продольная или поперечная схема) и трехвинтовые вертолеты". Рассматривались трехвинтовая и даже четырехвинтовая схемы, но обе были отвергнуты: анализ показал, что необходимую грузоподъемность (25 тонн) можно обеспечить двумя винтами.
После выбора схемы предстояло решить, каким образом строить "мосты", соединяющие несущие винты: поперечно или продольно. Сначала решили проанализировать достоинства и недостатки продольной схемы, использованной на советских вертолетах Як-24 и американском V-44, который М. Л. Миль приобрел по поручению правительства во время командировки в США в 1960 году. Три Як-24 взяли у военных, пригнали из Торжка на испытательный аэродром в Панки, начали на них летать и изучать летные характеристики. Выполняли эту работу летчики-испытатели В. П. Колошенко, Р. И. Капрелян и Г. Р. Карапетян. Во время испытаний были обнаружены неравномерная загрузка переднего и заднего редукторов, большие вибрации, неустойчивость вертолета в полете. Те же самые недостатки проявились и при испытаниях американского вертолета. После исчерпывающего анализа Миль окончательно остановился на поперечной схеме. Вертолет такой конструкции еще перед войной построил в Германии Генрих Фокке. Его FW-61 выпускался серийно. У нас вертолеты поперечной схемы проектировали И.П.Братухин и Н.И.Камов.
Пять лет работы над Ми-12 стали для М. Л. Миля годами наивысшего творческого подъема. "Эта машина будет лучшей из того, что мне удалось создать, верь мне", - говорил он жене. В ОКБ был объявлен конкурс на лучшее конструкторское решение. В нем участвовали, с одной стороны, А. С. Браверман и А. М. Блок, с другой - М. Л. Миль, О. П. Бахов и другие молодые конструкторы. Началась работа над эскизным проектом. Первым делом нарисовали ферму, на ее концах расположили двигатели. Трудность состояла в том, чтобы избежать нежелательных колебаний, присущих поперечной схеме, и опасных резонансных колебаний, которые могли вызвать подвешенные на концах фермы двигатели.
После проработки нескольких вариантов было принято блестящее решение: вынести силовые установки на пространственных фермах в стороны от фюзеляжа, часть поддерживающих их подкосов преобразовать в так называемые крылья обратного сужения - узкие у фюзеляжа, где скорости воздушного потока от несущих винтов максимальны, и расширяющиеся к концу, где располагаются двигатели и скорость потока минимальна. Выигрыш в подъемной силе достиг 5 тонн. На эту абсолютно оригинальную схему были получены патенты в Англии, во Франции и в Италии.
М. Л. Милю предстояло доказать правильность своего выбора в высоких инстанциях и получить возможность работать дальше. Решение принимала специальная комиссия во главе с начальником ЦАГИ, известным конструктором самолетов В. М. Мясищевым. 21 января 1965 года Миль пишет в дневнике: "Вчера с блеском прошла конференция в Панках. Мой доклад всем понравился. Были из ЦК Редькин, Максимов, весь аппарат Совмина, Пышнов из ВВС, всего 450 человек. Выступил Вильдгрубе, он охаял Ми-12, сказал, что, не меняя нагрузку, можно было сделать машину по продольной схеме вдвое легче. Мы решили его бить. Выступили Тишенко, Некрасов, Радин и я. Повторно выступил Вильдгрубе, его надо было видеть". Через 5 дней новая запись в дневнике: "Уже неделя как почти каждый день с утра приезжает к нам на полдня начальник ЦАГИ Мясищев со своими помощниками (8 человек). Вместе с Федуловым и Вильдгрубе они разбираются в моей новой схеме, сравнивая ее с продольной. А мы, конечно, засиживаемся вечерами. Сегодня уже почти окончательная победа. Мясищев за нас... Послезавтра комиссия. Вместо того чтобы оказаться вдвое хуже, наша машина вдвое лучше продольной, да и вообще решение великолепное".
Кончилось все тем, что и В. М. Мясищев, и министр авиационной промышленности П. В. Дементьев поддержали Миля. По решению правительства на заводе приступили к реализации проекта.
Очень интересной была конструкция гондол для двигателей. Откидной капот позволял обслуживать двигатели без дополнительных наземных стремянок. Можно было выйти из кабины, пройти по крылу, встать на откинутый капот гондолы, как на трап, и заняться мотором. Позже такую компоновку применили и на Ми-26. Четыре двигателя ГТД-25ВФ конструкции П. А. Соловьева, мощностью 6500 л. с. каждый, попарно работали, передавая вращение двум главным редукторам, на выводных валах которых были установлены пятилопастные несущие винты. Двигатели, главные редукторы, втулки и автоматы перекоса взяли из выпускавшихся серийно вертолетов Ми-6 и Ми-10, но не просто поставили их на Ми-12, а основательно усовершенствовали: двигатель стал на 1000 л. с. мощнее, каждая лопасть облегчилась на 300 килограммов, появился новый лонжерон.
Чтобы винты не схлестнулись, а их лопасти по проекту заходили друг за друга на 1.5 метра, нужно было добиться абсолютной синхронности их вращения. Для этого сконструировали специальный трансмиссионный вал, соединяющий главные редукторы. На изломе вала в месте стыковки крыльев установили промежуточный редуктор. Синхронный вал служил для передачи мощности с одного двигателя на другой.
Важный вопрос для вертолета поперечной схемы - выбор направления вращения винтов. Еще в 1930-1940-х годах М. Л. Миль занимался проблемами балансировки и управляемости автожиров и самолетов и был признан одним из ведущих аэродинамиков. Ему удалось с помощью несложных устройств существенно улучшить системы управления самолетов Ил-2, Ил-4, Ил-16, Ла-5 и Ту-2. Разработанная Милем в те годы теория до сих пор используется при проектировании систем управления летательных аппаратов.
В работе над Ми-12 Генеральному конструктору пришлось вспомнить свои старые работы по управляемости. Он рассмотрел аэродинамические силы и моменты, действующие на вертолет при вращении винтов в двух направлениях: от фюзеляжа наружу - так называемый тип "брасс" и в противоположном _ тип "баттерфляй". Миль пришел к выводу, что в случае вращения винтов по схеме "брасс" вертолет более управляем, хотя многие специалисты настойчиво подталкивали его к выбору направления вращения винтов извне к фюзеляжу. Несмотря на успешные полеты вертолета, М. Л. Милю так и не удалось убедить оппонентов в своей правоте. Тем не менее на заводе эта работа была оценена по достоинству и считалась открытием.
Изучая устойчивость и балансировку вертолета, Генеральный конструктор убедился, что при вращении винтов по схеме "брасс", то есть от фюзеляжа, эффективность управления в момент крена увеличивается. Если же винт вращается в противоположном направлении, то на крене могут возникнуть такие условия, при которых управление отказывает. Летчик до упора отклоняет ручку вправо, полностью "выжимает" педаль, а машина, выполняя спираль, все равно опрокидывается через левое крыло.
Полеты показали очень хорошую управляемость и устойчивость Ми-12. Пилотирующий его летчик В. П. Колошенко рассказывал, что вертолет устойчиво летал с брошенной ручкой управления от трех до семи минут. Он запомнил и необычные для вертолетчика ощущения: не было мелькания перед глазами лопастей винта, вибраций и шума: "Я будто плыл на огромном корабле". И все это благодаря тому, что двигатели удалены от кабины и число оборотов несущих винтов втрое меньше, чем у других вертолетов.
Построенный вертолет было решено превратить в испытательную модель и проверить на ней все возможные нежелательные колебания. Вместо лопастей на втулки винтов поставили вибраторы - электромоторы с несбалансированным грузом, а чтобы смоделировать условия полета, подвесили вертолет на амортизационных шнурах. Его буквально напичкали исследовательской аппаратурой. Испытания проводили по ночам, а днем обрабатывали полученную информацию. Так продолжалось целый месяц. За время доводки машины Михаил Леонтьевич подписал множество актов и протоколов испытаний, подтверждающих ее готовность к полетам. Он говорил: "Я хочу нести всю полноту ответственности".
В это же время М. Л. Миль в соавторстве с молодыми конструкторами А. В. Некрасовым, А. С. Браверманом, Л. Н. Гродко и М. А. Лейкандом написал и опубликовал книгу "Вертолеты. Расчет и проектирование", которую считал главным трудом своей жизни. В ней обобщен и проанализирован огромный опыт проектирования вертолетов в возглавляемом им конструкторском бюро и прослежена вся история развития вертолетостроения с начала 20-х годов
Весной 1967 года увидеть первый полет Ми-12 в заводской летно-испытательный комплекс съехались создатели вертолета, представители НИИ, заводов и смежных предприятий, министерства авиационной промышленности, военные. Под марш авиаторов "Мы рождены, чтоб сказку сделать былью" мощный тягач вытащил вертолет из цеха. Он не мог там развернуться и выезжал хвостом вперед. Кто-то сказал тихо: "Плохая примета". Михаил Леонтьевич услышал это и помрачнел, он был суеверен. Пилот В. П. Колошенко развернул вертолет против ветра, порулил вправо, влево _ машина слушалась. Затем он начал наращивать обороты двигателей, подготавливаясь к старту. Наконец, вертолет плавно оторвался от земли и повис. И вдруг машина заплясала, начала медленно раскачиваться из стороны в сторону, затем накренилась и, не подчиняясь ручке управления, так с перекосом и пошла вниз. Когда вертолет коснулся земли, покрышки загнулись на одну сторону и колеса ударились о бетон ребордой. Одна из них сломалась, и камера с громким хлопком лопнула... Столько надежд рухнуло!
Очень скоро после неудачи Миль заболел, и недостатки системы управления В-12, обнаруженные после аварии, исправляли без него, хотя регулярно и обстоятельно докладывали обо всем Генеральному и получали в ответ указания и советы.
Наконец, настал день, когда решили снова поднять машину в воздух. Опять собралось много народу, приехал и Михаил Леонтьевич. На этот раз полет прошел успешно, хоть и вытаскивали вертолет из ангара, как и в первый раз, хвостом вперед. Громадина весом около 100 тонн поднялась с удивительной легкостью, в небе она была необыкновенно красива. В сопровождении двух Ми-10 вертолет перелетел на испытательный аэродром, откуда совершил больше ста полетов. Все запланированные испытания были закончены, началась подготовка новой машины к серийному производству.
У Ми-12 не было конкурентов. Мощные вертолеты Ми-10К (или В-10), Сикорский S-64-F, Боинг-Вертол СН-47С "Чинук" поднимали груз 11-15 тонн. За успехи в создании самого грузоподъемного вертолета Конструкторскому бюро М. Л. Миля был присужден учрежденный Американской вертолетной ассоциацией второй Международный приз имени Игоря Сикорского. Сын выдающегося авиаконструктора, представитель его фирмы в Европе Сергей Сикорский писал: "Перед инженерно-техническим достижением, каким является вертолет В-12, можно только снять шляпу... Этот вертолет является единственным в своем роде и будет использоваться для выполнения уникальных операций. Я имею в виду экспедиции в районы Арктики или поиски нефтяных месторождений. Вертолет заменит железную дорогу там, где до сих пор еще не ступала нога человека".
Несмотря на все достижения и самую высокую оценку, машина в серию не пошла. Военные, а именно на них делалась ставка, отказались от Ми-12 - перед ними стояли уже иные стратегические задачи. М. Л. Миль предполагал, что, помимо военных целей, вертолет вряд ли может найти применение, хотя не исключал его использования для перевозки крупногабаритных грузов, например нефтяных платформ или сваренных в заводских условиях плетей газопроводов. Но такие редкие уникальные операции можно было осуществить двумя-тремя вертолетами меньшей грузоподъемности. Налаживать производство Ми-12 было слишком дорогостоящим удовольствием. С тех пор, уже почти 30 лет, самый большой и самый грузоподъемный в мире вертолет стоит на вечной стоянке в Музее авиации и космонавтики в подмосковном Монино.
Тактико-технические характеристики Ми-12:
- Первый полёт: 10 июля 1968 года
- Всего построено: 2
Экипаж:
- 6 человек
Вместимость:
- 196 пассажира
Габаритные размеры:
- Диаметр несущего винта: 2 x 35,00 м
- Длина фюзеляжа: 37,00 м
- Высота с вращающимися винтами: 12,50 м
Вес:
- Масса пустого: 69 100 кг
- Нормальная взлётная: 97 000 кг
- Максимальная взлётная: 105 000 кг
Двигатели:
- Тип двигателя: 4 × ГТД Д-25ВФ
- Мощность: 6497(одного) л. с.
Скорость:
- Крейсерская скорость: 240 км/ч
- Максимальная скорость: 260 км/ч
Дальность полёта:
- 1000 км
Практический потолок:
- 3500 м
Основные характеристики грузоподъемности Ми-12:
Абсолютный рекорд: 44 300 кг (1969 г., рекорд не побит).
Максимальная грузоподъемность: до 40–44 тонн в кабине.
Нормальная полезная нагрузка: 20 000 — 25 000 кг.
Грузоподъемность на внешней подвеске: так же до 20 тонн и более (в экспериментальных режимах).
