Яндекс.Метрика

Люди практической науки

22.12.2013

«В наших исследованиях получены уникальные данные, обогатившие науку о вертолетостроении…»

Интервью с Александром Ивановичем Акимовым (ГНЦ «Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова» (ЛИИ).

Александр Иванович Акимов – известный ученый в области аэродинамики, летных исследований и испытаний вертолетов, доктор технических наук, старший научный сотрудник. Работает в ЛИИ им. М.М. Громова с 1956 года, после окончания МАИ; начальник комплексной вертолетной лаборатории. Автор более 100 научных работ, патентов и авторских свидетельств на изобретения, а также трех книг.

Имеет звание «Заслуженный машиностроитель РФ», награжден орденом «Знак почета», орденом «Почета», медалями. Лауреат премии им. профессора Н.Е. Жуковского и премии им. академика А.И. Макаревского. Награжден медалью им. М.М. Громова.

«…Возникло желание все делать так же хорошо и добротно, как отец…»

Родился я в далеком Приморском крае в городе Лесозаводске, где прошли детство, юность, учеба в средней школе. Из этого периода помню несколько поучительных событий, которые в жизни очень пригодились. Отец мой был высококвалифицированным рабочим, владевшим несколькими специальностями: токаря, фрезеровщика, файмеханика и слесаря-монтажника. К нему часто приходили жители нашего городка с просьбой отремонтировать различные бытовые механизмы: швейные машины, тележки, велосипеды, мотоциклы и т.д. Причем таких просьб было очень много, он не справлялся с потоком заказов. Однажды я спросил у нашего соседа, почему так много людей идут к отцу с просьбами, а он мне ответил так: «Запомни, мальчик, это потому что если Иван Иванович что-то отремонтирует, то это никогда не сломается». Тогда у меня возникло желание все делать так же хорошо и добротно, как отец.

В школе учился хорошо. Однажды на экзамене учитель по математике фронтовик Павел Федорович спросил, откуда ты взял вывод формулы бинома Ньютона. Я ответил, что вы нам давали. Но он возразил, что такого вывода он не давал, но приведенный мной вывод тоже правильный, и добавил: «Хорошо, победителей не судят».

С авиацией я познакомился в авиамодельном кружке. Но самое сильное впечатление она произвела на меня в 1941 года, когда началась война. Мы, мальчишки, не пропускали ни одного киносборника о войне. В них видели, как армады немецких бомбардировщиков обрушивали на нашу землю тысячи бомб, разрушали заводы, дома, города, как наши летчики-истребители вступали зачастую в неравный бой с немецкими асами, которые воевали в общем-то на хороших машинах. Я испытывал, с одной стороны, ненависть к этим грозным, могучим стальным птицам, а с другой – возникало желание, когда вырасту, участвовать в создании наших самолетов, которые будут лучшими самолетами в мире.

«Японские войска находились в семи километрах от нашего города…»

Дальний Восток во время войны на Западе жил под постоянной угрозой нападения со стороны Японии, Квантунская армия оккупировала Маньчжурию и японские войска находились в семи километрах от нашего города. В августе 1945 года это напряжение от ожидания нападения несколько спало, наши войска вступили в войну с Японией. В памяти осталось радостное волнение, когда в один солнечный августовский день над нашим городом на небольшой высоте пронеслись на большой скорости боевые машины с красными звездами. Спустя много лет я узнал, что это были штурмовики Ил-2. Тогда у меня, школьника 8-го класса, окончательно созрело желание учиться в авиационном институте.

Школу я окончил с серебряной медалью и по конкурсу поступил в МАИ на самолетостроительный факультет по специальности – вертолетостроение. На кафедре «Проектирование вертолетов», которой руководил академик Борис Николаевич Юрьев, кроме учебной работы, активно проводились научные исследования по разработке перспективных схем винтокрылых летательных аппаратов, несущих систем и других агрегатов. При кафедре была организована авиамодельная лаборатория. Эту работу вели преподаватели и инженеры кафедры, привлекались студенты старших курсов.

В то время летающих моделей вертолетов практически не существовало. Студент нашей группы Марат Николаевич Тищенко, в дальнейшем Генеральный конструктор Московского вертолетного завода, построил летающую модель вертолета, на которой установил мировой рекорд продолжительности полета модели.

По совету Бориса Николаевича Юрьева я начал разработку и постройку свободно летающей модели вертикально взлетающего самолета.

«В первом же полете модель отработала программу и выполнила безаварийную посадку…»

Длина модели была около 0,7 метра, размах крыльев 0,9 метра. Специально спроектировал винт с такими параметрами, чтобы при мощности двигателя 0,25 л.с. его тяга превышала массу модели на 20%. Вблизи крестообразного хвостового оперения был установлен механический программник с таймером, который по заданной схеме отклонял руль высоты. Модель в стартовой позиции устанавливалась вертикально на крестообразное оперение и после запуска двигателя взлетала вертикально, переходила в горизонтальный полет, выполняла несколько мертвых петель, затем переходила в горизонтальный полет и после остановки двигателя в режиме планирования совершала посадку с пробегом по-самолетному. В первом же демонстрационном полете, на котором присутствовали все работники кафедры, модель исправно отработала заданную программу и выполнила безаварийную посадку. Юрьеву это очень понравилось, и он дал указание оформить меня на полставки лаборанта кафедры, что было большим подспорьем для продолжения учебы в институте.

Близилось время окончания института. На преддипломную практику я был направлен в Летно-исследовательский институт. Руководитель практики профессор Ростислав Александрович Михеев предложил мне в качестве специальной части для дипломной работы разработать метод расчета шарнирных моментов лопастей винта с использованием результатов измерения в полете деформаций лопастей вертолета Ми-1. Это была очень сложная, но актуальная до настоящего времени задача. Переменные шарнирные моменты лопасти значительно нагружают несущую систему и систему управления; без методов их расчета невозможна разработка новых вертолетов. На защите дипломного проекта Михаил Леонтьевич Миль сказал, что моя выпускная работа соответствует требованиям, предъявляемым к дипломным проектам, но специальная часть выходит за рамки студенческой работы и заслуживает особой оценки. После окончания МАИ в 1956 году, получив диплом с отличием, я был направлен на работу в ЛИИ.

«Идея создания тяжелого вертолета продольной схемы была отвергнута…»

Летно-исследовательскому институту тогда было всего 15 лет, его организовали в 1941 году для решения в условиях натурного эксперимента проблем летательных аппаратов, двигателей и оборудования. За короткое время я получил квалификацию ведущего инженера по летным испытаниями и исследованиям вертолетов с правом принимать участие в испытательных полетах. В то время вертолетная лаборатория находилась на этапе становления. Под руководством опытных специалистов Самуила Борисовича Брена, Андрея Андреевича Докучаева, Ростислава Александровича Михеева были развернуты исследования по различным направлениям вертолетной проблематики.

Тогда в нашей стране и за рубежом конструкторы работали над созданием вертолетов большой грузоподъемности. Велись дискуссии о выборе несущей системы такого вертолета. По предложению М.Л. Миля в ЛИИ были поставлены летные исследования потребных мощностей винтов вертолета продольной схемы Як-24. Проведение этих исследований было поручено мне. Результаты оказались сенсационными. Вследствие вредного индуктивного влияния переднего винта, потребный крутящий момент заднего винта на большинстве режимов полета был в два раза больше, чем у переднего винта! Так что суммарная потребная мощность на этих режимах у вертолета продольной схемы почти на 30% больше, чем у одновинтового вертолета. Поэтому идея создания тяжелого вертолета продольной схемы была отвергнута. В 1977 году на Московском вертолетном заводе им. М.Л. Миля был создан тяжелый одновинтовой вертолет Ми-26, который по грузоподъемности, производительности, топливной эффективности до настоящего времени превосходит все вертолета мира.

«Это был прорыв в разработке эффективных методов летных испытаний вертолетов…»

Летные исследования и доводка нового вертолета по времени и финансовым затратам сопоставимы с этапом проектирования и создания опытного вертолета. В значительной мере это объясняется тем, что летные характеристики вертолета зависят от большого числа атмосферных и эксплуатационных параметров, и определить летные данные в нужном объеме простым перебором параметров практически невозможно. В 1962 году мною была разработана теория подобия режимов полета вертолетов с газотурбинными двигателями, которая позволяла в конкретных условиях полета получить обобщенные характеристики вертолета для любых условий полета, по которым простым пересчетом получают летные данные для любых заданных условий. Это был прорыв в разработке эффективных методов летных испытаний вертолетов.

Для расширения безопасной эксплуатации и при разработке новых вертолетов очень важными были летные исследования предельных режимов полета по срыву потока с лопастей и по влиянию сжимаемости на критических режимах при больших скоростях полета. Эти летные исследования, связанные с повышенным риском, предусматривали выход на опасные режимы полета, на которых, согласно теории, на лопастях возникает срывное обтекание и ухудшается управляемость вертолета. При обсуждении летной программы на методическом совете заслуженный летчик-испытатель Егор Филиппович Милютичев заявил, что ему второй пилот не нужен, но он хотел бы, чтобы в полетах участвовал А.И. Акимов, который сможет дать полезные советы при выполнении критических режимов. В этих исследованиях впервые на вертолете Ми-4 были изучены закономерности возникновения срывного обтекания лопастей, показано, что критерием появления заметного срыва является не ухудшение управляемости, а интенсивный рост нагрузок на лопастях и в системе управления вертолета, что ограничивает допустимые режимы полета. Исследования, выполненные практически на всех отечественных вертолетах, позволили установить обобщенные границы безопасных режимов, которые используются при разработке и испытаниях новых вертолетов.

«Исследования имели большое значение для обеспечения надежности и безопасности полета…»

Массовое применение вертолетов в военной и гражданской авиации требовало существенного повышения безопасности их эксплуатации. В лаборатории были поставлены летные исследования опасных режимов «вихревого кольца», зон опасных сочетаний высоты и скорости полета при отказе двигателей, взлетно-посадочных характеристик при нормальной работе двигателей и при их отказе. Эти исследования проводили кандидаты технических наук Борис Андреевич Литвинов, Борис Тимофеевич Чуклов, инженер Александр Ефимович Кульман. Полеты выполняли известные заслуженные летчики-испытатели – Егор Филиппович Милютичев, Олег Григорьевич Кононенко, Николай Александрович Бессонов, Аркадий Павлович Макаров, Анатолий Иванович Муха, Владимир Павлович Сомов, Владимир Михайлович Семенов.

Трудно переоценить научные результаты, полученные в исследованиях на пилотажных стендах и летающих лабораториях с переменными характеристиками устойчивости и управляемости – по динамике полета и автоматизации управления вертолетов, которые проводили доктор технических наук Леонид Михайлович Берестов, кандидаты технических наук Олег Яковлевич Деркач, Татьяна Павловна Шаповал, Алла Гавриловна Пухова, Анатолий Петрович Коновалов, Владимир Антонович Куратов, ведущий инженер Александр Александрович Орлов.

Велись исследования по нагружению конструкции и обеспечению аэроупругой устойчивости агрегатов. Эти исследования имели большое значение для обеспечения надежности и безопасности полета, увеличения ресурса. Практические методы назначения ресурса агрегатам вертолета разработаны с обязательным использованием характеристик их нагружения, полученных в реальных условиях полета. В исследованиях по определению нагружения и прочности конструкции отрабатывались методы пилотирования значительно снижающие повреждаемость конструкции при условии сохранения или улучшения летных, взлетно-посадочных и маневренных характеристик. Эти исследования проводили кандидаты технических наук Ростислав Александрович Михеев, Виктор Семенович Лосев, Александр Владимирович Бубнов, инженеры Георгий Александрович Констандян, Валентина Ивановна Щукина и другие.

Научно-методическое обеспечение таких ответственных летных исследований, заключавшееся в разработке безопасных методов их проведения, осуществлялось руководителями отделов и лаборатории. Проведение таких исследований было бы невозможно без понимания и поддержки со стороны руководителей института, известных ученых и организаторов науки: дважды Героя Социалистического Труда, доктора технических наук Николая Сергеевича Строева, Заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических наук Макса Аркадиевича Тайца, Героя Социалистического Труда, доктора технических наук Виктора Васильевича Уткина, доктора технических наук Арсения Дмитриевича Миронова и руководителя летно-испытательного центра Героя Советского Союза, Заслуженного летчика-испытателя, генерал-майора авиации Валентина Петровича Васина.

В наших исследованиях были получены уникальные научные данные, обогатившие науку о вертолетостроении знаниями по аэродинамике, устойчивости, управляемости и автоматизации управления, нагружению и аэроупругой устойчивости конструкции, по безопасности полета и нормированию летной годности.

Вертолетная лаборатория стала крупным подразделением института, ведущим научным коллективом по ряду проблем вертолетостроения. В течение многих лет исследования проводились на 10-12 летающих лабораториях. Лаборатория постоянно пополнялась молодыми специалистами, лучшими выпускниками МАИ, МФТИ и других вузов. Многие из них защитили кандидатские диссертации. Молодежь составляла более 40% от общей численности коллектива. Научные достижения коллектива лаборатории, признанные в научно-исследовательских институтах, в опытных конструкторских бюро и организациях промышленности, стали возможны благодаря постоянной работе по развитию научных направлений, методов исследований и экспериментальной базы, воспитанию высококвалифицированных специалистов и, конечно, взаимодействию с организациями науки и промышленности. Как сказал о нашей лаборатории один из авторитетных деятелей авиационной отрасли, заместитель министра авиационной промышленности Владимир Тимофеевич Иванов: «Ваши авторитет, успех и признание находятся в тесной связи с практиками, с теми, кто создает летательные аппараты».

Основные публикации А.И. Акимова за последнее время

1. Акимов А.И. Аэродинамика и летные характеристики вертолетов. Справочная библиотека авиационного инженера-испытателя (монография). // М., Машиностроение, 1988.

2. Акимов А.И., Берестов Л.М., Михеев Р.А. Летные испытания вертолетов (монография), 2-е издание, переработанное и дополненное // М., Машиностроение, 1994.

3. Вертолет. Патент на промышленный образец № 45460. Вертолет имеет высокий уровень производительности, топливной эффективности и летно-технических характеристик, зарегистрирован в Государственном реестре промышленных образцов РФ // М., 1999.

4. Вертолет для транспортировки груза на внешней подвеске. Патент на изобретение № 2265555. Вертолет оборудован автоматизированной системой точного висения над заданной точкой, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ // М., 2005.

5. Акимов А.И. Наземные испытания и подготовка вертолета к первому вылету // РАН «Машиностроение». Энциклопедия, ТТ. 4-21. М., Машиностроение.

6. Акимов А.И. Особенности летных испытаний опытного вертолета // РАН «Машиностроение». Энциклопедия, ТТ. 4-21. М., Машиностроение.

7. Акимов А.И. Исследования безопасности полета вертолетов на малых скоростях с большими углами атаки несущего винта в случае попадания на режим «вихревого кольца» // Научно-технический сборник ФГУП ЛИИ им М.М. Громова, 2010.

8. Акимов А.И. Исследования предельной несущей способности винтов вертолетов на режимах полета со срывом потока с лопастей и на критических режимах по влиянию сжимаемости воздушного потока на аэродинамические характеристики винта // ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова». Труды № 561, 2013.

9. Акимов А.И. Исследование режимов «вихревого кольца» вертолетов //ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова». Труды № 561, 2013.

10. Акимов А.И. Летные исследования резервов улучшения летно-технических характеристик вертолетов типа Ми-8 // ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова». Труды № 561, 2013.

11. Акимов А.И. Летные исследования актуальных проблем аэродинамики, прочности и управляемости вертолетов // Научно-техническая конференция ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», Москва, ноябрь 2007 г.

12. Акимов А.И., Петросян Э.А. Методы взлета и посадки при эксплуатации вертолетов с коротких площадок // 10-й Форум Российского вертолетного общества, Москва, 29-30 ноября 2012 г.

Интервью подготовил к публикации кандидат филологических наук, доцент М.И. Никитин.