Ни в царской России, ни в Советском Союзе его изобретение практического применения не нашло, зато в США оценили сразу!

С тех пор, как вертолёты, они же геликоптеры, научились постоянно, а не от случая к случаю, и не на 2-3 минуты отрываться от земли, а проводить в воздухе многие часы, их винтами управляет автомат перекоса, изобретённый русским учёным и конструктором Борисом Николаевичем Юрьевым. Но, несмотря на то, что вертолёты без изобретения Юрьева летать не могут, ни одни вертолёт его имя не носит.

Детство

Борис Юрьев родился 10 ноября 1889 года в старинном городе Смоленске, где переплелись русская, польская, литовская и еврейская культуры. Отец, Николай Александрович дворянин, артиллерийский штабс-капитан в 1878 году вернулся с последней русско-турецкой войны, после Плевны и Шипки. Человеком он был хорошо неравнодушным и хорошо образованным, в пьянстве, как многие тогдашние офицеры, изнывавшие от скуки в мирное время, замечен не был. Свободное время Николай Юрьев тратил на конструирование, причём, занимался он этим не на любительском, а на волне профессиональном уровне, свои изобретения патентовал, солидные научные и военные журналы почитали за четь публиковать его статьи по усовершенствованию артиллерийских систем и огня.

Когда Боре было 9 лет, семья Юрьевых перебралась поближе к Москве – в Коломну. Борю отдали учиться в Коломенскую полную гимназию, что на Мещанской улице, одну из первых в Московской губернии. После получения начального образования, в 1900 году отец перевёл сына во Второй Московский Императора Николая I кадетский корпус, который существовал на деньги меценатов, и куда принимали детей из бедных дворянских семей. На эполетах и погонах всех преподавателей и кадетов корпуса красовался вензель имени Николая I.

Студенчество

Спустя 7 лет Борис окончил корпус с наградой и похвальным листом, и сразу поступил в Императорское Московское техническое училище, обучение в котором стоило 75 рублей в год – приличные по тем временам деньги. Но оно того стоило: помимо того, что Юрьев получил прекрасное образование, приобрёл квалификацию инженера-механика, он познакомился с отцом русской аэродинамики, заслуженным профессором, членом-корреспондентом Российской Академии наук Николаем Егоровичем Жуковским, который преподавал в училище аналитическую химию, и эта встреча предопределила всю дальнейшую судьбу Юрьева. Жуковский организовал в училище кружок воздухоплавания, который посещали многие студенты, в том числе, и Юрьев, проводивший там всё свободное время.

Начало ХХ века – время зарождения и становления авиации во многих странах мира. Появляются аэропланы, конструкторы рисуют их, чуть ли не на коленке, а строят в гаражах или кустарных мастерских. Отдельные экзотические конструкции сегодня вызывают лишь улыбку: у некоторых было не по два или три, а даже по четыре крыла, некоторые махали крыльями, как птицы, а у некоторых несколько круглых, как зонтики, крыльев, поднимались вверх и вниз, словно поршни, вся конструкция прыгала, но от земли так и не оторвалась. Взлетал, в лучшем случае, один аэроплан из десятков, а на аэродроме благополучно садился один из пяти взлетевших. Для тех, кто хоть немного разбирался в авиации, было очевидно, что с такой кустарщиной никто никуда не полетит, что аэроклубы и кружки, появлявшиеся там и тут, словно грибы после дождя, – дело хорошее и нужное, но без научного подхода дело с мёртвой точки не сдвинется – пилоты будут гибнуть, самолёты разбиваться.

В России тем человеком, который первым подошёл к авиации со строго научных позиций, стал Жуковский, а Юрьев был у него одним из лучших учеников. Под крылом Жуковского собралась очень хорошая компания: будущий главный конструктор несметного числа военных и гражданских самолётов Андрей Туполев, будущий профессор и доктор наук, выдающийся аэромеханик, Лауреат Сталинской премии Григорий Сабинин, автор первого в России курса авиационного материаловедения, будущий создатель самого большого в то время двухмоторного самолёта «Святогор» в конструкции которого были применены новаторские решения Василий Слесарев, авиаконструктор Александр Архангельский, и другие. Их усилиями под руководством Жуковского в 1910 году была создана лаборатория, имевшая собственную аэродинамическую трубу. В мире мало кто мог похвастаться таким кадровым и техническим богатством.

В 1911 году студенты «гнезда Жуковского» построили самолёт конструкции француза Луи Блерио. На моноплан установили трёхцилиндровый моторчик итальянца Алессандро Анзани, который не имел акселератора, и развивал постоянную смешную мощность в 25 лошадиных сил. Никакой техдокументации не было, все обмеры и рабочие чертежи делали сами, а потом сами же, из подручных материалов, рассчитав предварительно прочность каждой детали, и самолёт сделали. Риск был огромный. Поскольку прочностные характеристики материалов не были чётко известны, в конструкцию заложили большой резерв прочности, и машина оказалась тяжелее расчётной, а, значит, и энерговооружённость самолёта была несколько ниже. Тем не менее, весной 1911 года граф Михаил Сципио дель Кампо взлетел с Ходынского поля, сделал круг над аэродромом, и благополучно посадил машину.

Теория Сабинина – Юрьева

Летательные аппараты не только с крыльями и тянущим или толкающим воздушным винтом, но и с винтом, вращающимся в горизонтальной плоскости над фюзеляжем машины и создающим подъёмную силу, рисовали ещё Леонардо да Винчи и Михаил Ломоносов. Этим аппаратам не нужны были аэродромы – взлетали и садились они вертикально, в отличие от аэроплана, они могли висеть в воздухе в одной точке столько, насколько хватит топлива. (Какой агрегат будет приводить в движение винт, какое топливо этот агрегат будет использовать, ни Леонардо, ни Михаил Васильевич, не указали. Но на то они и гении). Однако рисунки так и оставались рисунками, ведь никто не знал и не понимал, как должен выглядеть и как работать несущий винт. Над этим ломали головы учёные и конструкторы многих стран и авиастроительных компаний, располагавших куда большими средствами, чем студенты. В 1911 году Борис Юрьев, которого давно думал о строительстве геликоптера (слово «вертолёт» советский авиаконструктор Николай Камов придумает полвека спустя), и Григорий Сабинин совместно разработали теорию воздушного винта, с помощью которой можно рассчитать подъёмную силу: Сабинин предложил общую теорию, а Юрьев рассчитал сам винт. Сегодня эта теория носит имя Григория Сабинина и Бориса Юрьева.

Геликоптер Юрьева

Первый шаг к появлению геликоптера был сделан, однако рабочей схемы нового летательного аппарата ещё не было. Те модели, которые строили на свой страх и риск энтузиасты, летали неустойчиво, то падая и хороня под своими обломками пилота, то раскручиваясь вокруг своей оси, и тоже падая с тем же результатом. Для того, чтобы этого вращения избежать, и повысить устойчивость и управляемость вертолёта в воздухе, Юрьев предложил сделать своеобразное плечо – балку, которая шла от места, где сидел пилот – в то время это место ещё трудно было назвать кабиной, и на её концах слева и справа установить два винта, которые будут вращаться не в горизонтальной, как несущий винт, а в вертикальной плоскости. По расчётам, эти винты должны были не только исключить произвольное вращение фюзеляжа, но и обеспечить геликоптеру надёжное управление в горизонтальном полёте. Юрьев подал заявку в патентное бюро и получил патент № 45212. Так появилась классическая одноосная схема вертолёта, по которой вот уже больше ста лет строят подавляющее количество винтокрылых машин, а в основе двухосных или соосных вертолётов всё равно лежит теория Сабинина – Юрьева.

В 1911 году студент Юрьев опубликовал свою первую научную статью, в которой рассчитал наиболее полезную нагрузку для самолёта и геликоптера, оснащённых двигателями одинаковой мощности. Спустя год на Международной выставке воздухоплавания в Москве модель геликоптера в натуральную величину, построенная не на основе экспериментов, а опиравшаяся на достаточно точные научные изыскания и расчёты, произвела настоящий фурор у специалистов и посетителей, а Юрьев за разработку проекта удостоился золотой медали.

Автомат перекоса

Однако геликоптерами, которые были построены по схеме Юрьева, управлять всё еще было сложно. Казалось бы, и аппарат сделан правильно, и пилот ошибок не допускает, но вдруг машина начинала вести себя непредсказуемо, и пилоту требовалось огромное мастерство, чтобы удержать геликоптер в управляемом полёте – начинающим и рядовым авиаторам это было просто не под силу. Конструкторы были уже готовы отказаться от летательных аппаратов вертикального взлёта и посадки, и проекты геликоптеров надолго бы легли под сукно, но винтокрылые машины снова спас Юрьев. Он изобрёл так называемый автомат перекоса – устройство, которое позволяло управлять несущим винтом геликоптера, обеспечивая ему устойчивый вертикальный взлёт и посадку, горизонтальный полёт, крен влево и вправо, а так же изменение тангажа, то есть, крен носа вверх или вниз. Суть изобретения Юрьева состояла в том, что автомат периодически изменял угол, под которым каждая лопасть несущего винта встречала воздушный поток, в зависимости от того, в каком секторе окружности, описываемой вращающимся, как единое целое винтом, в данный момент времени находится эта лопасть. По сути, автомат перекоса, предложенный Юрьевым, был механизмом для изменения шага воздушного винта. На самолётах винт переменного шага стали применять лишь в середине 30-х годов. Без этого изобретения Юрьева геликоптер так бы и остался экзотической игрушкой для богатых чудаков.

К сожалению, ни в царской России, ни в Советском Союзе значения вертолёта, как военного и гражданского транспортного средства не поняли, а, значит, и автомат перекоса, изобретённый Юрьевым, практического применения не нашёл. Русский конструктор Игорь Сикорский, уехавший в 1918 году в США, несколько видоизменил автомат Юрьева, но сам принцип работы остался прежним. Однако Сикорскому повезло больше, чем Юрьеву: он сумел наладить промышленное производство автомата перекоса, и устанавливать его на свои геликоптеры, которые выпускались серийно, и даже приняли участие во Второй мировой войне на её завершающем этапе.

Война

Но пока началась Первая мировая война. Юрьева, не дав ему завершить образование в ИМТУ, призвали в армию, произвели в прапорщики, и направили в Новогеоргиевскую крепость, расположенную в 30 километрах от Варшавы, в то время принадлежавшей Российской империи. Вскоре Юрьева перевели поближе к авиации – в эскадру тяжёлых четырёхмоторных самолётов «Илья Муромец» конструкции Сикорского, которые хотели использовать в качестве стратегических бомбардировщиков, но там Юрьев прослужил недолго: его вернули под Варшаву. В конце августа 1915 года кайзеровские войска после месячной осады взяли штурмом Новогеоргиевскую крепость, захватили больше 80 тыс. пленных, среди которых оказался и прапорщик Юрьев. В немецком плену он пробыл больше трёх лет, причём, полгода находился там уже после подписания в марте 1918 года Брестского мирного договора, предусматривавшего обмен пленными. У Юрьева был выбор: он мог остаться в Европе, но предпочёл вернуться в Советскую Россию. Это был большой риск, ведь Юрьев был «социально чуждым», поскольку являлся и дворянином, и офицером.

Научная деятельность

Вернувшись, Юрьев восстановился в МТУ, защитил диплом по теме «Тяжёлый четырёхмоторный самолёт», и стал работать в недавно созданном Жуковским Центральном аэрогидродинамическом институте – ставшим знаменитым едва ли не с момента создания ЦАГИ. Группа специалистов, которую возглавил Юрьев, разработала метод расчёта воздушных винтов самолётов, а сам Юрьев разработал вихревую теорию, подготовил и издал учебники по воздушным винтам и по экспериментальной аэродинамике.

В 1926 году Юрьев возглавил организованную в ЦАГИ группу, которая начала разработку первого советского геликоптера, по схеме, предложенной Юрьевым ещё 15 лет назад. В разработке было несколько моделей, в том числе и совершенно экзотическая с восемью несущими винтами. Но построен был всё же одновинтовой аппарат с фюзеляжем ферменной конструкции, сваренным из стальных труб и не имеющим обшивки. Винтов, вообще-то было 5: несущий, и 4 рулевых, установленных попарно, спереди и сзади. Геликоптер, названный ЦАГИ 1-ЭА, впервые полетел 14 августа 1932 года, и поднялся на высоту 605 метров, что стало неофициальным мировым рекордом, втрое превосходящим официальный рекорд, который ещё только будет установлен спустя несколько месяцев на французском вертолёте «Бреге-Доран». Одновременно с ЦАГИ 1-ЭА строили ЦАГИ 3-ЭА, в 1933-м, внеся в конструкцию ряд изменений, построили ЦАГИ 5-ЭА. Однако, несмотря на очевидные успехи, решения о серийном строительстве геликоптера принято не было – скорее всего, в тот момент в Советском Союзе ещё не видели, где винтокрылые аппараты можно применить на практике, и не хотели понапрасну тратить деньги и дефицитные материалы.

Юрьев был активным участником создания Московского авиационного института: сперва авиационное отделение мехфака МГУ было преобразовано в аэромеханический факультет, через год на его базе создали Высшее аэромеханическое училище, а оно 20 августа 1930 года уже преобразовано в МАИ. Юрьев тут же организовал кафедру аэродинамики, которую возглавлял до 1940 года. В 1939-м Юрьеву присвоили генеральское звание бригадного инженера. Он сумел «продавить» в инстанциях создание специализированного ОКБ-3, которое занималось проектированием геликоптеров. В марте 1940 года Комитет обороны СССР поручил ОКБ-3 в кротчайшие сроки построить двухместный двухмоторный геликоптер, который бы развивал максимальную скорость до 150 км/час, имел дальность 200 км, и потолок – 4,5 км, однако начавшаяся война и эвакуация не позволила завершить проект.

После начала войны Военно-воздушная академия, в которой на тот момент служил Юрьев, была эвакуирована в Свердловск, и размещалась в зданиях Дворца пионеров (до революции – роскошная усадьба купца Харитонова с живописным парком и прудом с белой ротондой). В то время Юрьев много сделал для создания в Свердловске аэрогидродинамической лаборатории, проводил различные исследования совместно с будущими корифеями вертолётостроения Михаилом Милем и Николаем Камовым, которых эвакуировали в Билимбай в 60 километрах от Свердловска. 1942-м Юрьеву присвоили воинское звание генерал-лейтенант, и назначили заместителем начальника Академии.

В 1943-м Юрьев получил свой первый орден Ленина, спустя год – Сталинскую премию, в том же году его избрали академиком Академии наук СССР, в 1946-м – вручили вторую Сталинскую премию, в 1953-м – второй орден Ленина. В 1944 – 1950 годах Юрьев возглавлял комиссию по истории техники Академии наук, с 1950-го года – лабораторию прикладной аэродинамики в Институте механики АН СССР.

С начала своей научной, конструкторской деятельности Борис Юрьев сделал более сорока изобретений, многие из которых совершили настоящий переворот в прикладной науке вообще, и в авиации – в частности.

Умер Борис Николаевич Юрьев в Москве 14 марта 1957 года. Ему было только 67 лет.

автор: Николай Кузнецов