R-4
Разработанный И. И. Сикорским в соответствии с контрактом Воздушного корпуса армии США опытный двухместный вертолет XR-4 был собран в декабре 1941 г. в секретном ангаре «Юнайтед Эркрафт» в Бриджпорте. Непосредственной разработкой машины занималась группа русских эмигрантов из 12 человек во главе с Борисом Лабенским. Примерно месяц продолжались наземные испытания.
Фюзеляж XR-4 был ферменный, сварной из стальных труб и имел почти квадратное поперечное сечение. Хвостовая балка первоначально представляла собой плавное продолжение средней части, постепенно уменьшаясь по высоте и ширине к хвосту. Весь фюзеляж имел полотняную обшивку. Кабина защищалась плексигласовыми окнами. При первых подъемах в воздух обшивка полностью отсутствовала — летал один «скелет». В дальнейшем съемные алюминиевые листы закрыли сбоку всю «горячую» центральную часть фюзеляжа.
Окончательный вариант VS-300
В центральной части фюзеляжа, за спинками сидений пилотов поперек корпуса стоял носком назад звездообразный двигатель «Уорнер» R-500-3 «Супер Скараб» взлетной мощностью 165 л.с. Вращение от двигателя через муфты сцепления и свободного хода передавалось главному редуктору, установленному прямо за двигателем. С муфтой свободного хода был связан тормоз несущего винта. Корпус муфты сцепления использовался в качестве ступицы осевого вентилятора. Верхняя опора главного вала крепилась на вершине пирамидообразного кабана. В его передней части находился воздухозаборник. Сзади редуктора на полу располагались цилиндрические топливный и маслобаки. За головами летчиков стояли радиостанция и аккумулятор. Двухступенчатый главный редуктор имел весьма простую конструкцию — пара конических и пара цилиндрических шестерен. Часть мощности от редуктора передавалась на трансмиссионный вал хвостового рулевого винта, который проходил посередине хвостовой балки и соединял главный редуктор с промежуточным и хвостовым редукторами.
Несущий винт состоял из втулки и трех лопастей. Лонжерон лопасти представлял собой стальную цельнотянутую трубу с шестью ступенями, диаметр которых постепенно уменьшался от комля к концу. Нервюры лопастей были деревянными, обшивка — полотняной. Их ресурс не превышал 100 часов. Крепились лопасти к втулке посредством трех шарниров: осевого, вертикального и горизонтального. Колебания лопасти относительно вертикального шарнира демпфировались гидравлическим демпфером. Трехлопастной рулевой винт располагался на отогнутом вверх концевом участке хвостовой балки. Лопасти имели цельнодеревянную силовую конструкцию и полотняную обшивку.
В полностью закрытой кабине два пилотских сидения располагались рядом. Кабина имела большую площадь остекления. Доступ в кабину был через боковые двери автомобильного типа. На приборной доске располагалось 12 приборов. Внутреннее освещение подсвечивало приборы.
Управление было сдвоенным. Перед сиденьями пилотов располагались ручки управления циклическим шагом несущего винта. Рычаг общего шага был единый и располагался между сиденьями летчиков. Изменение общего и циклического шагов лопастей несущего винта осуществлялось автоматом перекоса очень сложной конструкции. Его механизм состоял из трехрогой звездочки собственно автомата перекоса, располагавшегося под втулкой, и громоздкой крестовины управления общим шагом, возвышавшейся над втулкой. Чтобы обеспечить независимость управления общим и дифференциальным шагом винта, поводок управления углом установки лопасти и тяга поворота лопасти от автомата перекоса были соединены не напрямую, а через качалку, закрепленную на крестовине. Проводка управления автоматом перекоса была сделана посредством тяг и качалок, а к рулевому винту внутри хвостовой балки тянулась тросовая проводка.
Шасси — трехопорное: две основные ферменные опоры с вертикальной амортстойкой, установленные немного впереди центра тяжести вертолета, и задняя пирамидальная — примерно посредине длины хвостовой балки. Вместо колесного на XR-4 могло устанавливаться поплавковое шасси из двух продольных резиновых понтонов низкого давления, которые монтировались на стальной ферме.
В целом вся конструкция вертолета XR-4 (VS-316 или S-47) была сделана Сикорским максимально простой и дешевой. Только такой аппарат мог быть быстро доведен до работоспособного состояния, запущен в крупносерийное производство, освоен летным и наземным составом.
14 января 1942 г. вертолет XR-4 под управлением летчика-испытателя Леса Морриса впервые оторвался от земли. В первый же день было совершено шесть полетов общей продолжительностью около получаса без какой-либо предпосылки к летному происшествию или сбою в работе. Хотя выяснилась необходимость внести в инструкцию некоторые изменения, в первую очередь уменьшить миделевое сечение громоздкой хвостовой балки, аппарат был признан удачным. Проводились также испытания аварийной посадки на режиме авторотации. Отрабатывались операции с пассажиром. На испытаниях XR-4 достиг скорости 130 км/ч и высоты полета 600 м. Узнав об этих успехах, американские военные потребовали продемонстрировать им возможности вертолета.
Демонстрация была назначена на 20 апреля. Помимо американских военных присутствовали и представители туманного Альбиона. Моррис влез в кабину, запустил двигатель и начал показательные выступления с демонстрацией вертикальных взлетов и посадок. Затем он поднялся на два метра и неподвижно завис над головами изумленных членов комиссии. Потом летчик приземлил вертолет точно там, откуда взлетел. Сразу после этого Моррис опять поднялся в воздух и продемонстрировал поступательные перемещения вперед, назад и вбок, повороты на месте. Один из присутствующих высокопоставленных военачальников воскликнул: «Если бы я этого не видел собственными глазами, то никогда бы не поверил… Эта штука может делать все, что может делать лошадь».
Вслед за этим последовала демонстрация управляемости и устойчивости XR-4. На аэродроме были укреплены на двухметровых штырях кольца диаметром 25 см. Моррис подцеплял эти кольца установленной в носу вертолета трубкой Пито и относил их к стоящему на земле Сикорскому. Моррис забрал трубкой Пито из рук Лабенского авоську с дюжиной сырых яиц, перенес их на некоторое расстояние, аккуратно положил на землю и при этом не разбил ни одного.
Далее началась демонстрация тактических возможностей XR-4. Лабенский уселся в вертолет рядом с Моррисом и с высоты разговаривал по телефону с Сикорским, по этому же проводу отправлял депеши. Лабенский спускался по веревочной лестнице из вертолета, висящего неподвижно на высоте 6–8 м, и снова поднимался в машину, забирал, высунувшись из низко летящего вертолета, пакет из рук стоящего на земле человека. Моррис летал со скоростью 130 км/ч, поднимался на высоту 1500 м, осуществлял посадку на авторотации при выключенном двигателе. «Под занавес», используя воздушную подушку вблизи земли, XR-4 поднял четырех человек.
Теперь все сомнения в том, что XR-4 является работоспособным летательным аппаратом, исчезли. Решение комиссии было единогласным: «Летательный аппарат продемонстрировал все, что требуется от вертолета. Необходимо продолжить испытания XR-4 в армейском испытательном центре Райт Филд в Дейтоне». Основное назначение вертолета военные видели в борьбе с вражескими подводными лодками. Вертолеты должны были базироваться на транспортных и конвойных кораблях, наземных базах береговой обороны, их предполагалось также использовать для связи, наблюдения, корректировки артогня и вывозки раненых. Кроме того, предусматривалось применять вертолеты для фотографирования с воздуха, спасения экипажей сбитых самолетов и тонущих кораблей, постановки дымовых завес, снабжения войск в труднодоступных районах, прокладки линий связи, контроля с воздуха охраняемых объектов. К этому времени с учетом всех внесенных в конструкцию изменений заводское обозначение вертолета сменилось на VS-316A.
