Вертолет 2001 01

Как известно, пионером в области серийного вертолетостроения стала Германия: первые серийные вертолеты были построены здесь еще в 30-е годы. Будущее вертолетостроения конструкторы связывали с вертолетом FA-223, созданным Генрихом Фокке именно по поперечной схеме. Но Германия, потерпев поражение во Второй мировой войне, утратила лидерство в области создания и производства авиационной техники. Судьба авиации решалась теперь не в этой стране. Вертолетостроители дружно осваивали одновинтовую схему, которая стала называться «классической», а двухвинтовые винтокрылые машины «ушли в тень».

Однако решение новых технических задач заставило конструкторов обратиться к опыту создания FA-223. У этого вертолета опоры несущих винтов размещались симметрично по обе стороны фюзеляжа на специальных фермах. Возникла идея для улучшения аэродинамики вместо фермы поставить крыло и установить тянущие винты. Так родился винтокрыл, совмещающий в себе свойства самолета и вертолета: вертикальный взлет и горизонтальный полет с большей, чем у вертолета, максимальной скоростью.

Специальные исследования в этом направлении проводились в ЦАГИ еще в 1925 году. В 40-х годах к созданию комбинированных вертолетов поперечной двухвинтовой схемы обратилось ОКБ И.П. Братухина. Первыми летательными аппаратами такого класса стали вертолеты Г-3, Г-4 и Б-11. Но полеты этих машин сопровождались большими вибрациями, которые не могли устранить, и дальнейшие испытания были прекращены.

После окончания Второй мировой войны к разработке винтокрылов приступила английская фирма Fairey. В 1947 году в воздух поднялся ее первый винтокрыл Jyrodyne, а спустя 10 лет – Rotordyne. Однако из-за малом весовой отдачи аппараты не пошли в серию.

В 1953 г. по заказу Минобороны к работам по созданию экспериментального винтокрыла поперечной схемы приступило ОКБ Н.И. Камова. Машина получила обозначение Ка-22. Ее планировалось использовать для перевозки людей, крупногабаритных грузов и техники на большие расстояния и в любой местности. К работе приступила группа конструкторов, в которую вошли Владимир Баршевский, Владимир Сорин и Юрий Брагинский.

Через шесть лет был создан опытный образец. Постройке винтокрыла предшествовало множество совместных теоретических и экспериментальных исследований ЦАГИ и ЛИИ: разработка новых методов аэродинамического расчета, расчета устойчивости и управляемости, определения внешних нагрузок и расчетных случаев. Для доводки силовой установки и системы автоматического регулирования был построен ряд установок в ОКБ Н.И. Камова и специальный натурный стенд в ЛИИ. Все это позволило создать надежную конструкцию, хорошо проявившую себя в летных испытаниях.

Отдельное направление работ при постройке винтокрыла было связано с созданием скоростного несущего винта, а также с обоснованием его динамической компоновки. Была построена механизированная модель с работающими несущими винтами, испытания которой проводились в аэродинамической трубе в ЦАГИ. На электровинтовом стенде летно-испытательной станции было испытано более 20 различных компоновок лопастей: варьировались их форма в плане и количество, диаметр несущего винта, коэффициент заполнения и другие параметры. Натурный винт с окончательно выбранной компоновкой испытывался в ЛИИ на вертолете Ми-4.

Члены правительственной делегации наблюдают за полетом Ка-22. ЛИС, 1961 г.

Несущая система Ка-22 состояла из крыла и двух несущих винтов на его концах. Управление четырехлопастными несущими винтами осуществлялось, как и у обычных вертолетов, посредством изменения циклического и общего шага лопастей. Мощность двигателей в зависимости от скорости полета автоматически распределялась между несущими и тянущими винтами. По мере увеличения скорости полета мощность, передаваемая к тянущим винтам, увеличивалась, а передаваемая к несущим – уменьшалась. Несущие винты при максимальной скорости переходили на режим, близкий к самовращению от встречного потока, подобно несущим винтам автожира.

Для уменьшения потери тяги от обдувки крыла винтами в него по всей длине были встроены закрылки большой площади, которые отклонялись на 90° на режимах висения и в полете на малых скоростях. На больших скоростях результирующая подъемная сила на 80-90% создавалась крылом, а продольная сила практически полностью формировалась тянущими винтами с изменяемым шагом. Это позволило винтокрылу во время одного из испытательных полетов достичь скорости 370 км/ч, что было значительно больше скоростей, доступных вертолету. Это было не единственным достоинством винтокрыла: разгрузка несущих винтов на больших скоростях сберегала ресурс агрегатов, узлов и систем, подвергавшихся воздействию динамических нагрузок.

Каким же он был, этот огромный серебристый красавец, для строительства которого пришлось увеличить сборочный цех завода им. Ухтомского, сделав к нему стеклянную пристройку?