El primer helicóptero de serie Nikolai Kamov
El Ka-15 fue el primer helicóptero Kamov Design Bureau en ser lanzado en una gran serie. Este rotorcraft fue desarrollado originalmente para las necesidades de la marina. aviación, como helicóptero antisubmarino, reconocimiento de buques y oficial de enlace. Fue el Ka-15 el que se convirtió en el primer helicóptero a tiempo completo en los barcos de la Armada Soviética.
Hoy, algunos entusiastas de la aviación a veces se preguntan: "¿Por qué nuestros marineros prefirieron el esquema de helicóptero coaxial que no estaba terminado en ese momento? ¿Preferían el helicóptero de un solo rotor con rotor de cola? ¿Por qué tuvieron que asumir un riesgo técnico tan alto?" De hecho, después de todo, incluso antes, gracias al éxito del venerable diseñador de aviación I.I. Sikorsky en los Estados Unidos, un helicóptero con un rotor de cola ya ha comenzado a usarse en una amplia variedad de áreas de actividad humana, incluso en la marina la flota.
Cabe señalar que la producción de helicópteros de rotor de cola comenzó a una escala sin precedentes. El diseñador de helicópteros estadounidense A. Young en la primera mitad de los años cuarenta, solo en los Estados Unidos contó con más de 340 empresas involucradas en el diseño y construcción de helicópteros de este esquema. A finales de los años cincuenta en nuestro país, en la Oficina de Diseño ASB. Yakovlev y M.L. Milla, sobre una base competitiva, construyó helicópteros de un solo rotor, respectivamente Yak-100 y GM-1 (en la serie - Mi-1) con una masa máxima de despegue de aproximadamente 2500 kg. Se le dio preferencia al Mi-1, que fue construido en una serie grande. Sin embargo, para el servicio en la Armada nacional, no encajaba. Por que asi
La respuesta es bastante simple. En los Estados Unidos, los helicópteros de la flota comenzaron a utilizarse en portaaviones. No hubo problemas con la colocación, mantenimiento de despegues y aterrizaje de helicópteros del esquema clásico en grandes barcos. En la URSS, que no tenía barcos similares en ese momento, el uso de helicópteros en la Marina estaba previsto para comenzar en barcos de pequeños desplazamientos. Estos barcos podrían estar equipados con sitios de desembarque de tamaño pequeño (VPPL), limitados por las superestructuras de barcos ya existentes, lo que limitó significativamente los acercamientos a ellos al realizar vuelos.
Mientras tanto, en OKB N.I. Kamov ya tenía algo de experiencia en la creación de helicópteros coaxiales. Con el lanzamiento y la puesta a punto de los primeros helicópteros de un solo vehículo ultraligeros del esquema coaxial Ka-10 y Ka-10M, se completó la formación de una oficina de diseño joven. Las pruebas de tropa del peso ligero Ka-10 realizadas en el Mar Negro revelaron la necesidad de un helicóptero más pesado y más independiente para la Marina. Tal máquina fue el Ka-15, un helicóptero multipropósito diseñado también de acuerdo con el esquema coaxial elegido por Kamov.
El nuevo helicóptero era un biplaza, en cuya cabina se encontraba el asiento del operador, a la derecha del piloto. Los barcos de pequeño desplazamiento, como se sabe, están sujetos a una cantidad significativa de balanceo y inclinación. El potente flujo de aire turbulento, la presencia de varias superestructuras y el movimiento de balanceo de la nave causaron desconfianza entre nuestros navegantes de un helicóptero con un rotor de cola sensible a la velocidad y dirección del viento.
Para finalmente convencerse de que tenían razón, incluso realizaron pruebas comparativas del Ka-15 coaxial y del Mi-1 de un solo rotor en el crucero de artillería Mikhail Kutuzov. Debido a su tamaño mínimo y mayor maniobrabilidad, el Ka-15 coaxial despegó con éxito de una pequeña pista y aterrizó en ella incluso en el estado del mar de seis puntos. En estas condiciones, el Mi-1 con una pluma de cola larga y un rotor de cola, que limitó significativamente las posibilidades de su funcionamiento, no pudo funcionar con la existencia de una alta turbulencia en el flujo de aire y el impulso del vehículo. Por lo tanto, el esquema coaxial del helicóptero en la URSS fue reivindicado por la Marina.
Hay que decir que el esquema coaxial de los automóviles de alas giratorias atrajo la atención con sus obvias ventajas no solo para los navegantes nacionales, sino también para los diseñadores de todo el mundo. Casi toda la potencia de la central eléctrica se utiliza para crear rotores de empuje. Además, los momentos de chorro creados por los tornillos se equilibran mutuamente en la caja de cambios principal y no se transfieren al fuselaje de la aeronave. Todos los esfuerzos y momentos de fuerzas del sistema de portaequipajes del helicóptero se cierran en el compartimiento corto del fuselaje, ubicado entre dos marcos de potencia, en el que se encuentra la caja de cambios y el sistema de portaequipajes en la parte superior, y el chasis está montado en la parte inferior, en ambos lados. Un esquema más compacto para el aparato de ala giratoria es casi imposible de crear. Es por eso que muchos diseñadores extranjeros de aeronaves reconocidos, como L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio y otros, así como empresas de aviación, incluida la oficina de diseño rusa ASB. Yakovlev, trató de dominar el esquema coaxial del helicóptero. En el número de 40s construidos en la segunda mitad, de acuerdo con este principio, podemos llamar el "Roteron", "Brantly B-1", "Benlix K", "Dorand G-20", Bell "Molel 49", "Breguet G-11" -E "y" Breguet G-111 ", así como el helicóptero experimental de Yakovlev Design Bureau.
Algunos de los helicópteros creados en 40-50-ies, por ejemplo, "Breguet G-111" (Francia), Bell "Molel 49" (EE. UU.) Y otros tuvieron excelentes características de rendimiento durante ese período. Sin embargo, todas las campañas en el extranjero y la Oficina de Diseño de Yakovlev se negaron a mejorar y desarrollar este esquema prometedor debido a la gran cantidad de problemas encontrados.
El Kamov Design Bureau durante el desarrollo, la construcción, las pruebas y el trabajo de desarrollo del Ka-15 también encontraron varias dificultades debido a la falta de una base científica y experimental en el campo de la aeromecánica de rotores coaxiales. Los diseñadores y los científicos de OKB resolvieron con éxito muchos problemas. Bajo el liderazgo de Nikolay Kamov, se formó una escuela única de diseño científico y diseño práctico de vehículos de ala rotatoria de varios esquemas y, en primer lugar, un esquema coaxial. Otro problema que los diseñadores siempre encuentran cuando diseñan autos nuevos es la elección correcta de las dimensiones de la aeronave.
El diseñador jefe Kamov creyó que después del Ka-10 con un peso de despegue inferior a 400 kg, el nuevo helicóptero Ka-15, que pesa 1500 kg, se ajustaría a una amplia gama de intereses en conflicto. Aparentemente, en ese momento estaba listo internamente para diseñar el helicóptero en una categoría de peso más pesado. Los compañeros de Kamov intentaron convencerlo de que el helicóptero Mi-1 ya existía en esta clase, lo que llenaba el nicho en interés del departamento militar y la economía nacional, y el Ka-15 tendría un ámbito de aplicación naval muy limitado. En 1951, siguiendo instrucciones del gobierno, Mil Design Bureau comenzó el desarrollo de un helicóptero Mi-4 con un peso de despegue de 7000-8000 kg, que fue producido en masa en 1952-m. Convence a Kamov y luego fracasa. En este sentido, su oficina de diseño perdió velocidad y la capacidad de tomar una posición de liderazgo en el país en el número de helicópteros producidos en serie con el cifrado "Ka" en la clase de vehículos de ala rotatoria hasta 10000 kg.
La protección del diseño del contorno del Ka-15 tuvo lugar en el año 1951. En diciembre, se construyó un modelo a escala real del automóvil. El primer despegue del helicóptero tuvo lugar en abril 1953 del año. La producción en serie del helicóptero se lanzó en la planta de aviones en Ulan-Ude en el año 1956.
Comparemos los datos básicos de los helicópteros coaxiales y de un solo rotor. De los datos anteriores, se deduce que el Ka-15 coaxial con la mitad de la potencia del motor transporta carga de aproximadamente la misma masa en el compartimiento de carga que el famoso Mi-1 de un solo rotor, en el que los registros mundiales se establecieron en 30. Al mismo tiempo, el Ka-15 en el 1000 kg es más ligero, y su longitud, teniendo en cuenta los tornillos giratorios, es más corta que la del Mi-1 en casi 1,7 veces. Fueron estas ventajas indiscutibles del compacto Ka-15, combinado con la mayor maniobrabilidad, lo que permitió al helicóptero cumplir con éxito la misión principal: el reconocimiento exitoso de la situación de la superficie y asegurar la comunicación entre los buques y las bases costeras en interés de la Marina.
Incluso en el Ka-10, el esquema de rotor coaxial y el sistema de control fueron implementados en la práctica. Incluía dos autómatas sesgados, mecanismos de tono general y diferencial, y una serie de otros elementos. Por supuesto, todo esto tuvo que ser mejorado durante la finalización del nuevo helicóptero. El funcionamiento conjunto del motor y los rotores principales se combinó mediante un sistema de control, que en la cabina tenía una palanca de paso de gas de mando con un botón giratorio para corregir el modo de funcionamiento del motor.
Por cierto, tal sistema estaba ausente en el helicóptero GM-1 de Milevskiy, y era muy difícil controlar la máquina en vuelo. Con una palanca común, el piloto cambió los ángulos de instalación de las palas del rotor, y con la palanca de control del motor (RUD) seleccionó el modo necesario de operación del motor. Mil introdujo este sistema más tarde, ya en una modificación del helicóptero GM-1, que recibió la designación Mi-1.
Una de las tareas más difíciles que los diseñadores tuvieron que resolver fue el estudio de la naturaleza de las vibraciones en un helicóptero coaxial y el desarrollo de recomendaciones y métodos para llevarlos a un nivel aceptable. Para reducir el impacto de las fuerzas periódicas aerodinámicas externas, tan pronto como 1947, los entusiastas liderados por Kamov, al construir el primer helicóptero coaxial Ka-8, desarrollaron un ajuste estático y dinámico del sistema de transporte. Durante las pruebas de banco y fábrica del Ka-15, en colaboración con TsAGI y LII, se realizaron varias modificaciones en el diseño, destinadas a superar las auto-oscilaciones de la resonancia de la tierra y el aleteo de las palas del rotor. La combinación de algunas medidas constructivas permitió enfrentar con éxito el problema de la resonancia en el Ka-15. Otro tipo de auto-oscilaciones no menos peligrosas fue el aleteo de las palas de la hélice en vuelo, que los expertos de OKB descubrieron en Ka-15 en el año 1953. Se eliminó montando en los contrapesos de la cuchilla del tipo de bocina original, desplazando su centro hacia adelante en la cantidad requerida.
Sin embargo, la operación del helicóptero en un clima marino húmedo pronto dio una sorpresa inesperada: el aleteo nuevamente comenzó a dar señales sobre sí mismo en vuelo. Resultó que, durante la operación, se produce el hinchamiento de las cuchillas de la madera y la acumulación de humedad en el espacio de los compartimentos entre las capas superior e inferior. Esto llevó a un cambio de centrado hacia atrás y causó la aparición de aleteo. Pronto, fue posible detectar los fenómenos de aleteo debido al desplazamiento del centrado de la cuchilla hacia atrás, no por su hinchazón, sino como resultado de las reparaciones realizadas en las condiciones de las unidades operativas. Para evitar la aparición de auto-oscilaciones de las palas de la hélice, se introdujo un margen estandarizado de eficiencia de centrado en la tecnología para su creación. Él permitió finalmente tomar el control de las palas de las palas del rotor.
Después de lanzar el Ka-15 en la serie, el alcance del trabajo para aumentar la vida útil de las máquinas y ampliar las posibilidades de su uso ha cambiado significativamente. En la planta se pusieron en funcionamiento numerosos stands para pruebas de ensamblajes y las piezas más cargadas en condiciones de estrés dinámico. Pruebas de larga duración continuadas. Se llevaron a cabo estudios de vuelo para estudiar el "anillo de vórtice" y elaborar recomendaciones al piloto para evitar que el helicóptero entre en este fenómeno y cómo salir de él. Se completaron las pruebas del Ka-15 en el modo de autorrotación de los tornillos del sistema de transporte, incluida la implementación de aterrizajes en el aeródromo y la superficie del agua (con chasis de globos) con motores que no funcionan.
Los ensayos marinos del helicóptero de la nave comenzaron en el año 1956, en el Báltico, desde las bases a bordo del destructor Svetly. En 1957-1958, se crearon las primeras divisiones del Ka-15. En 1958, el equipo del destructor Svetlyi VLPl comenzó, y en 1961, la flota se reponía con ocho cohetes del proyecto 57 con WFPl, tanques para combustibles y lubricantes de aviación, cabinas para aviadores y equipo especial para el funcionamiento de helicópteros.
En la economía nacional, el Ka-15 se usó como un explorador para los animales marinos en los barcos de la flota de arrastre. En la versión antisubmarina, el Ka-15 podría transportar dos boyas radio-hidroacústicas RGB-N o el receptor SPARU. En este caso, un par de helicópteros trabajaron juntos: uno arrojó boyas en el área de trabajo del área de agua, y el otro les hizo una prueba utilizando SPARU para detectar un submarino y destruirlo, el Ka-15 se usó en una versión de choque, equipado con un visor OPB-1Р y equipado con dos miradores profundos Bombas de peso 50 kg.
La variante Ka-15M tuvo mejoras para mejorar la cinemática del control del sistema portador, aumentando la confiabilidad del aparato y la efectividad de su adaptabilidad operacional. El Ka-15M se usó en varias versiones y tenía el equipo adecuado: pulverización, polinización, dispositivos de generación de aerosol, contenedores especiales de suspensión para el envío de correo y carga pequeña, botes de rescate, góndolas laterales extraíbles para el transporte de pacientes de cama y mucho más.
El entrenamiento UK-15 fue requerido para los vuelos de entrenamiento piloto y entrenamiento. Tenía doble control, así como equipo de vuelo adicional y cortinas para realizar entrenamiento y entrenamiento de vuelo por instrumentos. Construyeron un helicóptero en el año 1956 en una fábrica de aviones en Ulan-Ude. En 1957, pasó con éxito las pruebas estatales y luego se produjo en masa. En total, el "decimoquinto" 354 construyó copias de varias modificaciones.
Ka-18 - modificación adicional del Ka-15M. Estaba destinado al transporte de pasajeros, correo y carga, para el transporte de enfermos y heridos a instituciones médicas para pacientes hospitalizados. Junto con Ka-15M, también se usó en trabajos químicos aéreos. La máquina de prueba se fabricó en 1956 y en 1957 pasó con éxito las pruebas estatales. El Ka-18 fue producido en masa, y estuvo en servicio cerca de 20 años. Fue construido sobre máquinas 110.
Desde la base Ka-15, el civil Ka-18 difería en una cabina de gran tamaño que aloja a un piloto, tres pasajeros o un paciente en una camilla y un médico acompañante. Para la comodidad de cargar en la camilla sanitaria del helicóptero, se hace una escotilla en el carenado de la nariz del fuselaje.
Bajo el liderazgo de Kamov en 1958-1963, un grupo de diseñadores, tecnólogos y científicos por primera vez en el mundo crearon, probaron y pusieron en producción las cuchillas del diseño innovador de compuestos de polímeros, aumentaron la calidad aerodinámica de los rotores y aumentaron significativamente la vida útil de las cuchillas. En las mismas condiciones, se llevaron a cabo pruebas comparativas de los conjuntos 11 de cuchillas de madera convencionales LD-10М y 6 de los conjuntos de nuevas cuchillas de fibra de vidrio B-7 en el soporte del electro-tornillo de Design Bureau. Al mismo tiempo, la polaridad de los rotores con las cuchillas de las cuchillas B-7 fue casi la misma, mientras que los tornillos con las cuchillas de madera mostraron una dispersión significativa.
La tecnología de diseño y fabricación de las aspas de los compuestos de polímeros se patentó en cinco, liderando en el campo de la fabricación de helicópteros en países extranjeros. Sirvieron como base para la creación de palas más avanzadas de la nueva generación de hélices. El piloto de pruebas V. Vinitsky en los años 1958-1959 estableció dos récords mundiales de velocidad en el Ka-15M. Y en 1958, en la Exposición Mundial de Bruselas, Ka-18 recibió una medalla de oro. Sin embargo, un gran mérito en esto pertenece a la base Ka-15, sobre la cual se desarrollaron todos los sistemas anteriormente, lo que hizo posible el éxito en Ka-18.
Fue con el Ka- "decimoquinto" que comenzó la operación práctica amplia de helicópteros de rotor coaxial en la Armada y la Flota Aérea Civil.
Fuentes:
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