Ка-22 (Проект X) - русский винтокрыл

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Посреди 50-х годов ОКБ воспринимает революционное решение строить по тактико-техническим требованиям, данным Министерством обороны, экспериментальный винтокрыл Ка-22 поперечной схемы с 2-мя несущими винтами на концах консолей крыла и 2-мя тянущими винтами. Это был новый для российскей авиации тип летательного аппарата, сочетающего внутри себя плюсы вертолета, способного делать вертикальные взлет и посадку, и самолета, имеющего огромные, по сопоставлению с вертолетом, грузоподъемность, дальность и скорость полета.

Винтокрыл Ка-22 - видео

Главное внимание коллектива создателей винтокрыла Н.И.Камов сосредоточил на конструировании высокоскоростных несущих винтов, определявших возможность заслуги комбинированным летательным аппаратом скорости 400...450км/ч. На огромных скоростях полета крыло аппарата должно было очень разгрузить несущие винты, обеспечив малые коэффициенты сопротивления. Это позволяло иметь окружную скорость концов лопастей, равную скорости звука, а несущему винту работать на режиме, близком к режиму авторотации. Принципно принципиальным оказалось решение Н.И.Камова на огромных скоростях полета машины сохранить на несущих винтах мало нужную нагрузку, достаточную для демпфирования их колебаний и обеспечения устойчивого поведения при маневрировании.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Создание и доводка Ка-22 востребовали выполнения огромного объема теоретических и экспериментальных исследовательских работ. Под управлением С.Я.Финкеля был разработан пакет методик выбора характеристик и главных летных черт аппарата, аэродинамического расчета, сборки лопастей несущего винта машины, расчета наружных нагрузок, балансировки и др. Проводились особые исследования для обеспечения хороших черт переходных режимов полета винтокрыла, подбора жесткостных черт частей конструкции, предотвращения флаттера лопастей несущих винтов и явления "земного резонанса". Огромное внимание было уделено решению заморочек, связанных с устойчивостью и маневренностью комбинированного летательного аппарата. Результаты теоретических способов расчета удалось подтвердить на бессчетных моделях, щитах и особых установках, также в процессе летных испытаний. Большой вклад в создание этой машины занесли С.Б.Гарштейн, А.И.Дрейзин, З.З.Розенбаум, А.Г.Сатаров, Э.А.Петросян, Л.А.Поташник, В.Н.Квоков и другие спецы ОКБ, также сотрудники ЦАГИ М.К.Сперанский, И.О.Факторович, Э.В.Токарев.
Работами по созданию уникальной силовой установки и оборудования машины управлял заместитель головного конструктора Н.Н.Приоров, несущей системы и планера — заместитель головного конструктора М.А.Купфер. Ведущим конструктором по Ка—22 был назначен Ю.С.Брагинский, а ведущим инженером по испытаниям — В.Б.Альперович.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Необыкновенный летательный аппарат первым поднял в воздух 15 августа 1959 года летчик—испытатель Д.К.Ефремов. За все работы по винтокрылу отвечал 1-ый заместитель головного конструктора В.И.Бирюлин. Огромную помощь в доводке машины по чертам стойкости и маневренности, в особенности на малых переходных скоростях полета, камовцам оказали сотрудники ЛИИ, в том числе летчики—испытатели Ю.А.Гарнаев и В.В.Виницкий. В 1961 году экипаж ОКБ во главе с Д.К.Ефремовым установил на Ка—22 восемь глобальных рекордов, в том числе рекорды скорости — 356.3км/ч, и наибольшей массы груза, поднятого на высоту 2000м — 16485кг, которые не побиты по сей день. В этой связи обращают на себя внимание данные винтокрыла: наибольшая взлетная масса — 42500кг; размеры грузовой кабины: длина — 17.9м; высота — 2.8м; ширина — 3.1м. Чтоб представить масштабность решенной ОКБ задачки, довольно сопоставить наивысшую взлетную массу Ка—22 (42500кг) и наибольшего, к тому времени, вертолета Ка-25 (7000кг).
К огорчению, роковую роль в судьбе Ка—22 сыграли два томных летных происшествия, причину которых в то время так и не удалось установить совершенно точно. Управление ВВС после чего не сумело преодолеть возникшее недоверие к летательному аппарату и не предоставило ОКБ возможность довести машину. Все же проектирование, строительство и тесты такового сложного и большеразмерного винтокрылого аппарата дозволили спецам конторы подняться на новый, более высочайший научно-технический уровень.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Экспериментальный винтокрыл Ка—22 представляет собой комбинированный летательный аппарат, занимающий среднее положение меж вертолетом и самолетом по принципам сотворения подъемной силы и управления ею. Этот десантно—транспортный аппарат планировалось использовать для перевозки людей, крупногабаритных грузов и техники в большеразмерной грузовой кабине, по объему превосходящей кабину десантно—транспортного самолета Ан—12.
Хронология сотворения: начало проектирования — 1953 год; 1-ый подъем в воздух — 1959 год; окончание промышленных испытаний — 1964 год. Выстроено три экземпляра винтокрыла. Спецы ОКБ Н.И.Камова совместно с сотрудниками ЦАГИ и ЛИИ сделали огромное количество теоретических и экспериментальных исследовательских работ, разработали новые способы аэродинамического расчета, расчета стойкости и маневренности, определения наружных нагрузок и расчетных случаев. Испытаниям винтокрыла предшествовали моделирование динамики полета аппарата на тренажере, исследования и тесты главных агрегатов, узлов и систем, подготовительная отработка несущего винта на щите и окончательная — на летающей лаборатории, сделанной на базе вертолета Ми—4. Для винтокрыла требовалось сделать сложную силовую установку мощностью более 8000кВт с 2-мя движками, разнесенными на 20м. Для доводки силовой установки и системы автоматического регулирования (САР) совместно с несущими и тянущими винтами в ОКБ Н.И.Камова был построен ряд установок, в том числе особый натурный щит на летно—испытательной станции (ЛИС) в Подмосковье. Огромное внимание к элементам силовой установки, САР при проектировании и испытаниях на щитах позволило сделать надежную конструкцию, отлично проявившую себя в летных испытаниях.

Просвет в фюзеляже Ка-22 для погрузки-выгрузки грузов и техники

Проем в фюзеляже Ка-22 для погрузки-выгрузки грузов и техники

Отдельное направление работ было связано с созданием высокоскоростных несущих винтов винтокрыла и обоснованием его динамической сборки. Была построена механизированная модель винтокрыла с работающими несущими винтами. Тесты модели проводились в аэродинамической трубе в ЦАГИ. Скорость потока воздуха в трубе доводили до 125м/с. При всем этом безразмерная тангенциальная составляющая скорости воздуха в плоскости винта достигала 0.58, а скорость концов лопастей — скорости звука. На электровинтовом щите ЛИС было испытано более 20 разных компоновок лопастей. Варьировались форма лопасти в плане, поперечник несущего винта, число лопастей, коэффициент наполнения и другие характеристики. Несколько моделей несущих винтов поперечником 7.2м были испытаны в ЦАГИ. Натурный винт с совсем избранной сборкой испытывался в ЛИИ на вертолете Ми—4.
Несущая система летательного аппарата комбинированного типа состоит из крыла и 2-ух несущих винтов на его концах. Несущие винты, создавая нужную тягу, обеспечивают взлет и посадку по—вертолетному, также полет на малых скоростях. Огромные по площади закрылки на режимах висения и полета на малых скоростях отклоняются вниз на 90°, понижая утраты тяги от обдувки крыла винтами. По мере ускорения подъемная сила крыла увеличивается, разгружая несущие винты. На огромных скоростях результирующая подъемная сила на 80...90% создается крылом, пропульсивная сила несущих винтов имеет малое значение, а продольная сила фактически стопроцентно формируется тянущими винтами с изменяемым шагом. Это позволяет достигнуть на винтокрыле значительно огромных, чем на вертолете, скоростей полета. В испытательном полете винтокрыл развивал скорость 370км/ч. Разгрузка несущих винтов на огромных скоростях положительно сказывается на ресурсе агрегатов, узлов и систем, подвергающихся воздействию динамических нагрузок.

 

Кабина пилотов Ка-22

Кабина пилотов Ка-22

Для управления и балансировки винтокрыл располагает как вертолетными, так и самолетными элементами управления. Продольное управление осуществляется методом повторяющегося конфигурации углов установки лопастей несущих винтов и отличия самолетного руля высоты, поперечное — методом дифференциального конфигурации общего шага винтов и отличия элеронов, а путное — методом дифференциального конфигурации повторяющегося шага левого и правого несущих винтов и отличия руля направления. Не считая того, на винтокрыле имеется система управления общим шагом несущих винтов, система управления режимами работы движков и автоматическая гидравлическая система управления шагом тянущих винтов, которая обеспечивает "переливание" мощности движков с несущих винтов на тянущие по мере ускорения полета.
Управление винтокрылом с рабочих мест пилотов осуществляется при помощи рычагов управления: руля, педалей, рычага общего шага и сектора газа. Рычаги через жесткую проводку действуют в 4 каналах управления на золотники гидроусилителей, которые отклоняют органы управления винтокрылом. Такая непростая система управления с огромным количеством нелинейных частей и оборотных связей добивалась сотворения тренажера для формирования методики управления и отработки летчиками способностей пилотирования. На тренажере летчик доводил нужные способности до автоматизма, после этого пилотирование винтокрыла на режиме висения не представляло особенной трудности.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

На шаге летных испытаний при освоении поступательного движения машины на стандартные управляющие деяния пилота винтокрыл отвечал непредсказуемой реакцией. Моделирование поведения винтокрыла посодействовало разобраться в этом явлении. После кропотливого анализа результатов испытаний на винтокрыле и тренажере система управления была предана значимой переделке. Ввели механизмы отключения самолетных и вертолетных органов управления на определенных режимах полета. Элероны агрессивно зафиксировали и исключили из системы поперечного управления. Изменили спектр отличия органов управления. Проведенные доработки системы управления значительно улучшили маневренность винтокрыла, но на неких режимах полета она оставалась неудовлетворительной. Было принято решение об установке на Ка—22 дифференциального автопилота, завершившего формирование системы управления аппаратом.
Таким макаром в итоге моделирования, экспериментальных исследовательских работ на тренажере и летающей лаборатории, летных испытаний машины были достигнуты применимые свойства стойкости и маневренности винтокрыла Ка—22. Это подтвердили и удачно окончившиеся заводские тесты винтокрыла, а потом и установленные на нем восемь глобальных рекордов. В летной оценке, приведенной в отчете по заводским испытаниям, летчик—испытатель Ю.А.Гарнаев отметил: "Винтокрыл является летательным аппаратом, который успешно соединяет внутри себя свойства самолета и вертолета. Довольно отлично управляем от висения до Vмакс., также на высотах до практического потолка".

Грузовой отсек винтокрыла Ка-22

Грузовой отсек винтокрыла Ка-22

Планер винтокрыла — полумонококового типа с продольно—поперечным набором из стрингеров, балок, шпангоутов, диафрагм и работающей обшивки, выполненных из дюралюминиевых сплавов. Планер состоит из фюзеляжа, хвостового оперения традиционного самолетного типа, высокорасположенного свободнонесущего крыла и шасси. На концах консолей крыла крепятся мотогондолы силовой установки. В каждой мотогондоле компактно располагаются движок (головного конструктора П.А.Соловьева) и редуктор (головного конструктора А.Г.Ивченко). На выходном фронтальном валу мотора крепится винт изменяемого шага (ВИШ), а на выходном валу редуктора — несущий винт. Коробка, расположенная в крыле, соединяет воединыжды два редуктора, обеспечивая синхронизацию частоты вращения левого и правого несущих винтов, также их вращение при одном работающем движке.
В носовой части фюзеляжа находится кабина штурмана с его рабочим местом и нужным навигационным и радиоэлектронным оборудованием. Фонарь кабины штурмана имеет огромную площадь остекления для удобства зрительного ориентирования на местности. Носовой отсек и кабина штурмана при помощи петель на правом борту соединяются с силовым стыковочным шпангоутом фюзеляжа. На левом борту носовой части фюзеляжа имеются силовые механические замки фиксации этого отсека в закрытом положении. Носовой отсек выполнен поворачивающимся на угол более 90° в целях образования проема в фюзеляже для погрузки и выгрузки техники и грузов. Над носовым отсеком (с неким смещением вспять) размещена кабина пилотов и бортинженера. На рабочих местах пилотов расположены кресла, приборные доски, пульты и рычаги управления винтокрылом. Входная дверь в кабины штурмана и пилотов находится на левом борту кабины штурмана в районе ее стыковки с фюзеляжем.

Левая мотогондола, несущий и тянущий винты Ка-22

Левая мотогондола, несущий и тянущий винты Ка-22

Шасси — трехопорное, неубирающееся в полете, передняя опора — рычажного типа с 2-мя самоориентирующимися колесами. Амортизационная стойка основной опоры — телескопического типа, имеет одну точку крепления на нижней плоскости консоли крыла и при помощи 2-ух подкосов фиксируется на уровне силового пола фюзеляжа для предотвращения перемещения в продольном и поперечном направлениях. Амортизационная стойка и два подкоса образуют жесткую пространственную треугольную ферму. Шток стойки оканчивается осью, на которой устанавливается два колеса тормозного типа. Колея шасси составляет 7.86м, а база — 8.08м.
Четырехлопастный несущий винт крепится на выходном валу редуктора при помощи втулки. Втулка имеет четыре трехшарнирных рукава, к которым болтами пристыковываются лопасти винта. Кинематика системы управления лопастями винтов с внедрением автомата перекоса не имеет принципных различий от кинематики аналогов, реализованных на вертолетах одновинтовой схемы. Конструктивное отличие втулки винта заключается в значимом выносе вертикальных шарниров относительно оси его вращения, что обеспечивает уменьшение уровня вибраций и предотвращение автоколебаний аппарата типа "земной резонанс". В целях уменьшения угрозы появления флаттера лопастей на огромных скоростях полета значение угла регулятора взмаха было уменьшено до нуля.

 

Кабина летчиков Ка-22

Кабина летчиков Ка-22

Лопасть несущего винта ЛД24-С11 трапециевидной формы в плане с отрицательной геометрической круткой 8° изготавливалась с применением естественных природных композитов. Конструктивно она включает носовую часть лонжеронной конструкции с обшивкой из дельта—древесины и авиафанеры. К носовой части лопасти сзади в виде секций приклеены хвостовые отсеки, образованные нервюрами и обшивкой. Внутреннее место отсеков заполнено пенопластом. В носовой части вдоль фронтальной кромки лопасти размещен свинцовый противовес. Передняя кромка носовой части сверху по всей длине закрыта оковкой из секций листовой нержавеющей стали. Для регулировки соконусности лопасть имеет два триммера в комлевой и концевой частях в конце хвостовых отсеков. Комель лопасти оканчивается железным силовым узлом для стыковки с рукавом втулки.
В 1953 г. ОКБ Н.И. Камова начало разработку экспериментального винтокрылого аппарата, способного вертикально взмывать, как вертолет, и летать с большой скоростью, как самолет. Разработка велась по объединенным тактико-техническим военным и штатским требованиям, предусматривающим создание десантно-транспортного винтокрылого аппарата для перевозки десантников, военной техники и крупногабаритных грузов в большой грузовой кабине с грузовым лючком. В согласовании с этими ТТТ ОКБ М.Л. Миля начало разработку томного транспортного вертолета Ми-6 одновинтовой схемы с управляющим винтом, а ОКБ Н.И. Камова — транспортного десантного винтокрыла Ка-22, выполненного по двухвинтовой поперечной схеме и снабженного 2-мя ГТД установленными в гондолах на крыле и приводящими несущие винты и тянущие воздушные винты. Схема такового винтокрыла была предложена ведущим спецом ОКБ по аэродинамике В.Б. Баршевским, которым ранее был разработан проект высокоскоростного винтокрылого аппарата «X».

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

В этом проекте предлагалось узнаваемый пассажирский и транспортный самолет Ли-2 снабдить установленными сверху фюзеляжа соосными несущими, винтами с приводом от главных движков для обеспечения вертикального взлета и посадки. Проект винтокрыла двухвинтовой поперечной схемы с крылом и тянущими винтами исследовался также в ОКБ И.П. Братухина как предстоящее развитие опытнейшего вертолета двухвинтовой поперечной схемы Б-11.
Винтокрыл Ка-22 по размерам и взлетной массе существенно превосходил вертолеты Ка-15 и Ка-18 и отличался уникальной сборкой и многими новыми техническими решениями, что потребовало проведения большого объема исследовательских работ в ОКБ и в ЦАГИ, а потом в летно-исследовательском институте (ЛИИ) им. М.М. Громова. Была построена модель винтокрыла с приводом несущих и воздушных винтов, испытанная в аэродинамической трубе ЦАГИ при скоростях потока до 125 м/с, соответственных скорости полета 450км/ч, при которой концы наступающих лопастей обтекались со сверхзвуковой скоростью. В особенности огромное внимание было уделено аэродинамической сборке лопастей с внедрением сверхзвуковых профилей: было испытано 20 разных компоновок лопастей в ЦАГИ и в ЛИИ на электровинтовом щите; модель несущего винта поперечником 7.2м была испытана в ЦАГИ, а потом натурный несущий винт был испытан на вертолете Ми-4 в ЛИИ. Для доводки силовой установки с 2-мя ГТД и сложной системой коробки для привода несущих и воздушных винтов в ОКБ при участии профессионалов Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) был построен особый натурный щит с системой автоматического регулирования.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Постройка экспериментального винтокрыла Ка-22 была завершена сначала 1959 г, 17 июня 1959 г. летчик-испытатель Д.К. Ефремов оторвал винтокрыл от земли, 19 июля выполнил полет на режиме висения, а 15 августа сделал полет по кругу. В 1960 г. было принято решение о производстве винтокрыла малой серией на авиационном заводе в Ташкенте; управление всеми работами по Ка-22 было возложено на заместителя головного конструктора В. И. Бирюлина.
Во время промышленных летных испытаний винтокрыла Ка-22 летчиками-испытателя- ми Д.К. Ефремовым и В.В. Громовым в 1961 г. было установлено 8 глобальных рекордов для винтокрылов, посреди которых абсолютные мировые рекорды скорости 356.3км/ч и высоты 2588м и подъема наибольшего груза 16,485кг на высоту более 2000м, не превзойденные по сей день. В 1961 г. винтокрыл Ка-22 демонстрировался на воздушном праздничке в Тушино. В феврале 1962 г. было принято решение провести на 2-ух летных экземплярах винтокрыла особые тесты ОКБ вместе с Министерствами обороны и штатской авиации, чтоб представить предложение о предстоящей разработке, но летом 1962 г. при перегоночном полете 2-ух винтокрылов какой-то из них с экипажем, возглавляемым Д.К. Ефремовым, потерпел катастрофу, из-за чего тесты были прерваны.
Летом 1964 г. 2-ой винтокрыл после бессчетных доделок был предъявлен на муниципальные тесты ВВС для совместных полетов с летчиками-испытателями Ю.А. Гарнаевым из ЛИИ и С. Г. Бровцевым из ГК НИИ ВВС и инженерами-испытателями. При окончании испытательного полета 6 июля 1964 г. винтокрыл, пилотируемый С.Г. Бровцевым, растерял управление и стал падать. Ю. А. Гарнаев и инженеры ВВС В.И. Бахров и В.С. Дордан успели выпрыгнуть на парашютах, а С. Г. Бровцев и инженер А.С. Рогов погибли. Из-за произошедших 2-ух катастроф и выявившейся при испытаниях большой трудности конструкции винтокрыла и его системы управления в 1964 г. было принято решение закончить его разработку, невзирая на достигнутые при испытаниях высочайшие летно-технические свойства.

Ка-22 (Проект «X») - советский винтокрыл

Тактико-технические свойства винтокрыла Ка-22

Экипаж 4 человека
Грузоподъёмность 5000-8000 кг
Размеры Длина: 26,75 м
Размах крыла: 23,8 м
Поперечник несущих винтов: 22,5 м
Высота: 10,37 м
Масса Обычная взлётная масса: 31 000 кг
Наибольшая взлётная масса: 32 000 кг
Масса горючего во внутренних баках: 4600 кг
Силовая установка 2 × Д-25ВК
Мощность движков 2 × 5500 л.с.
Наибольшая скорость 370 км/ч
Крейсерская скорость 316 км/ч
Практическая дальность 720 км
Практический потолок 4300 м
Статический потолок 5500 м
Длина разбега 800 м
Единиц произведено 4

 

Фото винтокрыла Ка-22

Фото винтокрыла Ка-22 во время посадки


Tags: экспериментальных исследовательских работ огромных скоростях полета концах консолей крыла заместитель головного конструктора винтокрыл проект

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации