O Ka-15 se tornou o primeiro helicóptero produzido pelo Kamov Design Bureau em uma grande série. Este helicóptero foi originalmente desenvolvido para as necessidades da aviação naval, como um helicóptero anti-submarino, reconhecimento de navios e ligação. Foi o Ka-15 que se tornou o primeiro helicóptero em tempo integral a bordo dos navios da Marinha Soviética.
Hoje, alguns entusiastas da aviação às vezes se perguntam: "Por que nossos marinheiros preferiam o esquema de helicóptero coaxial não revelado naquela época ao usual helicóptero de rotor único com rotor de cauda? Por que era necessário correr um risco técnico tão alto? " Na verdade, ainda antes, graças aos sucessos do venerável projetista de aeronaves I. I. Sikorsky, nos EUA, um helicóptero com rotor de cauda já começou a ser utilizado nas mais diversas áreas da atividade humana, inclusive na Marinha.
É importante destacar que a produção de helicópteros com rotor de cauda começou em uma escala sem precedentes. O projetista americano de helicópteros A. Young, na primeira metade dos anos quarenta, só nos EUA, contava com mais de 340 empresas engajadas no desenvolvimento e construção de helicópteros desse esquema. No final dos anos cinquenta em nosso país, no A. S. Yakovleva e M. L. Milha, em bases competitivas, foram construídos helicópteros de rotor único, respectivamente, o Yak-100 e o GM-1 (na série - o Mi-1) com peso máximo de decolagem de cerca de 2500 kg. A preferência foi dada ao Mi-1, que foi construído em grandes séries. No entanto, ele não se enquadrava no serviço militar da Marinha russa. Por que é que?
A resposta é bastante simples. Nos Estados Unidos, os helicópteros da Marinha começaram a ser usados em porta-aviões. Não houve problemas com a colocação, provisão de decolagens e pousos para helicópteros do esquema clássico em navios de grande porte. Na URSS, que ainda não contava com tais navios, o uso de helicópteros na Marinha foi planejado para começar em navios de pequeno deslocamento. Esses navios poderiam ser equipados com pequenas pistas, delimitadas por superestruturas de navios já existentes, o que limitava significativamente o acesso a eles durante os voos.
Enquanto isso, no OKB N. I. Kamov já tinha alguma experiência na criação de helicópteros coaxiais. Com o lançamento e o desenvolvimento dos primeiros helicópteros coaxiais ultraleves de um assento, Ka-10 e Ka-10M, a formação do jovem OKB foi concluída. Testes militares do Ka-10 leve, realizados no Mar Negro, revelaram a necessidade de a Marinha construir um helicóptero mais levantável e mais independente das condições climáticas. O Ka-15, um helicóptero polivalente, também projetado de acordo com o esquema coaxial escolhido por Kamov, tornou-se uma dessas máquinas.
O novo helicóptero era uma máquina de dois lugares, em que o assento do operador ficava à direita do piloto. Navios de pequeno deslocamento são conhecidos por estarem sujeitos a oscilações e inclinações significativas. O poderoso fluxo turbulento do ar, a presença de várias superestruturas e o balanço do navio fizeram com que nossos marinheiros desconfiassem de um helicóptero com rotor de cauda, sensível à velocidade e direção do vento.
Para finalmente se convencerem de que estavam corretos, mais tarde eles até mesmo conduziram testes comparativos do Ka-15 coaxial e do Mi-1 de rotor único no cruzador de artilharia Mikhail Kutuzov. Devido ao seu tamanho mínimo e maior capacidade de manobra, o Ka-15 coaxial decolou com sucesso de uma pequena pista e pousou nela mesmo com uma aspereza do mar de seis pontos. Nessas condições, o Mi-1 com lança de cauda longa e rotor de cauda, o que limitava significativamente as possibilidades de seu funcionamento, não podia ser operado quando houvesse grande turbulência do fluxo de ar e o balanço do navio porta-aviões. Assim, o esquema de helicópteros coaxiais na URSS era procurado pela Marinha.
É preciso dizer que o projeto coaxial de aeronaves de asas rotativas atraiu a atenção por suas vantagens óbvias não só para os marinheiros domésticos, mas também para projetistas de todo o mundo. Quase toda a potência da usina é usada aqui para criar o impulso dos rotores. Além disso, os momentos reativos gerados pelas hélices são mutuamente balanceados na caixa de câmbio principal e não são transmitidos para a fuselagem da aeronave. Todos os esforços e momentos de forças do sistema do porta-helicópteros são fechados no compartimento curto da fuselagem localizado entre os dois quadros de força, no qual a caixa de câmbio e o sistema do porta-helicópteros estão localizados na parte superior, e o trem de pouso é fixado por baixo, em ambos os lados. É quase impossível criar um esquema mais compacto para um helicóptero. É por isso que muitos designers de aeronaves estrangeiros conhecidos, como L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio e outros, bem como empresas de aviação, incluindo o escritório de design doméstico A. S. Yakovlev, tentou dominar o esquema do helicóptero coaxial. Entre os helicópteros construídos na segunda metade da década de 40 segundo este princípio, pode-se citar "Roteron", "Brantly B-1", "Benlix K", "Dorand G-20", Bell "Molel 49", "Breguet G -11 -E "e" Breguet G-111 ", bem como um helicóptero experimental do Yakovlev Design Bureau.
Alguns dos helicópteros criados nas décadas de 40 - 50, por exemplo, "Breguet G-111" (França), Bell "Molel 49" (EUA) e outros, tiveram excelentes características de vôo para aquele período. No entanto, todas as empresas estrangeiras e o Yakovlev Design Bureau recusaram-se a melhorar e desenvolver este esquema promissor devido ao grande número de problemas encontrados.
O Kamov Design Bureau durante o trabalho de desenvolvimento, construção, teste e desenvolvimento do Ka-15 também encontrou uma série de dificuldades devido à falta de uma base científica e experimental no campo da aeromecânica de rotores coaxiais. Os designers e cientistas do OKB conseguiram lidar com muitos problemas. Sob a liderança de Nikolai Kamov, foi formada uma escola única de design científico e design prático de veículos de asa rotativa de vários esquemas e, em primeiro lugar, de esquemas coaxiais. Outro problema que os projetistas sempre enfrentam ao projetar novas máquinas é a escolha correta do tamanho da aeronave.
O designer chefe Kamov acreditava que, após o Ka-10 com peso de decolagem inferior a 400 kg, o novo helicóptero Ka-15, pesando 1.500 kg, atenderia melhor a uma ampla gama de interesses conflitantes. Aparentemente, ele não estava preparado internamente para o projeto de um helicóptero em uma categoria de peso mais pesado. Os associados de Kamov tentaram convencê-lo de que o helicóptero Mi-1 já existe nesta classe, o que preencheu um nicho no interesse do departamento militar e da economia nacional, e o Ka-15 terá um alcance naval muito estreito. Em 1951, por instrução do governo, o Mil Design Bureau começou a desenvolver o helicóptero Mi-4 com um peso de decolagem de 7.000 a 8.000 kg, que em 1952 passou a ser produzido em série. Não foi possível convencer Kamov então. A este respeito, o seu OKB perdeu o ritmo e a oportunidade de assumir uma posição de liderança no país no número de helicópteros produzidos em série com o código "Ka" na classe de helicópteros até 10.000 kg.
A defesa do projeto preliminar do Ka-15 ocorreu em 1951. Em dezembro, um modelo em escala real do carro foi construído. O primeiro levantamento do helicóptero no ar ocorreu em abril de 1953. A produção em série do helicóptero foi iniciada na fábrica de aeronaves em Ulan-Ude em 1956.
Vamos comparar os dados básicos de helicópteros coaxiais e de rotor único. A partir dos dados acima, conclui-se que o Ka-15 coaxial, com metade da potência do motor, carrega no compartimento de carga uma carga com aproximadamente a mesma massa que o famoso monomotor Mi-1, que estabeleceu cerca de 30 recordes mundiais. Ao mesmo tempo, o Ka-15 é 1000 kg mais leve e seu comprimento, levando em consideração as hélices em rotação, é quase 1,7 vezes menor que o do Mi-1. São essas vantagens indiscutíveis do Ka-15 compacto, aliadas à maior manobrabilidade, que possibilitaram ao helicóptero cumprir com sucesso sua principal missão: realizar com sucesso o reconhecimento da situação de superfície e fornecer comunicação entre navios e bases costeiras no interesses da Marinha.
Mesmo no Ka-10, o layout do rotor coaxial e o sistema de controle foram trazidos para uma implementação prática. Incluía duas placas oscilantes, mecanismos de passo comum e diferencial e vários outros elementos. Claro, tudo isso teve que ser melhorado durante o ajuste fino do novo helicóptero. A operação conjunta do motor e rotor do rotor era unida pelo sistema de controle, que na cabine contava com uma alavanca de controle "step-gas" com uma alça giratória para correção do modo de operação do motor.
A propósito, não existia tal sistema no helicóptero GM-1 em Mil, e era muito difícil controlar a máquina em vôo. Com a alavanca de passo comum, o piloto mudava os ângulos das pás do rotor e a alavanca de controle do motor (acelerador) selecionava o modo de operação do motor necessário. A Mil introduziu esse sistema posteriormente, já na modificação do helicóptero GM-1, que recebeu a designação Mi-1.
Uma das tarefas mais difíceis que os projetistas tiveram de resolver foi o estudo da natureza das vibrações em um helicóptero coaxial e o desenvolvimento de recomendações e métodos para trazê-las a um nível aceitável. Para reduzir o efeito das forças periódicas aerodinâmicas externas, já em 1947, entusiastas liderados por Kamov, ao construir o primeiro helicóptero Ka-8 coaxial, desenvolveram um método de ajuste estático e dinâmico do sistema de transporte. Durante os testes de bancada e de fábrica do Ka-15, em colaboração com TsAGI e LII, uma série de melhorias de design foram feitas, visando superar as auto-oscilações de ressonância da terra e vibração das pás do rotor. A combinação de algumas medidas construtivas possibilitou lidar com sucesso com o problema da ressonância no Ka-15. Outro tipo de auto-oscilação, não menos perigoso, era a vibração das pás da hélice em vôo, que os especialistas do OKB descobriram no Ka-15 em 1953. Ele foi eliminado pela montagem dos contrapesos originais do tipo chifre na lâmina, que deslocou sua centralização para a frente na quantidade necessária.
No entanto, a operação do helicóptero em clima de mar úmido logo trouxe uma surpresa inesperada: a vibração voltou a dar sinais sobre si mesma em vôo. Descobriu-se que durante a operação, a madeira da lâmina incha e a umidade se acumula no espaço dos compartimentos entre as películas superior e inferior. Isso causou um deslocamento do centro das costas e causou a aparência de uma vibração. Logo foi possível detectar fenômenos de flutter devido ao deslocamento da centralização da lâmina para trás não por seu inchaço, mas como resultado de reparos realizados nas condições das unidades operacionais. Para evitar o aparecimento de auto-oscilações das pás da hélice, uma margem padronizada de eficiência de centralização foi introduzida na tecnologia de sua criação. Ele tornou possível finalmente assumir o controle da vibração das pás do rotor.
Após o lançamento do Ka-15 em série, o escopo de trabalho para aumentar o recurso das máquinas e expandir as possibilidades de seu uso mudou significativamente. Inúmeros estandes foram colocados em operação na fábrica para unidades de teste e as peças mais carregadas em condições de tensão dinâmica. Os testes de vida de longo prazo continuaram. A pesquisa de vôo foi realizada para estudar o "anel de vórtice" e elaborar recomendações para o piloto evitar que o helicóptero entre neste fenômeno e como sair dele. Os testes do Ka-15 foram realizados no modo de autorrotação das hélices do rotor, incluindo pousos no campo de aviação e na superfície da água (com trem de pouso em balão) com os motores inoperantes.
Os testes de mar do helicóptero do navio começaram em 1956, no Báltico, a partir de bases a bordo do contratorpedeiro Svetly. Em 1957-1958, foram criadas as primeiras subdivisões do navio Ka-15. Em 1958, o contratorpedeiro Svetly começou a equipar a pista, e em 1961 a frota foi reabastecida com oito navios-mísseis do Projeto 57 com pistas, tanques de armazenamento para combustíveis e lubrificantes de aviação, cabines para aviadores e equipamentos especiais para garantir a operação de aeronaves rotativas. aeronave de asa.
Na economia nacional, o Ka-15 era utilizado como batedor de animais marinhos em navios da frota de arrasto. Na modificação anti-submarino, o Ka-15 poderia transportar duas bóias radio-hidroacústicas RSL-N ou o receptor SPARU. Neste caso, um par de helicópteros trabalharam juntos: um lançou bóias na praça de trabalho da área de água, e o outro os ouviu usando um SPARU para detectar um submarino, e para destruí-lo, um Ka-15 foi usado em um versão de choque, equipada com mira OPB-1R e duas bombas de profundidade pesando 50 kg.
A variante Ka-15M teve melhorias para melhorar a cinemática de controle do sistema de transporte, aumentar a confiabilidade do veículo e a eficiência de sua capacidade operacional de fabricação. O Ka-15M era utilizado em várias versões e contava com equipamentos adequados: pulverizadores, unidades de polinização, geradores de aerossóis, contêineres suspensos especiais para entrega de correspondência e pequenas cargas, barcos de resgate, gôndolas laterais removíveis para transporte de pacientes acamados e muito mais.
O treinamento UKa-15 era necessário para o treinamento de pilotos e voos de treinamento. Ele tinha controles duplos, bem como equipamento acrobático adicional e venezianas para realizar treinamento e voos instrucionais por instrumentos. O helicóptero foi construído em 1956 na fábrica de aeronaves em Ulan-Ude. Em 1957, ele passou com sucesso nos testes estaduais e depois foi produzido em massa. No total, o "décimo quinto" Ka-15 foi construído com 354 cópias de várias modificações.
Ka-18 é uma modificação adicional do Ka-15M. Destina-se ao transporte de passageiros, correio e carga, para o transporte de enfermos e feridos a instituições médicas de internamento. Junto com o Ka-15M, também foi usado em trabalhos químicos de aviação. O protótipo foi fabricado em 1956 e, em 1957, passou com sucesso nos testes de estado. O Ka-18 foi produzido em massa e esteve em operação por cerca de 20 anos. Mais de 110 veículos foram construídos.
O Ka-18 civil diferia do Ka-15 básico em uma cabine superdimensionada que podia acomodar um piloto, três passageiros ou um paciente em uma maca e um médico acompanhante. Para a conveniência de carregar macas sanitárias no helicóptero, uma escotilha foi feita na carenagem do nariz da fuselagem.
Sob a liderança de Kamov em 1958-1963, um grupo de designers, tecnólogos e cientistas pela primeira vez no mundo criou, testou e lançou a produção em larga escala de pás de hélice de design inovador feito de compósitos poliméricos, eles aumentaram a aerodinâmica qualidade do rotor e aumentou significativamente o recurso da lâmina. Testes comparativos de 11 conjuntos de lâminas de madeira LD-10M comuns e 6 conjuntos de novas lâminas de fibra de vidro B-7 foram realizados no suporte de hélice elétrica do EDB nas mesmas condições. Ao mesmo tempo, para as pás do rotor com pás B-7, os polares praticamente coincidiram, e para os parafusos com pás de madeira, foi observada sua significativa dispersão.
O projeto e a tecnologia de fabricação de lâminas de compósitos de polímero foram patenteados em cinco países estrangeiros, líderes no campo da construção de helicópteros. Eles serviram de base para a criação de pás de rotor mais avançadas de uma nova geração. O piloto de teste V. Vinitsky em 1958-1959 estabeleceu dois recordes mundiais de velocidade no Ka-15M. E em 1958, na Exposição Mundial de Bruxelas, Ka-18 recebeu a medalha de ouro. No entanto, muito do crédito por isso pertence ao Ka-15 básico, no qual todos os sistemas previamente desenvolvidos que possibilitaram o sucesso no Ka-18.
Foi a partir do Ka- "décimo quinto" que se iniciou a ampla operação prática de helicópteros coaxiais na Marinha e na Frota Aérea Civil.
