КА-22
Разработчик: ОКБ Камова
Первый полет: 1960
Тип: Многоцелевой транспортный винтокрыл
Идея создания винтокрыла возникла осенью 1951 г., когда камовская команда переехала в Тушино, получила название ОКБ-2 и должна была строить войсковую серию Ка-10 и разрабатывать Ка-15.
В это время в печати появились сообщения об опытах буксировки вертолетов самолетами в район операции с целью повышения дальности: при этом несущий винт вертолета авторотировал и топливо сохранялось на обратную дорогу. Заинтересовавшись такой комбинацией, я сделал некоторые подсчеты. В качестве буксировщика рассматривался самолет Ли-2. Оказалось, что он способен в полете максимально разгружать несущий винт, передавая нагрузку на крыло. Качество сцепки повышалось, но взаимное расположение самолета и вертолета вызывало сомнение. Если буксировать планер выгодно и удобно выше самолета, то буксируемый вертолет лучше располагать ниже самолета, что представлялось трудновыполнимым. Пришла мысль соединить вместе самолет-буксировщик и подъемное устройство (то есть несущий винт, двигатель, трансмиссию) и таким образом обеспечить летательному аппарату вертикальный взлет и посадку и повысить дальность за счет аэродинамического качества. Ли-2 выпускался крупной серией в Ташкенте, легкий и мощный турбовинтовой двигатель ТВ-2 конструкции Н. Д. Кузнецова уже был, а сделать несущий винт диаметром 17,5 м с редуктором казалось много проще, чем строить вертолет с небывалым диаметром винта в 21 метр и огромным крутящим моментом.
Получив одобрение Н. И. Камова и его заместителя В. В. Никитина, я сочинил очень короткое - буквально на половину страницы - письмо И. В. Сталину, где излагалась основная цель проекта и возможность его быстрого осуществления.
Подписанное тремя авторами письмо я отвез в Кремль. Это было в начале марта днем, а ночью Николай Ильич поднял меня с постели - ему только что звонил министр, получивший команду, очевидно, с самого верха. И все завертелось как в ускоренном кино: совещания в министерстве, приезд к нам Н. Д. Кузнецова, составление графиков совместных работ.
Уже 22 мая 1952 г. готов эскизный проект, за два месяца спроектирована механизированная модель винтокрыла с несущими винтами от Ка-1 - и высокочастотным двигателем, осенью проводились ее испытания в Т-101. К нам в ОКБ-2 доставлен самолет Ли-2 для использования при проектировании и постройке макета. Весной 1953 г. в Куйбышеве у Кузнецова я впервые увидел в натуре турбовинтовой двигатель. В сентябре в Ташкенте велись переговоры о возможном участии завода в изготовлении винтокрыла.
К этому времени Николаю Ильичу надоела роль соавтора и он выступил с проектом тяжелого вертолета с ТВД и даже отправил его в ЦАГИ, но потом отозвал. Проект винтокрыла «X» постепенно терял свою привлекательность. Серийный выпуск Ли-2 прекращался, и этот самолет не мог служить базой для постройки винтокрылов. Нужны были более мощные машины с турбовинтовыми двигателями.
В конце 1952 г. почти одновременно началась разработка вертолета Ми-6 и винтокрыла Ка-22. Оба летательных аппарата создавались под турбовинтовые двигатели на базе ТВ-2Ф мощностью 5900 л.с. Неизбежным становилось острое соперничество двух конструкторских коллективов, двух конструктивных схем. Положение нашего ОКБ было очень сложным: ни оборудованного завода, ни серийных вертолетов. А в ОКБ Миля уже выпустили два серийных вертолета Ми-1 и Ми-4, последний из которых являлся выдающимся достижением советской авиации. У нас в апреле 1953 г. совершил первый полет вертолет Ка-15, а в июне министр прекратил финансирование этой машины. Нужно обладать незаурядной храбростью Н. И. Камова, чтобы решиться на соревнование в таких условиях.
Вес винтокрыла Ка-22 был в 20 раз, а мощность в 50 раз больше, чем на Ка-15, скорость предполагалось увеличить почти вдвое по сравнению с существующими вертолетами. На винтокрыле решили применить поперечную схему расположения несущих винтов и установить двигатели на концах крыла. Эта схема позволяет органически слить самолет и вертолет, обеспечить компактность силовых установок. Она является симметричной, а Николай Иванович не уставал подчеркивать преимущества симметрии машины для пилотирования. Кроме этого, в поперечной схеме целесообразно используются крылья в качестве опоры для несущих винтов и емкостей для топлива. У нее максимально эквивалентное удлинение и, следовательно, наибольшее аэродинамическое качество. Применение двух несущих винтов вместо одного винта удвоенной площади позволяет получить определенные весовые преимущества.
Правда, у поперечной схемы была плохая репутация. Неудачи отечественных вертолетов И. П. Братухина, американских машин Мак-Донелл, Платт де Пейдж и других обычно связывали с сильными вибрациями, которые являются органическим свойством данной схемы. Еще одним недостатком схемы винтокрыла считалась невозможность осуществления переходного режима, когда мощность с несущих винтов передается на тянущие. Этот режим действительно не был изучен. Очень сложным представлялось создание силовой установки и трансмиссии общей мощностью около 12000 л.с, состоящей из двух двигателей, разнесенных на 23 метра и связанных между собой синхронизационным валом, которая способна передавать мощность на два несущих и два тянущих винта. И, наконец, самой сложной представлялась задача создания несущих винтов, способных работать на скорости выше 400 км/ч, когда на концах наступающих лопастей скорость превышает звуковую.
В 1962 г. Николай Ильич защищал докторскую диссертацию по совокупности выполненных работ, и М. Л. Миль сказал, что он достоин этой степени «за один винтокрыл». Но все это было позже, через 10 лет, а пока в Тушино винтокрылом занимались всего несколько человек: А. И. Власенко, И. А, Купфер, М. Б. Малиновский, В. В. Никитин, О. И. Полтавцева, С. Я. Финнель; в производстве В. П. Борисов, А. М. Зейгман, Б. Я. Савин. Нам оказывали помощь ученые ЦАГИ: И. В. Ананьев, Л. С. Вильдгрубе, Н. Н. Корчемнин, М. К. Сперанский, Я. М. Серебрийский, А. Ж. Рекстин, Т. А. Француз, И. О. Факторович и многие другие.
Одной из первоочередных была задача разработки перечня работ для уточнения параметров, получения достоверной информации о работе скоростных несущих винтов и поведении машины на переходных режимах. Необходимо было быстро составить «Нормы прочности» для аппаратов такого типа и определить нагрузки на агрегаты, без чего невозможно начать разработку конструкции. Надо было экспериментально отработать внешнюю форму винтокрыла, обеспечивающую минимальное сопротивление.
С января по май 1953 г. была спроектирована, построена и отправлена в ЦАГИ механизированная модель винтокрыла в масштабе 1:7,25 с двумя электродвигателями по 100 кВт, приводящими два несущих винта диаметром 2,76 м. Крыло модели и горизонтальное оперение были дренированы.
Несущие винты и рули оперения могли управляться дистанционно со специального пульта. На втулках несущих винтов находились весовые элементы для замера тяги и крутящего момента, на лопастях - датчики для замера напряжений. Вся информация передавалась на записывающую аппаратуру через два 19-канальных токосъемника. В мае началась работа по доводке механизированной модели 221 в ЦАГИ. Одновременно испытывалась продувочная модель 222 в масштабе 1:14,5. Первые испытания были проведены в 1953 г., затем последовали изменения обводов, продувки с новым крылом, с тянущими винтами и так далее.
Доводка и первые испытания механизированной модели 221 проводились в углу огромного помещения открытой части трубы Т-101 силами сотрудников отдела Сперанского. На модели установили несущие винты с 3-шарнирны-ми и 3-лопастными втулками В-221-3 и лопасти ЛД-7. Лопасти, спроектированные Купфером, были изготовлены из липы, имели латунную оковку с залитым свинцом носиком. Толщина лопастей на концах была 3,3 мм. На максимальных оборотах - 1800 об/мин- окружная скорость равнялась 260 м/с. Модель стояла на транспортировочной тележке и была отгорожена от пульта управления металлической сеткой и листом плексигласа. За пультом сидел механик Александр Пырх, а рядом размещалось несколько человек. Смотреть было удобно - винты вращались примерно на уровне глаз. По мере увеличения оборотов повышался шум винтов и росло волнение за пультом. Вот на тахометре уже 1000, 1200... Шум увеличивается. 1500, 1700, 1800! Слава Богу, кажется, вышли. Но тахометр показывает 2000, 2200... Визг винтов становится невыносимым, и все стоящие за плексигласом начинают понемногу приседать. Оставаться в плоскости лопастей не хочется. Внезапно визг винтов изменяется, и механик убирает обороты. Винты медленно останавливаются, но некоторые лопасти не опускаются на ограничители свеса, а остаются поднятыми вверх. Осматриваем винты. Никаких разрушений нет, но в горизонтальных шарнирах явно увеличилось трение, они как бы зажаты. Все присутствующие заметили резкое размывание тюльпанов лопастей при изменении шума винтов. Похоже на флаттер, который совсем недавно на Ми-4 и Ка-15 «лечили» одинаково: увеличивали переднюю центровку лопастей путем установки дополнительных противовесов. Сделать противовесы на наши тонкие, липовые, да еще с облегченными хвостиками лопасти было очень трудно. Однако двум авиамоделистам-рекордсменам Купферу и Г. Винтину все же удалось «подковать блоху». Они установили на концах всех шести лопастей маленькие пульки, закрепив их согнутыми из латуни полосками. Испытание провели, но после него можно было легко вынуть пульки рукой из нескольких растянувшихся латунных обечаек.
В результате решили не рисковать и перешли на двухлопастные полужесткие несущие винты с общим горизонтальным шарниром (втулки В-221-2, лопасти ЛД-8). Одновременно уменьшили окружную скорость с 260 до 220 м/с. На нас произвело большое впечатление непосредственное восприятие выбранной окружной скорости во время испытаний. Пришлось увеличить коэффициент заполнения с 0,055 до 0,076. Лопасти стали тяжелее, втулки несущих винтов тоже. Выросли крутящие моменты и потяжелели редукторы.
В 1953 г. был предъявлен предэскизный проект винтокрыла Ка-22. Он рассматривался в ВВС, ЦАГИ и других учреждениях, был одобрен и послужил исходным материалом для подготовки решения правительства о создании винтокрыла. Постановление вышло 11 июня 1954 г. Оно предусматривало постройку трех винтокрылов и перевод ОКБ-4 на завод № 938 в Ухтомскую. Так исполнилась давняя мечта Николая Ильича - вернуться в Ухтомскую и получить большое задание! 25 июня от ВВС пришел проект тактико-технических требований, который после просмотра был подписан Н. И. Камовым. 26 июня в ЦАГИ согласовали подробный график работ.
В Ухтомской все осталось таким же, как и в 1941-м, когда коллектив уехал в эвакуацию. Авиационный завод предстояло создавать заново. Николай Ильич начал с людей. Директором завода был назначен И. С. Левин, который во время войны руководил заводом в Саратове, выпускавшим по 30 истребителей в день. Главным инженером стал опытный И. И. Штейнберг - тоже бывший директор завода. Начался набор инженеров, техников, рабочих.
Летом 1954 г. в ЦАГИ были закончены наземные испытания механизированной модели, а осенью начались испытания в Т-104. Одновременно осуществлялись доводка модели и отладка записывающей аппаратуры. Только в ноябре скорость потока была доведена до 75 м/с, но тут не выдержали лопасти. Пришлось делать усиленные лопасти ЛД-8У, отрабатывать их на земле, и в феврале 1955 г. в Т-104 удалось получить необходимую нам информацию по скосам потока, по входам в воздухозаборники и по характеристикам наружных винтов на режиме висения. Именно эти характеристики были особенно важны, так как они определяли несущую способность винтокрыла. За характеристиками на ц=0 велось заинтересованное наблюдение. По расчетам ожидался гораздо более высокий относительный КПД несущих винтов. Мы получили ti=0,5 и поняли, что где-то есть методическая ошибка. Противники винтокрыла поспешили использовать эти результаты на серьезных совещаниях. А оказалось, что на весовые элементы кроме тяги приходила реакция от сил, идущих по тягам управления общим шагом лопастей. Мы в дальнейшем делали замеры тяги с зажатыми осевыми шарнирами, и чудеса с КПД прекратились.
В 1956 г. в Т-104 исследовалось влияние сжимаемости на аэродинамические характеристики несущих винтов. Эксперименты проводились при нулевом угле атаки, так как имелось в виду определение изменения профильных потерь по числу М. Предстояло, увеличивая скорость потока до 125 м/с, при окружной скорости 220 м/с достичь скорости звука на концах наступающих лопастей. На такой режим никто еще не выходил. Испытания были очень напряженными, и только при максимальной скорости потока винты начали совершать красивые круговые колебания с низкой частотой. В экспериментальной бригаде долго хранились эти лопасти.
Многочисленные опыты с целью выбора оптимальной компоновки лопастей проводились в ЦАГИ на установке И'ВУ-2 в 1954-1955 гг. Испытывались геометрически подобные 4-лопастные несущие винты диаметром 7,2 метра с разными профильными компоновками, а также динамически подобные лопасти такого же диаметра. Определялись аэродинамические характеристики на режиме висения около земли. Наиболее полезными оказались испытания «динамически подобных» лопастей, вернее, подобных по массовой характеристике у, которая определяет конусности несущего винта. Мы впервые не подсчитали, а увидели, каким будет угол конусности лопастей, если нам удастся выдержать их проектный вес 120 кг. Зрелище оказалось настолько впечатляющим, что пришлось почти вдвое утяжелить лопасти. Этот процесс продолжался и позже - при летных испытаниях винтокрыла, но уже с целью обеспечения прочности лопастей. Основная проблема винтокрыла - создание скоростного несущего винта. Нам помогали сотрудники ЦАГИ и среди них крупный специалист 2-й лаборатории Я. М. Серебрийский. Он дал рекомендации по профильной компоновке лопастей. Обычно модели несущих винтов испытывались в 5-й лаборатории с небольшими окружными скоростями, и на их основе делать выбор оптимальной формы было невозможно. А эти испытания проводились при натурных окружных скоростях, то есть в условиях соблюдения подобия по числу М, и в этом отношении являлись уникальными. Поэтому было решено построить специальный электровинтовой стенд (ЭВС) с мощным машинным залом и испытывать на нем модели несущих винтов при разных окружных скоростях вплоть до 260 м/с. Мы уже имели опыт работы на натурных скоростях с деревянными лопастями и знали их недостатки: неточность выдерживания профильной компоновки, нестабильность и недостаточную прочность. Кроме этого, для испытаний с различными законами крутки приходилось делать несколько комплектов лопастей, в идентичности которых были сомнения. А. Г. Сатаров предложил изготавливать жесткие лопасти из дюраля и деформировать («закручивать») их, добиваясь необходимого закона. Можно было создавать на одних и тех же лопастях различные закрутки и испытывать их при разных окружных скоростях. ЭВС вошел в эксплуатацию в 1958 г. На нем отрабатывались десятки моделей.
В 1955 г. завершили эскизный проект Ка-22 под заданные тактико-технические требования. Он был сделан на основании наших конструкторских и расчетных разработок и базировался на результатах испытаний моделей, исследованиях институтов МАП и на данных, полученных от многочисленных организаций-смежников. Весь год не прекращалось согласование технических условий на агрегаты винтокрыла, разрабатывающиеся по кооперации главными конструкторами А. Г. Ивченко, К. Н. Ждановым, Г. И. Ворониным, И. И. Картуковым, А. С. Абрамовым, Ф. А. Коротковым, В. В. Медведевым, И. А. Михалевым и другими.
В этом и следующем году закончились испытания продувочной модели - 222, модели оперения - 223, упруго-массовой модели - 224, флаттерной модели - 225. Прошли испытания отсек фюзеляжа, панели грузового пола, фюзеляжа и крыла. В процессе работы тесные связи образовались у нас с ЦАГИ, ЦИАМ, НИСО, ВИАМ, МАИ, ГК НИИ ВВС, ЦНИИ-30 и другими институтами.
Несколько лет после переезда в Ухтомскую Николаю Ильичу и всему коллективу пришлось заниматься созданием опытного производства, набором и обучением сотрудников, строительством цехов и жилых домов. Требовала много сил и наша первая серийная машина - вертолет Ка-15. Работа по созданию винтокрыла задерживалась, и 28 марта 1956 г. вышло Постановление правительства о переводе Ка-22 в разряд экспериментальных и об уменьшении количества опытных экземпляров с трех до одного.
В начале 1957 г. винтокрыл для статических испытаний отправлен в ЦАГИ, и только в конце того же года был утвержден график научно-исследовательских работ для обеспечения первого полета. А Ми-6 впервые поднялся в воздух уже в июне 1957 г. Мы явно отставали.
Осенью 1958 г. винтокрыл перевезли с завода на ЛИС. Однако испытания лопастей несущего винта Ка-22 начались еще в июне на перелетевшем из Летно-испытательного института вертолете Ми-4. Всего в 1958 г. на Ми-4 с лопастями ЛД-24 было совершено 15 полетов с общим налетом 4 часа 36 минут. Летали пилот-испытатель Ефремов, механик Маденов и ведущий инженер Альперович.
Выполнение летно-испытательной программы № 1 началось с запуска и работы двигателей. Когда это удалось и на режиме холостого хода, на Ка-22 устранили обнаружившиеся дефекты, навесили лопасти ЛД-24М и провели замеры собственных колебаний консолей. Частота крутильных колебаний оказалась равной 200 кол/мин, а обороты несущих винтов 187 об/мин - очень близко. Усиление обшивки носовых частей перед передним лонжероном для повышения жесткости на кручение не дало существенного результата. Тогда решили наклепать дополнительную обшивку на внешние части консолей между лонжеронами. Собственная частота кручения консолей повысилась на 5 - 10%. 24 декабря 1958 г. началось выполнение программы № 2. В состав испытательной бригады входили: Альперович, Ефремов, Брагинский, Филатов, Шустов, Попков, Немировский, Петросян, Суриков, Соловьев, Ворсин и Мартынов.
До марта 1959 г. провели частотные испытания, опробование двигателей сначала с тянущими, а потом с несущими винтами, тарировки топливной и масляной систем, регулировку системы управления и несущих винтов. Затем начались испытания на привязи по программе № 4. Ефремов аккуратно «прощупывал» машину, отрабатывал методику запуска двигателей, раскрутки несущих винтов, включения соединительной муфты, пробовал управление. Большая работа была выполнена летчиком и экипажем при разработке и отладке методики статической и динамической регулировки несущих винтов, однако вибрацию устранить полностью не удалось. Сильно затрудняли дело многочисленные отказы материальной части и регистрирующей аппаратуры. Часто выходили из строя регуляторы оборотов Р-62, токосъемники, появлялись трещины и расклей на лопастях. При остановке несущих винтов в сильный ветер одна лопасть после взмаха ударила по фюзеляжу.
Иногда винтокрыл слегка отрывался от земли или касался ее лишь одним колесом. Так было 17 июня 1959 г., когда первый отрыв был зафиксирован на кинопленке. Мощность доходила до номинальной, но Ефремов «еще не прочувствовал машину» (так записано в дневнике испытаний). Вибрации с оборотной частотой были велики, и снизить их путем тщательной регулировки не удавалось. Что только не делали. Меняли местами лопасти, проверяли кинематику автоматов перекоса и всей проводки до поводка лопасти, переставляли вперед и назад балансировочные грузы, по-разному сводили конусность (углами установки лопастей и триммерами). Наконец, Ефремов записал, что машина ведет себя прилично и можно производить висение.
15 августа 1959 г. винтокрыл впервые летал без привязи. Ефремов три раза поднимал его на 2 - 3 метра. Самое длительное висение продолжалось 1 минутку! Вот такими маленькими шажками «машины учатся летать». В полете были сделаны записи параметров двигателя, регулятора оборотов, систем управления, положения машины по трем осям, перегрузки, угловые скорости. Ефремов жаловался, что ему трудно справляться с машиной из-за больших запаздываний в поперечном управлении и неудобно работать штурвалом одной правой рукой, а левой держать «шаг-газ». Очень мешали продолжающиеся отказы регулятора токосъемников и появление трещин на лопастях. Но начав с нуля, нельзя избежать ошибок. После установки на лопастях противофлаттерных грузов провели определение частоты кручения консоли с подкосами и без них. Получили соответственно 250 и 230 кол/мин. Работу проводил Б. Литваков. 10 сентября было сделано 6 висений на высоте до 3 метров, самое длительное - 2 минуты. Работу прекратили потому, что на лопасти правого винта в сечении 0,9 была обнаружена поперечная трещина. 15 сентября - 8 висений до 4 метров при ветре 9 м/с. Самое длительное висение - 2 минут 15 секунд. 18 сентября в дневнике записано: «Полет у земли, висения, небольшие перемещения вбок, полет назад и вперед.
Машина ведет себя в полете нормально, Ефремов удовлетворительно освоил управление, но еще трудно ему делать боковые перемещения. Вибрации в норме. Время в полете 11 минут, 15 посадок». Полеты продолжались и становились все более уверенными, но оставалась трудность управления.
В это время в бригаде аэродинамики усилиями Петросяна, Батракова и других был сделан пилотажных тренажер, и в августе Ефремов пробовал на нем «летать». На тренажере можно было изменять эффективность управления, направление вращения несущих винтов и другие параметры. Так вот: Ефремов отчетливо почувствовал, что с измененным направлением вращения управлять становится легче. На техсовете 9 октября 1959 г. «лисовцы» предложили изменить направление вращения, сделать его «как у всех». Но тогда наступающие лопасти будут проходить под фюзеляжем и вызывать сильные акустические воздействия. Николай Ильич это отлично понимал и не хотел идти на большие переделки машины. Было принято решение дать слетать на винтокрыле летчикам из ЛИИ В. В. Виницкому и Ю. А. Гарнаеву. После этого попробовать летать с использованием тянущих винтов. Привожу записи в дневнике: «19.10.59 г. выполнялись полеты по программе ЛИИ № 48/ 59. При пилотировании Гарнаева Ефремов держал только общий шаг, а Виницкий управлял штурвалом двумя руками. Работа Виницкого отличалась большими отклонениями. Поведение машины такое же, как и прежде. При полете с Гарнаевым была сделана попытка довольно энергично перейти с висения на разгон. Машина почти сразу ушла в правое скольжение со значительным увеличением крена. Ефремов вынужден был тут же затормозить разгон. Выровнять машину удалось только на висений, после чего была произведена посадка». Летчики ЛИИ сделали вывод о недостаточной эффективности поперечного управления. Было решено увеличить ее примерно в 2 раза.
Следующая запись в дневнике: «Летали целый день. Налет 1 час 2 мин., 6 посадок, скорость ветра 4 м/с. Летали за автомобилем, постепенно наращивая скорость от 5 до 45 км/час, а затем вышли на 60 - 70. На скорости более 40 км/час машина качественно преображается, становится устойчивой, переходит на нормальный вертолетный режим с уменьшением общего шага. Уменьшаются вибрации, и появляется приятное состояние нормального полета». Первые полеты с тянущими винтами показали, что «машина... вела себя хорошо, но увеличился шум в кабине и потребная мощность повысилась на 20%».
К 9 октября дошли до скорости 80- 90 км/ч. Во втором полете пилотировал , Гарнаев, который записал: «На висении и малых скоростях машина продолжает оставаться неустойчивой и плохо 4 управляемой, склонной к рысканию и кренам».
11 октября 1959 г. состоялся показательный полет для министра П. В. Дементьева и главкома К. А. Вершинина. После этого на винтокрыле до апреля 1960 г. производились доработки. Были установлены усиленные автоматы перекоса, наконечники осевых шарниров с конусными болтами, расположенными горизонтально, моторамы, новые валы управления на втулке с хиртовскими соединениями, новые поводки, рычаги управления. Были увеличены диапазоны управления и установлены механизмы отключения самолетных рулей и вертолетного управления дифференциальным шагом.
Основная цель программы № 5 состояла в выполнении первого полета и освоении перехода винтокрыла на самолетные режимы полета.
31 марта 1960 г. машину взвесили после доработок. Средний чистый вес пустого с заполненными системами и экспериментальным оборудованием оказался равным 26710 кг при центровке 33,4% САХ. Взлетный вес для первого полета по кругу с центровкой 25% САХ включал - кроме веса пустого - нагрузку, состоящую из пяти человек с парашютами, 1800 кг топлива и два груза: 460 кг на шпангоуте № 3 и 640 кг на шпангоутах № № 8 и 9. Взлетный вес составлял 30060 кг.
К первому полету были подготовлены подробные расчетные материалы, протоколы испытаний моделей, статических, динамических и ресурсных испытаний, испытаний на натурном стенде НС-22 и на вертолете Ми-4. Несколько зависаний и полет до скорости 90 км/час, в процессе которых записывались все необходимые для анализа параметры, были выполнены 14 и 16 апреля.
Первый полет по кругу выполнял экипаж в составе летчиков Д. К. Ефремова, В. М. Евдокимова, бортмеханика Е. И. Филатова, ведущего инженера В. Б.Альперовича и экспериментатора Ю. И. Емельянова. 20 апреля 1960 г. на аэродроме были все, кто только смог туда попасть. Винтокрыл легко взлетел в направлении на Косино, набрал высоту 200 метров, на некоторое время скрылся за деревьями, сделал левый разворот и, снизившись, сел недалеко от места взлета с поврежденной лопастью правого несущего винта. Участник полета Филатов утверждал, что сильная тряска началась еще при наборе высоты.
Многочисленные самописцы фиксировали режимы полета, манипуляции летчика, поведение машины и прочее. С учетом перерывов в записях общая продолжительность полета составляла 300 секунд, или 5 минут.
В акте о поломке лопасти ЛД-24М № 11 правого несущего винта, подписанного комиссией из 7 человек, указано, что на лопасти сорвана обшивка хвостовой части в районе триммера. На верхней поверхности длина сорванной обшивки 900 мм, на нижней - 1600 м при ширине 80-100 мм. Поперечный разрыв верхней обшивки по своему характеру соответствует поперечным трещинам, которые неоднократно появлялись во время испытаний. В месте отрыва не обнаружено непроклея и других дефектов. Комиссия, в которую входили Купфер, Брагинский, Сатаров, Дрейзин, Слизский, Триденцов и Савин, сочла целесообразным прекратить дальнейшую эксплуатацию лопастей ЛД-24М. Но их не выбросили, а отправили в цех. На этих отремонтированных лопастях 2 июня 1960 г. была выполнена программа по определению тяги винтокрыла, влияния «земной подушки» и отклонения закрылков. Испытания проводились в безветрие от 4 до 8 часов утра. Было установлено, что с лопастями ЛД-24М и двигателями ТВ-2ВК возможен взлет винтокрыла по-вертолетному с весом 34000 кг. При этом расстояние от земли до колес равно 3,5 метров и не зависит от отклонения закрылков. Максимальный вес при вертикальном взлете 34000 и при висении за пределами влияния земли 30000 кг. Нельзя сказать, что эти результаты нас устраивали. Тяги было недостаточно. Ясно, что вес будет расти. В некоторых элементах конструкции уже были обнаружены высокие напряжения, и их надо было усилять. Предстояло окончить заводские и совместные с заказчиками испытания, внедрение в серию. Все эти этапы, как правило, сопровождаются увеличением веса. Вот и сейчас новые секционированные лопасти ЛД-24С, которые были установлены на винтокрыл сразу после замеров тяги, весили уже не 135, а 175 кг, и вес сразу вырос на 320 кг. Готовилось решение правительства о постройке в Ташкенте на заводе № 84 еще трех винтокрылов Ка-22 с двигателями Д25ВК мощностью 5500 л. с. Потеря 800 л. с. эквивалента 2, 5 тоннам потери тяги, а это половина нашей грузоподъемности. Поэтому важнейшей задачей становилось совершенствование несущих винтов и уменьшение потерь.
13 августа 1960 г. Н. И. Камов весьма успешно продемонстрировал винтокрыл Л. И. Бережневу и Д. Ф. Устинову. Однако полученные при летных испытаниях данные серьезно волновали нас и требовали кардинальных решений. Работали с крупными лопастями разных типов, из различных материалов и с новыми профилями, совершенствовали втулки. Весной 1961 г. намечали провести испытания на флаттер со смещением центровки лопастей назад при одновременной установке в сечении г = 0, 91 противофлаттерных грузов весом 2, 5 кг. Это было связано с программой повышения скорости.
Под крылом Ка-22 инженеры и летчики. Слева направо: летчик-испытатель Д. К. Ефремов, A. М, Конрадов, B. Б. Альперович, Н. И. Камов, летчик-испытатель В. В. Громов, бортмеханик Е. И. Филатов
Но решение о демонстрации винтокрыла на параде авиации в Тушино затормозило работу. 23 мая Ефремов и Гарнаев выполнили полет до скорости 250 км/ч продолжительностью 37 минут. После этого машину покрасили, тщательно осмотрели, и 21 июня она перелетела в Захарково. С этого аэродрома были сделаны четыре тренировочных полета, а 9 июля винтокрыл участвовал в параде.
На аэродром пускали на автомобилях, и мы с удобством расположились на травке и наблюдали за полетами новейших самолетов и вертолетов. Была наглядно видна военная мощь страны. В параде принимали участие четыре летательных аппарата нашего КБ: винтокрыл Ка-22, двухмоторный противолодочный вертолет соосной схемы Ка-25 и легкие соосные вертолеты Ка-15 и Ка-18. Было показано несколько вертолетов ОКБ М. Л. Миля, в том числе однодвигательная машина Ми-8 и вертолет-кран, который привез на аэродром дом для геологов. Винтокрыл произвел впечатление. О нем много писали, подчеркивая скорость и размеры необычного летательного аппарата.
А со скоростью-то как раз было плохо. Программа работ по увеличению скорости и высоты полета винтокрыла включила расчетные исследования, модельные эксперименты, конструкторские и производственные работы и летные испытания, в процессе которых предполагалось доработка лопастей, машины в целом для уменьшения сопротивления, установка механизма отключения вертолетного продольного управления. Полеты на винтокрыле было решено проводить в сопровождении самолета Ил-14 с тарированными приемниками воздушного давления, а определение мощности делать на длительных площадках.
Испытания винтокрыла по программе наращивания скорости начались в августе и показали, что в полетуё' с сопровождением Як-18, когда скорость по прибору винтокрыла была 220 км/ час, прибор на самолете показывал 250, а самолет отставал. После установки противофлаттерных грузов и комлевых триммеров на винтокрыле существенно уменьшилась вибрация. При оптимальном угле установки лопастей Ф = 4° на скоростях по бортовому указателю 200-240 км/час чувствовался только слабый зуд, машина плотно сидела в воздухе, усилия на рычагах управления были нормальными.
Причина недобора скорости оказалась простой - ПВД и место их установки надо подбирать и тарировать.
Через месяц в Ташкенте В. И. Бирюлин и Ю. А. Гарнаев начали испытания первого винтокрыла AM, построенного на заводе п/я 116. Из письма Виктора Ивановича Бирюлина от 20 сентября 1961 г.: «В субботу повисели первый раз и прошли прямую над полосой со скоростью до 100 км/час. Юрий Александрович Гранаев очень быстро взял машину в руки, работал смело. Если бы Вы видели ее разгон! Хвост в небе, а переднее колесо почти на земле. При этом она, как он выразился, «корячилась» - шла то с креном, то со скольжением, но он без церемоний проскочил через все это, и при скорости 65 км/час все осталось позади. Оба летчика (Гарнаев и Чепурнов) сказали, что очень не хотелось тормозить на скорости 100 км/час, а хотелось уйти вверх на круг. Сразу 8 минут воздуха. Во втором полете я стоял недалеко от конца полосы. Впереди заборы и строения. Сначала мне казалось, что места вполне достаточно, но мгновением позже я понял, что винтокрыл лезет уже на первый забор и единственное спасение уходить вверх на круг. Но Ю. А. Гарнаев исправил свою ошибку с блестящим мастерством. Он задрал машину так, что от фюзеляжа до земли осталось примерно 300 мм, дал взлетную мощность, так что загорелись сигналы «все на упоре», добрал до предела общий шаг, спарашютировал и после пробега приблизительно двух метров на главных колесах решительно включил тормоза. Машина остановилась как вкопанная, обжав до предела стойку переднего шасси...
Через несколько секунд винтокрыл, взревев, рванулся вверх, развернулся на 180°с креном и прямо с разворота помчался над полосой и обратном направлении. Затормозил, развернулся и сделал еще один двойной пролет над полосой со скоростью до 120 км/ч - 13 минут воздуха и 170 м лент самописцев для расшифровки. 23 сентября 1961 г. экипаж в составе пилотов Гарнаева и Чепурнова, ведущего инженера Немировского, бортинженера Жданова, бортрадиста Поляничко и инженера-экспериментатора Емельянова выполнили 22-минутный первый полет по кругу на винтокрыле AM. Были отмечены следующие недостатки: раскачка правой мотогондолы, рыскание и поперечная раскачка машины, большие нагрузки на педали».
Между тем винтокрыл «А» в Ухтомской начали готовить к рекордным полетам, после которых предполагалось заменить двигатели и проводить экспериментальные работы по улучшению характеристик машины. Облет и снятие основных летных параметров было решено делать на АМ-01 в Ташкенте, перелететь в Москву и сдавать эту машину в ГК НИИ ВВС. Винтокрыл АМ-02 не ставить на наземные ресурсные испытания, а готовить для летного ресурса. Наземный ресурс проводить на НС-22.
В начале октября за подписью А. И.Макаревского из ЦАГИ было получено следующее письмо: «При испытании объекта «А» по программе № 6 достигнута скорость горизонтального полета, соответствующая д = 0, 4 (V + 350 км/ час - авт.).
Была проведена натурная наземная проверка опытных лопастей ЛД-24С11 без противофлаттерных грузов. При смещении эффективной поперечной центровки на 1,2% (назад - авт.) признаков флаттера не было обнаружено. В настоящее время на серийные лопасти ЛД-24С11 установлены противо-флаттерные грузы, в результате чего запас по эффективной центровке достигает 2,4%. При анализе результатов измерения напряжений и нагрузок в основных агрегатах и элементах конструкции при полете с опытными лопастями ЛД-24С11 до скоростей соответствующих ц =0,44, с баласиром, обеспечивающим суммарный запас не менее 2,1%, признаков флаттера обнаружено не было. Произведенная экспериментальная проверка поперечной центровки серийных лопастей показала, что они имеют не более заднюю центровку, чем опытные. После выполнения программы № 6 на машине были заменены отработавшие свой срок лопасти, их сочленения и узлы крепления моторных рам. На основании вышеизложенного ЦАГИ не возражает с точки зрения прочности и обеспечения безопасности от флаттера против расширения диапазона скоростей при испытании объекта «А» с серийными лопастями ЛД-24С11 и втулкой несущего винта до ц= 0, 5 при существующих номинальных оборотах (т. е. до 396 км/час -авт.).
Одновременно ЦАГИ считает необходимым отметить следующее. Вновь поставленные на машину сочленения лопастей (рукава, втулки) являются серийной продукцией... установить предварительный срок службы для втулок серийного производства в размере 3-х часов летнего времени. Указанный срок службы должен быть пересмотрен после измерения нагрузок на сочленение втулки несущего винта».
Предстояли рекордные полеты на скорость по программе Р42-61. На винтокрыле заменили лопасти и втулки, сняли с киля уменьшающий его тряску груз в 25 кг, установили обтекатели на шасси, улучшили герметичность фюзеляжа, поставили стекатель за кабиной экипажа. Грузы на лопастях увеличили до 2, 8 кг, списали девиацию и для штурмана поставили прицел. В первом полете 4 октября 1961 г. из-за сильной вибрации и расконусности правого винта на максимальную скорость выйти не удалось.
7 октября осуществлялась попытка установить рекорд на базе 15-25 км. Экипаж винтокрыла: пилоты Ефремов и Громов, бортмеханик Филатов, ведущий инженер Альперович, штурман Савельев. Базу прошли на высоте 1420-1470 м со скоростью по прибору 290-300 (360-370 км/ час по тарировке) при Ф = 3°, с неполной, по мнению Филатова, мощностью. Полетный вес винтокрыла над базой равнялся примерно 29000 кг, ц = 0,45, М = 0,938. Официально был зарегистрирован мировой рекорд скорости винтокрыла - 356, 3 км/час. Через три дня начались полеты на высоте 3000 метров по стокилометровому замкнутому маршруту.
В первом полете с маршрута сошли из-за перегрева двигателей на высоте. Во втором Ефремов ошибся в маршруте и сошел с режима, считая, что полет закончен. Наконец, 12 октября 1961 г. был выполнен удачный полет и установлен всесоюзный рекорд скорости - 336, 76 км/час. Началась подготовка к полетам на грузоподъемность.
16 октября выполнен короткий и спокойный полет с весом 34,1 тонны. На полной мощности машина ушла вверх метров на 10, потом спустилась и повисела на высоте 5-7 м. Ефремов отпустил немного колонку, и она начала плавно разгоняться и набирать высоту. В горизонтальном полете на скорости 225 км/час при ф = 4° мощность 0,6 номинала. Потом посадка с пробегом 20-30 м. Какой контраст с теми муками на больших углах установки два года назад! Винтокрыл любит летать по винтокрыльному, а не по вертолетному. «И очень небольшая вибрация - приятно», - записано в дневнике. Но при посадке с пробегом обнаружились боковые рывки. На другой день они повторились, и было решено ставить демпфера «шимми» на переднее шасси.
27 октября - два полета со взлетным весом 39 и 41 тонна. Взлетали по-самолетному на ф= 8-10° с отклоненными на 20-30° закрылками и поднятой передней ногой. На полном газу отрыв при скорости 80-100 км/час, набор высоты при скорости 120 км/час, в горизонтальном полете скорость 200, Ф = 3°, закрылки убраны. Полученные записи свидетельствовали о возможности дальнейшего увеличения веса, и было решено готовить винтокрыл к рекордному полету на грузоподъемность. С машины сняли обтекатели шасси и стекатель пилотской кабины. Загрузили еще 3000 кг, и вес груза достиг 11790 кг.
14 ноября был выполнен полет с весом 44, 1 тонны. На взлете наполовину включено самолетное управление и стояночные тормоза, ф = 6°, колонка взята «на себя» и дан полный газ. Как только машина тронулась, тормоза были отпущены и колонка дана «от себя». На скорости 100-120 км/час - колонка «от себя» ф = 7°, и взлет с разбегом 300- 340 метров. Затем при полностью включенном самолетом управлении разгон до скорости 170-180 км/час на номинале со скороподъмностью 4 м/с. В горизонтальном полете на высоте 1000 м скорость 180,ф = 4°. Вибрации небольшие, эффективность управления хорошая. По мнению экипажа, винтокрыл может летать с большим весом. Сняли экспериментальное оборудование, загрузили еще 4560 кг и получили общий вес груза 16 350. С экипажем и топливом взлетный вес составил 44670 кг 24% САХ.
24 ноября 1961 г в присутствии спортивных комиссаров состоялся рекордный полет винтокрыла на грузоподъемность. Установлено сразу 6 мировых рекордов. Груз 16485 кг поднят на высоту 2557 метров в МСА. «Машина вела себя нормально. Программа № 8-9 окончена», - записал ведущий инженер В. Б. Альперович.
17 января 1962 г. была утверждена программа совместных испытаний винтокрыла AM, составленная в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР № 218-81 от 23. 02. 60 г., которая включала подготовительные, наземные и летные испытания - всего 71 полет общей продолжительностью 42 часа 15 минут. Была назначена Государственная комиссия под председательством генерал-лейтенанта авиации Тараненко И. А., создана бригада ВВС, выделены летные экипажи и испытательные бригады от УВЗ. В Ташкент направлены Техническое описание винтокрыла AM, производственные инструкции и инструкции по эксплуатации.
Предстояла огромная работа, а летчик-испытатель Д. К. Ефимов заболел. Ведущий инженер Альперович просил ускорить прибытие в Ташкент Рогова, Дордана и всех механиков. «Гарнаева прошу прибыть 15 марта и Громова тоже», - писал он. К этому времени «все три машины уже приняты ЛИСом, но пока ясно что делать только на 01-03. Сейчас готовится приказ о передаче всех трех машин нам... Ужас берет, как подумаешь о том, сколько нам будет записано дефектов. Сделано все очень скверно».
Сроки передачи машин на испытания неоднократно переносились. В связи с этим на проведенном 19-20 апреля 1962 г. заседании госкомиссии отмечалось, что подготовка АК к летным испытаниям слишком затянулась. Необходимые решения были приняты и работа ускорилась. Начались интенсивные полеты на двух винтокрылах, появилось огромное количество материалов, которые надо было немедленно расшифровывать и анализировать. Были сформированы две группы: по летным характеристикам и по прочности. Их руководителями стали В. С. Дордан и А. Ф. Рогов, туда входили инженеры Квоков, Шнеерсон, Бубнов, Никитин, Шустов, Скляров, Крикоров, Шергунов. В каждой из этих групп насчитывалось по 15-20 техников-расшифровщиков. В подготовке и проведении испытаний участвовало до 80 человек летно-подъемного состава, специалистов и рабочих.
В Ташкенте стояла жара. Жарко было и в помещении и на аэродроме. Заниматься расшифровкой лент самописцев было очень трудно. Доходило до обмороков, но на аэродроме у машин, а особенно в самих винтокрылах - еще хуже. Нельзя дотронуться до обшивки, термометры зашкаливало.
Однажды я прилетел в Ташкент с профессором А. К. Мартыновым для того, чтобы он посоветовал, какие меры можно принять по улучшению внешней аэродинамики - скорости у винтокрыла явно не хватало. Аполлинарий Константинович залез даже под крышу фюзеляжа и вдоволь поругал грубую конструкцию кабины пилотов и другие «незализанные» места на винтокрыле.
Постепенно выполнялись пункты программы совместных испытаний. Были сделаны тарировки ПВД, определены минимальные и максимальные скорости, выполнены полеты «на зубцы» - определение практического потолка, дальности и продолжительности полета. На машине 01-01 программа была выполнена на 100%, на 01-03 - на 73%. Остались характеристики устойчивости и управляемости на вертолетных режимах и облет.
В соответствии с планом, утвержденным комиссией по совместным испытаниям, в августе-сентябре намечался перегон двух машин из Ташкента в Москву. Н. И. Камов обратился к руководству ГВФ с просьбой обеспечить перегон всеми необходимыми средствами. В. И. Бирюлиным были утверждены подробные «Технические указания по осмотрам и работам по подготовке к перегону». Летчики-испытатели Ефремов и Гарнаев подготовили «Условия на перегон», которые содержали требования к ВВП, погодным условиям и к пилотированию. Было предписано взлетать и садиться с разбегом и пробегом со скоростью 40-60 км/ч, не взлетать при ветре более 15 м/с и не рулить при боковом ветре более 12 м/с. Полеты по маршруту выполнять в утренние и вечерние часы, летать только при видимости не менее двух километров и при высоте облачности ниже 200 метров. Высоту полета выбирать из условий минимума турбулентности и направления ветра. Не заходить в «дождевые заряды кочевых облаков и обходить грозовые фронты». В дополнение к инструкции по пилотированию были определены наивыгоднейшие режимы по дальности и уровню напряжений в элементах конструкций и установлен порядок следования групп перегона:
Самолет Ли-2 № 03472 вылетает за 1-2 часа до основной группы, имея на борту группу встречи и средства заправки. Командир корабля Панарин, старший группы Альперович в группу входят 12 человек.
Винтокрыл Ка-22 № 01-01 (командир корабля Ефремов) следует в сопровождении самолета Ли-2 № 03498 с технической командой на борту. Командир корабля Кураневич, старший команды Зейгман. В команду входят 15 человек.
Винтокрыл Ка-22 № 01-03 (командир корабля Гарнаев) следует в сопровождении самолета Ил-14 № 3567 с технической документацией на борту. Командир корабля Гопштейн, старший на борту Бирюлин, в составе команды 16 человек.
Вертолет Ми-4 (позывной 81733) с командиром капитаном Сыровым вылетает с каждого аэродрома за 30 минут до вылета первого винтокрыла, следует по маршруту самостоятельно, поддерживая связь с бортами и авиадиспетчерской службой до посадки на очередном аэродроме. При необходимости следует в район, указанный ему по радио, для оказания помощи экипажу, терпящему бедствие. Имеет на борту врача и аварийно-техническую команду с соответствующими медицинским и техническим оборудованием.
27 августа Бирюлиным утвержден Полетный лист на маршрут Ташкент-Москва для винтокрыла Ка-22М 134-01-01 с двигателями Д52ВК №№9, 10, с несущими винтами, имеющими лопасти ЛД-24С11 и с запасом горючего 4600 кг, масла 200 литров. Взлетный вес 33500 кг, центровка 26, 5% САХ. Состав экипажа: летчики Д. К.Ефремов, О. К. Яркин, штурман В. С.Школяренко, бортрадист Б. Г. Поляничко, ведущий инженер В. А.Николаев, бортмеханик И. Л.Куслицкий, экспериментатор Ю. И.Емельянов. В полетный лист было записано следующее задание: «Во исполнение приказа Председателя Государственного Комитета по авиационной технике Совета Министров СССР, по согласованию с ВВС СА и Главным Управлением ГВФ произвести перегон опытного винтокрыла Ка-22М из г. Ташкента в г. Москву с посадками в пунктах Туркестан, Кзыл-Орда, Джусалы, Аральск, Челкар, Актюбинск, Оренбург, Куйбышев, Пенза, Сасово (Чулково), Люберцы для дозаправки ГСМ». Задание подписано ведущим инженером Николаевым. К полетному листу приложена карта контрольного осмотра Ка-22М 01-01 экипажем перед вылетом 28 августа 62 г. Экипаж прошел медицинское освидетельствование на предмет годности к полету и признан годным.
Согласно бортового журнала штурмана винтокрыл Ка-22М 01-01 взлетел в 3 часа 57 минут, но вскоре вернулся из-за неисправности (течь масла из-под неплотно закрытой пробки маслобака левого редуктора) и в 4 часа 10 минут произвел посадку. В 4 часа 55 минут состоялся повторный взлет и через час - посадка в Туркестане. Там уже находился винтокрыл 01-03 Гарнаева, у которого перед посадкой в кабине появился дым. При осмотре обнаружилось отворачивание гайки левой опоры синхронизационного вала. Осмотрели и заправили машину 01-01. По объяснению механика Ю. Т. Денисова, здесь был обнаружен и устранен люфт шлиц-шарнира левого автомата-перекоса. Жуков вместе с контрольным мастером Болотовым произвели осмотр несущей системы и промывку лопастей. Мотористы Ворсин и Коноплев сделали осмотр и чистку двигателей. Мутьянов произвел осмотр опор синхровала и по указанию Бирюлина вскрыл съемную панель крыла и замерил зазор второй опоры, который оказался нормальным.
Взлет винтокрыла 01-01 из Туркестана на Кзыл-Орду был произведен в 9 часов 53 минут. Через час при подлете к Кзыл-Орде борт 63972 (винтокрыл 01-01) сообщил, что топлива хватает, и запросил разрешения на пролет. Кзыл-Орда пролет разрешила. Это было в 10 часов 55 минут - с момента первого взлета из Ташкента прошло почти 7 часов. Летели на высоте 2100 метров. По расчету средняя скорость составила 220 ка/час. Ветер был с левого борта со скоростью 12, 5 м/с. В 11 часов 13 минут винтокрыл вошел в зону авиадиспетчерской службы аэропорта Джусалы. Установили связь и запросили условия посадки: курс 240 на запасную полосу, где было выложено посадочное «Т». Борт 63972 просил разрешить ему заход на посадку прямо с курса и сообщил, что полосу он хорошо видит и будет садиться «по-самолетному». Диспетчер посадку на основную полосу разрешил. В районе аэропорта Джусалы в это время находился рейсовый самолет Ил-14 (борт 1619, пилот Петросов), которому была разрешена посадка на запасную полосу. После катастрофы винтокрыла Петросов сделал круг над местом происшествия. В объяснительной записке он написал: «За 10-15 секунд до катастрофы я находился на прямой, заходя на посадку с курсом 240 на запасную полосу. Винтокрыл находился впереди меня на удалении 300-400 метров и на 50-80 м ниже. В этот момент высота моего самолета была 130-150 метров, скорость планирования 220 км/час по прибору. Ввиду того, что дистанция между нашими бортами не изменялась визуально, считаю что скорость планирования винтокрыла была в пределах 200-220 км/час. Никаких отклонений от нормальной траектории планирования винтокрыла не наблюдалось. На высоте 50-70 м винтокрыл слегка скабрировал (я увидел это по изменению проекции винтокрыла при взгляде сзади и сверху), затем стал разворачиваться влево с одновременным переворотом на спину. Характер разворота - сначала замедленный, затем энергичный с переходом в крутое отрицательное пикирование. Винтокрыл столкнулся с землей, развалился и вспыхнул. Из очага пламени в южном направлении отлетели две-три крупные детали, оставляя шлейф пыли по земле». В подробной объяснительной записке диспетчер аэропорта Скутилин приводит все разговоры с экипажем винтокрыла, которые, к сожалению, не были записаны отказавшим магнитофоном. Левый разворот и переход в спираль отметил и старший диспетчер врио, начальника аэропорта Опенкин. Никто из наблюдавших не заметил изменений в поведении несущих и тянущих винтов. Во время катастрофы погиб весь экипаж: летчики-испытатели Д. К. Ефремов и О. К. Яркин, штурман В. С. Школяренко, бортмеханик И. Л. Куслицкий, бортрадист Б. Г. Поляничко, ведущий инженер В. А. Николаев, экспериментатор Ю. И. Емельянов.
На следующий день в Джусалы вылетел Ли-2 с членами аварийной комиссии. Давила тяжесть внезапно нагрянувшей огромной беды. Первое яркое воспоминание - сравнительно небольшие груды исковерканного обгоревшего металла, разбросанные по ровному полю, над которым возвышался хвост винтокрыла. Не было ничего целого, и казалось, что нельзя ничего найти, не за что зацепиться, чтобы что-то понять. Кроки места катастрофы были уже сделаны. Было видно, что машина упала, не долетев примерно 2 км до полосы. Упала, развернувшись почти на 270° от своего курса и оставив в земле концы всех восьми лопастей. Она не опрокинулась, фюзеляж лег вдоль полосы курсом 270°. Почти в одной плоскости со следами от лопастей лежали левый и правый тянущие винты и правый редуктор несущего винта. Сзади лежали левая и передние ноги шасси. На юг шел след качения компрессора - 20 выбоин глубиной до 20 см и большое количество лопаток.
Аварийную комиссию, состоящую из представителей заводов и НИИ, возглавлял опытный Б. Я. Жеребцов. Как всегда, возникали, рассматривались и отпадали разные версии случившегося. Одновременно с непрекращающимися заседаниями проводился осмотр места, фотографирование с Ми-4 и с земли, изучение показаний очевидцев. Через 2-3 дня большая часть комиссии улетела в Ташкент, оставив на месте катастрофы подкомиссию, в которую вошли члены комиссии С. В. Сергиенко, А. Ф. Селихов, Баршевский и привлеченные к ее работе специалисты: Ю. С. Брагинский, И. Г. Болотов, А. А. Дмитриев, А. И. Дрейзин, А. И. Козырев, Е. А. Кошелев, Э. А. Петросян, Э. В. Токарев, В. И. Сорин, Е. И. Филатов. Было начато подробное исследование остатков системы управления. Все они были выложены на контуре винтокрыла, проведена проверка комплектации и предварительная экспертиза обнаруженных деталей. Состояние выложенных узлов и деталей свидетельствовало о значительных повреждениях от удара о землю и пожара. Большинство тросов обгорели и имели разрывы, ролики были уничтожены, тяги исковерканы и сгорели. Изломов усталостного характера не обнаружено. Тандерные соединения тросов имели нормальное свинчивание и контровку. Исключение составлял тандер троса 24 около кронштейна с роликом АМ5942-00-1. Ролики с этим тросом были обнаружены в яме от удара правого тянущего винта на расстоянии 8-10 метров от обгоревшего конца правого крыла. Они не обгорели. Наряду с другими работами комиссия сочла необходимым исследовать кронштейны бустеров и тандерное соединение троса 24 в заводских условиях, а также произвести необходимые расчеты для того, чтобы выяснить поведение винтокрыла в случае разрушения кронштейна бустера циклического шага или разъединения тандера троса 24 в полете.
В Туркестане и Ташкенте 3-4 сентября были проведены осмотры кронштейнов бустеров и тандеров проводки вертолетного управления на винтокрылах 01-03 и 01-02. Оказалось, что при правильной технологии сборки незаконтренные тандеры в условиях тряски разворачиваются. При отсоединенной системе тросового управления и загрузке бустера силой 2 тонны производились легкие толчки рукой по качалке управления золотником. Следовавшие за толчком движения штока бустера на разных гидроусилителях (было проверено 4 штуки) отличались и по скорости, и по направлению. Время полной перекладки изменялось от 3 до 15 секунд.
Был сделан вывод, что катастрофа винтокрыла АМ-01-01 произошла вследствие внезапного отказа системы поперечного управления в полете по причине рассоединения тандера троса 24 управления общим шагом правого несущего винта.
Мы потеряли семерых наших товарищей и плод многолетнего труда сотен людей. После гибели летчика-испытателя М.Д. Гурова наш коллектив не получал такого ужасного удара. Катастрофа нарушила планы, пошатнула уверенность в успехе, которой мы жили последние годы, нанесла ущерб самой идее винтокрыла. Погибли энтузиасты и мастера своего дела, преданные авиации люди. И среди них прекрасный летчик, вдумчивый исследователь, спокойный и смелый общий любимец Дмитрий Ефремов.
Аварийная комиссия ГКАТ, воинская часть 52526, комиссия УВЗ в конце сентября дали свои замечания, рекомендации и перечень дефектов и недостатков винтокрыла, которые предстояло в короткие сроки устранить и продолжать испытания. В конце октября был утвержден порядок работ на АМ-01-03. Доработки, устранение дефектов и переделки винтокрыла продолжались в Ташкенте силами завода п/я. 116. до июня 1963 г., когда было проведено обсуждение программы № 4-63 испытаний экспериментального аппарата, получившего обозначение АВ. Сообщение сделал ведущий инженер B.C. Дордан. Предполагалось записывать перемещения и усилия в органах управления, углы и угловые скорости машины, параметры силовой установки и гидросистемы, вибрации и напряжения в элементах конструкции. Объем записей испытательной аппаратуры включал более 50 пунктов.
В начале августа начались полеты на АВ с весом 30,5 т при средней центровке 26,5% САХ. Изменение направления вращения несущих винтов не привело к улучшению характеристик устойчивости и управляемости на малых скоростях. На разгоне и при торможении сильно увеличились расходы управления, а само торможение стало значительно длиннее, чем на машине «А». Явно недоставало мощности. Разгон, по словам Гарнаева, «на пределе». Время торможения увеличилось, и неприятные движения машины успевали сильно развиться. С повышением скорости выше 60-70 км/час управляемость становилась нормальной, но сильно увеличивался шум от несущих винтов. По словам Дордана, на большой скорости звук от волн сжатия становился подобным звуку крупнокалиберного пулемета. От изменения направления вращения пришлось отказаться, а для улучшения характеристик устойчивости и управляемости применить дифференциальный автопилот АП-116. Действие его основано на измерении параметров, определяющих положение машины в пространстве и ее угловых скоростей, и преобразовании измеренных величин в перемещение штоков комбинированных агрегатов управления КАУ-60А по заданному для данного режима закону. КАУ, установленные в проводке управления до разделения на самолетные и вертолетные ветви, обеспечивают работу автопилота на всех режимах и полную необратимость. Летчик имеет возможность вмешиваться в управление при включенном автопилоте посредством обычных рычагов. Расход управления при работе автопилота составляет не более 20% от полного диапазона. В конце 1963 г. Камов утвердил программу испытаний, целью которых был подбор передаточных чисел автопилота и проверка поведения винтокрыла на малых скоростях (0-60 км/ч). Она предусматривала 15 висе-ний (2 часа 30 минут) и 20 полетов (6 часов 20 минут). Для оценки поведения машины и работы ее систем задействованы десятки датчиков, осцилог-рафов и самописцев. Испытания начались весной 1964 г. Летал Ю.А. Гарнаев.
Одновременно продолжалась доработка элементов конструкции несущих винтов с целью увеличения их ресурса. В феврале появились реальные надежды довести ресурсы лопастей и втулок до 500 часов, главным образом за счет широкого использования методов поверхностного упрочнения.
Характеристики устойчивости и управляемости винтокрыла АВ с автопилотом существенно улучшились, и Гарнаев в летной оценке записал: «Винтокрыл является летательным аппаратом, который удачно сочетает в себе качества самолета и вертолета. Достаточно хорошо управляем на всех режимах от висения до максимальной скорости, а также на высотах до практического потолка». По «Программе совместных испытаний винтокрыла» от 12.01.62 г. осталось выполнить последний пункт: «Качественная оценка машины экипажами ВВС и ГВФ - так называемый «облет». Первым винтокрыл должен был облетать Герой Советского Союза полковник С.Г. Бровцев. Сначала он слетал на правом сидении вместе с Гарнаевым. В экипаж входили ведущий инженер B.C. Дордан, бортмеханик А. Бахров и экспериментатор А.Ф. Рогов. Они взлетели около 7 часов утра и, сделав короткий полет над аэродромом, сели. Замечаний у экипажа не было, и в половине восьмого винтокрыл взлетел снова. На этот раз первым пилотом был Бровцев, а Гарнаев находился на правом сидении. Два задних места в кабине пилотов занимали Бахров и Дордан, в фюзеляже находился Рогов...
16 августа Бирюлин вызвал меня телеграммой из отпуска. Аварийная комиссия работала уже третий день. Свидетелей катастрофы было очень много - люди шли и ехали на работу в это время. Погибли Рогов и Бровцев. Остальные члены экипажа рассказали о начале и развитии катастрофы. Взлет «по-самолетному», спокойный полет на высоте 1000 метров в продолжение 15 минут. Скорость до 310 км/час. При планировании и уменьшении скорости до 220-230 км/час внезапно начался самопроизвольный правый разворот, который не удалось парировать левой педалью и штурвалом. Машина развернулась почти на 180°, когда Гарнаев вмешался в управление и, думая, что разворот является следствием разношагицы тянущих винтов, разгрузил их, резко увеличив углы общего шага несущих винтов на 7-8°. Винтокрыл замедлил правый разворот, перевалился на нос и начал круто пикировать. Потеряв 300-400 м высоты, машина уменьшила угол пикирования до 10-12°, но в это время бортмеханик сбросил створку фонаря, она попала в лопасть правого винта, которая обломилась, и несбалансированные центробежные силы оторвали всю правую мотогондолу. Гарнаев дал команду экипажу покинуть винтокрыл. Троим удалось спастись.
Комиссия не смогла установить причину катастрофы. И во время ее работы, и позже, и даже теперь существуют разные версии ужасного происшествия. Можно только воспользоваться рекомендациями аварийной комиссии, на основании которых был составлен перечень работ. Прежде всего необходимо было разработать новую схему управления шагом тянущих винтов с жесткой проводкой и новые тянущие винты с жесткой системой управления шагом. Скорее всего, наибольшее подозрение вызывала система тянущих винтов, которая была устроена так, что в случае самопроизвольного уменьшения шага одного винта регулятор оборотов, стремясь сохранить режим работы двигателей, увеличивал шаг другому тянущему винту. Однако в перечне записаны и другие мероприятия: исследование аэродинамических особенностей винтокрыла в ЦАГИ, проектирование усиленной подвески руля поворота и мотогондолы с улучшенными частотными и прочностными характеристиками. Было намечено проведение динамических испытаний рукавов втулки и усиленных подкосов моторамы.
В перечне оказалась записана разработка лопасти типа А-6. Это не было следствием катастрофы - скорее, являлось свидетельством серьезных надежд на продолжение работ по созданию винтокрыла. Николай Ильич еще не был сломлен, и тему еще не закрыли. Борьба продолжалась. Было совершенно необходимо увеличить подъемную силу несущих винтов. Для этого и нужна лопасть А-6, разработанная в результате многолетних расчетов и испытаний моделей на ЭВС. До радиуса 0,7 лопасть была прямоугольной и сужалась только на конце. Вместо профилей СР на трапециевидном участке применялся профиль ПВ. Использование лопастей типа А-6 позволяло повысить тягу винтокрыла с двигателями Д-25ВК и обеспечить вертикальный взлет с весом 35 тонн.
Однако «точка» в судьбе Ка-22 уже была поставлена, хотя нам трудно оказалось смириться с поражением. Предпочтение отдали тяжелому вертолету Ми-6, который с конца 1959 г. запущен в серийное производство, в 1963 г. принят на вооружение, а в 1964 г. начинается его продажа за рубеж. Соревнование закончилось победой вертолета.
Главными недостатками Ка-22 были большие потери мощности на привод тянущих винтов и большие потери тяги от обдувки крыла потоком несущих винтов. Кроме этого, желая получить серьезное улучшение характеристик (например, скорости) нельзя обойтись без адекватного улучшения характеристик входящих в конструкцию элементов и прежде всего двигателей. Прогресс летательных аппаратов всегда происходил под мощным влиянием прогресса в двигателестроении.
Можно добавить, что два серийных винтокрыла долгие годы простояли на заводском аэродроме, но ни один из уникальных аппаратов так и не попал в авиационный музей.
ЛТХ:
Модификация Ка-22
Размах крыла, м 23.80
Диаметр главного винта, м 22.50
Диаметр хвостового винта, м
Длина,м 26.97
Высота ,м 10.04
Площадь крыла, м2 105.00
Масса, кг
пустого 25840
нормальная взлетная 37500
максимальная взлетная 42500
Масса топлива, кг 6000
Тип двигателя 2 ГТД Д-25ВК
Мощность, кВт 2 х 4101
Максимальная скорость, км/ч 356
Крейсерская скорость, км/ч 270
Практическая дальность, км 1100
Скороподъемность, м/мин
Практический потолок, м 4250
Статический потолок, м 3500
Экипаж, чел 5
Полезная нагрузка: Максимальный перевозимый груз - 16500 кг,
Нормальный десантный груз - 5000 кг
Список источников:
Самолеты Мира. Владимир Баршевский. Винтокрыл Ка-22
Крылья Родины. Николай Якубович. Вертолет-самолет
Крылья Родины. Леонид Батраков, Григорий Кузнецов. Ка-22 - неразгаданная загадка
Сайт ОКБ Камов. Справочник вертолетов фирмы Камов. Ка-22
Григорий Кузнецов. ОКБ Камова - 50 лет
Максим Старостин. Все вертолеты Мира. Kamov Ka-22 "Vintokryl"
Фотографии: Первый Ка-22
Рекордный Ка-22 (шасси с обтекателями)
Оборудование кабины летчиков
