Ка-15 стана първият хеликоптер, произведен от конструкторското бюро на Камов в голяма серия. Този роторен кораб първоначално е разработен за нуждите на военноморската авиация, като противолодочен хеликоптер, корабно разузнаване и връзка. Именно Ка-15 стана първият хеликоптер на пълен работен ден на корабите на Съветския флот.
Днес някои авиационни ентусиасти понякога си задават въпроса: „Защо нашите военноморски моряци предпочетоха неразкритата по онова време коаксиална схема на винтовия самолет пред обичайния еднороторен хеликоптер с опашен ротор? Защо беше необходимо да се поеме толкова висок технически риск? Наистина, още по -рано, благодарение на успехите на уважавания самолетен конструктор I. I. Sikorsky в САЩ, хеликоптер с опашен ротор вече е започнал да се използва в голямо разнообразие от области на човешката дейност, включително във флота.
Трябва да се отбележи, че производството на хеликоптери с опашни ротори започна в безпрецедентни мащаби. Американският конструктор на хеликоптери А. Йънг само през първата половина на четиридесетте години в САЩ наброява повече от 340 фирми, ангажирани с разработването и конструирането на хеликоптери по тази схема. В края на петдесетте години у нас, в A. S. Яковлева и М. Л. Mile, на конкурентна основа, бяха построени хеликоптери с един ротор, съответно Як-100 и ГМ-1 (в серията-Ми-1) с максимално излитащо тегло около 2500 кг. Предпочитание беше дадено на Ми-1, който беше построен в големи серии. Той обаче не е подходящ за служба във ВМС на Русия. Защо така?
Отговорът е достатъчно прост. В САЩ хеликоптерите във флота започнаха да се използват на самолетоносачи. Нямаше проблеми с поставянето, осигуряването на излитания и кацания за хеликоптери по класическата схема на големи кораби. В СССР, който по това време нямаше такива кораби, се планираше използването на хеликоптери във ВМС на кораби с малка водоизместимост. Тези кораби могат да бъдат оборудвани с малки писти, граничещи с вече съществуващи корабни надстройки, което значително ограничава подходите към тях по време на полети.
Междувременно в OKB N. I. Камов вече има известен опит в създаването на коаксиални хеликоптери. С пускането и разработването на първите свръхлеки корабни едноместни коаксиални хеликоптери Ка-10 и Ка-10М завърши формирането на младия ОКБ. Военните изпитания на лекия Ка-10, проведени в Черно море, разкриха необходимостта ВМС да построят хеликоптер, който е по-повдигнат и по-независим от метеорологичните условия. Такава машина се превърна в многоцелевия хеликоптер Ка-15, също проектиран по коаксиалната схема, избрана от Камов.
Новият хеликоптер беше двуместна машина, в кокпита на която седалката на оператора се намираше вдясно от пилота. Известно е, че корабите с малка водоизместимост са подложени на значително търкаляне и накланяне. Мощният турбулентен въздушен поток, наличието на различни надстройки и люлеенето на кораба накараха нашите морски моряци да се доверят на хеликоптер с опашен ротор, чувствителен към скоростта и посоката на вятъра.
За да се убедят най-накрая в тяхната коректност, те по-късно дори проведоха сравнителни тестове на коаксиалния Ка-15 и еднороторния Ми-1 на артилерийския крайцер „Михаил Кутузов“. Поради своите минимални размери и по-голяма маневреност, коаксиалният Ка-15 успешно излетя от малка писта и се приземи върху него дори с шест точкова грапавост на морето. При тези условия Ми-1 с дълга опашна стрела и опашен ротор, които значително ограничаваха възможностите за нейната работа, не можеше да се експлоатира, когато имаше голяма турбуленция на въздушния поток и люлеенето на кораба-носител. По този начин схемата на коаксиален хеликоптер в СССР беше търсена от ВМС.
Трябва да се каже, че коаксиалният дизайн на самолети с ротационни крила привлече вниманието с очевидните си предимства не само на местните моряци, но и на дизайнерите от цял свят. Почти цялата мощност на електроцентралата се използва тук за създаване на тягата на роторите. Освен това реактивните моменти, създадени от витлата, са взаимно балансирани в главната скоростна кутия и не се предават на фюзелажа на самолета. Всички усилия и моменти на сила от системата за носене на хеликоптер са затворени на късото фюзелажно отделение, разположено между двете силови рамки, върху които отгоре са разположени скоростната кутия и носещата система, а шасито е прикрепено отдолу, от двете страни. Почти е невъзможно да се създаде по -компактна схема за роторен кораб. Ето защо много известни чуждестранни конструктори на самолети, като Л. Бреге, Д. Пери, С. Хилер, Г. Берлинер, А. Асканио и други, както и авиационни фирми, включително местното конструкторско бюро A. S. Яковлев, се опита да овладее коаксиалната схема на хеликоптер. Сред хеликоптерите, построени през втората половина на 40-те години на този принцип, могат да се посочат „Roteron“, „Brantly B-1“, „Benlix K“, „Dorand G-20“, Bell „Molel 49“, „Breguet G -11 -E "и" Breguet G -111 ", както и експериментален хеликоптер на КБ" Яковлев ".
Някои от хеликоптерите, създадени през 40 -те - 50 -те години, например „Breguet G -111“(Франция), Bell „Molel 49“(САЩ) и други, имаха отлични летателни характеристики за този период. Въпреки това, всички чуждестранни компании и конструкторското бюро на Яковлев отказаха да подобрят и разработят тази обещаваща схема поради големия брой срещнати проблеми.
Конструкторското бюро на Камов по време на разработката, конструирането, тестването и разработката на Ка-15 също среща редица трудности поради липсата на научна и експериментална база в областта на аеромеханиката на коаксиалните ротори. Дизайнерите и учените от OKB успешно се справиха с много проблеми. Под ръководството на Николай Камов се формира уникална школа за научно проектиране и практическо проектиране на превозни средства с въртящи се крила с различни схеми и на първо място коаксиални схеми. Друг проблем, с който дизайнерите винаги се сблъскват при проектирането на нови машини, е правилният избор на размера на самолета.
Главният конструктор Камов вярваше, че след Ка-10 с излетно тегло по-малко от 400 кг, новият хеликоптер Ка-15, с тегло 1500 кг, най-добре ще задоволи широк кръг от противоречиви интереси. Очевидно той не е бил вътрешно готов за проектирането на хеликоптер в по -тежка категория. Сътрудниците на Камов се опитаха да го убедят, че хеликоптерът Ми-1 вече съществува в този клас, който запълни ниша в интерес на военното ведомство и националната икономика, а Ка-15 ще има много тесен морски обхват. През 1951 г. по инструкции на правителството конструкторското бюро Mil започва разработването на хеликоптер Ми-4 с излитащо тегло 7000-8000 кг, който през 1952 г. започва масово производство. Тогава не беше възможно да се убеди Камов. В тази връзка неговият ОКБ загуби темпото и възможността да заеме водеща позиция в страната по броя на серийно произвежданите хеликоптери с код „Ка“в класа на роторкрафта до 10 000 кг.
Защитата на предварителния проект на Ка-15 се състоя през 1951 г. През декември е построен мащабен модел на автомобила. Първото издигане на хеликоптера във въздуха се случи през април 1953 г. Серийното производство на хеликоптера е започнато в самолетния завод в Улан-Уде през 1956 г.
Нека сравним основните данни за коаксиални и еднороторни хеликоптери. От горните данни следва, че коаксиалният Ка-15, с половината мощност на двигателя, носи товар с приблизително същата маса в товарното отделение като известния еднороторен Ми-1, който поставя около 30 световни рекорда. В същото време Ка-15 е с 1000 кг по-лек, а дължината му, като се вземат предвид въртящите се витла, е почти 1,7 пъти по-малка от тази на Ми-1. Именно тези неоспорими предимства на компактния Ка-15, съчетани с най-високата маневреност, позволиха на хеликоптера успешно да изпълни основната си мисия: да извърши успешно разузнаване на повърхностната обстановка и да осигури комуникация между кораби и крайбрежни бази в интересите на флота.
Дори на Ка-10 коаксиалното разположение и системата за управление бяха приведени в практическо изпълнение. Той включваше две плоскости, механизми с обща и диференциална стъпка и редица други елементи. Разбира се, всичко това трябваше да бъде подобрено в процеса на фина настройка на новия хеликоптер. Съвместната работа на двигателя и ротора на ротора беше обединена от системата за управление, която в пилотската кабина имаше лост за управление „step-gas“с въртяща се дръжка за коригиране на режима на работа на двигателя.
Между другото, няма такава система на хеликоптера GM-1 в Мил и беше много трудно да се управлява машината в полет. С общия лост на стъпката пилотът промени ъглите на лопатките на ротора и лостът за управление на двигателя (дросела) избра необходимия режим на работа на двигателя. Мил въведе тази система по-късно, вече с модификацията на хеликоптера GM-1, който получи обозначението Mi-1.
Една от най -трудните задачи, които дизайнерите трябваше да решат, беше изследването на природата на вибрациите на коаксиален хеликоптер и разработването на препоръки и методи за тяхното извеждане до приемливо ниво. За да се намали ефектът от външни аеродинамични периодични сили, още през 1947 г. ентусиастите, водени от Камов, при изграждането на първия коаксиален хеликоптер Ка-8, разработиха метод за статично и динамично регулиране на носещата система. В хода на стендовите и фабричните изпитания на Ка-15, в сътрудничество с TsAGI и LII, бяха направени редица подобрения в конструкцията му, насочени към преодоляване на автоколебанията на земния резонанс и пърхането на лопатките на ротора. Комбинацията от някои конструктивни мерки позволи успешно да се справи с проблема с резонанса на Ка-15. Друг, не по-малко опасен вид самоколебание, беше пърхането на лопатките на витлото в полет, което специалистите на ОКБ откриха в Ка-15 през 1953 г. Той беше премахнат чрез монтиране на оригиналните противотежести от рогов тип, които изместиха центрирането му напред с необходимото количество.
Експлоатацията на хеликоптера във влажен морски климат обаче скоро донесе неочаквана изненада: пърхането отново започна да подава сигнали за себе си по време на полет. Оказа се, че по време на работа дървото на острието се подува и влагата се натрупва в пространството на отделенията между горната и долната кожи. Това доведе до изместване на центрирането на гърба и предизвика появата на трептене. Скоро беше възможно да се открият явления на трептене поради изместването на центрирането на острието не от набъбването му, а в резултат на ремонти, извършени в условията на работещи блокове. За да се предотврати появата на автоколебания на лопатките на витлото, в технологията на тяхното създаване е въведен стандартизиран запас от центрираща ефективност. Той направи възможно най -накрая да поеме контрола над трептенето на лопатките на ротора.
След пускането на Ка-15 в серия, обхватът на работата за увеличаване на ресурса на машините и разширяване на възможностите за тяхното използване се е променил значително. В завода бяха пуснати в експлоатация множество щандове за изпитвателни единици и най -натоварените части при условия на динамично напрежение. Продължиха дългосрочните изпитания за живота. Бяха проведени полетни изследвания за изучаване на „вихровия пръстен“и за изработване на препоръки за пилота, за да се предотврати влизането на хеликоптера в това явление и как да се излезе от него. Изпитанията на Ка-15 бяха завършени в режим на авторотация на витлата на ротора, включително кацане на летището и водната повърхност (с балонни шасита) при неработещи двигатели.
Морските изпитания на корабния хеликоптер започнаха през 1956 г., в Балтийско море от бази на борда на миноносеца Светли. През 1957-1958 г. са създадени първите подразделения на кораба Ка-15. През 1958 г. разрушителят Светли започва да оборудва пистата, а през 1961 г. флотът се попълва с осем ракетни кораба от проект 57 с писти, резервоари за съхранение на авиационни горива и смазочни материали, кабини за авиатори и специално оборудване, за да се осигури работата на ротационно крилати самолети.
В националната икономика Ка-15 се използва като разузнавач за морски животни на кораби от тралов флот. В модификацията против подводници Ка-15 може да носи две радио-хидроакустични буи RSL-N или приемник SPARU. В този случай двойка хеликоптери работиха заедно: единият пусна шамандури в работния квадрат на акваторията, а другият ги изслуша с помощта на SPARU за откриване на подводница и за унищожаването й, Ка-15 беше използван в ударна версия, оборудвана с прицел OPB-1R и оборудвана с две дълбочинни бомби с тегло 50 кг.
Вариантът Ka-15M имаше подобрения за подобряване на кинематиката на управление на носещата система, повишаване на надеждността на превозното средство и ефективността на неговата експлоатационна производителност. Ка-15М се използваше в различни версии и имаше подходящо оборудване: пръскане, опрашителни устройства, устройства за генериране на аерозоли, специални висящи контейнери за доставка на поща и малки товари, спасителни лодки, подвижни странични гондоли за транспортиране на лежащи пациенти и много други.
Обучението UKa-15 беше необходимо за обучение на пилоти и тренировъчни полети. Той имаше двойно управление, както и допълнително пилотажно оборудване и капаци за изпълнение на тренировъчни и инструктиращи полети с инструменти. Хеликоптерът е построен през 1956 г. в самолетен завод в Улан-Уде. През 1957 г. той успешно преминава държавни тестове и след това се произвежда масово. Общо "петнадесетият" Ка-15 е построен 354 копия от различни модификации.
Ka-18 е допълнителна модификация на Ka-15M. Предназначен е за превоз на пътници, поща и товари, за транспортиране на болни и ранени хора до стационарни лечебни заведения. Заедно с Ка-15М, той се използва и в авиационната химическа работа. Прототипът е произведен през 1956 г., а през 1957 г. успешно преминава държавни тестове. Ка-18 се произвеждаше масово и работеше около 20 години. Построени са повече от 110 превозни средства.
Гражданският Ка-18 се различаваше от основния Ка-15 по огромна кабина, която можеше да побере пилот, трима пътници или един пациент на носилка и придружаващ лекар. За удобство при товаренето на санитарни носилки в хеликоптера е направен люк в носовия обтекател на фюзелажа.
Под ръководството на Камов през 1958-1963 г. група дизайнери, технолози и учени за първи път в света създадоха, тестваха и стартираха мащабно производство на лопатки на витлото с иновативен дизайн, изработени от полимерни композити, те увеличиха аеродинамиката качеството на ротора и значително увеличи ресурса на лопатката. Сравнителни тестове на 11 комплекта обикновени дървени остриета LD-10M и 6 комплекта нови остриета от фибростъкло B-7 бяха проведени на електрическата стойка на витлото на EDB при същите условия. В същото време за лопатки на ротора с лопатки В-7 полярите практически съвпадат, а за винтове с дървени лопатки се наблюдава тяхното значително разсейване.
Технологията на проектиране и производство на остриета от полимерни композити са патентовани в пет чужди държави, водещи в областта на хеликоптерното строителство. Те послужиха като основа за създаването на по -модерни роторни лопатки от ново поколение. Пилотът-изпитател В. Виницки през 1958-1959 г. поставя два световни рекорда за скорост на Ка-15М. А през 1958 г. на Световното изложение в Брюксел Ка-18 получава златен медал. Независимо от това, голяма част от заслугата за това принадлежи на основния Ka-15, върху който преди това са разработени всички системи, които позволяват да се постигне успех на Ka-18.
Именно от Ка- "петнадесетия" започва широката практическа експлоатация на коаксиални хеликоптери във ВМС и Гражданския въздушен флот.
