أول مروحية إنتاج لنيكولاي كاموف
كانت Ka-15 أول طائرة هليكوبتر من تصميم Kamov Design Bureau يتم إنتاجها في سلسلة كبيرة. تم تطوير هذه الطائرة العمودية في الأصل لتلبية احتياجات البحرية طيران، كطائرة هليكوبتر مضادة للغواصات ، سفينة استطلاع واتصالات. كانت الطائرة Ka-15 هي أول طائرة هليكوبتر بدوام كامل على متن سفن البحرية السوفيتية.
اليوم ، يسأل بعض عشاق الطيران أحيانًا على أنفسهم السؤال التالي: "لماذا فضل البحارة العسكريون لدينا مخطط الطائرات العمودية المحورية ، الذي لم يكتمل في ذلك الوقت ، على المروحية المعتادة أحادية الدوار ذات الذيل الدوار؟ لماذا كان من الضروري أخذ مثل هذا المخطط؟ مخاطرة فنية عالية؟ " في الواقع ، حتى قبل ذلك ، بفضل نجاح مصمم الطيران الموقر I.I. سيكورسكي في الولايات المتحدة الأمريكية ، بدأت بالفعل طائرة هليكوبتر ذات ذيل دوار في الاستخدام في مجموعة متنوعة من مجالات النشاط البشري ، بما في ذلك في البحرية القوات البحرية.
وتجدر الإشارة إلى أن إنتاج المروحيات ذات الذيل الدوار بدأ على نطاق غير مسبوق. في النصف الأول من الأربعينيات من القرن الماضي ، أحصى مصمم طائرات الهليكوبتر الأمريكي A. في نهاية الخمسينيات في بلدنا ، في مكتب تصميم A.S. ياكوفليف و م. Mil ، على أساس تنافسي ، تم بناء طائرات هليكوبتر أحادية الدوار ، على التوالي ، Yak-340 و GM-100 (في السلسلة - Mi-1) بوزن إقلاع أقصى يبلغ حوالي 1 كجم. تم إعطاء الأفضلية للطائرة Mi-2500 ، التي تم بناؤها في سلسلة كبيرة. ومع ذلك ، لم يكن لائقًا للخدمة في البحرية المحلية. لماذا ا؟
الجواب بسيط بما فيه الكفاية. في الولايات المتحدة ، بدأ استخدام طائرات الهليكوبتر في البحرية على حاملات الطائرات. لم تكن هناك مشاكل في التنسيب والإقلاع والهبوط لطائرات الهليكوبتر من المخطط الكلاسيكي على السفن الكبيرة. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، الذي لم يكن لديه مثل هذه السفن في ذلك الوقت ، كان من المخطط البدء في استخدام طائرات الهليكوبتر في البحرية على السفن ذات الإزاحة الصغيرة. يمكن تجهيز هذه السفن بمدارج صغيرة (مدارج) تحدها الهياكل الفوقية الموجودة بالفعل للسفن ، مما حد بشكل كبير من الاقتراب منها أثناء الرحلات الجوية.
وفي الوقت نفسه ، في مكتب التصميم N.I. كان لدى كاموف بالفعل بعض الخبرة في إنشاء طائرات هليكوبتر متحدة المحور. مع إطلاق وصقل أول طائرات هليكوبتر خفيفة الوزن ذات مقعد واحد على متن السفينة من المخطط المحوري Ka-10 و Ka-10M ، تم الانتهاء من تشكيل مكتب التصميم الشاب. كشفت اختبارات القوات للطائرة الخفيفة Ka-10 ، التي أجريت في البحر الأسود ، عن حاجة البحرية إلى بناء طائرة هليكوبتر يمكن أن تحمل وزنًا أكبر وتكون أكثر استقلالية عن الظروف الجوية. أصبحت Ka-15 ، وهي طائرة هليكوبتر متعددة الأغراض ، تم تصميمها أيضًا وفقًا للمخطط المحوري الذي اختاره كاموف ، مثل هذه الآلة.
كانت المروحية الجديدة عبارة عن آلة ذات مقعدين ، يوجد في قمرة القيادة مقعد المشغل على يمين الطيار. من المعروف أن السفن ذات الإزاحة الصغيرة تخضع للتدحرج والنزول بشكل كبير. تسبب تدفق الهواء القوي المضطرب ، ووجود مجموعة متنوعة من الهياكل الفوقية وانحراف السفينة في عدم ثقة البحارة العسكريين في طائرة هليكوبتر بدوار ذيل حساس لسرعة الرياح واتجاهها.
للتأكد أخيرًا من أنهم كانوا على حق ، أجروا لاحقًا اختبارات مقارنة للطائرة المحورية Ka-15 والدوار الفردي Mi-1 على طراد مدفعية ميخائيل كوتوزوف. نظرًا لحجمها الصغير وقدرتها العالية على المناورة ، أقلعت الطائرة Ka-15 المحورية بنجاح من مدرج صغير وهبطت عليه حتى مع وجود حالة بحرية من ست نقاط. في ظل هذه الظروف ، لا يمكن تشغيل Mi-1 مع ذراع طويل الذيل ودوار الذيل ، مما حد بشكل كبير من إمكانيات تشغيله ، في ظل وجود اضطراب شديد في تدفق الهواء ولفافة السفينة الحاملة. وهكذا ، فإن المخطط المحوري لطائرة هليكوبتر في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية كان مطلوبًا من قبل البحرية.
يجب أن يقال أن المخطط المحوري للطائرات العمودية لم يجذب انتباه البحارة المحليين فحسب ، بل جذب انتباه المصممين من جميع أنحاء العالم بمزاياها الواضحة. يتم استخدام كل طاقة محطة الطاقة تقريبًا هنا لإنشاء قوة دفع للدوارات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اللحظات التفاعلية التي تم إنشاؤها بواسطة المراوح تكون متوازنة بشكل متبادل في علبة التروس الرئيسية ولا يتم نقلها إلى جسم الطائرة. يتم إغلاق جميع الجهود ولحظات القوات من نظام الناقل للطائرة المروحية في قسم قصير من جسم الطائرة ، يقع بين إطارين للطاقة ، حيث يوجد صندوق التروس ونظام الناقل في الأعلى ، ويتم توصيل الهيكل بالجزء السفلي ، على كلا الجانبين. يكاد يكون من المستحيل إنشاء مخطط أكثر إحكاما للطائرة العمودية. هذا هو السبب في أن العديد من مصممي الطائرات الأجانب المعروفين ، مثل L. Breguet و D. Perry و S. Hiller و G. Berliner و A. Ascanio وغيرهم ، بالإضافة إلى شركات الطيران ، بما في ذلك مكتب التصميم المحلي A.S. ياكوفليف ، لإتقان المخطط المحوري للطائرة الهليكوبتر. من بين طائرات الهليكوبتر التي تم بناؤها في النصف الثاني من الأربعينيات وفقًا لهذا المبدأ Roteron و Brantly B-40 و Benlix K و Dorand G-1 و Bell Molel 20 و Breguet G-49 -E و "Breguet G-11" ، بالإضافة إلى طائرة هليكوبتر تجريبية تابعة لمكتب تصميم ياكوفليف.
بعض طائرات الهليكوبتر التي تم إنشاؤها في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، على سبيل المثال ، "Breguet G-40" (فرنسا) ، Bell "Molel 50" (الولايات المتحدة الأمريكية) وغيرها ، كان أداء طيرانها ممتازًا لتلك الفترة. ومع ذلك ، رفضت جميع الحملات الأجنبية ومكتب تصميم ياكوفليف تحسين وتطوير هذا المخطط الواعد بسبب العدد الكبير من المشاكل التي واجهتها.
أثناء تطوير وبناء واختبار وتطوير Ka-15 ، واجه مكتب تصميم Kamov أيضًا عددًا من الصعوبات بسبب الافتقار إلى قاعدة علمية وتجريبية في مجال ميكانيكا الطيران للدوارات المحورية. نجح المصممون والعلماء في مكتب التصميم في التعامل مع العديد من المشكلات. تحت قيادة نيكولاي كاموف ، تم تشكيل مدرسة فريدة من نوعها للتصميم العلمي والتصميم العملي للطائرات العمودية ذات المخططات المختلفة ، وقبل كل شيء ، المخطط المحوري. هناك مشكلة أخرى يواجهها المصممون دائمًا عند تصميم آلات جديدة وهي الاختيار الصحيح لأبعاد الطائرة.
يعتقد كبير المصممين كاموف أنه بعد Ka-10 بوزن إقلاع أقل من 400 كجم ، فإن طائرة الهليكوبتر Ka-15 الجديدة ، التي تزن 1500 كجم ، سترضي مجموعة واسعة من المصالح المتضاربة إلى أقصى حد. على ما يبدو ، لم يكن مستعدًا داخليًا في ذلك الوقت لتصميم طائرة هليكوبتر من فئة الوزن الثقيل. حاول شركاء كاموف إقناعه بأن المروحية Mi-1 موجودة بالفعل في هذه الفئة ، وتملأ مكانة في مصلحة الإدارة العسكرية والاقتصاد الوطني ، وأن Ka-15 سيكون لها نطاق ضيق للغاية يعتمد على السفن. في عام 1951 ، بناءً على تعليمات من الحكومة ، بدأ مكتب تصميم Mil في تطوير طائرة هليكوبتر Mi-4 بوزن إقلاع يتراوح بين 7000 و 8000 كجم ، والتي بدأت في الإنتاج الضخم في عام 1952. لم يكن من الممكن إقناع كاموف حينها. في هذا الصدد ، فقد مكتب التصميم الخاص به الزخم والفرصة لأخذ مكانة رائدة في البلاد من حيث عدد طائرات الهليكوبتر ذات الإنتاج الضخم برمز "Ka" في فئة الطائرات العمودية حتى 10000 كجم.
تم الدفاع عن مشروع تصميم Ka-15 في عام 1951. في ديسمبر ، تم بناء نموذج كامل للآلة. تم أول رفع لطائرة هليكوبتر في الهواء في أبريل 1953. بدأ الإنتاج التسلسلي للطائرة الهليكوبتر في مصنع الطائرات في أولان أودي في عام 1956.
دعونا نقارن البيانات الأساسية لطائرات الهليكوبتر متحدة المحور وحيدة الدوار. ويترتب على البيانات المذكورة أعلاه أن كا 15 المحوري ، مع نصف قوة المحرك ، يحمل حمولة تقارب نفس الكتلة في حجرة الشحن مثل Mi-1 الشهير أحادي المحور ، والذي تم تسجيل حوالي 30 رقمًا قياسيًا عالميًا عليه. في الوقت نفسه ، فإن Ka-15 أخف وزنًا بمقدار 1000 كجم ، وطولها ، مع مراعاة المراوح الدوارة ، أقل بنحو 1 مرة من Mi-1,7. كانت هذه المزايا التي لا يمكن إنكارها لمركبة Ka-15 المدمجة ، جنبًا إلى جنب مع أعلى قدرة على المناورة ، هي التي جعلت من الممكن للطائرة الهليكوبتر أن تنجز مهمتها الرئيسية بنجاح: إجراء استطلاع للوضع السطحي بنجاح وتوفير الاتصالات بين السفن والقواعد الساحلية في مصالح البحرية.
حتى في Ka-10 ، تم وضع دائرة الدوار المحورية ونظام التحكم في التنفيذ العملي. وقد اشتملت على اثنين من الألواح المتقطعة ، وآليات الملعب المشتركة والتفاضلية ، وعدد من العناصر الأخرى. بالطبع ، كل هذا كان لا بد من تحسينه أثناء ضبط المروحية الجديدة. تم توحيد التشغيل المشترك للمحرك والدوارات بواسطة نظام تحكم ، والذي كان يحتوي في قمرة القيادة على ذراع تحكم غازي مع مقبض دوار لتصحيح وضع تشغيل المحرك.
بالمناسبة ، لم يكن هناك مثل هذا النظام على مروحية Milevsky GM-1 ، وكان من الصعب للغاية التحكم في الآلة أثناء الطيران. باستخدام ذراع الميل الجماعي ، قام الطيار بتغيير زوايا ريش الدوار الرئيسية ، وباستخدام ذراع التحكم في المحرك (THROD) ، اختار وضع تشغيل المحرك المطلوب. قدم Mil هذا النظام لاحقًا ، بالفعل على تعديل لطائرة هليكوبتر GM-1 ، والتي حصلت على التصنيف Mi-1.
كانت إحدى أصعب المهام التي كان على المصممين حلها هي دراسة طبيعة الاهتزازات على طائرة هليكوبتر متحدة المحور ووضع توصيات وطرق للوصول بها إلى مستوى مقبول. لتقليل تأثير القوى الدورية الديناميكية الهوائية الخارجية ، في عام 1947 ، قام المتحمسون بقيادة كاموف ، عند بناء أول طائرة هليكوبتر Ka-8 متحدة المحور ، بتطوير طريقة للضبط الثابت والديناميكي لنظام الناقل. في سياق اختبارات مقاعد البدلاء والمصنع لـ Ka-15 ، بالتعاون مع TsAGI و LII ، تم إجراء عدد من تحسينات التصميم ، بهدف التغلب على الاهتزازات الذاتية لرنين الأرض ورفرفة ريش الدوار. جعل الجمع بين بعض التدابير البناءة من الممكن التعامل بنجاح مع مشكلة الرنين على كا 15. نوع آخر ، ليس أقل خطورة من التذبذبات الذاتية كان رفرفة ريش المروحة أثناء الطيران ، والتي اكتشفها متخصصو OKB في كا 15 في عام 1953. تم التخلص منه عن طريق تثبيت الأثقال الموازنة من نوع البوق الأصلي على الشفرات ، والتي حولت تمركزها إلى الأمام بالمقدار المطلوب.
ومع ذلك ، فإن تشغيل المروحية في مناخ بحري رطب سرعان ما أحدث مفاجأة غير متوقعة: بدأت الرفرفة مرة أخرى في إعطاء إشارات عن نفسها أثناء الطيران. اتضح أنه أثناء التشغيل ، ينتفخ خشب النصل وتتراكم الرطوبة في مساحة المقصورات بين الجلد العلوي والسفلي. أدى هذا إلى تحول في قلب الدفاع وتسبب في ظهور رفرفة. بعد فترة وجيزة ، أصبح من الممكن اكتشاف ظاهرة الرفرفة بسبب إزاحة مركز الشفرة للخلف ليس بسبب انتفاخها ، ولكن نتيجة للإصلاحات التي تم إجراؤها في ظروف وحدات التشغيل. لمنع ظهور التذبذبات الذاتية لشفرات المروحة ، تم إدخال هامش طبيعي لكفاءة التمركز في تقنية إنشائها. لقد سمح أخيرًا للسيطرة على رفرفة ريش الدوار.
بعد إطلاق Ka-15 في سلسلة ، تغير نطاق العمل لزيادة موارد الآلات وتوسيع إمكانيات استخدامها بشكل كبير. تم تشغيل العديد من المقاعد الخاصة بوحدات الاختبار والأجزاء الأكثر تحميلًا في ظل ظروف الإجهاد الديناميكي في المصنع. استمرت اختبارات الموارد على المدى الطويل. وأجريت دراسات طيران لدراسة "حلقة الدوامة" ووضع توصيات للطيار لمنع المروحية من الدخول في هذه الظاهرة وطرق الخروج منها. تم الانتهاء من اختبارات Ka-15 في وضع التشغيل التلقائي لمراوح نظام الناقل ، بما في ذلك عمليات الإنزال في المطار وسطح الماء (مع جهاز هبوط البالون) مع إيقاف تشغيل المحركات.
بدأت التجارب البحرية لمروحية السفينة في عام 1956 ، في بحر البلطيق ، من قواعد على متن المدمرة سفيتلي. في 1957-1958 ، تم إنشاء الوحدات الأولى من طراز Ka-15s للسفينة. في عام 1958 ، بدأت معدات المدمرة "Svetly" VPPl ، وفي عام 1961 تم تجديد الأسطول بثماني سفن صواريخ من مشروع "57" مع VPPl ، وخزانات لتخزين وقود الطائرات ومواد التشحيم ، وكبائن للطائرات ، ومعدات خاصة لضمان تشغيل الطائرات العمودية.
في الاقتصاد الوطني ، تم استخدام Ka-15 ككشاف للحيوانات البحرية على متن سفن أسطول شباك الجر. في التعديل المضاد للغواصات ، يمكن أن تحمل Ka-15 عوامات راديوية RSL-N أو مستقبل SPARU. في هذه الحالة ، عملت طائرتان هليكوبتر معًا: إحداهما أسقطت عوامات في منطقة العمل في منطقة المياه ، والأخرى استمعت إليهم بمساعدة SPARU للكشف عن غواصة ، واستخدمت Ka-15 لتدمير في نسخة هجومية ، ومجهزة بمشهد OPB-1R ومجهزة بقنبلتين عميقتين تزن 50 كجم.
يحتوي إصدار Ka-15M على تحسينات لتحسين حركيات التحكم في نظام الناقل ، وزيادة موثوقية الجهاز وكفاءة قابلية التصنيع التشغيلية. تم استخدام Ka-15M في إصدارات مختلفة ولديها المعدات المناسبة: وحدات الرش والتلقيح ، وأجهزة توليد الهباء الجوي ، وحاويات معلقة خاصة لتوصيل البريد والبضائع الصغيرة ، وقوارب الإنقاذ ، والجندول الجانبي القابل للإزالة لنقل المرضى طريح الفراش ، وأكثر من ذلك بكثير.
كان مدرب UKA-15 مطلوبًا لتدريب الطيارين ورحلات التدريب. كان لديها ضوابط مزدوجة ، فضلا عن معدات طيران إضافية وستائر للتدريب والرحلات الجوية. تم بناء المروحية في عام 1956 في مصنع للطائرات في أولان أودي. في عام 1957 ، نجح في اجتياز اختبارات الحالة ثم تم إنتاجه بكميات كبيرة. في المجموع ، تم بناء الكعبة "خمسة عشر" 354 نسخة من مختلف التعديلات.
Ka-18 هو تعديل إضافي لـ Ka-15M. وكان الهدف منه نقل الركاب والبريد والبضائع ونقل المرضى والجرحى إلى المستشفيات. إلى جانب Ka-15M ، تم استخدامه أيضًا في الأعمال الكيميائية للطيران. تم تصنيع سيارة تجريبية في عام 1956 ، وفي عام 1957 اجتازت بنجاح اختبارات الحالة. تم إنتاج Ka-18 بكميات كبيرة وكان قيد التشغيل لمدة 20 عامًا تقريبًا. تم بناء أكثر من 110 سيارة.
اختلفت الطائرة Ka-15 المدنية عن الطائرة الأساسية Ka-18 في قمرة القيادة الضخمة ، والتي تستوعب طيارًا وثلاثة ركاب أو مريض واحد على نقالة وطبيب مرافق. لراحة تحميل نقالات سيارة الإسعاف في المروحية ، تم عمل فتحة في مخروط أنف جسم الطائرة.
تحت قيادة Kamov في 1958-1963 ، قامت مجموعة من المصممين والتقنيين والعلماء لأول مرة في العالم بإنشاء واختبار وإطلاق شفرات المروحة ذات الإنتاج الكبير ذات التصميم المبتكر من مركبات البوليمر ، مما أدى إلى زيادة الجودة الديناميكية الهوائية لـ الدوارات وزيادة عمر الشفرات بشكل كبير. تم إجراء اختبارات مقارنة لـ 11 مجموعة من الشفرات الخشبية التقليدية LD-10M و 6 مجموعات من شفرات الألياف الزجاجية B-7 الجديدة على منضدة المروحة الكهربائية OKB في نفس الظروف. في الوقت نفسه ، بالنسبة إلى الدوارات ذات الشفرات B-7 ، تزامن القطبان عمليًا ، وبالنسبة للمراوح ذات الشفرات الخشبية ، لوحظ انتشارها الكبير.
لقد تم تسجيل براءة اختراع لتصميم وتصنيع الشفرات المصنوعة من مركبات البوليمر في خمس دول أجنبية رائدة في مجال صناعة طائرات الهليكوبتر. لقد كانت بمثابة الأساس لإنشاء شفرات دوارة أكثر تقدمًا لجيل جديد. في 1958-1959 ، وضع طيار الاختبار V. Vinitsky رقمين قياسيين عالميين في السرعة على Ka-15M. وفي عام 1958 ، في المعرض العالمي في بروكسل ، حصلت Ka-18 على ميدالية ذهبية. ومع ذلك ، فإن ميزة كبيرة في هذا تنتمي إلى Ka-15 الأساسي ، حيث تم تطوير جميع الأنظمة مسبقًا ، مما جعل من الممكن تحقيق النجاح على Ka-18.
مع كا "الخامس عشر" بدأت العملية العملية الواسعة لطائرات الهليكوبتر المحورية في الأسطول البحري والجوي المدني.
مصادر:
Barshevsky K. Ka-15 - مروحية سفينة متعددة الأغراض // World Aircraft. 1996. رقم 5-6. ص 31 - 36.
كوزنتسوف ك. البكر من المخطط المحوري // أجنحة الوطن الأم. 2000. رقم 11. ص 11 - 14.
يفتح Artemiev A. Ka-15 الطريق أمام السفن // Wings of the Motherland. 2002. رقم 5. ص 14 - 17.
ياكوبوفيتش ن. بناءً على تعليمات الأسطول // أجنحة الوطن الأم. 2002. رقم 5. ص 12 - 14.
أرتيمييف. ألف الصيادون للغواصات // الطيران والملاحة الفضائية. 1996. رقم 7. الفصل 42-43.
معلومات