Е.В.Арсеньев - История конструкций самолетов в СССР в 1951-1965 гг

Рис. 297. Винтокрыл Ка-22

Первый экземпляр экспериментального Ка-22 был собран в августе 1958 г. Он представлял собой винтокрыл двухвинтовой поперечной схемы. Каждая из расположенных по концам свободнонесущего консольного крыла винтомоторных групп состояла из одновального турбовинтового двигателя ТВ-2ВК мощностью 5900 л.с. с одноступенчатым планетарным редуктором и муфтой свободного хода, главного двухступенчатого планетарного редуктора несущего винта, четырехлопастного несущего винта диаметром 22,5 м с автоматом перекоса и четырехлопастного цельнометаллического тянущего винта изменяемого шага. Лопасти несущего винта имели деревянную конструкцию со стальным сердечником лонжерона и пенопластовым заполнителем хвостовых отсеков. Первоначально хвостовые отсеки были цельные, но в дальнейшем они были разделены на секции. В процессе испытаний и доводки винтокрыла конструкция лопастей постоянно совершенствовалась с целью снижения напряжений, особенно при полетах с большой скоростью. Лопасти были снабжены противообледенительным устройством и крепились к втулке посредством осевого, горизонтального и вертикального шарниров. Вынос вертикальных шарниров во избежание возникновения автоколебаний типа земной и воздушный резонанс был выбран необычно большим. Направление вращения несущих винтов Ка-22 отличалось от других отечественных винтокрылых машин поперечной схемы. Они вращались таким образом, что отступающие лопасти проходили над фюзеляжем. Автоматы перекоса винтокрыла были моноциклические, т. е. могли отклоняться только в продольной плоскости.

Винтомоторные группы соединялись синхронизирующим трансмиссионным валом, проходящим внутри двухлонжеронного крыла. Крыло имело элероны и закрылки большой площади. На режиме висения закрылки отклонялись на 90*, уменьшая площадь обдуваемой поверхности крыла. Угол установки крыла сначала был 4*, но впоследствии с целью снижения потерь от обдувки его несущими винтами и лобового сопротивления угол установки крыла был увеличен до 9*. Между лонжеронами крыла в корневых частях располагались вместительные топливные баки.

Фюзеляж Ка-22 был цельнометаллической полумонококовой конструкции и состоял из носовой и центральной частей и хвостового оперения. Всю центральную часть занимал вместительный грузовой отсек размерами 17,9x2,4x2,3 м. В нем могли размещаться 50...60 десантников или 45 раненых на носилках, а также различная техника массой 5...6 т. В варианте взлета по-саМолетному, т. е. с разбегом, массу груза предусматривалось увеличивать до 12 т. Колесная техника могла загружаться в грузовой отсек своим ходом через передний грузовой люк по откидным трапам. В качестве створки люка служила носовая часть фюзеляжа с находящейся в ней кабиной штурмана, откидываемая на шарнирах в правую сторону. В кабине штурмана предусматривалась установка крупнокалиберного пулемета ТКБ-481 на турели. Помимо грузового люка доступ в отсек был через две боковые двери по бортам фюзеляжа и аварийный люк, расположенный под хвостовым оперением. В полу грузового отсека находился люк с лебедкой грузоподъемностью 500 кг. Над грузовым люком возвышалась четырехместная кабина экипажа винтокрыла. В ней располагались два летчика, радист и бортинженер. Хвостовое оперение - классического самолетного типа.

Основные опоры трехопорного неубирающегося шасси Ка-22 имели ферменную конструкцию. Его двойные колеса заключались в обтекатели. В аварийной ситуации опоры основного шасси должны были отстреливаться для обеспечения безопасного покидания винтокрыла экипажем. Винтокрыл был оснащен тремя гидравлическими системами: основной, вспомогательной и дублирующей.

Для управления и балансировки винтокрыл был снабжен как вертолетными, так и самолетными органами управления: продольное управление осуществлялось с помощью циклического изменения шага лопастей несущих винтов и самолетного руля высоты, поперечное управление - с помощью дифференциального изменения общего шага несущих винтов и элеронов, а путевое - с помощью дифференциального изменения циклического шага лопастей несущего винта и руля поворота. Кроме того, на винтокрыле была система управления одновременным общим шагом несущих винтов, система управления режимом работы двигателей и гидравлическая автоматическая система управления шагом тянущих винтов, которая обеспечивала в процессе перехода от режима висения к полету с поступательной скоростью автоматическое перераспределение мощности с несущих винтов на тянущие. По мере увеличения скорости полета увеличивалась мощность, передаваемая тянущим винтам, и уменьшалась - к несущим винтам, которые при максимальной скорости переходили на режим, близкий к режиму авторотации. Управление винтокрылом осуществлялось с помощью стандартных рычагов управления: штурвала, рычага общего шага и сектора газа, которые с помощью гибкой (тросовой) проводки управления соединялись с органами управления (как вертолетными, так и самолетными). В дальнейшем проводка системы управления частично была заменена на жесткую.

Проведенные изначально частотные испытания показали необходимость повышения жесткости конструкции крыла, которая была увеличена за счет наклепа дополнительной обшивки на внешней части консолей между лонжеронами. Затем начались испытания на привязи. 17 июня 1959 г. винтокрыл под управлением летчика-испытателя Д.К. Ефремова впервые оторвался от земли. После доводочных работ по снижению вибраций летчик осуществил 15 августа 1959 г. первый свободный полет. Полеты продолжились, но потребовались большие усилия инженеров по улучшению пилотажных качеств винтокрыла, снижению вибраций, доводке лопастей и других частей конструкции. При этом специалистами завода ╧ 938 был впервые создан вертолетный тренажер.

В 1960 г. экспериментальный Ка-22 демонстрировался правительству, а потом участвовал в воздушном параде. Последовало правительственное постановление о постройке еще трех опытных модифицированных винтокрылов Ка-22М (изделие AM) на ташкентском авиационном заводе ╧ 84. Они отличались новыми двигателями Д-25ВК, улучшенной конструкцией ряда агрегатов и несколько смещенным для облегчения центровки крылом. В следующем году на первом экспериментальном Ка-22 был установлен ряд мировых рекордов, в том числе рекорд скорости для винтокрылых машин - 356,3 км/ч (во время испытательных полетов скорость Ка-22 доходила до 370 км/ч) и рекорд грузоподъемности - 16 458 кг. В 1962 г. в Ташкенте начались государственные испытания собранных там опытных машин Ка-22М, во время которых 28 августа 1962 г. при перелете из Ташкента в Москву один из винтокрылов потерпел катастрофу из-за отказа системы поперечного управления по причине рассоединения тендера троса управления общим шагом правого несущего винта. Весь экипаж во главе с летчиком Д. К. Ефремовым погиб.