Самолеты мира 1996 05-06

Наиболее неприятными на № 3 были вынужденные колебания машины по первому тону (продольные колебания). На Ка-15 № 2 такие колебания уменьшались за счет увеличения жесткости верхнего винта путем установки третьей, так называемой «верхней» опоры и увеличения сечения вала. При подготовке к частотным испытаниям обнаружили, что из-за производственного дефекта на Ка-15 №3 третья верхняя опора вала практически отсутствовала, чем и объяснялось различие в вибрациях на № 2 и № 3. Исследования, касающиеся уменьшения неуравновешенных периодических сил верхнего винта, велись несколько лет. В процессе доводки вертолета с той же целью выполнили и ряд конструктивных мероприятий. Сначала увеличили вынос вертикального шарнира. Затем бронзовые подшипники вертикальных шарниров заменили на игольчатые. Позже установили пружинные тяги между лопастями верхнего винта и ввели трехтяговое соединение верхнего и нижнего автоматов перекоса. Для повышения жесткости опоры верхнего и нижнего винтов вновь увеличили сечение вала и установили верхнюю третью опору на 360 мм выше второй. Эти мероприятия дали возможность закончить заводские и провести государственные испытания Ка-15.

Однако на серийном заводе в Улан-Удэ именно из-за сильной тряски возникли большие трудности при сдаче машин заказчику. На завод направили С. Горштейна, трагически погибшего при проведении динамической регулировки вертолета в 1956 г. В начале 1957 г. в Улан-Удэ откомандировали меня вместе с М.А. Купфером и Д. Е. Ефремовым. В городе было оченьхолодно-за минус тридцать, сухой континентальный воздух сушил губы и они трескались. Работать рядом с вертолетом приходилось в суконных масках, так как ветер от винтов моментально обжигал и обмораживал лицо. Тело спасала от стужи летная одежда.

Проходили дни, авертолеты продолжали трястись. К вечеру мы, утомившись от безуспешных усилий, понуро и молча шли домой совершенно опустошенные. После ужина начинались споры, вырисовывались предложения и появлялась надежда на успех. А назавтра все повторялось снова. Междутем, о вынужденных колебаниях нам уже было известно если не все, то многое: форма колебаний, влияние жесткости хвостовой балки и характера загрузки фюзеляжа. А.Я.Ильченко удалось получить простую формулу для подсчета резонансной частоты. Выяснилось, что существенного изменения частоты можно ожидать за счет увеличения разноса вертикальных шарниров и жесткости вала. Уменьшив длину вала верхнего винта на 150 мм, повысили жесткость вала, что, в свою очередь, дало возможность наладить выпуск серийных машин.

Санитарный вариант Ка-18

Вскоре были установлены так называемые «зоны комфорта», границы которых нельзя переходить. Обозначены они такими оценками: незаметные, едва заметные вибрации-очень хорошо; заметные-хорошо; беспокоящие-удовлетворительно; очень неприятные-не рекомендуются; сильные-опасны для здоровья. Граница, установленная специалистами ГК НИИ ВВС, представляла собой гиперболу, в которой допустимая амплитуда колебаний понижалась по мере увеличения частоты. При повышении частоты резко возрастает воздействие вибраций на организм человека. В этом отношении оборотные вибрации на Ка-15 с частотой 350-360 кол/мин воспринимались лучше, чем лопастные вибрации на Ми-4 с частотой примерно 750 кол/мин.

С началом эксплуатации серийных Ка-15 опять пришлось заниматься вибрациями. На этот раз-флаттером лопастей, признаки которого на этом вертолете обнаружили еще в 1953 г. После непродолжительного поиска способов его устранения остановились на традиционных противовесах. На лопастях надолго обосновался «фирменный знак»-выносные противофлаттерные грузы на передней кромке. А в 1954 г. на вертолетах Ми-4 начались необычные явления, получившие вначале название «эффект Калиберного» и оказавшиеся флаттером. Проявлялся этот эфект на режиме моторного планирования на углах установки лопастей 6- 7°. Лопасти начинали вымахивать из ометаемого конуса и срубали кабину пилотов, которые погибали и не могли рассказать, как это произошло. А летчику по фамилии Калиберный повезло: он остался в живых и поведал о случившемся. Причиной оказалось набухание лопастей во время оттепели, из-за чего их центровка смещалась назад.

Вскоре и на Ка-15 появилась причина перемещения центровки лопастей назад - на этот раз в результате ремонта. Чинили лопасти заделывая небольшие трещины в районе триммеров, отгибаемых при регулировке несущих винтов. Триммеры решили прошить нитками «маккей». Но военным это показалось несолидным, и нитки заменили проволокой. Мастера перестарались, добиваясь товарного вида, и положили слишком много шпаклевки - центровка сместилась назад. После таких ремонтов на Ка-15 стали происходить непонятные летные происшествия. При их расследовании подозрение пало на флаттер. Но в ОКБ все машины после ремонта лопастей проверялись по специальной методике. На земле при максимальных оборотах летчик несколько раз отклонял ручку, провоцируя флаттер. Если при этом конус лопастей «не размывался» и фыркающие звуки отсутствовали, то машина считалась пригодной. В полете обороты всегда меньше максимальных. А по результатам, полученным в ЦАГИ, считалось, что если флаттера нет на висении, то его не будет и на скорости.

После починки лопастей нужно было вводить в строй машины в разных местах страны, и Николай Ильич разослал нас по гарнизонам. Мне достался Севастополь, где я уже бывал с лекциями. В конце лета 1958 г. дело у нас двигалось медленно, а необходимо было на всех вертолетах сначала выполнить наземную проверку на флаттер, затем облетать машину и замерить ручным вибрографом амплитуду колебаний в кабине. Летных дней было слишком мало, работа замирала, и я нервничал. Однажды в отсутствии летчика я уговорил инженера части сделать наземную проверку без пилота. Он нехотя согласился, и я сел на правое сиденье. Раскрутив винты и выйдя на максимальные обороты, инженер стал делать «дачи», а я смотрел на концы лопастей и прислушивался, Флаттерных сигналов не было, но после очередной «дачи» машина влетела в «земной резонанс». Кто видел, тот знает, что это такое. Инженер медлил со сбрасыванием «шаг-газ», пытаясь удержать соскакивающую фуражку. Я же не мог дотянуться до рычага, находящегося слева от кресла пилота. Наконец, «шаг-газ» был сброшен и машина остановилась, вдоволь попрыгав. При осмотре обнаружилась недостаточная затяжка демпферов вертикальных шарниров. Вертолет не пострадал, но мне урок впрок не пошел.