Лопасти из ПКМ маневренного боевого вертолета Ка-50 имеют двухконтурный лонжерон и стреловидную концевую часть, см. рис. 4. Промежуточная стенка, установленная в канале лонжерона, увеличила жесткость лопасти, что, в свою очередь, уменьшило искажение профиля при ее нагружении. Это повысило аэродинамическое качество несущего винта. Кроме того, лонжерон с двойным, контуром увеличивает живучесть лопасти при ее боевом повреждении.

Последний вариант конструкции лопасти для вертолета Ка-226 создан с работающей обшивкой хвостовой части. Вся лопасть изготавливается прессованием в один переход, то есть из прессформы выходит готовая лопасть со всеми входящими в нее элементами, с необходимыми жесткостными характеристиками. В этом случае не требуется дополнительных операций для изготовления отдельных элементов и их склейки. Остается обрезка торцов, установка крепежа в комле для навески лопасти на втулку, включая штепсельный разъем противообледенительной системы и оформление концевой балансировочной камеры с концевым обтекателем. Проведен комплекс стендовых и летных испытаний этих лопастей, и в 2002 году начат их серийный выпуск на заводе в Кумертау. Это уже пятый вариант лопастей из ПКМ фирмы КАМОВ, выпускаемых серийно. Готовится к серийному выпуску шестой вариант лопастей из ПКМ для вертолета Ка-60.

Рис. 4. Лопасть из ПКМ вертолета Ка-226

Все лопасти из ПКМ для вертолетов фирмы КАМОВ, выпускавшихся и выпускающихся серийно, обладают полопастной взаимозаменяемостью. К настоящему времени в серийном производстве изготовлено более 3000 комплектов лопастей (18000 штук), которые имеют наработку около 15000000 часов.

Лопасти несущих винтов, изготовленные с применением ПКМ, обладают многими преимуществами по сравнению с металлическими, в том числе:

– простотой и экономичностью в изготовлении;

– возможностью реализации любой аэродинамической компоновки;

– легким обеспечением полопастной взаимозаменяемости;

– большей живучестью;

– хорошей ремонтопригодностью;

– атмосферостойкостью.

Кроме того, применение ПКМ в лопастях открывает большие перспективы развития конструкций вследствие появления все новых и новых полимерных композиционных материалов с различными свойствами. Появилась возможность создания ПКМ под конкретную конструкцию. Совершенствование лопастей на фирме продолжается.

Юрий ГАНЮШКИН, канд. техн. наук, начальник бригады

Работы Н.И. Камова над автожирами в тридцатые годы прошлого столетия, по существу, позволили заложить основы отечественного вертолетостроения. От автожира до вертолета оставался один шаг. И Камов сделал этот шаг, построив в 1947 году свой первый сверхлегкий одноместный вертолет Соосной схемы Ка-8. В октябре 1948 года было создано вертолетное ОКБ, ставшее основным разработчиком винтокрылых летательных аппаратов для Военно-Морского Флота.

Новому конструкторскому бюро во главе с Н.И. Камовым, была поручена разработка корабельного вертолета Ка-10. От идеи до воплощения прошло совсем немного времени – уже 30 августа 1949 года вертолет совершил свой первый полет. Ка-10 успешно прошел летные испытания, подтвердив преимущества соосной схемы: малые габариты, высокую маневренность, простоту в управлении, большую, чем у одновинтового вертолета, тягу на единицу мощности. Опыт работы над этим вертолетом позволил более точно сформулировать тактико-технические требования на разработку для авиации ВМФ двухместного вертолета Ка-15.

Проектирование вертолета началось в 1951 году. На территории завода №82 в Тушино для этих целей была выделена база – ОКБ-4 МАП. Первый полет состоялся 14 апреля 1953 года, пилотировал машину летчик-испытатель Д.К. Ефремов. После успешных заводских и государственных испытаний, в 1956 году, на Улан-Удэнском, авиационном заводе начался серийный выпуск вертолетов. В этом же году на базе Ка-15 начали строить четырехместный вертолет Ка-18 (в пассажирском, санитарном и почтовом вариантах). Всего было выпущено 354 вертолета Ка-15 и 111 Ка-18.

Массовая эксплуатация вертолетов неожиданно «принесла» с собой ряд авиационных происшествий, причиной которых были «флаттер» несущих винтов, «земной резонанс», схлестывание лопастей в воздухе. Отмечались недостаточные энерговооруженность и устойчивость машин.

Вертолет Ка-15 начал эксплуатироваться с лопастями деревянной конструкции ЛД-10 (ЛД-10М). Н.И. Камов считал, что дерево, от природы имеющее свойство изгибаться, – наилучший материал для лопастей. Однако исследования показали, что из-за влажности воздуха центровка деревянной лопасти смещается назад что приводит к флаттеру. На деревянных лопастях стали устанавливать противофлаттерные грузы: сначала один, потом два. Ограничили максимально допустимую скорость величиной 130 кч/ч. Затем начали проектировать новые лопасти металлической, а позже – стеклопластиковой конструкции. Для борьбы с «земным резонансом» на втулке верхнего винта установили треугольник из пружинных тяг, связывающих лопасти и уменьшающих их колебания относительно вертикального шарнира. В результате «земной резонанс» стал проявляться реже и оканчивался лишь деформацией тяг. Пружинные тяги способствовали также уменьшению уровня вибраций. Проблему «земного резонанса» полностью решило новое шасси с двухкамерной амортизационной стойкой.

Вертолет Ка-15, имевший сбрасываемые гидроакустические буи, передающие на вертолет радиосигналы о движении подводных лодок, применялся на кораблях ВМФ разных типов. Однако его эффективность как противолодочного была невысока (малая грузоподъемность, малоэффективная аппаратура для поиска подводных лодок). Более эффективной оказалась гражданская модификация вертолета – Ка-15М (сельскохозяйственные работы, перевозка грузов и почты, обслуживание геологических партий, ледовая и промысловая разведка в море с базированием на судах). Причем особенно эффективным было применение Ка-15М на авиахимработах в интересах сельского хозяйства. Но и здесь не обошлось без авиационных происшествий, в основе которых было схлестывание лопастей.

Разобраться с причинами схлестывания поручили ЛИИ МАП, где была разработана методика измерения угла сближения лопастей. По этой методике на осциллографе с помощью потенциометрических датчиков отображаются углы взмаха лопастей верхнего и нижнего винтов. В местах их прохождения относительно друг друга замеряли разницу углов взмаха, умножали эту разницу на радиус винта и определяли, насколько сблизились лопасти. При этом предполагалось, что лопасти в плоскости взмаха не изгибаются. От ЛИИ ведущим летчиком испытаний был назначен В.В. Виницкий – один из самых опытных вертолетчиков страны. На методическом совете института много спорили о том, на какой высоте проводить испытания. Большинство было за высоту 800-1000 м, чтобы в случае схлестывания лопастей летчик мог воспользоваться парашютом. В.В. Виницкий настаивал на выполнении полетов в самых сложных режимах на высоте не более 3-5 м, и методический совет согласился с его доводами (фактически он выполнял эти полеты на высоте до 1 м).

Первые же измерения угла сближения лопастей на установившихся режимах полета показали, что их максимальное сближение отмечается при скоростях 40-60 км/ч (на этих скоростях как раз и выполнялись сельхозработы). Как выяснилось позже, причиной явления стало неравномерное индуктивное поле по диску винта. Очередные испытательные полеты проводились с учетом, информации предшествующих летных экспериментов. Анализ полученных данных позволил сделать вывод о том, что схлестывания лопастей следовало ожидать на режиме энергичного торможения с проваливанием. оборотов несущего винта (обусловленного недостаточной энерговооруженностью вертолета), при резком, перемещении ручки и правой педали. Для предотвращения неблагоприятных последствий таких действий в системе продольного и поперечного управления установили пневмодемпферы, которые усложнили пилотирование. В итоге летчики стали быстрее уставать.