В этом году исполняется 120 лет со дня рождения Николая Камова, одного из основателей отечественного вертолетостроения. Считается, что само слово «вертолет» – его изобретение. Знаменитый авиаконструктор «вывел в небо» соосную схему, которая стала визитной карточкой его КБ. Сегодня Национальный центр вертолетостроения имени М.Л.Миля и Н.И.Камова холдинга «Вертолеты России» – единственный в мире разработчик серийных соосных вертолетов. О том, что такое двухвинтовая соосная схема и для чего она нужна – в нашем материале.
Идея в воздухе: от Ломоносова до Камова
Конструктивно вертолеты принято классифицировать по способу погашения реактивного момента несущего винта. Если не углубляться в премудрости аэродинамики, то объяснить это можно так: несущий винт, вращаясь в воздухе, встречает сопротивление. «Проворачивая» винт, редуктор упирается в фюзеляж и стремится развернуть весь вертолет навстречу несущему винту. Возникает так называемый реактивный момент несущего винта, и данный реактивный момент нужно как-то погасить. В большинстве случаев на помощь приходит рулевой винт на хвосте вертолета: своей боковой тягой рулевой винт как бы создает в воздухе опору для фюзеляжа. Такая схема называется одновинтовой, считается классической и является наиболее распространенной. Среди явных преимуществ – простота конструкции. Собственно, благодаря этому, вертолеты одновинтовой схемы и стали такими популярными. В числе главных недостатков можно назвать некую уязвимость машины. Хвостовой винт хоть и не является несущим, но очень важен.
Пример винтов соосной схемы на беспилотном вертолете. Фото: Антон Тушин
Соосные вертолеты обходятся без рулевого винта – здесь два несущих винта располагаются друг над другом и, вращаясь в разные стороны, взаимно компенсируют реактивный момент. Соосную схему по праву можно назвать отечественным ноу-хау. Еще в 1754 году Михаил Ломоносов впервые в мире построил модель двухвинтового соосного вертолета. Машинку можно было поднять в воздух – она приводилась в действие с помощью часовой пружины. Прототип вертолета Ломоносова не был игрушкой, а имел вполне прикладное значение – создавался для исследования температуры воздуха на разных высотах. Конечно, до настоящего вертолета было еще очень далеко – только через полтора столетия появился двигатель, который смог поднять винтокрылую машину в небо.
Попытки построить вертолет с соосными несущими винтами предпринимал и Игорь Сикорский. Однако он столкнулся с задачами, которые не удалось на тот момент разрешить. К примеру, синхронизация вращения двух соосных валов требует более продвинутой трансмиссии. При этом сами винты нужно разнести по высоте, что утяжеляет вертолет, делает его выше. «Взлететь» на соосных вертолетах чуть позже удалось Николаю Камову.
Ка-8: первый представитель «большой семьи»
Первый соосный вертолет КБ им. Камова – Ка-8 «Иркутянин». Несмотря на свое название, эта машина больше была похожа на летающий мотоцикл – на конструкции из стальных труб располагалось открытое кресло для пилота. «Иркутянин» поднимался в небо на 250 метров, а скорость развивал до 80 км/ч. Но главной особенностью Ка-8 были несущие трехлопастные винты, установленные один над другим. Именно с этого вертолета начинается соосная история марки «Ка».
Ка-8 «Иркутянин»
Кстати, «Иркутянин» не только стал соосным «первенцем», можно сказать, что само слово «вертолет» вошло в обиход благодаря этой машине. Перед первым публичным выходом Ка-8 на воздушном параде в Тушино в июле 1948 года, организаторы спросили Николая Камова, как представить летательный аппарат публике. Авиаконструктор настоял на слове «вертолет». Ведь его он придумал еще для своего первого детища – автожира КАСКР-1. Но до этого момента для винтокрылых машин использовался термин «геликоптер» (от французского hélicoptère).
На базе «летающих мотоциклов» Ка-8 и Ка-10 был разработан первый серийный отечественный вертолет с соосной схемой винтов Ка-15. Затем появились корабельные Ка-25, Ка-27, Ка-29, ударные Ка-50 и транспортные Ка-26. Современными «камовскими» представителями соосной схемы являются ударный Ка-52 «Аллигатор», легкий многоцелевой Ка-226Т и противопожарный Ка-32А11М.
Вертолеты Камова: от «Курицы» Ка-15 до грозного «Аллигатора»
Маневренность и живучесть: «грозная» сила соосной схемы
Соосная схема стала «визитной карточкой» российского вертолетостроения, в частности, КБ Камова, – за рубежом вовсе нет серийных машин такой конструкции. Многолетний опыт позволил «камовцам» справиться со всеми сложностями в конструировании и воспользоваться всеми преимуществами соосной схемы.
Во-первых, соосный вертолет более компактный. Во-вторых, он аэродинамически симметричен и по этой причине проще в пилотировании и обладает лучшей маневренностью. Например, противопожарный вертолет Ка-32 благодаря соосной схеме обладает хорошей устойчивостью в режиме висения, в том числе в ветреную погоду, а также может работать в условиях плотной городской застройки.
Немаловажно также, что соосные вертолеты обладают большей боевой живучестью за счет отсутствия уязвимой хвостовой балки. Другими словами, если у такого вертолета будет поврежден «хвост», он не упадет. Кроме того, у «соосников» выше коэффициент весовой отдачи – соотношение полезной нагрузки и общей полетной массы.
