С виду он напоминает самолет, у него внушительное крыло и фюзеляж от транспортника, но на концах крыла вращаются огромные несущие винты, как у вертолета.
Такое впечатление, что природа не предполагала подобной машины. Это вообще летает? Вертолёт с крыльями? Самолет с пропеллерами над крылом?
Ка-22 «Винтокрыл» обещал совместить лучшее из разных сфер авиации: вертолетную вертикальную взлёт‑посадку и самолетную скорость с дальностью полета. Казалось, это могло навсегда изменить все правила игры в транспортной авиации. Но путь этого воздушного гибрида оказался тернистым и весьма драматичным.
Предыстория
Начало 1950-х.
Военное руководство СССР формулирует очередной амбициозный запрос: нужен летательный аппарат, способный быстро и без аэродромов перебрасывать тяжелые грузы. Вертолеты того времени, вроде Ми-4, обладали вертикальным взлетом, но были слишком медленны и малогрузоподъемны.
Самолеты могли нести большой груз быстро, но требовали длинных взлетных полос.
Разрабатываются параллельно два решения. ОКБ Михаила Миля работает над гигантским классическим вертолетом Ми-6, а ОКБ Николая Камова решается на куда более авантюрный проект — создать принципиально новую схему винтокрылого аппарата.
В правительственных документах он проходит под кодовым именем «Проект Х», а впоследствии НАТО присвоит ему прозвище Hoop.
За основу взяли проверенный транспортный самолетик Ли-2, который по сути просто лицензионный DC-3, чтобы сократить время разработки.
Однако на прочный самолетный фюзеляж предстояло водрузить необычную силовую установку. Уже в 1956 году требования уточнили, что машина должна таскать до 5 тонн груза на 700 км или 4 тонны на 1 500 км и развивать скорость не менее 350-400 км/ч.
Ясно, что вертолетной схемой таких параметров еле достичь, отсюда и родилась идея винтокрыла.
Облачная инфраструктура для ваших проектов
Виртуальные машины в Москве, Санкт-Петербурге и Новосибирске с оплатой по потреблению.
Конструкция
Ка-22 выполнен по поперечной двухвинтовой схеме: на концах его крыла установлены две мощные мотор гондолы с тандемом винтов, несущим сверху и тянущим спереди.
Каждая гондола несет на верхней части большой четырехлопастный ротор для подъема, а на носу воздушный винт‑пропеллер для горизонтальной тяги. В движение все это хозяйство приводится двумя турбовинтовыми двигателями Соловьев ТВ-2ВК мощностью около 5 900 лошадиных сил каждый. Тут еще интересно, что Ка-22 — единственный аппарат Камова без соосных винтов, у всех предыдущих вертолетов КБ Камова были сдвоенные противоположно вращающиеся роторы друг над другом, а тут их решили разнести по крыльям. Винты на крыльях, конечно же, вращаются в противоположных направлениях, левый против часовой, правый по часовой, чтобы компенсировать реактивный момент друг друга. Короче, винтокрылу не нужен хвостовой рулевой винт, схема более симметричная и устойчивая.
Каждый двигатель Ка-22 через сложную систему редукторов мог передавать мощность как на подъемный ротор, так и на тянущий пропеллер. Получилась крайне хитрая трансмиссия,пилот вручную переключал, куда направлять силу: на вертикальную тягу или на разгон вперед. На взлете и в висении основная мощность шла к несущим винтам.
Зато на крейсерской скорости до 90% подъемной силы уже создавали крылья, разгружая роторы, и те переходили почти в режим авторотации. Основная мощность двигателей в полете перенаправлялась на тянущие винты‑пропеллеры, разгоняя аппарат гораздо сильнее любого вертолета того времени. Фактически, в воздухе Ка-22 мог лететь как самолет: на большой скорости опираясь на крыло, а не на несущие винты. За счет этого расчетная максимальная скорость закладывалась свыше 400 км/ч, фантастика по меркам вертолетов конца 50-х.
Конечно, столь сложная схема потребовала множества нетривиальных инженерных решений.
Создание лопастей несущих винтов, способных выдерживать воздушный поток на 350-400 км/ч, оказалось вызовом — явление флаттера преследовало конструкторов. При первых же пробных зависаниях машина ощутила сильнейшие вибрации, а однажды кусок лопасти длиной полтора метра вообще оторвался в воздухе.
Пришлось менять форму лопастей, материалы, и даже направление вращения винтов, подбирая наименее виброопасные конфигурации. Одновременно хотели добиться и низкого веса, хотя взлетная масса машины достигала 37-42 тонн, конструкторам приходилось экономить каждый килограмм, усложняя и без того сложный механизм.
Не менее интересна компоновка кабины пилотов.
В винтокрыле совместили элементы управления и от самолета, и от вертолета. Имелись и обычные штурвалы, и вертолетные рычаги для контроля шагов лопастей.
Пилотировать Ка-22 было все равно что одновременно вести самолет и вертолет. Малейшая ошибка в распределении мощности между винтами могла привести к аварии.
Испытания и рекорды
Первый прототип Ка-22 был готов к статическим испытаниям уже в 1957 году.
15 августа 1959 года летчик‑испытатель Дмитрий Ефремов впервые оторвал машину от земли, произошел первый висение‑полет на привязи.
Однако до полноценного свободного полета пришлось устранить множество мелких проблемок. Лишь 20 апреля 1961 года Ка-22 впервые совершил полет по кругу на аэродроме, пройдя несколько километров в воздухе. За штурвалом тогда был экипаж во главе с Ефремовым и вторым пилотом Владимиром Евдокимовым. Именно в этом полете случился инцидент с флаттером, чудом винтокрыл удалось посадить. После этого доработали лопасти и редукторы, заменили двигатели на более надежные, и к лету 1961 испытания возобновились.
В июле 1961 года опытный Ка-22 пок��зали публике на традиционном воздушном параде в Тушино. Огромный винтокрыл пролетел над трибунами. Для советской авиапромышленности это был момент гордости:
«Смотрите, что мы сделали, ни у кого в мире такого нет!».
Габариты впечатляли: длина около 26 метров, размах крыла почти 28 метров, диаметр каждого несущего винта — 22,5 метра. Внутри фюзеляжа разместили просторную грузовую кабину, по сути, как у современного транспортного самолета. Предполагалось, что Ка-22 сможет перевозить до 80 солдат десанта либо крупногабаритную военную технику прямо внутри корпуса.
Осенью 1961 года винтокрыл начал подтверждать свою эффективность рекордами.
7 ноября 1961 экипаж Ефремова разогнал Ка-22 до 356,3 км/ч, установив мировой рекорд скорости для винтокрылых машин. Самый быстрый серийный вертолет тех лет едва ли превышал 250 км/ч. Спустя пару недель, 24 ноября 1961, другой экипаж поднял на Ка-22 груз массой 16 485 кг на высоту 2 557 метров, установив мировой рекорд грузоподъемности. Всего на винтокрыле Ка-22 в 1961 году было зарегистрировано восемь мировых рекордов по скорости, высоте и массе перевозимого груза. Советская пресса того времени восторженно сообщала об этих достижениях.
Однако испытания шли непросто...
Помимо уже упомянутых проблем с вибрацией, регулярно выходили из строя трансмиссии, потели редукторы, возникали проблемки в двигателях. Каждая доработка требовала времени: иногда казалось, что из одной загадочной проблемы рождается другая, не менее емкая. Тем не менее, к 1962 году три опытных экземпляра Ка-22 были более‑менее доведены до работоспособного состояния.
Дальше планировалось провести серию приемо‑сдаточных испытаний перед возможным запуском в серию.
Катастрофы
Драматический поворот в судьбе Ка-22 произошел 28 августа 1962 года.
Один из опытных винтокрылов перегоняли с Ташкентского авиазавода в Москву. Во время промежуточной посадки на аэродром Джусалы машина неожиданно сильно накренилась влево, потеряла высоту и рухнула на землю. При ударе Ка-22 развалился и загорелся, весь экипаж из семи человек погиб на месте. В механизме управления винтокрылом раскрутилась и отвернулась гайка крепления троса. Обычная гайка.
Гибель экипажа, включая опытнейшего пилота Дмитрия Ефремова, стала страшным ударом для программы. Это ЧП охладило пыл многих сторонников винтокрыла, над проектом нависла туча сомнений.
Тем не менее, работы над Ка-22 продолжились, хотя и с задержками. Второй летный экземпляр дорабатывали с учетом выявленных недостатков. Но 16 июля 1964 года произошла вторая трагедия. Во время испытательного полета под Москвой винтокрыл под управлением экипажа С. Г. Бровцева выполнял правый разворот на высоте, как вдруг машина внезапно перешла в неконтролируемое пикирование.
Винтокрыл резко клюнул носом под углом 60–70°, завалился набок и стал стремительно терять высоту. Пилот пытался выправить падение, но безуспешно, громоздкая конструкция не реагировала на отклонения рулей. Ка-22 врезался в землю. В этой катастрофе погибли двое, командир и борттехник.
Конец проекта
После двух катастроф доверие военных к проекту Ка-22 резко упало.
Одновременно успешно прошли испытания вертолета‑конкурента Ми-6, созданного в ОКБ Миля. Тяжелый «Мишка» хоть и уступал Ка-22 в скорости, но по грузоподъемности и дальности почти не уступал, при этом был куда проще и надежнее.
В 1964 году государственная комиссия вынесла вердикт — серийно Ка-22 не производить. Все работы по винтокрылу были прекращены. Все четыре построенных экземпляра впоследствии утилизировали, ни один не сохранился.
Официальных заявлений, конечно, не делали, тема просто исчезла со страниц журналов. Конструкторское бюро Камова переключилось на другие проекты.
А вообще, проект столкнулся не только с техническими, но и с производственными трудностями. Серийную сборку Ка-22 планировали развернуть на Ташкентском авиазаводе. Однако качество изготовления опытных машин там оставляло желать лучшего, в отчетах упоминались проблемы с точностью деталей, вибрации от несовпадения узлов, недоведенные редукторы. По сути, аппарат требовал ювелирной культуры производства, которой завод не обладал, слишком сложной оказалась конструкция.
Наследие
Несмотря на свой печальный финал, Ка-22 «Винтокрыл» оставил заметный след в истории авиации.
Ка-22 стал прародителем концепции конвертопланов, машин с поворачивающимися винтами или крыльями, объединяющих свойства вертолета и самолета.
В последующие десятилетия за рубежом появились свои винтокрылы: американские прототипы Bell XV-3, а затем знаменитый V-22 Osprey.
Но интересно, что ряд мировых рекордов Ка-22 до сих пор не превзойден! То же касается и рекордной грузоподъемности.
Для ОКБ Камова опыт создания Ка-22 тоже не прошел даром. Полученные знания в аэродинамике больших лопастей, в вибронагруженности редукторов, в управлении сложными системами — все это пригодилось при разработке последующих вертолетов.
Сегодня о винтокрыле Ка-22 напоминают лишь архивные фотографии да почтовая марка, выпущенная в России в 2002 году.
Если вам близка тема авиации, заглядывайте в мой скромный Telegram-канал @budnipilot, там продолжаем разговор о крыльях, двигателях и не только.
Cпасибо за внимание и доброй пятницы.
