Il Ka-15 è diventato il primo elicottero prodotto dal Kamov Design Bureau in una grande serie. Questo velivolo ad ala rotante è stato originariamente sviluppato per le esigenze dell'aviazione navale, come elicottero antisommergibile, ricognizione navale e collegamento. Fu il Ka-15 a diventare il primo elicottero a tempo pieno sulle navi della Marina sovietica.
Oggi, alcuni appassionati di aviazione a volte si pongono la domanda: "Perché i nostri marinai della marina preferivano lo schema di elicotteri coassiali non rivelato a quel tempo al solito elicottero a rotore singolo con un rotore di coda? Perché era necessario correre un rischio tecnico così elevato? " Anzi, anche prima, grazie ai successi del venerabile progettista aeronautico I. I. Sikorsky negli Stati Uniti, un elicottero con rotore di coda ha già iniziato a essere utilizzato in un'ampia varietà di aree dell'attività umana, inclusa la marina.
Va notato che la produzione di elicotteri con rotore di coda è iniziata su una scala senza precedenti. Il progettista di elicotteri americano A. Young nella prima metà degli anni Quaranta nei soli Stati Uniti contava più di 340 aziende impegnate nello sviluppo e nella costruzione di elicotteri di questo schema. Alla fine degli anni Cinquanta nel nostro Paese, nell'A. S. Yakovleva e M. L. Mile, su base competitiva, furono costruiti elicotteri a rotore singolo, rispettivamente, lo Yak-100 e il GM-1 (nella serie - il Mi-1) con un peso massimo al decollo di circa 2500 kg. La preferenza è stata data al Mi-1, che è stato costruito in grande serie. Tuttavia, non era idoneo al servizio nella Marina russa. Perché?
La risposta è abbastanza semplice. Negli Stati Uniti, gli elicotteri della marina iniziarono ad essere utilizzati sulle portaerei. Non ci sono stati problemi con il posizionamento, la fornitura di decolli e atterraggi per elicotteri dello schema classico su grandi navi. Nell'URSS, che all'epoca non aveva tali navi, era previsto che l'uso di elicotteri nella Marina iniziasse su navi di piccola cilindrata. Queste navi potrebbero essere dotate di piccole piste, delimitate da sovrastrutture navali già esistenti, che limitavano significativamente gli avvicinamenti durante i voli.
Nel frattempo, nell'OKB N. I. Kamov aveva già una certa esperienza nella creazione di elicotteri coassiali. Con il rilascio e lo sviluppo dei primi elicotteri coassiali monoposto ultraleggeri Ka-10 e Ka-10M, la formazione del giovane OKB è stata completata. I test militari del leggero Ka-10, effettuati sul Mar Nero, hanno rivelato la necessità per la Marina di costruire un elicottero più sollevabile e più indipendente dalle condizioni meteorologiche. Il Ka-15, un elicottero polivalente, anch'esso progettato secondo lo schema coassiale scelto da Kamov, divenne una macchina del genere.
Il nuovo elicottero era una macchina a due posti, nella cui cabina di pilotaggio si trovava il sedile dell'operatore alla destra del pilota. È noto che le navi di piccola cilindrata sono soggette a rollio e beccheggio significativi. Il potente flusso d'aria turbolento, la presenza di varie sovrastrutture e il dondolio della nave hanno fatto diffidare i nostri marinai di un elicottero con rotore di coda, sensibile alla velocità e alla direzione del vento.
Per essere finalmente convinti della loro correttezza, in seguito hanno persino condotto test comparativi del Ka-15 coassiale e del Mi-1 a rotore singolo sull'incrociatore di artiglieria Mikhail Kutuzov. A causa delle sue dimensioni minime e della maggiore manovrabilità, il coassiale Ka-15 è decollato con successo da una piccola pista ed è atterrato su di essa anche con un'asperità del mare di sei punti. In queste condizioni, il Mi-1 con un lungo braccio di coda e un rotore di coda, che limitava significativamente le possibilità del suo funzionamento, non poteva essere utilizzato quando c'era un'elevata turbolenza del flusso d'aria e l'oscillazione della nave portante. Pertanto, lo schema dell'elicottero coassiale nell'URSS era richiesto dalla Marina.
Va detto che il design coassiale degli aerei ad ala rotante ha attirato l'attenzione con i suoi ovvi vantaggi non solo dei marinai domestici, ma anche dei designer di tutto il mondo. Quasi tutta la potenza della centrale viene utilizzata qui per creare la spinta dei rotori. Inoltre, i momenti reattivi creati dalle eliche sono bilanciati reciprocamente nel cambio principale e non vengono trasmessi alla fusoliera dell'aereo. Tutti gli sforzi e i momenti di forza del sistema di trasporto dell'elicottero sono chiusi sul vano corto della fusoliera situato tra i due telai di potenza, su cui si trovano il cambio e il sistema di trasporto in alto, e il carrello di atterraggio è fissato dal basso, su entrambi i lati. È quasi impossibile creare uno schema più compatto per un aerogiro. Ecco perché molti noti progettisti di aerei stranieri, come L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio e altri, nonché aziende aeronautiche, tra cui l'ufficio di progettazione nazionale A. S. Yakovlev, ha cercato di padroneggiare lo schema dell'elicottero coassiale. Tra gli elicotteri costruiti nella seconda metà degli anni '40 su questo principio, si possono nominare "Roteron", "Brantly B-1", "Benlix K", "Dorand G-20", Bell "Molel 49", "Breguet G -11 -E "e" Breguet G-111 ", nonché un elicottero sperimentale dello Yakovlev Design Bureau.
Alcuni degli elicotteri creati negli anni '40 - '50, ad esempio "Breguet G-111" (Francia), Bell "Molel 49" (USA) e altri, avevano caratteristiche di volo eccellenti per quel periodo. Tuttavia, tutte le società straniere e lo Yakovlev Design Bureau si sono rifiutati di migliorare e sviluppare questo schema promettente a causa del gran numero di problemi riscontrati.
Anche il Kamov Design Bureau durante lo sviluppo, la costruzione, il collaudo e il lavoro di sviluppo del Ka-15 ha incontrato una serie di difficoltà dovute alla mancanza di una base scientifica e sperimentale nel campo dell'aeromeccanica dei rotori coassiali. I progettisti e gli scienziati dell'OKB hanno affrontato con successo molti problemi. Sotto la guida di Nikolai Kamov, è stata formata una scuola unica di progettazione scientifica e progettazione pratica di veicoli ad ala rotante di vari schemi e, prima di tutto, schemi coassiali. Un altro problema che i progettisti devono sempre affrontare quando progettano nuove macchine è la scelta corretta delle dimensioni del velivolo.
Il capo progettista Kamov riteneva che dopo il Ka-10 con un peso al decollo inferiore a 400 kg, il nuovo elicottero Ka-15, del peso di 1500 kg, avrebbe soddisfatto al meglio una vasta gamma di interessi contrastanti. Apparentemente, non era pronto internamente per la progettazione di un elicottero in una categoria di peso maggiore. I soci di Kamov hanno cercato di convincerlo che l'elicottero Mi-1 esiste già in questa classe, che ha riempito una nicchia nell'interesse del dipartimento militare e dell'economia nazionale, e il Ka-15 avrà una portata navale molto ristretta. Nel 1951, su istruzione del governo, il Mil Design Bureau iniziò a sviluppare l'elicottero Mi-4 con un peso al decollo di 7000-8000 kg, che nel 1952 iniziò a essere prodotto in serie. Allora non fu possibile convincere Kamov. A questo proposito, il suo OKB ha perso il ritmo e l'opportunità di assumere una posizione di leadership nel paese nel numero di elicotteri prodotti in serie con il codice "Ka" nella classe degli elicotteri fino a 10.000 kg.
La difesa del progetto preliminare del Ka-15 ebbe luogo nel 1951. A dicembre è stato costruito un modello in scala reale dell'auto. Il primo sollevamento dell'elicottero in aria avvenne nell'aprile 1953. La produzione in serie dell'elicottero è stata avviata nello stabilimento aeronautico di Ulan-Ude nel 1956.
Confrontiamo i dati di base degli elicotteri coassiali e monorotore. Dai dati di cui sopra, ne consegue che il coassiale Ka-15, con metà della potenza del motore, trasporta nel vano di carico un carico di circa la stessa massa del famoso Mi-1 monorotore, che ha stabilito circa 30 record mondiali. Allo stesso tempo, il Ka-15 è più leggero di 1000 kg e la sua lunghezza, tenendo conto delle eliche rotanti, è quasi 1,7 volte inferiore a quella del Mi-1. Sono questi indiscutibili vantaggi del compatto Ka-15, combinati con la massima manovrabilità, che hanno permesso all'elicottero di svolgere con successo la sua missione principale: condurre con successo la ricognizione della situazione di superficie e fornire comunicazioni tra navi e basi costiere nel interessi della Marina Militare.
Anche sul Ka-10, il layout del rotore coassiale e il sistema di controllo sono stati portati all'implementazione pratica. Comprendeva due piatti oscillanti, meccanismi di passo comune e differenziale e una serie di altri elementi. Naturalmente, tutto questo doveva essere migliorato nel corso della messa a punto del nuovo elicottero. Il funzionamento congiunto del motore e del rotore del rotore era unito dal sistema di controllo, che nell'abitacolo aveva una leva di comando "step-gas" con una maniglia rotante per correggere la modalità di funzionamento del motore.
A proposito, non esisteva un sistema del genere sull'elicottero GM-1 a Mil, ed era molto difficile controllare la macchina in volo. Con la leva del passo comune, il pilota ha cambiato gli angoli delle pale del rotore e la leva di controllo del motore (acceleratore) ha selezionato la modalità di funzionamento del motore richiesta. Mil ha introdotto questo sistema in seguito, già sulla modifica dell'elicottero GM-1, che ha ricevuto la designazione Mi-1.
Uno dei compiti più difficili che i progettisti hanno dovuto risolvere è stato lo studio della natura delle vibrazioni su un elicottero coassiale e lo sviluppo di raccomandazioni e metodi per portarle a un livello accettabile. Per ridurre l'effetto delle forze periodiche aerodinamiche esterne, nel 1947, gli appassionati guidati da Kamov, quando costruirono il primo elicottero coassiale Ka-8, svilupparono un metodo di regolazione statica e dinamica del sistema di trasporto. Nel corso delle prove al banco e in fabbrica del Ka-15, in collaborazione con TsAGI e LII, sono state apportate alcune migliorie progettuali, volte a superare le autooscillazioni della risonanza terrestre e il flutter delle pale del rotore. La combinazione di alcune misure costruttive ha permesso di affrontare con successo il problema della risonanza sul Ka-15. Un altro tipo di auto-oscillazione, non meno pericoloso, era il battito delle pale dell'elica in volo, che gli specialisti dell'OKB scoprirono nel Ka-15 nel 1953. È stato eliminato montando sulla lama i contrappesi originali a corno, che ne spostavano il centraggio in avanti della quantità richiesta.
Tuttavia, il funzionamento dell'elicottero in un clima di mare umido ha presto portato una sorpresa inaspettata: il battito ha ricominciato a dare segnali su se stesso in volo. Si è scoperto che durante il funzionamento, il legno della lama si gonfia e l'umidità si accumula nello spazio degli scomparti tra le pelli superiore e inferiore. Ciò ha portato a uno spostamento del centraggio sul retro e ha causato la comparsa di un battito di ciglia. Ben presto fu possibile rilevare fenomeni di flutter dovuti allo spostamento del centraggio della lama all'indietro non dal suo rigonfiamento, ma a seguito di riparazioni effettuate nelle condizioni delle unità operative. Per prevenire la comparsa di auto-oscillazioni delle pale dell'elica, è stato introdotto un margine standardizzato di efficienza di centraggio nella tecnologia della loro creazione. Ha permesso di prendere finalmente il controllo del battito delle pale del rotore.
Dopo il lancio del Ka-15 in una serie, l'ambito di lavoro per aumentare le risorse delle macchine ed espandere le possibilità del loro utilizzo è cambiato in modo significativo. Nello stabilimento sono stati messi in funzione numerosi stand per testare le unità e le parti più caricate in condizioni di sollecitazione dinamica. Sono proseguiti i test di vita a lungo termine. La ricerca di volo è stata condotta per studiare l'"anello di vortice" e per elaborare raccomandazioni per il pilota per evitare che l'elicottero entri in questo fenomeno e come uscirne. I test del Ka-15 sono stati completati nella modalità di autorotazione delle eliche del rotore, compresi gli atterraggi sull'aerodromo e sulla superficie dell'acqua (con carrello di atterraggio a pallone) con i motori non operativi.
Le prove in mare dell'elicottero della nave iniziarono nel 1956 nel Baltico dalle basi a bordo del cacciatorpediniere Svetly. Nel 1957-1958 furono create le prime suddivisioni della nave Ka-15. Nel 1958, il cacciatorpediniere Svetly iniziò ad equipaggiare la pista e nel 1961 la flotta fu rifornita con otto navi missilistiche Project 57 con piste, serbatoi di stoccaggio per combustibili e lubrificanti per aviazione, cabine per aviatori e attrezzature speciali per garantire il funzionamento del aereo ad ala.
Nell'economia nazionale, il Ka-15 è stato utilizzato come esploratore di animali marini sulle navi della flotta a strascico. Nella modifica antisommergibile, il Ka-15 potrebbe trasportare due boe radio-idroacustiche RSL-N o il ricevitore SPARU. In questo caso, una coppia di elicotteri ha lavorato insieme: uno ha lasciato cadere le boe nel quadrato di lavoro dell'area dell'acqua e l'altro le ha ascoltate usando uno SPARU per rilevare un sottomarino e, per distruggerlo, è stato utilizzato un Ka-15 in un versione shock, dotata di mirino OPB-1R e dotata di due bombe di profondità del peso di 50 kg.
La variante Ka-15M ha avuto miglioramenti per migliorare la cinematica di controllo del sistema di trasporto, aumentare l'affidabilità del veicolo e l'efficienza della sua producibilità operativa. Il Ka-15M è stato utilizzato in varie versioni e aveva l'attrezzatura appropriata: irrorazione, unità di impollinazione, dispositivi per la generazione di aerosol, contenitori appesi speciali per la consegna di posta e piccoli carichi, imbarcazioni di salvataggio, gondole laterali rimovibili per il trasporto di pazienti allettati e molto altro.
L'addestramento UKa-15 era necessario per l'addestramento dei piloti e per i voli di addestramento. Aveva doppi comandi, oltre a attrezzature acrobatiche aggiuntive e serrande per l'esecuzione di voli strumentali di addestramento e di istruzione. L'elicottero è stato costruito nel 1956 in uno stabilimento aeronautico di Ulan-Ude. Nel 1957, ha superato con successo i test di stato e poi è stato prodotto in serie. In totale, il "quindicesimo" Ka-15 è stato costruito in 354 copie di varie modifiche.
Ka-18 è un'ulteriore modifica del Ka-15M. Era destinato al trasporto di passeggeri, posta e merci, per il trasporto di malati e feriti in istituti medici ospedalieri. Insieme al Ka-15M, è stato utilizzato anche nel lavoro chimico dell'aviazione. Il prototipo è stato prodotto nel 1956 e nel 1957 ha superato con successo i test di stato. Il Ka-18 è stato prodotto in serie ed è stato in funzione per circa 20 anni. Sono stati costruiti più di 110 veicoli.
Il Ka-18 civile differiva dal Ka-15 di base in una cabina sovradimensionata che poteva ospitare un pilota, tre passeggeri o un paziente su una barella e un medico di accompagnamento. Per la comodità di caricare barelle sanitarie nell'elicottero, è stato realizzato un portello nella carenatura del muso della fusoliera.
Sotto la guida di Kamov nel 1958-1963, un gruppo di designer, tecnologi e scienziati per la prima volta al mondo ha creato, testato e lanciato la produzione su larga scala di pale dell'elica di un design innovativo fatto di compositi polimerici, hanno aumentato l'aerodinamica qualità del rotore e ha aumentato significativamente la risorsa lama. Test comparativi di 11 set di normali pale in legno LD-10M e 6 set di nuove pale in fibra di vetro B-7 sono stati effettuati sul supporto dell'elica elettrica dell'EDB nelle stesse condizioni. Allo stesso tempo, per le pale del rotore con pale B-7, le polari praticamente coincidevano e per le viti con pale di legno si osservava la loro significativa dispersione.
La tecnologia di progettazione e produzione di pale in compositi polimerici è stata brevettata in cinque paesi esteri leader nel campo della costruzione di elicotteri. Sono serviti come base per la creazione di pale del rotore più avanzate di una nuova generazione. Il pilota collaudatore V. Vinitsky nel 1958-1959 stabilì due record mondiali di velocità sul Ka-15M. E nel 1958, all'Esposizione Mondiale di Bruxelles, Ka-18 ricevette una medaglia d'oro. Tuttavia, gran parte del merito di ciò spetta al Ka-15 di base, sul quale sono stati precedentemente sviluppati tutti i sistemi che hanno permesso di raggiungere il successo sul Ka-18.
Fu dal Ka-"quindicesimo" che iniziò l'ampia operazione pratica di elicotteri coassiali nella Marina e nella flotta aerea civile.
