Вертолет 2002 03
Шрифт:
Все колонки, от вертолета Ка-15 до вертолета Ка-32, имеют одинаковые схемные решения: резьбовой механизм общего и дифференциального шага; две «ползушки», расположенные между втулками несущих винтов; вал верхнего винта с прорезями для обеспечения механической связи тяги механизма общего и дифференциального шага (МОДШ) с верхней «ползушкой»; неподвижные в осевом направлении автоматы перекоса; классическое трехшарнирное крепление лопастей к втулке.
В эволюции колонки этапным стал вертолет Ка-50. При его проектировании конструкторы В.П. Вагис, B.C. Альтфельд, В.И. Акиньшин, В.И. Комолов отказались от многих, казалось бы, устоявшихся решений. В качестве основы была принята принципиально иная схема управления несущими винтами. В колонке вертолета Ка-50 оба автомата перекоса подвижны в осевом направлении, что дает возможность изменять шаг лопастей нижнего винта непосредственно от нижнего автомата перекоса без нижней «ползушки»; верхняя «ползушка», передающая управляющие воздействия от верхнего автомата перекоса на поводки лопастей, установлена над верхним винтом, что дало возможность выполнить вал верхнего винта без ослабляющих его пазов. Вместо сложного резьбового механизма общего и дифференциального шага для управления нижними автоматом перекоса и «ползушкой» введен суммирующий рычажный механизм; вместо классической шарнирной применена торсионная подвеска лопастей, что позволило значительно упростить конструкцию, уменьшить число деталей, снизить массу конструкции. В целом конструкция колонки стала более надежной. В шарнирных соединениях применяются самосмазывающиеся подшипники скольжения.
| Параметр | Ка-8 | Ка-10 (Ка10м) | Ка-15 (Ка-18) | Ка-25 | Ка-26 | Ка-27 (Ка-32) | Ка-50 |
| Диаметр
| 5,6 | 5,8 | 9, 96 | 15,74 | 13 | 15,9 | 14,5 |
| Направление вращения верхнего винта (при виде сверху) | Против часовой стрелки | Против часовой стрелки | По часовой стрелке | По часовой стрелке | По часовой стрелке | По часовой стрелке | По часовой стрелке |
| Число лопастей | 2 х 3 | 2 х 3 | 2 x 3 | 2 х 3 | 2 x 3 | 2 х 3 | 2 x 3 |
| Расстояние между винтами (относительное) | 0,098 | 0,102 | 0,086 | 0,0952 | 0,09 | 0, 0935 | 0,097 |
| Угол фазового сдвига между винтами | 60° | 60° | 0° | 0° | 0° | 25° | 23° |
| Тип втулки несущего винта | Шарнирная | Шарнирная | Шарнирная | Шарнирная | Шарнирная | Шарнирная | Торсионная с упругими ГШ и 0Ш |
| Расположение шарниров | ГШ. ВШ, ОШ | ГШ, ВШ, 0Ш | ГШ, ВШ, ОШ | ГШ, ВШ, ОШ | ГШ, ВШ, ОШ | ГШ, ВШ, ОШ | ГШ. 0Ш, ВШ |
| Угол регулятора взмаха | 30° | 29°38' | 27° | 34° | 36°45’ | 36° | 40° |
| Угол опережения управления | 46° | 47° | 63° | 56° | 55°30' | 56°30' | 50° |
| Разнос ГШ, мм | 35 | 39,5 | 70 | 120 | 90 | 150 | 174(ВВ) 190(НВ) |
| Разнос ВШ, мм | 90 | 150 | 278 | 450 | 350 | 585 | 788(ВВ) 803(НВ) |
| Тип демпфера ВШ: | |||||||
| ВВ | ПДВШ | ПДВШ | Межлопастные буферные тяги | ПДВШ | Гидравлический+фрикционный | ПДВШ | ПДВШ + упругий элемент ВШ |
| НВ | ПДВШ | ПДВШ | Фрикционный | ПДВШ | – | ПДВШ | ПДВШ + упругий элемент ВШ |
ГШ – горизонтальный шарнир; ВШ – вертикальный шарнир; ОШ – осевой шарнир; ВВ – верхний винт НВ – нижний винт; ПДВШ – подшипник-демпфер ВШ
Для обеспечения катапультирования пилота на колонке вертолета Ка-50 предусмотрена система аварийного отделения лопастей. С этой целью осевые шарниры втулок снабжены кольцевыми кумулятивными зарядами, установленными внутри трубчатого переходника лопасти. При подаче электрического сигнала заряд срабатывает и практически без осколков разрезает титановый переходник, отделяя лопасть. Создавалась система при участии киевского Института электросварки им. Е.О. Патона и московского завода «Искра». В ОКБ основной вклад в разработку и доводку системы внес В.И. Комолов.
«Камовцы» более полувека занимаются соосными вертолетами. Фирме удалось сконструировать оригинальную, эффективную и надежную несущую систему. Основные параметры колонок вертолетов фирмы «Камов» представлены в таблице.
Рамки настоящей статьи позволили лишь в самой сжатой форме рассказать о наиболее важных моментах многоэтапного развития колонки соосных винтов. «За кадром» остались творческие усилия многих конструкторов, технологов, производственников, испытателей, внесших свой вклад в разработку конструкции, технологии производства и методики испытаний этого принципиального для соосного вертолета агрегата.
Виктор ВАГИС, заместитель начальника отдела,
Валентин АЛЬТФЕЛЬД, ведущий конструктор,
Юрий САВИНСКИЙ, заместитель начальника отдела логистического обеспечения
От Ка-15 до Ка-115
Легкие вертолеты всегда занимали особое место в тематике работ ОКБ Камова и его Главного конструктора. Творческий поиск компактной, легкой и высокоманевренной винтокрылой машины завершился почти 50 лет назад, в 1953 году, постройкой многоцелевого вертолета Ка-15. Двухместная машина корабельного базирования предназначалась для ВМФ.
В 1956 году после успешных летно-доводочных испытаний серийное производство вертолета Ка-15 было развернуто в Улан-Удэ. С этого момента началась практическая эксплуатация вертолетов соосной схемы. Вертолет и его модификации нашли широкое применение в Гражданском воздушном флоте, в частности, в качестве разведчика морского зверя и косяков рыбы. Наиболее эффективным оказался его сельскохозяйственный вариант, предназначенный для внесения удобрений на поля и борьбы с вредителями садов и виноградников. Но наибольшую известность в гражданской сфере применения получила модификация Ка-18 – «воздушный четырехместный автомобиль».
Малые габариты Ка-18, его высокая весовая отдача, простая техника пилотирования и отличная маневренность в сочетании с оригинальной компоновкой салона дали возможность усовершенствовать транспортную систему регионов и больших городов. За оригинальность конструкции на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году вертолет Ка-18 был удостоен золотой медали.
| Таблица 1 | Тип вертолета | ||||||
| Показатели топливной эффективности | Россия | США | Франция | Россия | |||
| Ми-34 | FH-1100 | Bell-206 | MD-500F | ЕС-120 | AS-350 | Ка-115 | |
| Количество пассажиров | 3 | 3 | 4 | 5-6 | 5 | 5-6 | 5-6 |
| Часовой расход топлива, кг/ч | 75 | 75 | 86 | 110 | 95 | 120 | 95 |
| Удельный расход топлива, кг/ч на одного пассажира | 25 | 25 | 21,5 | 18,3 | 19 | 20 | 15,8 |
Опыт эксплуатации вертолетов семейства Ка-15 и Ка-18 подтвердил правильность технической политики ОКБ в развитии и совершенствовании винтокрылых аппаратов соосной схемы, в насыщении гражданского парка страны легкими вертолетами. Однако конструктивно-технологический и экономический анализ применения легких винтокрылых машин показал, что устойчивый положительный коммерческий эффект может быть достигнут только при создании вертолета пассажировместимостью не менее 5- 6 человек. Именно такой основополагающий вывод был положен в основу разработки фирмой КАМОВ перспективного многоцелевого однодвигательного легкого вертолета нового поколения Ка-115. Объемы грузопассажирской кабины вертолета практически не влияют на габаритно-весовые, летно-технические характеристики и топливно-экономические показатели вертолета, а отражают только уровень комфортности салона. Эту зависимость можно продемонстрировать на примере наиболее важного для эксплуатанта критерия топливной эффективности (табл. 1) легких вертолетов различной пассажировместимости.
Мировая статистика отмечает, что легкие, на 5-6 человек, вертолеты составляют более 50% мирового парка винтокрылых аппаратов. Они выполняют до 70% всех видов авиаработ в гражданском секторе применения (фирмы Forecast International, Honeywell и HAI). Кроме того, немаловажным обстоятельством является тот факт, что машины такого класса сертифицируются по FAR-27, а не по FAR-29.
Вертолет Ка-115 выполнен по традиционной соосной схеме несущих винтов с одним газотурбинным двигателем. Это может быть лицензионный двигатель, выпуск которого предполагается на одном из предприятий Москвы, или АИ-450 производства ОАО «Мотор Сич» (Запорожье).
Просторная кабина с большими дверными проемами с каждого борта и хорошим остеклением позволяет достаточно комфортно (почти как салоне современного автомобиля) разместить в вертолете до пяти-шести пассажиров.
Рабочее место пилота расположено справа по борту. Информационно-управляющее поле кабины летчика оснащено современным приборным оборудованием, электронной картой местности, спутниковой навигационной системой, которая позволяет совершать безопасные полеты в регионах, не оборудованных специальными радиотехническими средствами, и обеспечивает надежное определение местоположения вертолета.
Высокие летно-технические характеристики вертолета Ка-115 и относительно хорошие показатели топливной экономичности (часовой расход топлива 85-95 кг/ч и километровый – 0,5-0,7 кг/км) позволяют вертолету как успешно конкурировать в своем классе с зарубежными аналогами, так и достойно заполнить пустующую в России нишу легких винтокрылых машин. Ка-115 оснащен противообледенительной системой лопастей несущего винта, что позволяет эксплуатировать его по более жестким требованиям прочности и эргономичности в самых разных климатических и организационных условиях.