Le Ka-15 est devenu le premier hélicoptère produit par le Kamov Design Bureau en grande série. Ce giravion a été développé à l'origine pour les besoins de l'aéronavale, en tant qu'hélicoptère anti-sous-marin, navire de reconnaissance et de liaison. C'est le Ka-15 qui est devenu le premier hélicoptère à plein temps sur les navires de la marine soviétique.
Aujourd'hui, certains passionnés d'aviation se posent parfois la question: « Pourquoi nos marins de la marine ont-ils préféré le schéma de giravion coaxial non dévoilé à l'époque à l'habituel hélicoptère monorotor avec rotor de queue ? Pourquoi fallait-il prendre un risque technique aussi élevé ? En effet, encore plus tôt, grâce aux succès du vénérable concepteur d'avions I. I. Sikorsky aux États-Unis, un hélicoptère avec un rotor de queue a déjà commencé à être utilisé dans une grande variété de domaines d'activité humaine, y compris la marine.
Il convient de noter que la production d'hélicoptères à rotor de queue a commencé à une échelle sans précédent. Le concepteur américain d'hélicoptères A. Young dans la première moitié des années quarante, aux États-Unis, comptait à lui seul plus de 340 entreprises engagées dans le développement et la construction d'hélicoptères de ce régime. A la fin des années cinquante dans notre pays, dans l'A. S. Yakovleva et M. L. Mile, sur une base compétitive, des hélicoptères monorotor ont été construits, respectivement, le Yak-100 et le GM-1 (de la série - le Mi-1) avec une masse maximale au décollage d'environ 2500 kg. La préférence a été donnée au Mi-1, qui a été construit en grande série. Cependant, il n'était pas apte au service dans la marine russe. Pourquoi donc?
La réponse est assez simple. Aux États-Unis, les hélicoptères de la marine ont commencé à être utilisés sur les porte-avions. Il n'y avait aucun problème avec le placement, la fourniture de décollages et d'atterrissages pour les hélicoptères du schéma classique sur les grands navires. En URSS, qui ne disposait pas de tels navires à l'époque, l'utilisation d'hélicoptères dans la marine devait commencer sur des navires de faible cylindrée. Ces navires pourraient être équipés de petites pistes, bordées par des superstructures de navires déjà existantes, ce qui limitait considérablement les approches d'eux pendant les vols.
Pendant ce temps, dans l'OKB N. I. Kamov avait déjà une certaine expérience dans la création d'hélicoptères coaxiaux. Avec la sortie et le développement des premiers hélicoptères coaxiaux monoplaces ultralégers embarqués Ka-10 et Ka-10M, la formation du jeune OKB était achevée. Des tests militaires du léger Ka-10, effectués sur la mer Noire, ont révélé la nécessité pour la Marine de construire un hélicoptère plus porteur et plus indépendant des conditions météorologiques. Le Ka-15, un hélicoptère polyvalent, également conçu selon le schéma coaxial choisi par Kamov, est devenu une telle machine.
Le nouvel hélicoptère était un engin biplace, dans le cockpit duquel le siège de l'opérateur était situé à droite du pilote. Les navires de faible déplacement sont connus pour être soumis à des mouvements de roulis et de tangage importants. Le puissant flux d'air turbulent, la présence de diverses superstructures et le balancement du navire ont amené nos marins de la marine à se méfier d'un hélicoptère à rotor de queue, sensible à la vitesse et à la direction du vent.
Pour être enfin convaincus de leur justesse, ils ont même effectué plus tard des tests comparatifs du coaxial Ka-15 et du monorotor Mi-1 sur le croiseur d'artillerie Mikhail Kutuzov. En raison de sa taille minimale et de sa plus grande maniabilité, le coaxial Ka-15 a décollé avec succès d'une petite piste et y a atterri même avec une rugosité de la mer de six points. Dans ces conditions, le Mi-1 avec une longue poutre de queue et un rotor de queue, ce qui limitait considérablement les possibilités de son fonctionnement, ne pouvait pas être utilisé en cas de forte turbulence du flux d'air et de basculement du navire transporteur. Ainsi, le système d'hélicoptères coaxiaux en URSS était demandé par la marine.
Il faut dire que la conception coaxiale des aéronefs à voilure tournante a attiré l'attention avec ses avantages évidents non seulement pour les marins nationaux, mais aussi pour les concepteurs du monde entier. Presque toute la puissance de la centrale est utilisée ici pour créer la poussée des rotors. De plus, les moments réactifs créés par les hélices s'équilibrent mutuellement dans le réducteur principal et ne sont pas transmis au fuselage de l'avion. Tous les efforts et moments de forces du système porte-hélicoptères sont fermés sur le compartiment de fuselage court situé entre les deux cadres de puissance, sur lequel la boîte de vitesses et le système de support sont situés en haut, et le train d'atterrissage est fixé par le bas, des deux côtés. Il est presque impossible de créer un schéma plus compact pour un giravion. C'est pourquoi de nombreux concepteurs d'avions étrangers bien connus, tels que L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio et d'autres, ainsi que des entreprises aéronautiques, dont le bureau d'études national A. S. Yakovlev, a essayé de maîtriser le schéma de l'hélicoptère coaxial. Parmi les hélicoptères construits dans la seconde moitié des années 40 sur ce principe, on peut citer « Roteron », « Brantly B-1 », « Benlix K », « Dorand G-20 », Bell « Molel 49 », « Breguet G -11 -E "et" Breguet G-111 ", ainsi qu'un hélicoptère expérimental du Yakovlev Design Bureau.
Certains des hélicoptères créés dans les années 40-50, par exemple le "Breguet G-111" (France), le Bell "Molel 49" (USA) et d'autres, avaient d'excellentes caractéristiques de vol pour cette période. Cependant, toutes les entreprises étrangères et le bureau de conception Yakovlev ont refusé d'améliorer et de développer ce programme prometteur en raison du grand nombre de problèmes rencontrés.
Le bureau de conception de Kamov lors des travaux de développement, de construction, d'essai et de développement du Ka-15 a également rencontré un certain nombre de difficultés en raison du manque de base scientifique et expérimentale dans le domaine de l'aéromécanique des rotors coaxiaux. Les concepteurs et les scientifiques de l'OKB ont réussi à résoudre de nombreux problèmes. Sous la direction de Nikolai Kamov, une école unique de conception scientifique et de conception pratique de véhicules à voilure tournante de divers schémas et, tout d'abord, de schémas coaxiaux a été formée. Un autre problème auquel les concepteurs sont toujours confrontés lors de la conception de nouvelles machines est le choix correct de la taille de l'avion.
Le concepteur en chef Kamov pensait qu'après le Ka-10 avec une masse au décollage inférieure à 400 kg, le nouvel hélicoptère Ka-15, pesant 1 500 kg, satisferait au mieux un large éventail d'intérêts conflictuels. Apparemment, il n'était pas prêt en interne pour la conception d'un hélicoptère dans une catégorie de poids plus lourde. Les associés de Kamov ont tenté de le convaincre que l'hélicoptère Mi-1 existe déjà dans cette classe, qui a rempli une niche dans l'intérêt du département militaire et de l'économie nationale, et que le Ka-15 aura une portée navale très étroite. En 1951, sur les instructions du gouvernement, le Mil Design Bureau a commencé à développer l'hélicoptère Mi-4 avec une masse au décollage de 7 000 à 8 000 kg, qui en 1952 a commencé à être produit en série. Il n'était alors pas possible de convaincre Kamov. À cet égard, son OKB a perdu le rythme et l'opportunité de prendre une position de leader dans le pays en nombre d'hélicoptères produits en série avec le code "Ka" dans la classe des giravions jusqu'à 10 000 kg.
La défense de la conception préliminaire du Ka-15 a eu lieu en 1951. En décembre, un modèle grandeur nature de la voiture a été construit. Le premier levage de l'hélicoptère dans les airs a eu lieu en avril 1953. La production en série de l'hélicoptère a commencé à l'usine d'avions d'Ulan-Ude en 1956.
Comparons les données de base des hélicoptères coaxiaux et monorotor. D'après les données ci-dessus, il s'ensuit que le coaxial Ka-15, avec la moitié de la puissance du moteur, transporte une charge d'environ la même masse dans le compartiment à bagages que le célèbre monorotor Mi-1, qui a établi environ 30 records du monde. Dans le même temps, le Ka-15 est plus léger de 1000 kg, et sa longueur, compte tenu des hélices tournantes, est presque 1,7 fois inférieure à celle du Mi-1. Ce sont ces avantages incontestables du compact Ka-15, combinés à la plus grande maniabilité, qui ont permis à l'hélicoptère de remplir avec succès sa mission principale: mener à bien la reconnaissance de la situation de surface et assurer la communication entre les navires et les bases côtières dans le intérêts de la Marine.
Même sur le Ka-10, la disposition du rotor coaxial et le système de contrôle ont été mis en œuvre dans la pratique. Il comprenait deux plateaux oscillants, des mécanismes de pas commun et différentiel et un certain nombre d'autres éléments. Bien sûr, tout cela a dû être amélioré au cours de la mise au point du nouvel hélicoptère. Le fonctionnement conjoint du moteur et du rotor du rotor était uni par le système de commande qui, dans le cockpit, comportait un levier de commande "step-gas" avec une poignée rotative pour corriger le mode de fonctionnement du moteur.
Soit dit en passant, il n'y avait pas un tel système sur l'hélicoptère GM-1 à Mil, et il était très difficile de contrôler la machine en vol. Avec le levier de pas commun, le pilote a modifié les angles des pales du rotor et le levier de commande du moteur (accélérateur) a sélectionné le mode de fonctionnement du moteur requis. Mil a introduit ce système plus tard, déjà sur la modification de l'hélicoptère GM-1, qui a reçu la désignation Mi-1.
L'une des tâches les plus difficiles que les concepteurs ont dû résoudre a été l'étude de la nature des vibrations sur un hélicoptère coaxial et l'élaboration de recommandations et de méthodes pour les amener à un niveau acceptable. Pour réduire l'effet des forces périodiques aérodynamiques externes, en 1947, des passionnés dirigés par Kamov, lors de la construction du premier hélicoptère coaxial Ka-8, ont développé une méthode de réglage statique et dynamique du système porteur. Au cours des tests au banc et en usine du Ka-15, en collaboration avec TsAGI et LII, un certain nombre de ses améliorations de conception ont été apportées, visant à surmonter les auto-oscillations de la résonance de la terre et le flottement des pales du rotor. La combinaison de quelques mesures constructives a permis de faire face avec succès au problème de résonance sur le Ka-15. Un autre type d'auto-oscillation non moins dangereux était le battement des pales de l'hélice en vol, que les spécialistes de l'OKB ont découvert dans le Ka-15 en 1953. Il a été éliminé en montant les contrepoids de type cornet d'origine sur la lame, ce qui a décalé son centrage vers l'avant de la quantité requise.
Cependant, le fonctionnement de l'hélicoptère dans un climat marin humide a rapidement apporté une surprise inattendue: le flottement a recommencé à émettre des signaux sur lui-même en vol. Il s'est avéré qu'en fonctionnement, le bois de la pale gonfle et l'humidité s'accumule dans l'espace des compartiments entre les peaux supérieure et inférieure. Ceci entraînait un déplacement du dos de centrage et provoquait l'apparition d'un flottement. Bientôt, il a été possible de détecter des phénomènes de flottement dus au déplacement du centrage de la pale en arrière non pas de son gonflement, mais à la suite de réparations effectuées dans les conditions d'exploitation des unités. Pour éviter l'apparition d'auto-oscillations des pales d'hélice, une marge standardisée d'efficacité de centrage a été introduite dans la technologie de leur création. Il a permis de prendre enfin le contrôle du flottement des pales du rotor.
Après le lancement du Ka-15 en série, la portée des travaux pour augmenter la ressource des machines et élargir les possibilités de leur utilisation a considérablement changé. De nombreux bancs ont été mis en service dans l'usine pour tester les unités et les pièces les plus chargées en conditions de contraintes dynamiques. Les tests de durée de vie à long terme se sont poursuivis. Des recherches en vol ont été menées pour étudier le « vortex ring » et élaborer des recommandations au pilote pour empêcher l'hélicoptère d'entrer dans ce phénomène et comment en sortir. Les tests du Ka-15 ont été réalisés en mode autorotation des hélices rotor, y compris les atterrissages sur l'aérodrome et la surface de l'eau (avec train d'atterrissage de ballon) avec les moteurs inopérants.
Les essais en mer de l'hélicoptère du navire ont commencé en 1956, dans la Baltique à partir de bases à bord du destroyer Svetly. En 1957-1958, les premières subdivisions du navire Ka-15 sont créées. En 1958, le destroyer Svetly a commencé à équiper la piste, et en 1961, la flotte a été reconstituée avec huit navires lance-missiles du Projet 57 avec des pistes, des réservoirs de stockage pour les carburants et lubrifiants d'aviation, des cabines pour les aviateurs et des équipements spéciaux pour assurer le fonctionnement des moteurs rotatifs. avion aile.
Dans l'économie nationale, le Ka-15 était utilisé comme éclaireur pour les animaux marins sur les navires de la flotte de chalutiers. Dans la modification anti-sous-marine, le Ka-15 pouvait emporter deux bouées radio-hydroacoustiques RSL-N ou le récepteur SPARU. Dans ce cas, une paire d'hélicoptères a travaillé ensemble: l'un a largué des bouées dans le carré de travail de la zone d'eau, et l'autre les a écoutés à l'aide d'un SPARU pour détecter un sous-marin, et pour le détruire, un Ka-15 a été utilisé dans un version choc, équipée d'un viseur OPB-1R et équipée de deux bombes de profondeur pesant 50 kg.
La variante Ka-15M avait des améliorations pour améliorer la cinématique de contrôle du système de support, augmenter la fiabilité du véhicule et l'efficacité de sa fabrication opérationnelle. Le Ka-15M était utilisé dans différentes versions et disposait des équipements appropriés: pulvérisation, unités de pollinisation, dispositifs de génération d'aérosols, conteneurs suspendus spéciaux pour la livraison du courrier et des petites marchandises, canots de sauvetage, gondoles latérales amovibles pour le transport des patients alités, etc.
La formation UKa-15 était requise pour la formation des pilotes et des vols d'entraînement. Il avait des commandes doubles, ainsi que des équipements de voltige et des volets supplémentaires pour effectuer des vols d'entraînement et d'instruction aux instruments. L'hélicoptère a été construit en 1956 dans une usine d'avions à Oulan-Oude. En 1957, il passe avec succès les tests d'état puis est produit en série. Au total, le « quinzième » Ka-15 a été construit à 354 exemplaires de diverses modifications.
Ka-18 est une autre modification du Ka-15M. Il était destiné au transport de passagers, de courrier et de fret, au transport de malades et de blessés vers des établissements médicaux pour patients hospitalisés. Avec le Ka-15M, il a également été utilisé dans les travaux chimiques de l'aviation. Le prototype a été fabriqué en 1956 et, en 1957, il a passé avec succès les tests d'État. Le Ka-18 a été produit en série et a fonctionné pendant environ 20 ans. Plus de 110 véhicules ont été construits.
Le Ka-18 civil différait du Ka-15 de base par une cabine surdimensionnée pouvant accueillir un pilote, trois passagers ou un patient sur une civière et un médecin accompagnateur. Pour faciliter le chargement des civières sanitaires dans l'hélicoptère, une trappe a été réalisée dans le carénage avant du fuselage.
Sous la direction de Kamov en 1958-1963, un groupe de concepteurs, de technologues et de scientifiques pour la première fois au monde a créé, testé et lancé la production à grande échelle de pales d'hélice d'une conception innovante en composites polymères, ils ont augmenté l'aérodynamisme qualité du rotor et a considérablement augmenté la ressource pale. Des tests comparatifs de 11 jeux de pales en bois LD-10M ordinaires et de 6 jeux de nouvelles pales en fibre de verre B-7 ont été effectués sur le support d'hélice électrique de l'EDB dans les mêmes conditions. Dans le même temps, pour les pales de rotor à pales B-7, les polaires coïncidaient pratiquement, et pour les vis à pales en bois, leur dispersion importante a été observée.
La conception et la technologie de fabrication des pales en composites polymères ont été brevetées dans cinq pays étrangers leaders dans le domaine de la construction d'hélicoptères. Ils ont servi de base à la création de pales de rotor plus avancées d'une nouvelle génération. Le pilote d'essai V. Vinitsky en 1958-1959 a établi deux records du monde de vitesse sur le Ka-15M. Et en 1958, à l'Exposition universelle de Bruxelles, Ka-18 a reçu une médaille d'or. Néanmoins, une grande partie du mérite en revient au Ka-15 de base, sur lequel ont été précédemment développés tous les systèmes qui ont permis de réussir sur le Ka-18.
C'est à partir du Ka-« quinzième » que la vaste opération pratique des hélicoptères coaxiaux a commencé dans la marine et la flotte aérienne civile.
