Вертолет, 2003 № 03

Массовая эксплуатация вертолетов неожиданно «принесла» с собой ряд авиационных происшествий, причиной которых были «флаттер» несущих винтов, «земной резонанс», схлестывание лопастей в воздухе. Отмечались недостаточные энерговооруженность и устойчивость машин.

Вертолет Ка-15 начал эксплуатироваться с лопастями деревянной конструкции ЛД-10 (ЛД-10М). Н.И. Камов считал, что дерево, от природы имеющее свойство изгибаться, – наилучший материал для лопастей. Однако исследования показали, что из-за влажности воздуха центровка деревянной лопасти смещается назад что приводит к флаттеру. На деревянных лопастях стали устанавливать противофлаттерные грузы: сначала один, потом два. Ограничили максимально допустимую скорость величиной 130 кч/ч. Затем начали проектировать новые лопасти металлической, а позже – стеклопластиковой конструкции. Для борьбы с «земным резонансом» на втулке верхнего винта установили треугольник из пружинных тяг, связывающих лопасти и уменьшающих их колебания относительно вертикального шарнира. В результате «земной резонанс» стал проявляться реже и оканчивался лишь деформацией тяг. Пружинные тяги способствовали также уменьшению уровня вибраций. Проблему «земного резонанса» полностью решило новое шасси с двухкамерной амортизационной стойкой.

Вертолет Ка-15, имевший сбрасываемые гидроакустические буи, передающие на вертолет радиосигналы о движении подводных лодок, применялся на кораблях ВМФ разных типов. Однако его эффективность как противолодочного была невысока (малая грузоподъемность, малоэффективная аппаратура для поиска подводных лодок). Более эффективной оказалась гражданская модификация вертолета – Ка-15М (сельскохозяйственные работы, перевозка грузов и почты, обслуживание геологических партий, ледовая и промысловая разведка в море с базированием на судах). Причем особенно эффективным было применение Ка-15М на авиахимработах в интересах сельского хозяйства. Но и здесь не обошлось без авиационных происшествий, в основе которых было схлестывание лопастей.

Разобраться с причинами схлестывания поручили ЛИИ МАП, где была разработана методика измерения угла сближения лопастей. По этой методике на осциллографе с помощью потенциометрических датчиков отображаются углы взмаха лопастей верхнего и нижнего винтов. В местах их прохождения относительно друг друга замеряли разницу углов взмаха, умножали эту разницу на радиус винта и определяли, насколько сблизились лопасти. При этом предполагалось, что лопасти в плоскости взмаха не изгибаются. От ЛИИ ведущим летчиком испытаний был назначен В.В. Виницкий – один из самых опытных вертолетчиков страны. На методическом совете института много спорили о том, на какой высоте проводить испытания. Большинство было за высоту 800-1000 м, чтобы в случае схлестывания лопастей летчик мог воспользоваться парашютом. В.В. Виницкий настаивал на выполнении полетов в самых сложных режимах на высоте не более 3-5 м, и методический совет согласился с его доводами (фактически он выполнял эти полеты на высоте до 1 м).

Первые же измерения угла сближения лопастей на установившихся режимах полета показали, что их максимальное сближение отмечается при скоростях 40-60 км/ч (на этих скоростях как раз и выполнялись сельхозработы). Как выяснилось позже, причиной явления стало неравномерное индуктивное поле по диску винта. Очередные испытательные полеты проводились с учетом, информации предшествующих летных экспериментов. Анализ полученных данных позволил сделать вывод о том, что схлестывания лопастей следовало ожидать на режиме энергичного торможения с проваливанием. оборотов несущего винта (обусловленного недостаточной энерговооруженностью вертолета), при резком, перемещении ручки и правой педали. Для предотвращения неблагоприятных последствий таких действий в системе продольного и поперечного управления установили пневмодемпферы, которые усложнили пилотирование. В итоге летчики стали быстрее уставать.

Небольшое отступление. Одну десятую расстояния между втулками соосных винтов испытатели между собой называли «кам» и характеризовали сближение словами типа: «3 кама», «5 камов» и т.д. Схлестывание происходило при 10 камах. Когда начальник вертолетной лаборатории ЛИИ С.Б. Брен рассказал об этом. Камову, лично контролировавшему испытания, тот ответил, что 10 камов нужно называть уже «брен», так как звук, который возникает при схлестывании, напоминает звучание его фамилии. Николаю Ильичу даже в самые трудные периоды никогда не изменяло чувство юмора.

Вертолет Ка-15М на палубе корабля