Ka-15 menjadi helikopter pertama yang diproduksi oleh Biro Desain Kamov dalam seri besar. Rotorcraft ini awalnya dikembangkan untuk kebutuhan penerbangan angkatan laut, sebagai helikopter anti kapal selam, kapal pengintai dan penghubung. Itu adalah Ka-15 yang menjadi helikopter penuh waktu pertama di kapal Angkatan Laut Soviet.
Hari ini, beberapa penggemar penerbangan kadang-kadang bertanya pada diri sendiri pertanyaan: "Mengapa pelaut angkatan laut kita lebih memilih skema helikopter koaksial yang belum terungkap pada saat itu daripada helikopter rotor tunggal biasa dengan rotor ekor? Mengapa perlu mengambil risiko teknis yang begitu tinggi? " Memang, bahkan lebih awal, berkat keberhasilan perancang pesawat terhormat I. I. Sikorsky di AS, helikopter dengan rotor ekor sudah mulai digunakan di berbagai bidang aktivitas manusia, termasuk angkatan laut.
Perlu dicatat bahwa produksi helikopter rotor ekor dimulai pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya. Perancang helikopter Amerika A. Young di paruh pertama empat puluhan di AS saja menghitung lebih dari 340 perusahaan yang terlibat dalam pengembangan dan konstruksi helikopter skema ini. Pada akhir tahun lima puluhan di negara kita, di A. S. Yakovleva dan M. L. Mile, secara kompetitif, helikopter rotor tunggal dibangun, masing-masing, Yak-100 dan GM-1 (dalam seri - Mi-1) dengan berat lepas landas maksimum sekitar 2.500 kg. Preferensi diberikan kepada Mi-1, yang dibangun dalam seri besar. Namun, dia tidak cocok untuk dinas di Angkatan Laut Rusia. Mengapa demikian?
Jawabannya cukup sederhana. Di Amerika Serikat, helikopter di angkatan laut mulai digunakan di kapal induk. Tidak ada masalah dengan penempatan, penyediaan lepas landas dan pendaratan untuk helikopter skema klasik di kapal besar. Di Uni Soviet, yang tidak memiliki kapal seperti itu pada waktu itu, penggunaan helikopter di Angkatan Laut direncanakan untuk dimulai pada kapal-kapal kecil. Kapal-kapal ini dapat dilengkapi dengan landasan pacu kecil, berbatasan dengan bangunan atas kapal yang sudah ada, yang secara signifikan membatasi pendekatan mereka selama penerbangan.
Sementara itu, di OKB N. I. Kamov sudah memiliki pengalaman dalam membuat helikopter koaksial. Dengan dirilisnya dan dikembangkannya helikopter koaksial satu kursi ultralight kapal pertama Ka-10 dan Ka-10M, pembentukan OKB muda telah selesai. Tes militer dari Ka-10 ringan, yang dilakukan di Laut Hitam, mengungkapkan kebutuhan Angkatan Laut untuk membangun helikopter yang lebih mampu mengangkat dan lebih independen dari kondisi cuaca. Ka-15, helikopter serbaguna, juga dirancang sesuai dengan skema koaksial yang dipilih oleh Kamov, menjadi mesin seperti itu.
Helikopter baru adalah mesin dua tempat duduk, di kokpit di mana kursi operator terletak di sebelah kanan pilot. Kapal dengan perpindahan kecil diketahui mengalami rolling dan pitching yang signifikan. Aliran udara turbulen yang kuat, kehadiran berbagai suprastruktur dan goyangan kapal menyebabkan pelaut angkatan laut kita tidak mempercayai helikopter dengan rotor ekor, yang peka terhadap kecepatan dan arah angin.
Untuk akhirnya diyakinkan akan kebenarannya, mereka kemudian bahkan melakukan tes perbandingan koaksial Ka-15 dan rotor tunggal Mi-1 pada kapal penjelajah artileri Mikhail Kutuzov. Karena ukurannya yang minimal dan kemampuan manuver yang lebih tinggi, Ka-15 koaksial berhasil lepas landas dari landasan pacu yang kecil dan mendarat di atasnya bahkan dengan enam titik kekasaran laut. Dalam kondisi ini, Mi-1 dengan boom ekor panjang dan rotor ekor, yang secara signifikan membatasi kemungkinan operasinya, tidak dapat dioperasikan ketika ada turbulensi aliran udara yang tinggi dan goyangan kapal pengangkut. Dengan demikian, skema helikopter koaksial di Uni Soviet diminati oleh Angkatan Laut.
Harus dikatakan bahwa desain koaksial pesawat sayap putar menarik perhatian dengan keunggulannya yang jelas tidak hanya dari pelaut domestik, tetapi juga desainer dari seluruh dunia. Hampir semua daya pembangkit listrik digunakan di sini untuk menciptakan daya dorong rotor. Selain itu, momen reaktif yang diciptakan oleh baling-baling saling seimbang di gearbox utama dan tidak ditransmisikan ke badan pesawat. Semua upaya dan momen gaya dari sistem pengangkut helikopter ditutup pada kompartemen pesawat pendek yang terletak di antara dua kerangka daya, di mana gearbox dan sistem pengangkut terletak di atas, dan roda pendarat dipasang dari bawah, di kedua sisi. Hampir tidak mungkin untuk membuat skema yang lebih kompak untuk sebuah helikopter. Itulah sebabnya banyak perancang pesawat luar negeri terkenal, seperti L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio dan lain-lain, serta perusahaan penerbangan, termasuk biro desain domestik A. S. Yakovlev, mencoba menguasai skema helikopter koaksial. Di antara helikopter yang dibangun pada paruh kedua tahun 40-an berdasarkan prinsip ini, orang dapat memberi nama "Roteron", "Brantly B-1", "Benlix K", "Dorand G-20", Bell "Molel 49", "Breguet G -11 -E "dan" Breguet G-111 ", serta helikopter eksperimental dari Biro Desain Yakovlev.
Beberapa helikopter yang dibuat pada tahun 40-an - 50-an, misalnya, "Breguet G-111" (Prancis), Bell "Molel 49" (AS) dan lainnya, memiliki karakteristik penerbangan yang sangat baik untuk periode itu. Namun, semua perusahaan asing dan Biro Desain Yakovlev menolak untuk memperbaiki dan mengembangkan skema yang menjanjikan ini karena banyaknya masalah yang dihadapi.
Biro Desain Kamov selama pekerjaan pengembangan, konstruksi, pengujian dan pengembangan Ka-15 juga mengalami sejumlah kesulitan karena kurangnya basis ilmiah dan eksperimental di bidang aeromekanika rotor koaksial. Desainer dan ilmuwan OKB berhasil mengatasi banyak masalah. Di bawah kepemimpinan Nikolai Kamov, sekolah unik desain ilmiah dan desain praktis kendaraan sayap putar dari berbagai skema dan, pertama-tama, skema koaksial dibentuk. Masalah lain yang selalu dihadapi desainer saat merancang mesin baru adalah pilihan ukuran pesawat yang tepat.
Kepala Perancang Kamov percaya bahwa setelah Ka-10 dengan berat lepas landas kurang dari 400 kg, helikopter Ka-15 baru, dengan berat 1500 kg, akan paling baik memenuhi berbagai kepentingan yang saling bertentangan. Rupanya, dia tidak siap secara internal untuk desain helikopter dalam kategori bobot yang lebih berat. Rekan Kamov mencoba meyakinkannya bahwa helikopter Mi-1 sudah ada di kelas ini, yang telah mengisi ceruk untuk kepentingan departemen militer dan ekonomi nasional, dan Ka-15 akan memiliki cakupan angkatan laut yang sangat sempit. Pada tahun 1951, atas instruksi pemerintah, Biro Desain Mil mulai mengembangkan helikopter Mi-4 dengan berat lepas landas 7000-8000 kg, yang pada tahun 1952 mulai diproduksi secara massal. Tidak mungkin meyakinkan Kamov saat itu. Dalam hal ini, OKB-nya kehilangan kecepatan dan kesempatan untuk mengambil posisi terdepan di negara ini dalam jumlah produksi seri helikopter dengan kode "Ka" di kelas helikopter hingga 10.000 kg.
Pertahanan desain awal Ka-15 terjadi pada tahun 1951. Pada bulan Desember, model mobil skala penuh dibangun. Pengangkatan pertama helikopter ke udara terjadi pada April 1953. Produksi serial helikopter dimulai di pabrik pesawat di Ulan-Ude pada tahun 1956.
Mari kita bandingkan data dasar helikopter koaksial dan rotor tunggal. Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa koaksial Ka-15, dengan setengah tenaga mesin, membawa beban dengan massa yang hampir sama di kompartemen kargo dengan rotor tunggal Mi-1 yang terkenal, yang mencetak sekitar 30 rekor dunia. Pada saat yang sama, Ka-15 lebih ringan 1000 kg, dan panjangnya, dengan mempertimbangkan baling-baling yang berputar, hampir 1,7 kali lebih kecil dari Mi-1. Keuntungan tak terbantahkan dari Ka-15 kompak ini, dikombinasikan dengan kemampuan manuver tertinggi, yang memungkinkan helikopter untuk berhasil memenuhi misi utamanya: untuk berhasil melakukan pengintaian situasi permukaan dan menyediakan komunikasi antara kapal dan pangkalan pantai di kepentingan Angkatan Laut.
Bahkan pada Ka-10, tata letak rotor koaksial dan sistem kontrol dibawa ke implementasi praktis. Ini termasuk dua pelat swash, mekanisme pitch umum dan diferensial, dan sejumlah elemen lainnya. Tentu saja, semua ini harus ditingkatkan dalam rangka menyempurnakan helikopter baru. Operasi bersama mesin dan rotor rotor disatukan oleh sistem kontrol, yang di kokpit memiliki tuas kontrol "gas langkah" dengan pegangan berputar untuk memperbaiki mode operasi mesin.
Omong-omong, tidak ada sistem seperti itu pada helikopter GM-1 di Mil, dan sangat sulit untuk mengontrol mesin dalam penerbangan. Dengan tuas pitch umum, pilot mengubah sudut bilah rotor, dan tuas kontrol engine (throttle) memilih mode pengoperasian engine yang diperlukan. Mil memperkenalkan sistem ini kemudian, sudah pada modifikasi helikopter GM-1, yang menerima sebutan Mi-1.
Salah satu tugas paling sulit yang harus diselesaikan oleh para perancang adalah mempelajari sifat getaran pada helikopter koaksial dan pengembangan rekomendasi dan metode untuk membawanya ke tingkat yang dapat diterima. Untuk mengurangi efek gaya periodik aerodinamis eksternal, pada tahun 1947, para penggemar yang dipimpin oleh Kamov, ketika membangun helikopter Ka-8 koaksial pertama, mengembangkan metode penyesuaian statis dan dinamis dari sistem pembawa. Selama uji bangku dan pabrik Ka-15, bekerja sama dengan TsAGI dan LII, sejumlah perbaikan desain dibuat, yang bertujuan untuk mengatasi osilasi sendiri dari resonansi bumi dan kepakan bilah rotor. Kombinasi dari beberapa tindakan konstruktif memungkinkan untuk berhasil mengatasi masalah resonansi pada Ka-15. Jenis osilasi diri lainnya yang tidak kalah berbahayanya adalah kepakan baling-baling dalam penerbangan, yang ditemukan oleh spesialis OKB di Ka-15 pada tahun 1953. Itu dihilangkan dengan memasang counterweight tipe tanduk asli pada blade, yang menggeser pemusatannya ke depan dengan jumlah yang diperlukan.
Namun, pengoperasian helikopter di iklim laut yang lembab segera membawa kejutan yang tidak terduga: kepakan itu kembali mulai memberikan sinyal tentang dirinya sendiri dalam penerbangan. Ternyata selama operasi, kayu bilah membengkak dan kelembaban menumpuk di ruang kompartemen antara kulit atas dan bawah. Hal ini menyebabkan perpindahan centering back dan menyebabkan munculnya flutter. Segera dimungkinkan untuk mendeteksi fenomena flutter karena perpindahan pemusatan bilah ke belakang bukan karena pembengkakannya, tetapi sebagai hasil dari perbaikan yang dilakukan dalam kondisi unit operasi. Untuk mencegah munculnya osilasi otomatis dari bilah baling-baling, margin standar efisiensi pemusatan diperkenalkan ke dalam teknologi pembuatannya. Dia memungkinkan untuk akhirnya mengendalikan kepakan baling-baling.
Setelah peluncuran Ka-15 menjadi seri, ruang lingkup pekerjaan untuk meningkatkan sumber daya mesin dan memperluas kemungkinan penggunaannya telah berubah secara signifikan. Banyak stand dioperasikan di pabrik untuk unit pengujian dan bagian yang paling banyak dimuat di bawah kondisi tegangan dinamis. Tes hidup jangka panjang terus berlanjut. Penelitian penerbangan dilakukan untuk mempelajari "cincin pusaran" dan untuk menyusun rekomendasi bagi pilot untuk mencegah helikopter masuk ke fenomena ini dan bagaimana keluar darinya. Pengujian Ka-15 diselesaikan dalam mode autorotasi baling-baling rotor, termasuk pendaratan di lapangan terbang dan permukaan air (dengan roda pendarat balon) dengan mesin tidak beroperasi.
Uji coba laut helikopter kapal dimulai pada tahun 1956, di Baltik dari pangkalan di atas kapal perusak Svetly. Pada tahun 1957-1958, subdivisi pertama kapal Ka-15 dibuat. Pada tahun 1958, kapal perusak Svetly mulai melengkapi landasan pacu, dan pada tahun 1961 armada diisi ulang dengan delapan kapal rudal Project 57 dengan landasan pacu, tangki penyimpanan untuk bahan bakar dan pelumas penerbangan, kabin untuk penerbang, dan peralatan khusus untuk memastikan pengoperasian rotary- pesawat sayap.
Dalam perekonomian nasional, Ka-15 digunakan sebagai pengintai hewan laut di kapal-kapal armada trawl. Dalam modifikasi anti-kapal selam, Ka-15 dapat membawa dua pelampung radio-hidroakustik RSL-N atau penerima SPARU. Dalam hal ini, sepasang helikopter bekerja sama: satu menjatuhkan pelampung di alun-alun kerja area perairan, dan yang lain mendengarkan mereka menggunakan SPARU untuk mendeteksi kapal selam, dan untuk menghancurkannya, Ka-15 digunakan di versi shock, dilengkapi dengan penglihatan OPB-1R dan dilengkapi dengan dua bom kedalaman seberat 50 kg.
Varian Ka-15M memiliki perbaikan untuk meningkatkan kinematika kontrol sistem pembawa, meningkatkan keandalan kendaraan dan efisiensi kemampuan manufaktur operasionalnya. Ka-15M digunakan dalam berbagai versi dan memiliki peralatan yang sesuai: penyemprotan, unit penyerbukan, perangkat pembangkit aerosol, wadah gantung khusus untuk mengirimkan surat dan kargo kecil, perahu penyelamat, gondola samping yang dapat dilepas untuk mengangkut pasien yang terbaring di tempat tidur, dan banyak lagi.
Pelatihan UKa-15 diperlukan untuk melatih pilot dan melatih penerbangan. Itu memiliki kontrol ganda, serta peralatan aerobatik tambahan dan daun jendela untuk melakukan pelatihan dan penerbangan instrumen instruksional. Helikopter ini dibangun pada tahun 1956 di sebuah pabrik pesawat di Ulan-Ude. Pada tahun 1957, ia berhasil lulus ujian negara dan kemudian diproduksi secara massal. Secara total, Ka-15 "kelima belas" dibangun 354 salinan dari berbagai modifikasi.
Ka-18 adalah modifikasi lebih lanjut dari Ka-15M. Itu dimaksudkan untuk pengangkutan penumpang, surat dan kargo, untuk mengangkut orang sakit dan terluka ke institusi medis rawat inap. Seiring dengan Ka-15M, itu juga digunakan dalam pekerjaan kimia penerbangan. Prototipe diproduksi pada tahun 1956, dan pada tahun 1957 berhasil lulus tes negara. Ka-18 diproduksi secara massal dan beroperasi selama sekitar 20 tahun. Lebih dari 110 kendaraan dibangun.
Ka-18 sipil berbeda dari Ka-15 dasar dalam kabin besar yang dapat menampung pilot, tiga penumpang atau satu pasien dengan tandu dan seorang dokter pendamping. Untuk kenyamanan memuat tandu sanitasi ke dalam helikopter, palka dibuat di fairing hidung pesawat.
Di bawah kepemimpinan Kamov pada tahun 1958-1963, sekelompok desainer, teknolog, dan ilmuwan untuk pertama kalinya di dunia menciptakan, menguji, dan meluncurkan produksi skala besar bilah baling-baling dari desain inovatif yang terbuat dari komposit polimer, mereka meningkatkan aerodinamis kualitas rotor dan secara signifikan meningkatkan sumber daya blade. Uji perbandingan 11 set bilah kayu LD-10M biasa dan 6 set bilah fiberglass B-7 baru dilakukan pada dudukan baling-baling listrik EDB dalam kondisi yang sama. Pada saat yang sama, untuk bilah rotor dengan bilah B-7, kutub praktis bertepatan, dan untuk sekrup dengan bilah kayu, hamburan signifikan diamati.
Desain dan teknologi pembuatan bilah dari komposit polimer telah dipatenkan di lima negara asing terkemuka di bidang konstruksi helikopter. Mereka berfungsi sebagai dasar untuk pembuatan bilah rotor yang lebih maju dari generasi baru. Uji coba V. Vinitsky pada tahun 1958-1959 membuat dua rekor kecepatan dunia pada Ka-15M. Dan pada tahun 1958, di Pameran Dunia di Brussels, Ka-18 menerima medali emas. Namun demikian, sebagian besar penghargaan untuk ini adalah milik Ka-15 dasar, di mana semua sistem sebelumnya dikembangkan yang memungkinkan untuk mencapai kesuksesan pada Ka-18.
Itu dari Ka-"kelima belas" bahwa operasi praktis yang luas dari helikopter koaksial dimulai di Angkatan Laut dan Armada Udara Sipil.
