Авиация и время 1996 № 06 (20) - [5]
Много неприятностей доставил так называемый “земной резонанс” (з.р.), истинный бич создателей вертолетов тех времен. Возникал он оттого, что при некоторых режимах работы винтомоторной установки при касании, отрыве, на рулежке, разбеге, пробеге частота вращения НВ совпадала с собственной частотой колебаний машины, стоящей на шасси. Результат -лопасти винтов и стойки шасси почти мгновенно и с треском отлетали от фюзеляжа. Разрушение ресурсной машины стало “первым приветом” от з.р. Вновь резонанс проявился 20 июня 1961 г., а 9 мая 1962 г. на посадке из-за него произошло почти полное разрушение машины, пилотируемой известным летчиком-испытателем Ю.Гарнаевым. Вначале с з.р. боролись эмпирически: меняли форму стойки, амортизаторы. Затем удалось “сманить” от А.С.Яковлева победителя тряски на Як-24 И.А.Эрлиха, и работа приобрела более планомерный характер. Поскольку источником з.р. являются в основном три элемента: шасси, фюзеляж и НВ, работа пошла по трем направлениям.
Доводка шасси - особая глава в истории вертолета. Ведь по условиям эксплуатации он должен садиться на качающуюся палубу, причем при значительной бортовой (до 10‘) и килевой (до 3') качке и результирующей воздушного потока[* В нее входит вертикальная и горизонтальная составляющие скорости вертолета, скорость хода корабля и скорость ветра.] до 18 м/с. Посадка в свежую погоду в ходу даже на широкие палубы вертолетоносцев сродни цирковому номеру. А если взять ЭМ и БПК, у которых посадочная площадка шириной 12-15 м ходит влево-вправо на 2-3 м, а ее вертикальная скорость на волне достигает 2 м/с? ; При слишком жестком шасси она просто “отобьет” вертолет, как теннисный шарик, при слишком мягком - расплющит, даже если летчики не промажут. На посадке главная задача пилота - уровнять скорости и правильно подойти к точке касания, задача же шасси - “прилипнуть" к палубе, как муха к столу.
Основная опора шасси Ка-25ПЛ
Основная опора шасси Ка-25Ц
Носовые опоры шасси Ка-25Ц
Посему эволюция шасси была длительной. Вначале основные стойки перенесли почти на метр назад - исчез опрокидывающий момент на хвост, а с ним уменьшилась и вероятность возникновения з.р. Затем основные стойки типа “медвежья лапа” (см. чертеж) заменили | на пирамидальные. З.р. теперь возникал реже, приобретал более легкие формы, но не исчезал. Наконец их сделали двухкамерными - с последовательно соединенными амортизаторами высокого и низкого давления. Первый поглощал энергию удара при посадке, а второй собственно и “давил” з.р., демпфируя колебания перед отрывом или в момент касания палубы. В сочетании с некоторым увеличением жесткости фюзеляжа и рядом усовершенствований НВ “всего” за четыре года земной резонанс был побежден.
Из элементов шасси менее всего хлопот при доводке доставила система аварийной посадки на воду (возможно, потому, что принцип был заимствован с одного из вертолетов Сикорского). Действовала она просто: в закрепленные на стойках шасси оболочки подавался сжатый воздух из бортового баллона; проходя через эжекторы, он подсасывал атмосферный воздух и наполнял оболочки, причем забортная доля составляла 2/3. Система срабатывала весьма быстро (4-6 с) и не зависела от работы двигателей, что весьма важно в аварийной ситуации.
Испытания вертолета на баллонетах проходили на озере возле завода. Автокран аккуратно опустил машину на воду. Когда срочно решили отметить ватерлинию, не найдя ничего лучшего, сделали это губной помадой. А единственной неприятностью стало “приводнение" главного и ведущего конструкторов: они вдвоем запрыгнули на один баллонет, и тот лопнул... Урок учли: серийные баллонеты разделили на секции (передние - на две, задние - на четыре), каждую со своим эжектором.
В процессе доводки вертолета огоомные хлопоты доставила сердцевина соосной схемы - колонка НВ. Эта весьма сложная конструкция включала два соосных вала с втулками крепления лопастей НВ, механизмы управления, демпферы колебаний, регуляторы взмаха лопастей... Винты, в особенности верхний, и их валы являлись главными источниками колебаний, приводящих к тряске всей машины либо ее частей вплоть до флаттера. Довести амплитуду колебаний до приемлемого уровня не удавалось долго. Колонку до 1965 г. совершенствовали силами КБ, затем подключили специалистов ЦАГИ и ЦИАМ. Истратили уйму средств, но дефекты неоднократно повторялись. Ряды сторонников вертолета редели. Сам командующий авиацией ВМФ И.И.Борзов, человек требовательный и резкий, прямо заявил Камову: “Вряд ли соосная схема имеет перспективу!" И это при том, что флот выбора не имел: основная часть кораблей ПЛО просто не вынесла бы машину классической схемы, которая занимала бы в полтора раза больше места.
И здесь следует снять шляпу перед Камовым, Эрлихом и другими сотрудниками КБ, ЦАГИ, летчиками-испытателями - их интеллектом, трудом и настойчивостью все же удалось преодолеть “детские болезни” соосной схемы и доказать ее жизнеспособность. В конце 60-х гг. решение нашли в применении новых конструкционных материалов: в вертикальных шарнирах НВ обычные подшипники заменили только-только появившимися металлофторопластовыми подшипниками-демпферами. Уровень колебаний колонки НВ резко снизился, и “добить" его подбором амортизаторов было уже делом процедурным.
