王津生 秋爽
1953年4月14日,卡莫夫的新作誕生了。在卡-15試飛中,設(shè)計局還成功地解決了“渦環(huán)”問題。這個問題是在直升機(jī)降落時發(fā)現(xiàn)的,它會使直升機(jī)振動而失去穩(wěn)定性,槳葉也會不規(guī)則運(yùn)動。為了使直升機(jī)從“渦環(huán)”狀態(tài)中擺脫出來,設(shè)計人員經(jīng)分析研究,準(zhǔn)確地確定了其飛行高度與速度范圍,直升機(jī)在這個范圍內(nèi)起飛與降落,可以避免產(chǎn)生“渦環(huán)”。在實(shí)際飛行中,由于“渦環(huán)”偶爾還會產(chǎn)生,為確保飛行員安全,他們還考慮了備用方案。
1955年,軍方開始了卡-15直升機(jī)批生產(chǎn)的試驗(yàn),卡莫夫明白,故障和毛病出現(xiàn)最多的就是在這個階段。為掌握第一手資料,以便向部隊提供完美的直升機(jī),他親自在晃動的甲板上迎接從海上飛行歸來的飛行員,聽取他們對直升機(jī)飛行的意見。他從不擱置問題,總是立即研究分析飛行,并連夜繪圖、計算,以便對直升機(jī)進(jìn)行更符合實(shí)際的改進(jìn)。
卡-15的軍方試驗(yàn)并非一帆風(fēng)順。在進(jìn)行反潛試驗(yàn)時,直升機(jī)將聲納浮標(biāo)投放到指定的海區(qū),但并未發(fā)現(xiàn)潛艇,這就引起了爭議。有些人本來就不了解共軸式雙旋翼布局的優(yōu)越性,反對在軍艦上使用它,而懷疑它可靠性的人,就抓住這一點(diǎn),要求停止這種直升機(jī)的生產(chǎn),并提出用單旋翼帶尾槳的直升機(jī)取而代之。另一些人則認(rèn)為這并非直升機(jī)的問題,而是無線電設(shè)備的問題。而對共軸式雙旋翼直升機(jī)和單旋翼帶尾槳直升機(jī),海軍司令、海軍上將謝爾蓋·格里爾吉耶維奇·戈爾什科夫并沒草率做出決定,他堅持要進(jìn)行卡-15共軸式雙旋翼直升機(jī)與米-1單旋翼直升機(jī)的對比飛行試驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上由委員會決定,選用哪種直升機(jī)作為艦載直升機(jī)。為此,幾架卡-15和米-1被運(yùn)至“古比雪夫”號和“庫圖佐夫”號巡洋艦上。
對比試驗(yàn)飛行開始了,很顯然米-1的“長尾巴”妨礙它接近軍艦和在甲板上降落,而小巧靈活的卡-15卻能在軍艦和它周圍的停泊場之間穿梭來往??ǎ?5開始飛行時,只見它從甲板上升起來,然后低下寬額頭一樣的前駕駛艙,猛地飛了起來,并向一邊做了一個戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎。在降落時,它跟著行進(jìn)的軍艦飛行,在幾乎與甲板相同的高度上追趕著,最后平穩(wěn)地降落在甲板的小場地上。對比飛行試驗(yàn)結(jié)果,委員會一致認(rèn)為,共軸式雙旋翼直升機(jī)更適于作為艦載直升機(jī)使用。
為海軍反潛作戰(zhàn)全力研制反潛直升機(jī)
50年代末、60年代初,世界正值冷戰(zhàn)時期。美、蘇兩國極度對峙,雙方劍拔弩張,大有一觸即發(fā)之勢。美國開始用攜有戰(zhàn)略導(dǎo)彈的潛艇裝備海軍艦隊,其核彈頭對準(zhǔn)了蘇聯(lián)。
要防止敵人潛艇的進(jìn)攻,要保存自己的軍艦,那么,什么是搜索、發(fā)現(xiàn)和消滅敵人潛艇的有效武器呢?那時可以探測到遠(yuǎn)距離的巡洋艦和驅(qū)逐艦,而軍艦發(fā)現(xiàn)潛艇卻只能在近距離以內(nèi)??磥恚茉谶h(yuǎn)距離探測潛艇,防止它的突然襲擊,使軍艦少受損傷的,只有裝備了敏感電子設(shè)備的直升機(jī)了。
卡莫夫?yàn)橹圃旆礉撆炤d直升機(jī)竭盡了全力。
卡莫夫的努力得到了蘇聯(lián)國家和海軍領(lǐng)導(dǎo)人的支持,他很快就拿到了海軍的訂單??ǎ?5反潛直升機(jī)的設(shè)計開始了。這種新型直升機(jī)搜索潛艇需要現(xiàn)代化的電子設(shè)備,把卡-15的小功率設(shè)備拿來不適用,軍艦上使用的無線電探測設(shè)備又太重。
他們在解決了一個又一個問題之后,于1965年4月25日,首架反潛直升機(jī)升空了,留空時間30分鐘,飛行獲得成功。在這種反潛直升機(jī)的試飛過程中,設(shè)計人員還成功地解決了地面共振問題。一次,飛行員尤里·加爾納耶夫和副駕駛?cè)~夫根尼·拉留申完成了試飛任務(wù),開始慢慢下降,但起落架剛輕輕接地,直升機(jī)就開始兩邊搖晃起來。一個輪子完全飛跑了,直升機(jī)倒向一側(cè),槳葉打到地上,向四處飛去,瞬間,在降落地點(diǎn)一片狼藉。直升機(jī)飛行員稱之為“地面共振”的可怕事情發(fā)生了。幸運(yùn)的是,飛行員從碎片中鉆了出來,幾乎沒有受傷。
直升機(jī)不像其它飛行器,它是一個有很多特點(diǎn)的復(fù)雜的動力系統(tǒng)。這就帶來不少特殊問題,其中之一就是由機(jī)體自激振動形成的“地面共振”?!暗孛婀舱瘛本哂袑?dǎo)致機(jī)體結(jié)構(gòu)損壞的突發(fā)性和不可控制的性質(zhì)。自激振動的出現(xiàn),是由體積巨大的旋翼槳葉、裝有減震起落架的機(jī)身和工作中的發(fā)動機(jī)所決定的。槳葉旋轉(zhuǎn)時,受到巨大離心力的影響,可以說,危險就出現(xiàn)在旋翼重心偏離旋翼軸的時候。這時,會出現(xiàn)不平衡的離心力,它加大了槳葉和機(jī)身的振動,而且還有來自發(fā)動機(jī)傳到這上面的力。他們共同作用的結(jié)果,便會使整個系統(tǒng)劇烈振動,直至結(jié)構(gòu)損壞。
他們找到的“地面共振”的一個原因,是起落架設(shè)計不合理,其緩沖支柱有較大的初始啟動力。為此,他們在結(jié)構(gòu)中增加了減荷彈簧。此外,還采取了改進(jìn)旋翼軸承等措施。這些措施對“地面共振”的出現(xiàn)會有抑制作用?!暗孛婀舱瘛苯K于被征服了。
1968年春,“莫斯科”號 反潛巡洋艦和反潛直升機(jī)在黑海進(jìn)行了艦機(jī)協(xié)同試驗(yàn)。1968年秋,“莫斯科”號反潛巡洋艦載著卡-25直升機(jī)參加了在地中海的演習(xí)??ǎ?5反潛直升機(jī)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)敵人潛艇。在演習(xí)中,反潛直升機(jī)投放了聲納浮標(biāo),它們是反潛直升機(jī)獨(dú)特的耳朵。很快,領(lǐng)航員耳機(jī)中響起了由聲納浮標(biāo)傳來的嘈雜聲音,這些聲音是由深水動物發(fā)出的,顯得特別響,幾十種深水動物好像都在模仿潛艇噪音。領(lǐng)航員加倍注意收聽,終于發(fā)現(xiàn)了潛艇。
直升機(jī)返回軍艦,帶來了磁帶錄音機(jī)的記錄,頓時航空大隊躁動了,所有的人都?xì)g騰起來。磁帶記錄的聲音像樹葉在風(fēng)中喧嘯、像遠(yuǎn)方列車的撞擊,還有一些莫名其妙的噪音。作為共軸式雙旋翼直升機(jī),如果說當(dāng)初卡-15在蘇聯(lián)艦載航空兵立足未穩(wěn)的話,那么卡-25到此已能在軍艦上“安營扎寨”了。隨之,蘇聯(lián)艦載航空兵也從過去對共軸式雙旋翼直升機(jī)的懷疑,轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在對它的依賴了。
1970年春天,海軍“海洋”大演習(xí)在蘇聯(lián)沿海以及大西洋和太平洋上展開,其規(guī)模超過了以往的任何演習(xí)。參加演習(xí)的有潛艇和水面艦艇、海軍陸戰(zhàn)隊和航空兵。海軍航空兵上將伊萬·伊萬諾維奇·博爾佐夫指揮的反潛直升機(jī)分隊成了演習(xí)中與其它軍兵種平起平坐的參加者。到此,蘇聯(lián)自北海至太平洋艦隊的大部分軍艦上都有“卡”型直升機(jī)在服役。
航空兵在海軍的表現(xiàn)使海軍不容置疑的傳統(tǒng)發(fā)生了動搖。曾經(jīng)出現(xiàn)過這樣一個笑話:過去軍艦進(jìn)港時,樂隊對奏什么進(jìn)行曲不會有什么疑義,不用說當(dāng)然是“海軍歸航進(jìn)行曲”。但現(xiàn)在軍艦上有了直升機(jī)后,在北方港,港口長就下令奏了一首“航空員進(jìn)行曲”:
更高、更高、更高
我們的神鷹沖云霄……
反潛直升機(jī)的成功,尼古拉·伊里奇· 卡莫夫和副總設(shè)計師維克多·尼古拉耶維奇·伊萬諾夫,獲得了國家獎金。1972年9月14日,卡莫夫在70壽辰之際被授予“社會主義勞動英雄”稱號。
“敗走麥城”不氣餒重整旗鼓創(chuàng)輝煌
50年代初,直升機(jī)的最大速度約為200公里/小時。怎樣能夠既不改變直升機(jī)的主要特長──垂直起飛和降落,又能增大飛行速度呢?解決這個問題的一種辦法就是把直升機(jī)和飛機(jī)結(jié)合在一個飛行器中。卡莫夫就是這方面設(shè)計的創(chuàng)始人,設(shè)計推出了卡-22。他給這種飛機(jī)起了一個名字:旋翼飛機(jī)(也稱有翼旋翼機(jī)、復(fù)合式直升機(jī))。作為直升機(jī),它有旋翼,作為飛機(jī)它有機(jī)翼。旋翼飛機(jī)是可以垂直起飛和降落的獨(dú)特飛機(jī)。它和普通運(yùn)輸機(jī)一樣,有寬大的機(jī)身、機(jī)翼、尾翼,并有帶兩個拉進(jìn)式螺旋槳的發(fā)動機(jī),可以巡航速度作長距離飛行。這種飛機(jī)又像直升機(jī)那樣,它裝有兩個旋翼,它能夠垂直起飛或降落,這時,發(fā)動機(jī)的所有功率都用到旋翼上。
從卡-15到卡-22的跨度非常大??ǎ?5的起飛重量為 1200~1300公斤,而卡-22卻為35噸。前者速度為150公里/小時,而后者卻為350公里/小時??ǎ?2旋翼飛機(jī)的槳葉足有22米,槳葉結(jié)實(shí)、可靠,能提起幾十噸重量。
旋翼飛機(jī)上開始安裝的是伊夫琴科發(fā)動機(jī),后來改裝了索洛維耶夫總功率為11400馬力的發(fā)動機(jī)。
1959年春,這樣一個龐然大物終于被制造出來了。它在土希諾的飛行表演持續(xù)了30分鐘,將16485 公斤貨物提升到了2557米高空,時速366公里/小時,一次飛行創(chuàng)造了該級別飛行器的6 項世界紀(jì)錄,大大地超過了類似級別的英國的“羅托達(dá)因”旋翼飛機(jī)的成績。當(dāng)時的報刊是這樣報道卡-22的:“土希諾上空一個怪物在飛翔:一架巨大的飛機(jī)。在其翼尖部分裝有旋翼,像直升機(jī),而在前面裝有螺旋槳,又像飛機(jī),這樣一來,卡-22就如同從神話中飛來的一樣?!薄安煌瑢こ5娘w行器──旋翼飛機(jī)是飛機(jī)和直升機(jī)富于智慧的結(jié)合。它不需要專門的機(jī)場……”雖然各方面對卡-22都給予很高的評價,但是后來的兩次空難還是使它短命夭折了。
發(fā)生空難的情況是這樣的:
1962年9月初,決定將兩架旋翼飛機(jī)轉(zhuǎn)往設(shè)計局。機(jī)組人員對它們的長途轉(zhuǎn)場進(jìn)行了仔細(xì)的準(zhǔn)備。轉(zhuǎn)場定在9月5日。他們想在卡莫夫生日之前作為一件生日禮物,因9月14日是尼古拉·伊里奇的60 大壽。但就在卡-22接近跑道時,突然劇烈地?fù)u晃起來,一歪就掉了下去。國家委員會說操縱中的錯誤是導(dǎo)致事故的原因之一。事后,他們將操縱做成硬性的,用拉桿代替了鋼索??ǎ?2的試飛又繼續(xù)下去。
1964年9月5日,根據(jù)計劃將進(jìn)行兩次向訂貨方交機(jī)的飛行。在首次飛行中,人們看到卡-22升至100米盤旋了一圈。突然,旋翼飛機(jī)轉(zhuǎn)了150度,“像啃地皮一樣”頭朝下猛地栽下去。
這兩次事故對卡莫夫來說是一次精神上的巨大打擊。他痛苦地承受著這一切。在當(dāng)時,卡莫夫無法證明旋翼飛機(jī)中存在的問題是完全可以解決的??ǎ?2只好到此為止了。但是失敗和挫折并沒有使卡莫夫喪失信心。他開始加倍努力地工作,去創(chuàng)造新的業(yè)績,以彌補(bǔ)自己的失誤。
50年代末期,在蘇聯(lián)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中服務(wù)的直升機(jī)主要是米-1和卡-15 。由于載重量小,它們已經(jīng)不適應(yīng)需求了,需要研制新型直升機(jī)。由于農(nóng)業(yè)直升機(jī)的使用有季節(jié)性,過了季節(jié)就基本閑置不用,因此很不合算,這就需要研制一種在必要時可以進(jìn)行改裝,可改變外形和用途的多功能直升機(jī)。如果簡單地在這種多功能的直升機(jī)上面安裝各種必需的工作設(shè)備和工具,飛行重量就會猛增,飛行性能就會下降,每小時飛行價格則會上漲,這就沒有盈利可言??磥恚捎靡话悴季质遣缓线m的,于是卡莫夫 又萌發(fā)了一種“飛行底盤的設(shè)想”。什么是“飛行底盤”呢?實(shí)際上它就是一種用來安裝任務(wù)設(shè)備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),例如,如果訂戶需要客艙,就可以把它固定到“飛行底盤”上。如果需要給果園噴灑農(nóng)藥,他們就把客艙卸下來,換上噴霧器。機(jī)上可拆卸的地方很多,所有設(shè)備,包括電子設(shè)備都做成了可快速拆卸的單元體。
在60年代初,很快就確定下來要研制這種多用途、經(jīng)濟(jì)高效的直升機(jī),并被命名為卡-26。實(shí)際上,卡莫夫接到的這種新機(jī)研制任務(wù)是沒有任何競爭對手的。從設(shè)計方案來看,該機(jī)的兩臺發(fā)動機(jī)分別安裝在機(jī)身兩側(cè),這在某種程度上增加了直升機(jī)的迎面阻力,降低了速度。但是,第一,對這類直升機(jī)來說速度不是主要的;第二,它沒有常規(guī)直升機(jī)的機(jī)身,是空的,這就為安裝各種任務(wù)設(shè)備騰出了空間。
該機(jī)采用共軸式雙旋翼系統(tǒng),每副有三片槳葉。正常起飛重量3076公斤,經(jīng)濟(jì)巡航速度90~110公里/小時。槳葉采用玻璃鋼制造,其應(yīng)力測量和動力試驗(yàn)表明,它們的壽命和強(qiáng)度是“無限制”的。在設(shè)計直升機(jī)過程中,除起落架主支柱外,沒有出現(xiàn)過特別“困難”的部件。支柱的設(shè)計工作確實(shí)持續(xù)了很長時間,開始準(zhǔn)備用搖臂式起落架主支柱,但在試驗(yàn)過程中,直升機(jī)出現(xiàn)了“地面共振”,所以,在卡-26直升機(jī)上就不用了。最后采用了固定的主支柱。設(shè)計人員還對它進(jìn)行了“地面共振”計算,并在支柱上安裝了防振部件?!帮w行底盤”的起落架很長,猶如長長的“鶴腿”,不過這“腿”從未辜負(fù)過設(shè)計師的期望。在直升機(jī)的使用過程中,沒有出現(xiàn)過一次“地面共振”現(xiàn)象,起落架的設(shè)計極為成功。
1965年3月底, 第一架卡-26直升機(jī)出現(xiàn)了,它在經(jīng)過了所有試驗(yàn)并結(jié)束了服役期之后,于1982 年永久停放在設(shè)計局大樓旁邊的臺座上。
1969年6月,卡-26首次出境,參加了在瑞典赫爾辛堡市舉辦的第二屆斯堪的納維亞航展,然后在全國進(jìn)行了表演飛行。共有吊車、客運(yùn)、農(nóng)業(yè)和救護(hù)4種型號的卡-26參加了表演,甚至有的是在天氣不好的情況下進(jìn)行表演的。通過展示,使該直升機(jī)得到世界許多用戶的一致肯定,被稱為“百種工作的直升機(jī)”。不僅保加利亞、匈牙利、民主德國、羅馬尼亞、蒙古等社會主義國家簽訂了購買上百架卡-26的合同,就連在大肆宣傳蘇聯(lián)的直升機(jī)質(zhì)量差,從蘇聯(lián)可買的只有木材、石油、毛皮、魚子醬和白蘭地的資本主義國家,也第一次購買了蘇聯(lián)共軸式雙旋翼直升機(jī)。瑞典人買了幾架卡莫夫的直升機(jī)。其中一架被美國人轉(zhuǎn)買走了。緊接著,瑞典、聯(lián)邦德國和日本的有關(guān)機(jī)構(gòu),根據(jù)試飛和對直升機(jī)結(jié)構(gòu)、技術(shù)文件研究的結(jié)果,下發(fā)了證明蘇聯(lián)卡-26共軸式直升機(jī)具有高技術(shù)水平,并允許在這些國家境內(nèi)使用的文件??ǎ?6使卡莫夫設(shè)計局名聲大噪。
1970年,在匈牙利農(nóng)業(yè)博覽會上,卡-26直升機(jī)被授予大金質(zhì)獎?wù)拢€給自己的設(shè)計局帶回兩枚在普羅夫迪夫和莫斯科榮獲的國際金質(zhì)獎?wù)?,以及在布達(dá)佩斯榮獲的“戈蘭-普里”獎。
卡-26多用途直升機(jī)至今還在世界上30多個國家中成功地使用著。
1973年12月24日,凝聚了卡莫夫心血的卡-32直升機(jī)升空了。但是卡莫夫卻沒能看到這一天。他于一個月前去世了。他把自己的一生獻(xiàn)給了共軸式雙旋翼直升機(jī)事業(yè)?!?/p>