共軸雙旋翼直升機設計師卡莫夫

共轴双旋翼直升机设计师卡莫夫

尼古拉·伊里奇·卡莫夫(1902~1973年)出生於俄國伊爾庫斯克。卡莫夫早年畢業於伊爾庫斯克商業學校。1918年16歲的卡莫夫就以第二名的成績考入托姆斯克工學院機械系。一個偶然機會,他看到一架木質雙翼機,因為他以前從未見過飛機,出於好奇,他對飛機構造產生了極大的興趣。

在學院學習期間他參加了航空小組,通過學習掌握了很多航空知識。畢業後的卡莫夫1923年到了莫斯科,進入一家航空工廠,不到3年時間他就掌握了飛機制造工藝的全流程。後來,他如願以償到了著名飛機設計師格里戈羅維奇的設計局工作。在這裡,他開始了自己第一架旋翼機的研製。這架名為“卡斯克爾”的旋翼機經過幾次改進,試飛成功,得到了蘇聯政府領導人的很高評價。此後,他被調入中央茄科夫斯基動力研究所。卡莫夫在這裡繼續研製了A7雙座武裝旋翼機,作為偵察、炮火校正使用。1948年7月25日在傳統的航空節上,卡莫夫展示了一種外形奇特的“飛行摩托車”。駕駛員坐在下面裝有兩個氣囊的一個架子上,上方有一對螺旋槳相對方向飛快地旋轉,這就是以卡莫夫為首的工程師們的傑作,即輕型直升機卡-8,成功飛行表演後,蘇聯政府非常重視,立刻下令成立由卡莫夫領導的直升機設計局。

卡莫夫接受的第一個任務就是研製在軍艦上起降的單座通信偵察直升機。卡莫夫大膽地選擇了方案,這完全出於在軍艦上起降的空間需要,因為共軸式雙旋翼直升機比單旋翼直升機有明顯優勢:第一,無需尾槳、尾梁,節省空間,自然節省了尾槳消耗掉的發動機功率。由於單旋翼直升機在旋翼旋轉時使飛機產生了反向扭矩,必須由尾槳旋轉產生與之平衡的力矩。而卡莫夫設計的共軸式雙旋翼直升機,由兩副完全相同的三葉主旋翼在同一根旋翼主軸上反向旋轉,由於它們的旋轉軸線相同,所以互相抵消了反扭矩,並且在抵消反扭矩的同時不消耗任何功率,提升旋翼功率達10%~12%。第二,具有更好的穩定性和操控性,利於懸停。共軸直升機具有較小的縱向和方向慣性動量,所以具有更好的穩定性和操控性能。這是因為共軸直升機在空氣動力學上是對稱的,由此大大提高了直升機的操控性能。共軸佈局極為利於懸停,旋翼系統降低了懸停所需的發動機功率。原理是同樣功率的共軸式雙旋翼直升機頂部旋翼(大小)縮小了15%~20%,因而底部旋翼能夠為下洗氣流補充空氣,由此增加了升力,懸停更加穩定。第三,共軸式雙旋翼直升機在大小尺寸和重量上,都比同級的常規佈局直升機明顯降低。如果兩者具有相同的重量和相同的發動機功率,那麼共軸直升機的總體尺寸可以縮小35%~40%。

1949年卡-10直升機問世,1952年又製造出了世界上首架批量生產的共軸雙旋翼直升機卡-15,它可用於反潛等多種用途。卡-15還是世界上最早採用玻璃鋼槳葉的直升機。在20世紀50年代卡莫夫又設計出了既能像直升機那樣起降,又具有普通飛機速度和載重量的卡-22。1965年研製成功卡-25反潛直升機。此後,卡莫夫還為民航部門設計第一架多用途直升機卡-26。卡莫夫除了研製共軸雙旋翼直升機以外,也對其他形式的直升機進行了探索。由於他在直升機設計上的出色表現,在他70歲之際,蘇聯政府授予他“社會主義勞動英雄”稱號。


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