共轴式直升机之父

1999-06-07王津生秋爽

航空知识 1999年11期

王津生秋爽

1754年，在俄罗斯科学大会上展出了罗蒙诺索夫的“直升航空器”模型，它被后人认为是共轴式直升机的雏形。从此这种具有新颖布局、合理设计、紧凑结构和方便操纵的直升机激起了很多人的设计欲望。

本世纪初，很多著名的设计师都尝试过这种直升机的设计，但接触这种布局之后，有人觉得它过于复杂，有人认为它没有前途，又都放弃了它。只有俄罗斯的尼古拉·伊里奇·卡莫夫从一开始研制共轴式双旋翼直升机起，就把它作为自己终身奋斗的目标，百折不挠，最终取得了成功。现在，共轴式双旋翼直升机已成为直升机大家庭中一位极富生命力的成员了。

巧遇木制双翼机决心成为航空家

尼古拉·伊里奇·卡莫夫1902年出生于俄罗斯的伊尔库茨克。出生时，肩受了伤。此后，右手发育不正常，比左手短。父亲伊里亚·卡莫夫毕业于华沙帝国大学文史系，后在伊尔库茨克商业学校教书。母亲是助产士，波兰人。

卡莫夫的童年是在动乱当中渡过的。开始是日俄战争，接着就是1905～ 1907年的革命。

5年后，尼古拉·伊里奇·卡莫夫在伊尔库茨克商业学校学习。毕业时，荣获金质奖章。1918年，16岁的卡莫夫以第二名的成绩考入托姆斯克工学院机械系。

在一次回家度假时，他看到了停在冰上的蒙亚麻布的木制双翼机。这些双翼机是从英国武装干涉者那里缴获的。根据列宁的命令，将把它们投入到高尔察克前线。在这以前，尼古拉从未见过飞机，只是从报纸和杂志上知道有飞机。现实与想象截然不同。这些飞机使他兴奋不已。他想尽快着手研究这些飞机，弄清飞行器技术。他回家以后，一个终生的愿望产生了──成为航空家：如果自己不能飞，哪怕设计飞行器也行。

联袂研制旋翼机航空事业始生涯

卡莫夫的航空设计师事业成功在共轴式双旋翼直升机，而始于旋翼机。卡莫夫在托姆斯克工学院学习期间，积极参加学校里的航空小组，受到了航空启蒙教育，了解了科学巨匠爱迪生、亚布洛奇科夫、波尔祖诺夫和莫扎伊斯基的发明创造。大约从大学三年级起，卡莫夫开始独立研究空气动力学和航空材料学。为了弄清制造工艺，了解航空制造业的情况，1923年，卡莫夫来到莫斯科，进入了一家航空工厂。他用了3年时间，学完了制造的全过程。

一天傍晚,卡莫夫结束了工作,沿着列宁格勒公路往家走，春风拂面，令人心旷神怡。但不知怎么的，他有一种不安的感觉，心思总萦绕在自己翻阅航空杂志时看到的那张旋翼机照片上。这是一种极有用的飞行器，用于消灭农害、航空摄影、侦察和山区飞行非常方便。正好在这时，有人邀请他到苏联著名的航空设计师德米特里·帕夫洛维奇·格里戈罗维奇的设计局工作，正是在这里，卡莫夫开始了自己第一架旋翼机的研制。

在格里戈罗维奇设计局，卡莫夫结识了刚从基辅技术学校毕业的尼古拉·基里洛维奇·斯克尔任斯基，这对后来旋翼机的研制起了重要作用。第一架旋翼机就是他们二人合作研制的。在这期间他还结识了前来实习的新契尔卡塞技术学校的大学生、后来著名的单旋翼直升机设计师米哈伊尔·米里。

在没有任何可借鉴的设计资料和制造方法的情况下，他们仅用3个月就完成了第一架旋翼机的研制。卡莫夫承担了旋翼桨毂、旋翼横向操纵机构和起落架的计算，以及图纸设计的工作。斯克尔任斯基设计了桨叶、机翼，改进了动力装置。这架旋翼机以“卡斯克尔”（卡莫夫和斯克尔任斯基姓的第一个字母的组合）命名。

旋翼机一露面就引起了人们的惊奇：它有一个大旋翼和两个小机翼，像一个放倒的风车。经过数次挫折之后，1929年9月25日，“卡斯克尔”终于试飞成功。几经改进，它的飞行时间达到了2分15秒、速度60公里/小时。

1931年5月21日，苏联领导人И·斯大林、В·莫洛托夫、К·伏罗希洛夫、 В·缅任斯基和巴拉诺夫等参观了伊－4、伊－5、拉－3 、拉－ 5 、安特－4等飞机和“卡斯克尔”的飞行表演。斯大林对旋翼机给予了高度评价。在“卡斯克尔”首飞一年以后，中央空气流体动力学研究所的旋翼飞行器才升空。

卡莫夫望着飞翔的“卡斯克尔”，越来越清楚地认识到，为了完成各种各样的国防任务，直升机和旋翼机有其独特的作用，是不可取代的。就拿火炮校正来说吧，升速快，机动性强的直升机就很适用，它不必依赖机场，可垂直起飞和降落。与侦察机相比也有很多优越性。

经彼德·伊诺维奇·巴拉诺夫举荐，1931 年卡莫夫来到中央空气流体动力学研究所。在人才济济的中央空气流体动力学研究所，卡莫夫又见到了斯科尔任斯基和米里。

1931年卡莫夫在科技会议上报告了新旋翼机的设计。设计别出心裁，有趣、新颖，而且技术完善，受到了一致赞扬。新旋翼机起名阿－7。它是根据海军的要求，作为侦察机、通讯和火炮校正机而研制的。阿－7是一架具有3片桨叶旋翼的有翼飞行器。机身上有两个座舱：驾驶舱和观察舱。为了改变观察和射击条件，尾部做得非常窄小。桨叶可以折叠，旋翼机的运输和在机库、舰船上存放极为方便。三轮式起落架和辅助尾撑可保证起飞滑跑时的稳定性。

旋翼桨毂是阿－7结构中非常重要的部分。它与众不同，简单得令人羡慕。旋翼机重2230公斤，装一台功率为480马力的М－22空气冷却发动机。阿－7的射击武器包括：位于旋翼机前部的机枪，配有一个装500发子弹的弹箱，后部另有一挺杰格佳列夫转盘机枪。在旋翼机下部设有4个挂点，共可挂6枚炸弹。后来还首次从阿－7上发射了火箭弹。

1934 年，由飞行员季米特里·科希茨、谢尔盖·科尔济希科夫、费拉基米尔·卡尔波夫驾驶乘坐阿－7升空，1937年阿－7－比斯型飞机生产出厂。卫国战争中，这些旋翼机从林中不大的空地起飞完成过侦察、火炮校正、给游击队员们提供反敌宣传材料、药品和弹药等任务。

1940年3月21日，有关方面通过论证决定兴建旋翼机厂，同时任命尼古拉·伊里奇·卡莫夫为该厂总设计师、厂长。

选择“共轴”直升机一生不悔献终身

共轴式双旋翼直升机的旋翼系统，是由装在同一旋翼轴上的两副旋转方向相反的旋翼构成的。两副旋翼的反扭力矩相互平衡，因此不需要单旋翼直升机那种尾桨，所以可减少这部分的功率消耗。这种直升机的结构更紧凑，操纵更方便。本世纪初，俄罗斯工程师伊戈尔·西科斯基曾试图制造这种直升机。法国著名的设计师路易·布列格在战前制造过这种直升机，其飞行结果在当时来说算是不错的：飞行速度44.7公里/小时、续航时间1小时2分、航程44公里。此外，杜阿尔·佩里、柏林涅尔、佩卡尔、阿斯卡尼亚、凯勒尔和克列特等也都制造过共轴式双旋翼直升机。卡莫夫在对各种布局的直升机进行对比研究之后，也开始了共轴式双旋翼直升机的设计。

战后，卡莫夫在中央空气流体动力学研究所新技术局工作。在那里，他组成了一个小组，开始了第一架国产共轴式双旋翼直升机卡－8的研制。卡－8用的是摩托车发动机。开始，这种摩托车发动机的起飞功率不够，经向汽油里添加了所谓的“酒精汽油”，“加强了”功率后，又更换了汽缸盖，这样，发动机才开始“工作”。

卡－8直升机最早解决了共轴式双旋翼系统的工作能力问题。它的全木质旋翼桨叶，以及操纵、总桨距和差动桨距等机构都是独一无二的，这为卡莫夫后来在这一领域中的工作奠定了基础。

后来观看了卡－8直升机飞行表演的斯大林，对他们在共轴式双旋翼直升机研制中取得的成绩表示祝贺，海军元帅库兹涅佐夫对他们的直升机很感兴趣，并下令组建直升机设计局。就这样，由卡莫夫领导的、专门生产共轴式双旋翼直升机的尼古拉·伊里奇·卡莫夫直升机设计局于1948年成立了。

设计舰载直升机“卡”型机海上安家

从航空兵出现的那天起，水兵就想往在甲板上能够出现一种用于侦察的飞行器。对于水兵们来说，及早发现敌人极为重要。

卡莫夫很早就看到了：海军没有直升机不行，他们需要那种不必改造舰船甲板的小型直升机。共轴式双旋翼直升机对水兵来说是最合适的了。它可用于侦察、舰船间的联络和抢救遇难船只上的人员。苏联的海军舰载航空兵是从卡莫夫的共轴式双旋翼直升机发展起来的。苏联最早的直升机载舰也是在卡莫夫的参与下设计的。

1948年秋天，卡莫夫向海军航空兵提交了首架舰载共轴式双旋翼直升机的设计方案。卡莫夫的设计思想使海军飞行员很感兴趣。没过多长时间，双方就签定了制造这种直升机的合同。依靠部领导的支持，卡莫夫得到了制造新式直升机的许可。这种新式直升机取名为卡－10。该机机体被架在两个分开的浮筒上，它没有驾驶舱，没有惯用的操纵台和仪表板。谁也不会联想到这个小家伙将同大舰船配合使用。

1951年，在赫姆克的海军节上，卡－10直升机进行了飞行表演。参加表演的两架直升机首先在观礼台附近接水，然后稍微提起，又降落在岸边的起飞木台上，接着它又起飞，并追上两艘正在行驶的军舰，最后降落在甲板上，把情报送给了舰长。

在卡－10共轴式双旋翼直升机通过国家试验后，1952年底，5架直升机交给了黑海舰队航空兵独立分队，并由军方在军舰上完成了飞行试验。试验结论是：“卡－10直升机可以作为通讯工具和了望台使用，并可辅助完成水雷探测和火炮校射任务。这种直升机可以用在各型舰船上，甚至可以用在只具有2×3平方米降落场的装甲汽艇上。”

试验表明，共轴式双旋翼直升机是军舰急需的，但它更急需的是功率更大的舰载直升机，因为小巧的卡－10直升机载重能力太小，所以它没有装备部队。但在研究新的、未来的直升机之前，为了进行飞行训练，仍然制造了15架卡－10。这样，这15架用于舰与舰之间通讯联络的卡－10，就成了50年代初世界上唯一的、安全飞行的“空中摩托车”。