В апреле 1953 года главный конструктор и начальник ОКБ-4 Н.И. Камов писал председателю Совета Министров СССР Г.М. Маленкову: «Слово «винтокрыл» введено нами для замены иностранного слова «конвертоплан». Винтокрыл появился не случайно. Тщательное изучение техники винтовых летательных аппаратов привело нас к выводу, что на вертолетах, имеющих в качестве несущей системы винты, нельзя значительно улучшить основные летные характеристики — скорость, дальность, высотность...
Несущий винт вертолета, нагруженный весом всего аппарата во всем диапазоне скоростей, уже на скоростях 200—220 км/ч перестает нормально работать из-за срыва потока на идущей назад лопасти.
Наши работы в области автожиров военного типа (А-7), снабженных комбинированной несущей системой «винт — крыло», показали, что такая система при переходе на большие скорости полета перераспределяет автоматически нагрузку с несущего винта на крыло и отдаляет момент начала срыва на лопастях несущего винта. На автожирах А-7 еще в 1934 году была достигнута максимальная скорость горизонтального полета 221 км/ч, до сих пор не превзойденная.Но автожиры имели крупный недостаток — они не могли подниматься и опускаться вертикально. Работы последних лет нашего ОКБ над винтокрылами позволили решить и эту задачу.
В 1951—1952 годах мы работали над проектом переделки серийного самолета Ли-2 в винтокрыл. (Проект машины с сносными несущими винтами с приводом от ТВД ТВ-2 предложили сотрудники ОКБ-4 В.Б. Баршевский, Н.И. Камов и В.В. Никитин. Модифицированный Ли-2 отличался скромными данными: скорость до 320 км/ч, потолок — 6500 метров, а дальность — 450 км. — Прим. авт.) Продувки большой модели винтокрыла в ЦАГИ полностью подтвердили наши расчетные данные, и минавиапром внес предложение о постройке аппарата. Исходя из того, что Ли-2 снимается с производства и обладает низкими десантными характеристиками, было решено приостановить дальнейшие работы над ним и разработать новый проект винтокрыла Ка-22 с двумя турбовинтовыми двигателями ТВ-2Ф, полностью удовлетворяющий требованиям воздушно-десантной армии.
Предварительный проект этого винтокрыла прошел рецензирование в ЦАГИ, которое подтвердило наши расчетные данные, а также обсуждение на экспертной комиссии минавиапрома, в АТК (авиационно-технический комитет. — Прим. авт.) ВВС и в ВМС и получил там положительную оценку».
Предварительный проект лишь отдаленно напоминал построенную машину. Достаточно сказать, что силовые установки располагались от законцовок крыла на расстоянии около трети его консолей, а стреловидное оперение со среднерасположенным стабилизатором располагалось на хвостовой балке, вынесенной далеко от грузового люка.
Спустя почти год вышло постановление правительства, открывшее дорогу будущему Ка-22, предназначен ному прежде всего для решения военных задач. В этом же году ОКБ перебазировалось из Тушино на территорию завода № 938, в подмосковную Ухтомскую.
Согласно уточненным в 1956 году требованиям, винтокрыл с двигателями ТВ-2ВК взлетной мощностью по 5900 л.с. должен был транспортировать до 60 десантников с вооружением, пушки калибра 57, 76 и 85 мм, 120-мм минометы с тягачами ГАЗ-69, боекомплектом и расчетом. В числе перевозимой техники были также артиллерийская самоходная установка АСУ-57, бронетранспортеры БТР-40, автомобили ЗИС-151, баллистические ракеты Р-11 и другая техника. При максимальной грузоподъемности 6000 кг предстояло перевозить груз весом 5000 кг на расстояние 700—750 км, а 4000 кг — на 1200—1500 км. При этом максимальная скорость на высоте 4500 м должна была находиться в пределах 400— 450 км/ч, а потолок — 6500 м.
Предусматривалось на винтокрыле и оборонительное вооружение — две пушки калибра 23 мм для защиты передней полусферы с боезапасом 200 патронов. Отдельным пунктом правительственного документа задавалась перевозка до 80 пассажиров при эксплуатации на линиях Аэрофлота.
Вскоре стало ясно, что в заданные правительством сроки не уложиться, и машину перевели в разряд опытных, ограничившись постройкой лишь одного прототипа.
Главным отличием Ка-22 от вертолета было то, что он взлетал по-вертолетному, с использованием в основном тяги несущих винтов, а в крейсерском, горизонтальном полете после достижения определенной скорости и «перелива» мощности с несущих винтов на пропеллеры основную долю подъемной силы создавало крыло.
В 1957 году первый планер Ка-22 передали на статические испытания в ЦАГИ, а осенью следующего года первая летная машина Ка-22В (изделие «А»), построенная на заводе № 938, поступила на летно-испытательную станцию ОКБ. Приказом ГКАТ от 15 сентября назначили экипаж в составе ведущих инженера Ю.Ш. Брагинского и летчика-испытателя Д.К. Ефремова, а вторым пилотом — O.K. Яркина. Однако путь от приказа до первого подъема в воздух затянулся почти на год. Лишь в июне 1959 года Ка-22 с двигателями ТВ-2ВК (последние буквы означают — вертолетный двигатель, адаптированный к машине Камова) опробовали на режиме свободного висения. К этому времени ведущим инженером по винтокрылу стал В.Б. Альперович.Спустя еще десять месяцев, 20 апреля, запланировали первый полет винтокрыла по кругу, но произошла авария. В том полете в состав экипажа входили пилоты Д.К. Ефремов и В.М. Евдокимов, бортмеханик Е.И. Филатов, экспериментатор Ю.И. Емельянов и ведущий инженер В.Б. Альперович. Пролетев несколько сот метров, машина начала трястись. После вынужденной посадки на одной из лопастей правого несущего винта обнаружили сорванную обшивку. Тем не менее эту дату считают днем рождения машины. Первые полеты обнадеживали, тем более что в одном из них была достигнута скорость 375 км/ч.
В июле 1961 года опытную машину показали на традиционном воздушном параде в Тушине. Спустя три месяца экипаж в составе летчиков-испытателей ОКБ Д. Ефремова и В. Громова, штурмана М. Савельева, ведущего инженера В. Альперовича, бортинженера Е. Филатова и бортрадиста В. Батова установил на ней восемь мировых рекордов. Среди них — максимальные скорости 356,3 км/ч и 336,76 км/ч на дистанциях 15—25 км и 100 км, а также поднятие груза весом 16 485 кг на высоту 2588 м.
Не дожидаясь окончания заводских испытаний, в 1960 году винтокрыл под обозначением Ка-22М (изделие «АМ» или «18») с двигателями Д-25ВК взлетной мощностью по 5500 л.с и пропеллерами АВ-62 запустили в серийное производство на заводе № 84 в Ташкенте. Причина установки новых ТВД заключалась в низкой газодинамической устойчивости ТВ-2В и внедрении Д-25В в серийное производство для вертолета Ми-6.Летом 1961 года запланировали первый полет головной серийной машины, а также перегон ее экипажем летчика Ю.А. Гарнаева из Ташкента в Москву. На перелет отводилось шесть дней. Это было связано с низким ресурсом двигателей Д-25ВК, требовавших профилактического осмотра через каждые два часа работы. Но это были планы, реальная же возможность выполнить перелет появилась лишь год спустя.
23 сентября того же года летчик-испытатель ЛИИ Ю.А. Гарнаев совершил на серийном винтокрыле первый полет по кругу на высоте 1000 м со скоростью 200 км/ч. В феврале 1962 года начались совместные с ВВС и ГВФ летные испытания. Отработка машины хотя и медленно, но продвигалась вперед.
Следует отметить, что установка двигателей Д-25ВК, суммарная мощность которых была почти на 800 л.с. меньше, чем у ТВ-2ВК, привела к резкому снижению как полезной нагрузки, так и взлетного веса (с 34 т у опытного до 32 т у серийного). Компенсировать этот ущерб можно было лишь частично, путем увеличения КПД несущего винта, но эта работа требовала длительных исследований.
Летом 1962 года решили перегнать два из трех серийных Ка-22М № 1340101 (СССР — 63972) и № 1340103 из Ташкента в Москву. Перелет готовился очень тщательно. Первый из винтокрылов сопровождал самолет Ли-2, второй — Ил-14. В воздухе постоянно находился вертолет Ми-4, а на промежуточных аэродромах их встречала группа специалистов, в распоряжении которых был еще один Ли-2.
28 августа, после взлета с промежуточного аэродрома города Туркестан, Ка-22М № 0101 набрал высоту 2100 м и взял курс на Джусал. Казалось, все шло хорошо, однако в 11 часов 20 минут произошла катастрофа, унесшая жизни семи членов экипажа во главе с Дмитрием Ефремовым. За этим наблюдал пилот рейсового Ил-14 (СССР — Л1619) Петросов и, как свидетель, в объяснительной записке отметил: «За 10—15 секунд до катастрофы я находился на прямой, заходя на посадку с курсом 240 на запасную полосу. Винтокрыл находился впереди меня на удалении 300—400 м и на 50—80 м ниже. В этот момент высота моего самолета была 130—150 метров, скорость планирования 220 км/ч по прибору. Ввиду того что дистанция между нашими бортами не изменялась визуально, считаю, что скорость планирования винтокрыла была в пределах 200—220 км/ч. Никаких отклонений от нормальной траектории планирования винтокрыла не наблюдалось. На высоте 50—70 метров винтокрыл слегка скабрировал (я увидел это по проекции винтокрыла при взгляде сзади и сверху), затем стал разворачиваться влево с одновременным переворотом на спину. Характер разворота — сначала замедленный, затем энергичный с переходом в крутое отрицательное пикирование. Винтокрыл столкнулся с землей, развалился и вспыхнул. Из очага пламени в южном направлении отлетели две- три крупные детали, оставляя шлейф пыли на земле».
Из семи членов экипажа конвертоплана тогда не спасся никто. На штурвале разрушенной машины обнаружили кисть руки летчика Ефремова, разжать которую смогли с большим трудом.Из аварийного Акта комиссии по расследованию катастрофы следует: «При заходе на посадку, в районе четвертого разворота, в режиме нормального планирования на высоте 50—70 метров и скорости 200—220 км/ч винтокрыл незначительно уменьшил угол планирования, затем появился небольшой левый крен с одновременным разворотом, в дальнейшем крен резко увеличился и винтокрыл вошел в крутую левую спираль, в таком положении столкнулся с землей, разрушился и сгорел.
Вероятной причиной является потеря управляемости в полете вследствие разъединения тандера троса «24» в цепи управления общим шагом правого несущего винта.
Считать необходимым возобновить на заводе № 938 и в ЛИИ работы по выявлению возможности установки для членов экипажа катапультируемых кресел...».
Доводки машины затянулись почти на два года. В июне 1964 года закончились предварительные заводские испытания опытной машины, и ее создатели сочли нужным рапортовать о готовности продолжить совместные с НИИ ВВС и ГВФ летные испытания. Государственную комиссию по испытаниям возглавил заместитель командующего военно-транспортной авиацией генерал-лейтенант И.А. Тараненко. Ведущими от ВВС были летчики С.Г. Бровцев, С.В. Петров и инженер С.Н. Павлов.
Спустя чуть больше месяца, 16 июля, произошла вторая катастрофа, на этот раз опытного Ка-22В. Выполняя полет по программе совместных испытаний, летчики- испытатели Ю.А. Гарнаев (ЛИИ) и С.Г. Бровцев (НИИ ВВС) разогнали винтокрыл до скорости 320 км/ч с небольшим снижением. При торможении, на скорости 220 км/ч, начался непроизвольный энергичный плоский разворот вправо на 90—100 градусов. Винтокрыл потерял скорость и перешел в пикирование под углом 60—70 градусов и с разворотом еще на 180 градусов. После потери 300—400 м высоты экипажу удалось вывести машину из пикирования, но именно в этот момент оторвалась правая мотогондола с последующим разрушением винтокрыла.
Гибель С.Г. Бровцева, одного из пионеров освоения винтокрылых аппаратов в НИИ ВВС, и помощника ведущего инженера А.Ф. Рогова послужила сигналом для прекращения работ по Ка-22. Аварийная комиссия отмечала, что катастрофа произошла при аналогичных с машиной № 0101 условиях.Вскоре после этого случая из ГКАТ в ЦК КПСС за подписью А. Козырева ушла докладная записка, где, в частности, говорилось: «Опытный экземпляр Ка-22 приступил к заводским испытаниям в 1959 году с опозданием на два года от установленного правительством срока. В процессе летных испытаний Ка-22 произвел в течение почти пяти лет 56 полетов с общим налетом 33 часа, из них 11 полетов на малой высоте и 45 — на высотах до 4200 м.
При перегоне двух винтокрылов Ка-22 из Ташкента в Москву 28 августа 1962 года один винтокрыл потерпел катастрофу, погибли семь человек экипажа.
6 июля 1964 года при облете винтокрыла Ка-22 летчиками ВВС в районе станция Ухтомская потерпел катастрофу второй винтокрыл, при этом погибли два человека из экипажа.
В настоящее время в летном состоянии Ка-22 нет. Два винтокрыла изготовления серийного завода N° 84 находятся там в неработоспособном состоянии, и, судя по имевшим место катастрофам, эти экземпляры требуют больших конструктивных и производственных доработок. Затраты на строительство винтокрыла на 1 июля 1964 года составляют 25,5 млн рублей.
Схема и конструктивные особенности этих аппаратов характеризуются большой сложностью, так как мощность силовой установки передается через редукторы и трансмиссию одновременно на несущие и тянущие винты. Регулирование передачи мощности очень сложное и оказалось недоработанным.
Учитывая, что Ка-22 является экспериментальным, начал разрабатываться десять лет назад и конструктивно устарел, ГКАТ СССР считает целесообразным дальнейшие работы по этому винтокрылу прекратить, а накопленный опыт и результаты проведения летных испытаний использовать в дальнейших работах по такому типу летательных аппаратов».
В отчете завода № 938 за 1964 год отмечалось, что на всех винтокрылах Ка-22 (серийных № 0101, № 0103 и опытном Ка-25В) выполнили 393 висения, 81 полету земли и 150 полетов на различных высотах, налетав в общей сложности 82 часа 59 минут (из них на Ка-22В пришлось 13 часов 3 минуты). Налет, как видно, мизерный. Тем не менее удалось определить основные летные данные.
Испытания показали, в частности, что при взлете с разбегом 190 метров вес полезной нагрузки винтокрыла возрастает с 5000 кг (взлетный вес — 37 500 кг) до 10 000 кг (взлетный вес — 42 500 кг). При посадке «по самолетному» (вес — 35 500 кг) посадочная дистанция не превышает 130 м, а пробег — 27 м. При скорости полета свыше 150 км/ч Ка-22 вел себя как самолет. Крыло несет 60% веса машины, редукторы и трансмиссия передавали на несущий винт только 15% мощности.
Программа совместных летных испытаний, утвержденная в январе 1962 года, выполнена полностью, за исключением качественной оценки машины летчиками ВВС и ГВФ.
Так была поставлена точка в судьбе уникальной машины, отдав предпочтение вертолету с крылом Ми-6, построенному по классической схеме и не уступавшему (а кое в чем и превосходившему) по своим характеристикам Ка-22М. Два серийных винтокрыла долгие годы простояли на заводском аэродроме, но ни один из них так и не попал в авиационный музей.
Ка-22 представлял собой «букет» новинок авиастроения. Это и стало главной причиной столь длительной доводки машины и в итоге привело к прекращению работ по его доводке.
Параллельно с летными испытаниями Ка-22 в ОКБ велись разработки двух проектов винтокрылов поперечной схемы грузоподъемностью 20 и 40 т соответственно и вертолета-амфибии Ка-28 на базе Ка-22. В 1962 году рассматривался вопрос о создании ракетно-вертолетного комплекса «Темп» с использованием Ка-22 в качестве носителя.
Спустя пять лет, выполняя решение научно-технического совета МАПа, ОКБ Камова предложило проект десантно-транспортного винтокрыла Ка-35Д, предназначавшегося для работы в паре с самолетом Ан-12Д. При взлетном весе 71 500 кг он мог перевозить до 11 т грузов на расстояние до 700 км (максимальная — 800 км) с крейсерской скоростью до 500 км/ч. Его грузоподъемность достигала 20 т, а максимальная расчетная скорость — 500—550 км/ч.
В отличие от предшественника на Ка-35Д использовали два ТРД с приводом на несущие винты с перекрытием дисков вращающихся лопастей. Для загрузки и выгрузки техники использовался задний грузовой люк-рампа. Шасси — с носовым колесом, по типу Ан-12. В носу на подвижной установке имелась дистанционно управляемая пушка, а на обтекателях основных опор шасси — по три противотанковых управляемых ракеты.
Еще более грандиозным был проект тяжелого транспортного винтокрыла Ка-34 по схеме Ка-22, но с четырьмя ТВД с соосными винтами.
Последним же проектом винтокрыла по поперечной схеме, но уже боевого, был В-100, предложенный заказчику «фирмой» Камова в 1975 году. Проекты машины аналогичного назначения разрабатывались в ОКБ-115 под руководством А.С. Яковлева и на МВЗ имени М.Л. Миля.
Особенность Ка-22 — двухлонжеронное крыло с закрылками. Наиболее сложным элементом винтокрыла была система управления, делавшая его послушным воле пилота как на самолетных, так и вертолетных режимах полета. На вертолетных режимах, до скорости около 130 км/ч, управление в канале тангажа осуществлялось путем синхронного изменения циклического шага несущих винтов и наклона их плоскости вращения. В канале крена — при даче ноги, путем дифференциального изменения циклического шага несущих винтов, один из них «заваливался» назад, а другой — вперед. При вращении штурвала дифференциально менялся общий шаг обоих несущих винтов. Управление по вертикали осуществлялось с помощью обычного рычага «шаг — газ». При этом самолетные рули стопорились в нейтральном положении.
При переходе на самолетный режим, на скоростях 130—150 км/ч, отключалось путевое управление несущими винтами и постепенно включались рули высоты и поворота. На опытном винтокрыле управление в канале крена предполагалось осуществлять с помощью элеронов, от которых впоследствии отказались, сохранив вертолетную схему. Выходные валы двигателей соединялись синхронизирующим валом длиной около 20 метров.
Несущие винты с трехшарнирными втулками имели противоположные направления вращения, и их концы двигались над фюзеляжем от носа к хвосту, что при звуковой скорости их законцовок снижало уровень шума в кабине и напряжения в центроплане от звуковых волн. Лонжероны лопастей несущих винтов изготавливались из дельта-древесины с фанерной обшивкой, что обеспечивало, по мнению разработчика, их высокую вибропрочность.
Следует отметить, что первые опытные металлические лопасти с сотовым заполнителем (до этого на вертолетах И.П. Братухина и вертолет Ми-6 были цельнометаллические лопасти традиционной конструкции с лонжероном, набором нервюр и обшивкой) в Советском Союзе появились на рубеже 1950—1960 годов. Их КПД достигал 0,67—0,68. Позже на Ми-4 испытали несущий винт для винтокрыла с КПД 0,73—0,75.
Загрузка машины боевой техникой осуществлялась через люк при откидывании в сторону носовой части фюзеляжа.
До наших дней не дожил ни один из винтокрылов — уникальных инженерных творений. Помню, как в начале перестройки представители Ташкентского авиационного предприятия имени В.П. Чкалова предложили Монинскому музею ВВС забрать сохранившийся у них, правда, недостроенный, Ка-22. Но музей отказался. В 1996 году автору довелось посетить Ташкентский авиационный завод, тогда еще находившийся «на плаву», и, естественно, зашел разговор с представителями предприятия о винтокрыле в надежде попасть на свалку, где еще находились останки недостроенных машин. Но тогда, в общей суматохе в связи с первым полетом нового самолета Ил-114Т, заводчанам было не до авиационных реликвий...
Много лет спустя М.Л. Миль скажет, что «винтокрыл Камова вновь обратил внимание вертолетного мира на поперечную схему, разрабатывавшуюся в свое время с успехом Фоккером в Германии и Братухиным в Советском Союзе. Эта машина напомнила о больших преимуществах поперечной схемы в дальности полета и грузоподъемности при взлете с разбегом, которые она таит в себе при удачном конструктивном решении».
Последним вертолетом поперечной схемы стал В-12, построенный в двух экземплярах и, видимо, завершивший линию развития вертолетов-гигантов.