王津生 秋爽

1754年，在俄羅斯科學(xué)大會(huì)上展出了羅蒙諾索夫的“直升航空器”模型，它被后人認(rèn)為是共軸式直升機(jī)的雛形。從此這種具有新穎布局、合理設(shè)計(jì)、緊湊結(jié)構(gòu)和方便操縱的直升機(jī)激起了很多人的設(shè)計(jì)欲望。

本世紀(jì)初，很多著名的設(shè)計(jì)師都嘗試過(guò)這種直升機(jī)的設(shè)計(jì)，但接觸這種布局之后，有人覺(jué)得它過(guò)于復(fù)雜，有人認(rèn)為它沒(méi)有前途，又都放棄了它。只有俄羅斯的尼古拉·伊里奇·卡莫夫從一開(kāi)始研制共軸式雙旋翼直升機(jī)起，就把它作為自己終身奮斗的目標(biāo)，百折不撓，最終取得了成功?，F(xiàn)在，共軸式雙旋翼直升機(jī)已成為直升機(jī)大家庭中一位極富生命力的成員了。

巧遇木制雙翼機(jī)決心成為航空家

尼古拉·伊里奇·卡莫夫1902年出生于俄羅斯的伊爾庫(kù)茨克。出生時(shí)，肩受了傷。此后，右手發(fā)育不正常，比左手短。父親伊里亞·卡莫夫畢業(yè)于華沙帝國(guó)大學(xué)文史系，后在伊爾庫(kù)茨克商業(yè)學(xué)校教書(shū)。母親是助產(chǎn)士，波蘭人。

卡莫夫的童年是在動(dòng)亂當(dāng)中渡過(guò)的。開(kāi)始是日俄戰(zhàn)爭(zhēng)，接著就是1905～ 1907年的革命。

5年后，尼古拉·伊里奇·卡莫夫在伊爾庫(kù)茨克商業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)。畢業(yè)時(shí)，榮獲金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?918年，16歲的卡莫夫以第二名的成績(jī)考入托姆斯克工學(xué)院機(jī)械系。

在一次回家度假時(shí)，他看到了停在冰上的蒙亞麻布的木制雙翼機(jī)。這些雙翼機(jī)是從英國(guó)武裝干涉者那里繳獲的。根據(jù)列寧的命令，將把它們投入到高爾察克前線。 在這以前，尼古拉從未見(jiàn)過(guò)飛機(jī)，只是從報(bào)紙和雜志上知道有飛機(jī)。現(xiàn)實(shí)與想象截然不同。這些飛機(jī)使他興奮不已。他想盡快著手研究這些飛機(jī)，弄清飛行器技術(shù)。他回家以后，一個(gè)終生的愿望產(chǎn)生了──成為航空家： 如果自己不能飛，哪怕設(shè)計(jì)飛行器也行。

聯(lián)袂研制旋翼機(jī)航空事業(yè)始生涯

卡莫夫的航空設(shè)計(jì)師事業(yè)成功在共軸式雙旋翼直升機(jī)，而始于旋翼機(jī)。卡莫夫在托姆斯克工學(xué)院學(xué)習(xí)期間，積極參加學(xué)校里的航空小組，受到了航空啟蒙教育，了解了科學(xué)巨匠愛(ài)迪生、 亞布洛奇科夫、波爾祖諾夫和莫扎伊斯基的發(fā)明創(chuàng)造。大約從大學(xué)三年級(jí)起， 卡莫夫開(kāi)始獨(dú)立研究空氣動(dòng)力學(xué)和航空材料學(xué)。為了弄清制造工藝，了解航空制造業(yè)的情況，1923年，卡莫夫來(lái)到莫斯科，進(jìn)入了一家航空工廠。他用了3年時(shí)間，學(xué)完了制造的全過(guò)程。

一天傍晚,卡莫夫結(jié)束了工作,沿著列寧格勒公路往家走，春風(fēng)拂面，令人心曠神怡。但不知怎么的，他有一種不安的感覺(jué)，心思總縈繞在自己翻閱航空雜志時(shí)看到的那張旋翼機(jī)照片上。這是一種極有用的飛行器，用于消滅農(nóng)害、航空攝影、偵察和山區(qū)飛行非常方便。 正好在這時(shí)，有人邀請(qǐng)他到蘇聯(lián)著名的航空設(shè)計(jì)師德米特里·帕夫洛維奇·格里戈羅維奇的設(shè)計(jì)局工作，正是在這里，卡莫夫開(kāi)始了自己第一架旋翼機(jī)的研制。

在格里戈羅維奇設(shè)計(jì)局，卡莫夫結(jié)識(shí)了剛從基輔技術(shù)學(xué)校畢業(yè)的尼古拉·基里洛維奇·斯克爾任斯基，這對(duì)后來(lái)旋翼機(jī)的研制起了重要作用。第一架旋翼機(jī)就是他們二人合作研制的。在這期間他還結(jié)識(shí)了前來(lái)實(shí)習(xí)的新契爾卡塞技術(shù)學(xué)校的大學(xué)生、后來(lái)著名的單旋翼直升機(jī)設(shè)計(jì)師米哈伊爾·米里。

在沒(méi)有任何可借鑒的設(shè)計(jì)資料和制造方法的情況下，他們僅用3個(gè)月就完成了第一架旋翼機(jī)的研制。卡莫夫承擔(dān)了旋翼槳轂、 旋翼橫向操縱機(jī)構(gòu)和起落架的計(jì)算，以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的工作。斯克爾任斯基設(shè)計(jì)了槳葉、機(jī)翼， 改進(jìn)了動(dòng)力裝置。這架旋翼機(jī)以“卡斯克爾”（卡莫夫和斯克爾任斯基姓的第一個(gè)字母的組合）命名。

旋翼機(jī)一露面就引起了人們的驚奇：它有一個(gè)大旋翼和兩個(gè)小機(jī)翼，像一個(gè)放倒的風(fēng)車。經(jīng)過(guò)數(shù)次挫折之后，1929年9月25日，“卡斯克爾”終于試飛成功。幾經(jīng)改進(jìn)，它的飛行時(shí)間達(dá)到了2分15秒、速度60公里/小時(shí)。

1931年5月21日，蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人И·斯大林、?！つ逋蟹?、К·伏羅希洛夫、 ?！ぞ捜嗡够桶屠Z夫等參觀了伊－4、伊－5、拉－3 、拉－ 5 、安特－4等飛機(jī)和“卡斯克爾”的飛行表演。斯大林對(duì)旋翼機(jī)給予了高度評(píng)價(jià)。在“卡斯克爾”首飛一年以后， 中央空氣流體動(dòng)力學(xué)研究所的旋翼飛行器才升空。

卡莫夫望著飛翔的“卡斯克爾”，越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，為了完成各種各樣的國(guó)防任務(wù)，直升機(jī)和旋翼機(jī)有其獨(dú)特的作用，是不可取代的。就拿火炮校正來(lái)說(shuō)吧，升速快， 機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的直升機(jī)就很適用，它不必依賴機(jī)場(chǎng)，可垂直起飛和降落。與偵察機(jī)相比也有很多優(yōu)越性。

經(jīng)彼德·伊諾維奇·巴拉諾夫舉薦，1931 年卡莫夫來(lái)到中央空氣流體動(dòng)力學(xué)研究所。在人才濟(jì)濟(jì)的中央空氣流體動(dòng)力學(xué)研究所，卡莫夫又見(jiàn)到了斯科爾任斯基和米里。

1931年卡莫夫在科技會(huì)議上報(bào)告了新旋翼機(jī)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)別出心裁，有趣、新穎，而且技術(shù)完善，受到了一致贊揚(yáng)。新旋翼機(jī)起名阿－7。它是根據(jù)海軍的要求，作為偵察機(jī)、通訊和火炮校正機(jī)而研制的。阿－7是一架具有3片槳葉旋翼的有翼飛行器。機(jī)身上有兩個(gè)座艙：駕駛艙和觀察艙。為了改變觀察和射擊條件，尾部做得非常窄小。槳葉可以折疊， 旋翼機(jī)的運(yùn)輸和在機(jī)庫(kù)、艦船上存放極為方便。三輪式起落架和輔助尾撐可保證起飛滑跑時(shí)的穩(wěn)定性。

旋翼槳轂是阿－7結(jié)構(gòu)中非常重要的部分。它與眾不同，簡(jiǎn)單得令人羨慕。旋翼機(jī)重2230公斤，裝一臺(tái)功率為480馬力的М－22空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。阿－7的射擊武器包括：位于旋翼機(jī)前部的機(jī)槍，配有一個(gè)裝500發(fā)子彈的彈箱，后部另有一挺杰格佳列夫轉(zhuǎn)盤機(jī)槍。在旋翼機(jī)下部設(shè)有4個(gè)掛點(diǎn)，共可掛6枚炸彈。后來(lái)還首次從阿－7上發(fā)射了火箭彈。

1934 年，由飛行員季米特里·科希茨、謝爾蓋·科爾濟(jì)?？品?、費(fèi)拉基米爾·卡爾波夫駕駛乘坐阿－7升空，1937年阿－7－ 比斯型飛機(jī)生產(chǎn)出廠。衛(wèi)國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)中，這些旋翼機(jī)從林中不大的空地起飛完成過(guò)偵察、火炮校正、給游擊隊(duì)員們提供反敵宣傳材料、藥品和彈藥等任務(wù)。

1940年3月21日，有關(guān)方面通過(guò)論證決定興建旋翼機(jī)廠，同時(shí)任命尼古拉·伊里奇·卡莫夫?yàn)樵搹S總設(shè)計(jì)師、廠長(zhǎng)。

選擇“共軸”直升機(jī)一生不悔獻(xiàn)終身

共軸式雙旋翼直升機(jī)的旋翼系統(tǒng)，是由裝在同一旋翼軸上的兩副旋轉(zhuǎn)方向相反的旋翼構(gòu)成的。兩副旋翼的反扭力矩相互平衡，因此不需要單旋翼直升機(jī)那種尾槳，所以可減少這部分的功率消耗。這種直升機(jī)的結(jié)構(gòu)更緊湊，操縱更方便。本世紀(jì)初，俄羅斯工程師伊戈?duì)枴の骺扑够噲D制造這種直升機(jī)。法國(guó)著名的設(shè)計(jì)師路易·布列格在戰(zhàn)前制造過(guò)這種直升機(jī)，其飛行結(jié)果在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)算是不錯(cuò)的：飛行速度44.7公里/小時(shí)、續(xù)航時(shí)間1小時(shí)2分、航程44公里。此外，杜阿爾·佩里、柏林涅爾、佩卡爾、阿斯卡尼亞、凱勒爾和克列特等也都制造過(guò)共軸式雙旋翼直升機(jī)。卡莫夫在對(duì)各種布局的直升機(jī)進(jìn)行對(duì)比研究之后，也開(kāi)始了共軸式雙旋翼直升機(jī)的設(shè)計(jì)。

戰(zhàn)后，卡莫夫在中央空氣流體動(dòng)力學(xué)研究所新技術(shù)局工作。在那里，他組成了一個(gè)小組，開(kāi)始了第一架國(guó)產(chǎn)共軸式雙旋翼直升機(jī)卡－8的研制?？ǎ?用的是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)。 開(kāi)始，這種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的起飛功率不夠，經(jīng)向汽油里添加了所謂的“酒精汽油”，“加強(qiáng)了”功率后，又更換了汽缸蓋，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)才開(kāi)始“工作”。

卡－8直升機(jī)最早解決了共軸式雙旋翼系統(tǒng)的工作能力問(wèn)題。它的全木質(zhì)旋翼槳葉，以及操縱、總槳距和差動(dòng)槳距等機(jī)構(gòu)都是獨(dú)一無(wú)二的，這為卡莫夫后來(lái)在這一領(lǐng)域中的工作奠定了基礎(chǔ)。

后來(lái)觀看了卡－8直升機(jī)飛行表演的斯大林，對(duì)他們?cè)诠草S式雙旋翼直升機(jī)研制中取得的成績(jī)表示祝賀，海軍元帥庫(kù)茲涅佐夫?qū)λ麄兊闹鄙龣C(jī)很感興趣，并下令組建直升機(jī)設(shè)計(jì)局。就這樣，由卡莫夫領(lǐng)導(dǎo)的、專門生產(chǎn)共軸式雙旋翼直升機(jī)的尼古拉·伊里奇·卡莫夫直升機(jī)設(shè)計(jì)局于1948年成立了。

設(shè)計(jì)艦載直升機(jī)“卡”型機(jī)海上安家

從航空兵出現(xiàn)的那天起，水兵就想往在甲板上能夠出現(xiàn)一種用于偵察的飛行器。對(duì)于水兵們來(lái)說(shuō)，及早發(fā)現(xiàn)敵人極為重要。

卡莫夫很早就看到了：海軍沒(méi)有直升機(jī)不行，他們需要那種不必改造艦船甲板的小型直升機(jī)。共軸式雙旋翼直升機(jī)對(duì)水兵來(lái)說(shuō)是最合適的了。它可用于偵察、艦船間的聯(lián)絡(luò)和搶救遇難船只上的人員。蘇聯(lián)的海軍艦載航空兵是從卡莫夫的共軸式雙旋翼直升機(jī)發(fā)展起來(lái)的。蘇聯(lián)最早的直升機(jī)載艦也是在卡莫夫的參與下設(shè)計(jì)的。

1948年秋天，卡莫夫向海軍航空兵提交了首架艦載共軸式雙旋翼直升機(jī)的設(shè)計(jì)方案?？虻脑O(shè)計(jì)思想使海軍飛行員很感興趣。沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，雙方就簽定了制造這種直升機(jī)的合同。依靠部領(lǐng)導(dǎo)的支持，卡莫夫得到了制造新式直升機(jī)的許可。這種新式直升機(jī)取名為卡－10。該機(jī)機(jī)體被架在兩個(gè)分開(kāi)的浮筒上，它沒(méi)有駕駛艙，沒(méi)有慣用的操縱臺(tái)和儀表板。誰(shuí)也不會(huì)聯(lián)想到這個(gè)小家伙將同大艦船配合使用。

1951年，在赫姆克的海軍節(jié)上，卡－10直升機(jī)進(jìn)行了飛行表演。參加表演的兩架直升機(jī)首先在觀禮臺(tái)附近接水，然后稍微提起，又降落在岸邊的起飛木臺(tái)上，接著它又起飛，并追上兩艘正在行駛的軍艦，最后降落在甲板上，把情報(bào)送給了艦長(zhǎng)。

在卡－10共軸式雙旋翼直升機(jī)通過(guò)國(guó)家試驗(yàn)后，1952年底，5架直升機(jī)交給了黑海艦隊(duì)航空兵獨(dú)立分隊(duì)，并由軍方在軍艦上完成了飛行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論是：“卡－10直升機(jī)可以作為通訊工具和了望臺(tái)使用，并可輔助完成水雷探測(cè)和火炮校射任務(wù)。這種直升機(jī)可以用在各型艦船上，甚至可以用在只具有2×3平方米降落場(chǎng)的裝甲汽艇上。”

試驗(yàn)表明，共軸式雙旋翼直升機(jī)是軍艦急需的，但它更急需的是功率更大的艦載直升機(jī)，因?yàn)樾∏傻目ǎ?0直升機(jī)載重能力太小，所以它沒(méi)有裝備部隊(duì)。但在研究新的、未來(lái)的直升機(jī)之前，為了進(jìn)行飛行訓(xùn)練，仍然制造了15架卡－10。這樣，這15架用于艦與艦之間通訊聯(lián)絡(luò)的卡－10，就成了50年代初世界上唯一的、安全飛行的“空中摩托車”。

1952年初，在黑海艦隊(duì)司令部聚集了海軍首長(zhǎng)和海軍航空兵的飛行員，總設(shè)計(jì)師卡莫夫?qū)⒖ǎ?5直升機(jī)的初步設(shè)計(jì)圖帶來(lái)給他們“裁決”，顯然這已不是飄浮的、四面透風(fēng)的“空中摩托車”了，而有了全新結(jié)構(gòu)的金屬機(jī)身。

該機(jī)采用雙座駕駛艙、大垂直安定面、4輪起落架，裝伊夫琴科起飛功率為255馬力的АИ－14В發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管直升機(jī)外表變化很大，但還是從“前輩”脫胎而來(lái)，仍然采用了共軸式雙旋翼布局。其飛行技術(shù)參數(shù)完全達(dá)到了海軍提出的要求。很快，政府就出臺(tái)了制造艦載直升機(jī)的決定。

設(shè)計(jì)師們首次為直升機(jī)設(shè)計(jì)了4輪起落架，并絞盡腦汁解決了振動(dòng)問(wèn)題。要想使6片槳葉平衡是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，他們不僅非常成功地解決了平衡這個(gè)問(wèn)題，而且減小了振動(dòng)，提高了穩(wěn)定性。（未完待續(xù)）■