Ka-15 se stal první helikoptérou vyrobenou Kamov Design Bureau ve velké sérii. Toto rotorové letadlo bylo původně vyvinuto pro potřeby námořního letectví jako protiponorkový vrtulník, průzkum lodí a spojení. Byl to Ka-15, který se stal první helikoptérou na plný úvazek na lodích sovětského námořnictva.
Dnes si někteří nadšenci letectví někdy kladou otázku: „Proč naši námořní námořníci upřednostňovali v té době nezjištěné schéma koaxiálních rotorových letadel před obvyklým jednorotorovým vrtulníkem s ocasním rotorem? Proč bylo nutné podstoupit tak vysoké technické riziko? Opravdu ještě dříve, díky úspěchům ctihodného konstruktéra letadel I. I. Sikorsky v USA, vrtulník s ocasním rotorem se již začal používat v celé řadě oblastí lidské činnosti, včetně námořnictva.
Je třeba poznamenat, že výroba vrtulníků s ocasním rotorem začala v nebývalém měřítku. Americký konstruktér vrtulníků A. Young v první polovině čtyřicátých let v USA čítal více než 340 firem zabývajících se vývojem a stavbou helikoptér tohoto schématu. Na konci padesátých let u nás, v A. S. Yakovleva a M. L. Mile, na konkurenčním základě, byly postaveny jednomotorové vrtulníky Yak-100 a GM-1 (v řadě-Mi-1) s maximální vzletovou hmotností asi 2500 kg. Přednost dostal Mi-1, který byl postaven ve velkých sériích. Do služby v ruském námořnictvu se však nehodil. Proč je to tak?
Odpověď je dostatečně jednoduchá. V USA se na letadlových lodích začaly používat vrtulníky v námořnictvu. S umístěním, zajištěním vzletů a přistání vrtulníků klasického schématu na velkých lodích nebyly žádné problémy. V SSSR, který v té době takové lodě neměl, bylo plánováno zahájení používání vrtulníků v námořnictvu na lodích s malým výtlakem. Tyto lodě mohly být vybaveny malými přistávacími dráhami, ohraničenými již existujícími lodními nástavbami, které k nim během letů výrazně omezovaly přístupy.
Mezitím v OKB N. I. Kamov už měl nějaké zkušenosti s vytvářením koaxiálních helikoptér. S vydáním a vývojem prvních ultralehkých jednomístných koaxiálních vrtulníků Ka-10 a Ka-10M, byla dokončena formace mladé OKB. Vojenské testy světla Ka-10, prováděné na Černém moři, odhalily potřebu námořnictva postavit helikoptéru, která bude zvedavější a nezávislejší na povětrnostních podmínkách. Takovým strojem se stal víceúčelový vrtulník Ka-15, rovněž navržený podle koaxiálního schématu zvoleného Kamovem.
Nová helikoptéra byla dvoumístný stroj, v jehož kokpitu bylo sedadlo operátora umístěno napravo od pilota. O lodích s malým výtlakem je známo, že podléhají významnému válcování a klopení. Silné turbulentní proudění vzduchu, přítomnost různých nástaveb a houpání lodi způsobily, že naši námořní námořníci nedůvěřovali vrtulníku s ocasním rotorem, citlivému na rychlost a směr větru.
Aby se konečně přesvědčili o jejich správnosti, provedli později dokonce srovnávací testy koaxiálního Ka-15 a jednorotorového Mi-1 na dělostřeleckém křižníku Michail Kutuzov. Díky své minimální velikosti a vyšší ovladatelnosti koaxiální Ka-15 úspěšně vzlétl z malé dráhy a přistál na ní i při šestibodové drsnosti moře. Za těchto podmínek nebylo možné Mi-1 s dlouhým ocasním výložníkem a ocasním rotorem, který výrazně omezoval možnosti jeho provozu, provozovat, když došlo k velkým turbulencím proudění vzduchu a kývání nosné lodi. Takže koaxiální schéma helikoptéry v SSSR bylo požadováno námořnictvem.
Je třeba říci, že koaxiální konstrukce letadel s rotačními křídly upoutala pozornost svými zjevnými výhodami nejen tuzemských námořníků, ale i konstruktérů z celého světa. Téměř veškerý výkon elektrárny je zde použit k vytvoření tahu rotorů. Reaktivní momenty vytvořené vrtulemi jsou navíc v hlavní převodovce vzájemně vyváženy a nejsou přenášeny do trupu letadla. Veškeré úsilí a momenty sil ze systému nosiče vrtulníku jsou uzavřeny na krátkém trupovém prostoru umístěném mezi dvěma napájecími rámy, na nichž je nahoře umístěna převodovka a nosný systém a podvozek je připevněn zespodu, na obou stranách. Je téměř nemožné vytvořit kompaktnější schéma pro rotorová letadla. Proto mnoho známých zahraničních leteckých konstruktérů, jako jsou L. Breguet, D. Perry, S. Hiller, G. Berliner, A. Ascanio a další, jakož i letecké firmy, včetně tuzemské projekční kanceláře A. S. Jakovlev, pokusil se zvládnout schéma koaxiálního vrtulníku. Mezi vrtulníky postavenými ve druhé polovině 40. let na tomto principu lze jmenovat „Roteron“, „Brantly B-1“, „Benlix K“, „Dorand G-20“, Bell „Molel 49“, „Breguet G -11 -E “a„ Breguet G -111 “, stejně jako experimentální vrtulník Jakovlevského konstrukčního úřadu.
Některé z helikoptér vytvořených ve 40. - 50. letech, například „Breguet G -111“(Francie), Bell „Molel 49“(USA) a další, měly na dané období vynikající letové vlastnosti. Všechny zahraniční společnosti a Jakovlevský návrhový úřad však odmítly tento slibný systém vylepšit a rozvíjet kvůli velkému počtu problémů, se kterými se setkaly.
Kamovská konstrukční kancelář při vývoji, konstrukci, testování a vývoji Ka-15 také narazila na řadu obtíží kvůli nedostatku vědecké a experimentální základny v oblasti aeromechaniky koaxiálních rotorů. Konstruktéři a vědci OKB se úspěšně vyrovnali s mnoha problémy. Pod vedením Nikolaje Kamova vznikla jedinečná škola vědeckého designu a praktického designu vozidel s rotačními křídly různých schémat a především koaxiálních schémat. Dalším problémem, se kterým se konstruktéři při navrhování nových strojů vždy setkávají, je správná volba velikosti letadla.
Hlavní konstruktér Kamov věřil, že po Ka-10 se vzletovou hmotností menší než 400 kg bude nová helikoptéra Ka-15 o hmotnosti 1 500 kg nejlépe uspokojit širokou škálu protichůdných zájmů. Na návrh helikoptéry těžší váhové kategorie podle všeho nebyl vnitřně připraven. Kamovovi spolupracovníci se ho pokusili přesvědčit, že v této třídě již existuje vrtulník Mi-1, který zaplnil výklenek v zájmu vojenského oddělení a národního hospodářství a Ka-15 bude mít velmi úzký námořní dosah. V roce 1951, na pokyn vlády, Mil Design Bureau zahájila vývoj vrtulníku Mi-4 se vzletovou hmotností 7000-8000 kg, který se v roce 1952 začal sériově vyrábět. Tehdy nebylo možné přesvědčit Kamov. V tomto ohledu jeho OKB ztratilo tempo a možnost zaujmout přední postavení v zemi v počtu sériově vyráběných helikoptér s kódem „Ka“ve třídě rotorových letadel do 10 000 kg.
Obrana předběžného návrhu Ka-15 proběhla v roce 1951. V prosinci byl postaven plnohodnotný model vozu. První vztlak helikoptéry do vzduchu se uskutečnil v dubnu 1953. Sériová výroba vrtulníku byla zahájena v leteckém závodě v Ulan-Ude v roce 1956.
Porovnejme základní data koaxiálních a jednorotorových vrtulníků. Z výše uvedených údajů vyplývá, že koaxiální Ka-15 s polovičním výkonem motoru nese v nákladovém prostoru náklad zhruba stejné hmotnosti jako slavný jednorotorový Mi-1, který vytvořil asi 30 světových rekordů. Ka-15 je přitom o 1000 kg lehčí a jeho délka, s přihlédnutím k rotujícím vrtulím, je téměř 1,7krát menší než u Mi-1. Právě tyto nesporné výhody kompaktního Ka-15 v kombinaci s nejvyšší manévrovatelností umožnily vrtulníku úspěšně plnit své hlavní poslání: úspěšně provádět průzkum povrchové situace a zajišťovat komunikaci mezi loděmi a pobřežními základnami v zájmy námořnictva.
Dokonce i na Ka-10 byly koaxiální uspořádání a řídicí systém rotoru uvedeny do praktické implementace. To zahrnovalo dvě výkyvné desky, společné a diferenciální roztečové mechanismy a řadu dalších prvků. To vše bylo samozřejmě nutné vylepšit v průběhu dolaďování nové helikoptéry. Společný provoz motoru a rotoru rotoru sjednotil řídicí systém, který měl v kokpitu ovládací páku „step-plyn“s otočnou rukojetí pro korekci provozního režimu motoru.
Mimochodem, takový systém na vrtulníku GM-1 v Mil nebyl a ovládání stroje za letu bylo velmi obtížné. Společnou roztečovou pákou pilot změnil úhly lopatek rotoru a ovládací páka motoru (plyn) zvolila požadovaný provozní režim motoru. Mil tento systém představil později, již na úpravě vrtulníku GM-1, který dostal označení Mi-1.
Jedním z nejtěžších úkolů, které museli konstruktéři vyřešit, bylo studium povahy vibrací na koaxiálním vrtulníku a vývoj doporučení a metod, jak je dostat na přijatelnou úroveň. Aby se snížil účinek vnějších aerodynamických periodických sil, vyvinuli v roce 1947 nadšenci pod vedením Kamova při stavbě prvního koaxiálního vrtulníku Ka-8 metodu statického a dynamického přizpůsobení nosného systému. V průběhu stolních a továrních testů Ka-15, ve spolupráci s TsAGI a LII, byla provedena řada jeho konstrukčních vylepšení, jejichž cílem bylo překonat vlastní kmity zemské rezonance a třepetání rotorových listů. Kombinace některých konstruktivních opatření umožnila úspěšně se vyrovnat s problémem rezonance na Ka-15. Dalším, neméně nebezpečným typem vlastní oscilace, bylo třepetání vrtulových listů za letu, které specialisté OKB objevili v Ka-15 v roce 1953. To bylo odstraněno namontováním původních protizávaží rohovitého typu na čepel, které posunulo jeho vystředění dopředu o požadované množství.
Provoz helikoptéry ve vlhkém mořském klimatu však brzy přinesl nečekané překvapení: třepetání začalo o sobě za letu vydávat signály. Ukázalo se, že během provozu dřevo čepele bobtná a vlhkost se hromadí v prostoru přihrádek mezi horní a spodní kůží. To vedlo k posunutí středícího hřbetu a způsobilo to třepetání. Brzy bylo možné detekovat třepetavé jevy v důsledku posunutí centrování čepele zpět ne z jeho bobtnání, ale v důsledku oprav prováděných v podmínkách provozních jednotek. Aby se zabránilo vzniku vlastních oscilací listů vrtule, byla do technologie jejich vytváření zavedena standardizovaná rezerva účinnosti centrování. Umožnil konečně převzít kontrolu nad třepetáním listů rotoru.
Po uvedení Ka-15 do série se podstatně změnil rozsah prací na zvýšení zdrojů strojů a rozšíření možností jejich využití. V závodě byla uvedena do provozu řada stojanů pro testování jednotek a nejvíce zatížených částí za podmínek dynamického napětí. Testy dlouhodobé životnosti pokračovaly. Byl proveden letový výzkum za účelem studia „vírového prstence“a vypracování doporučení pro pilota, aby se helikoptéra nedostala do tohoto jevu a jak se z ní dostat. Testy Ka-15 byly dokončeny v režimu automatické rotace vrtulí rotoru, včetně přistání na letišti a vodní hladině (s balónovým podvozkem) s nefunkčními motory.
Mořské zkoušky vrtulníku lodi začaly v roce 1956 v Baltském moři ze základen na palubě torpédoborce Svetly. V letech 1957-1958 byla vytvořena první členění lodi Ka-15. V roce 1958 začal světlý torpédoborec vybavovat přistávací dráhu a v roce 1961 byla flotila doplněna osmi raketovými loděmi projektu 57 s přistávacími dráhami, skladovacími nádržemi pro letecká paliva a maziva, kabinami pro letce a speciálním vybavením zajišťujícím provoz rotačních křídlové letadlo.
V národním hospodářství byl Ka-15 používán jako průzkumník mořských živočichů na lodích vlečné flotily. V protiponorkové modifikaci mohl Ka-15 nést dvě radio-hydroakustické bóje RSL-N nebo přijímač SPARU. V tomto případě spolupracovala dvojice helikoptér: jedna upustila bóje na pracovní čtverec vodní plochy a druhá je poslouchala pomocí SPARU k detekci ponorky a k jejímu zničení byl Ka-15 použit v šoková verze, vybavená zaměřovačem OPB-1R a vybavena dvěma hloubkovými pumami o hmotnosti 50 kg.
Varianta Ka-15M měla vylepšení za účelem zlepšení kinematiky řízení nosného systému, zvýšení spolehlivosti vozidla a efektivity jeho provozní vyrobitelnosti. Ka-15M byl používán v různých verzích a měl příslušné vybavení: postřik, opylovací jednotky, zařízení pro generování aerosolu, speciální závěsné kontejnery pro doručování pošty a malého nákladu, záchranné čluny, odnímatelné boční gondoly pro přepravu pacientů ležících na lůžku a mnoho dalšího.
Výcvik UKa-15 byl vyžadován pro výcvik pilotů a výcvikové lety. Měl dvojí ovládání, stejně jako další akrobatické vybavení a okenice pro provádění výcviku a letů instruktážních přístrojů. Vrtulník byl postaven v roce 1956 v leteckém závodě v Ulan-Ude. V roce 1957 úspěšně složil státní testy a poté byl sériově vyráběn. Celkem bylo na „patnáctém“Ka-15 postaveno 354 kopií různých úprav.
Ka-18 je další modifikací Ka-15M. Byl určen k přepravě cestujících, pošty a nákladu, k přepravě nemocných a zraněných osob do lůžkových zdravotnických zařízení. Spolu s Ka-15M byl také použit v letecké chemické práci. Prototyp byl vyroben v roce 1956 a v roce 1957 úspěšně prošel státními testy. Ka-18 byl sériově vyráběný a byl v provozu asi 20 let. Bylo vyrobeno více než 110 vozidel.
Civilní Ka-18 se lišil od základního Ka-15 v předimenzované kabině, která pojala pilota, tři cestující nebo jednoho pacienta na nosítkách a doprovázejícího lékaře. Pro usnadnění nakládání hygienických nosítek do vrtulníku byl v kapotáži nosu trupu vytvořen poklop.
Pod vedením Kamova v letech 1958-1963 skupina konstruktérů, technologů a vědců poprvé na světě vytvořila, otestovala a zahájila velkovýrobu vrtulových listů inovativního designu vyrobeného z polymerních kompozitů, které zvýšily aerodynamiku kvalitu rotoru a výrazně zvýšil zdroj radlice. Na elektrických vrtulových stojanech EDB byly za stejných podmínek provedeny srovnávací testy 11 sad běžných dřevěných listů LD-10M a 6 sad nových listů ze sklolaminátu B-7. Současně u rotorových listů s listy B-7 se polární póly prakticky shodovaly a u šroubů s dřevěnými lopatkami byl pozorován jejich výrazný rozptyl.
Konstrukční a výrobní technologie lopatek z polymerních kompozitů byla patentována v pěti zahraničních zemích, které vedou v oblasti konstrukce vrtulníků. Sloužily jako základ pro vytvoření pokročilejších rotorových listů nové generace. Testovací pilot V. Vinitsky v letech 1958-1959 vytvořil na Ka-15M dva světové rychlostní rekordy. A v roce 1958 obdržel Ka-18 na Světové výstavě v Bruselu zlatou medaili. Nicméně velká část zásluh na tom patří základnímu Ka-15, na kterém byly dříve vyvinuty všechny systémy, které umožnily dosáhnout úspěchu na Ka-18.
Právě z Ka- „patnáctého“začala široká praktická operace koaxiálních vrtulníků v námořnictvu a civilní letecké flotile.
