勇於嘗試，敢破成規——八項世界紀錄持有者卡-22複合式直升機
# 寫在前面
卡-22（Kamov Ka-22 Vintokryl/Камов Ка-22 Винтокрыл）是由卡莫夫設計局為蘇聯空軍研製的一型旋翼飛行器，或者稱為複合式直升機。這是一型偏向於試驗性質的運輸飛行器，它結合了直升機垂直起降（vertical take-off and landing）的能力以及固定翼飛機（fixed-wing aircraft）的高速巡航性能。卡-22載重能力過人，其總運載量相當於安-12（Antonov An-12，中國版安-12就是咱們熟知的運-8）。在複合式直升機領域，卡-22創造了八項世界紀錄，該記錄至今仍未被打破。
二戰後，為了制霸全球，美蘇紛紛意識到了重型直升機的巨大戰略價值。相比之下，蘇聯直升機研製經驗積累較少，技術儲備較弱，但正是在這種情況下，蘇聯設計師們，尤其是米里設計局和卡莫夫設計局的設計師們不畏艱苦、勇於嘗試、敢破成規，設計了一系列至今仍聞名遐邇的旋翼飛行器，這些直升機的設計往往別具匠心，性能卓越，令人驚嘆。而卡莫夫設計局的卡-22就是其中的典型代表。雖然這架複合式直升機受限於當時技術，出現了一系列問題，未能量產，但是研製過程中積累的技術和經驗為今日的先進直升機設計、研製都起到了寶貴的借鑒意義。
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# 研製背景
二戰後，為了爭奪世界霸權，美蘇兩國展開了一系列軍備競賽。當時的蘇聯和美國都敏銳地意識到了重型直升機在軍民用領域巨大的應用前景，不約而同地開始研製不同構型的重型直升機。這些直升機研製速度之快、想像之大膽、運載量之大，即使在今天看來也令人驚嘆不已。尤其是蘇聯，在重型直升機方面創下了多項世界之最。
圖——試飛中的卡-22
20世紀50年代初，蘇聯的直升機事業剛剛起步，技術上也並不十分成熟，但蘇聯政府卻雄心勃勃想與美國抗衡，決心靠自己的力量來實現直升機技術的突破，從而進行了一系列重型直升機的大膽嘗試。當時，卡莫夫設計局早期的卡-15，起飛重量為2500千克，最大速度只有170千米/時，該直升機還不能完成運送貨物、技術裝備和人員的任務。20世紀50年代出現的米-4，其最大起飛重量7800千克，最大允許載重1570千克，速度200千米/時，也不能滿足大起重能力的技術要求。因此，要求設計和製造一種更完善、載重量更大的旋翼航空器。
蘇聯政府希望利用重型直升機運送其他工具難以運送的物資和設備來開發邊遠地區。同時，蘇聯武裝部隊迫切需要新型飛行器補充軍備。用作軍事運輸時，要能夠運送導彈發射車、輕型裝甲車輛及其乘員，或運送大量步兵進行機降作戰。在民用方面，利用重型直升機來開發那些人跡罕至、車輛難行的地方，能將一些超大超長的設備運輸到像西伯利亞這樣偏遠的地區。
卡莫夫設計局則在里-2飛機機身和旋翼結合的基礎上提出了混合直升機方案，即卡-22直升機。
圖——解放軍從蘇聯購買的已經退役的里-2 飛機
# 研製歷程
卡-22複合式直升機的出現並非偶然，早在1951年卡莫夫設計局就提出了複合式直升機的設計構想，並通過對旋翼飛行器的反覆研究得出這樣的結論：把旋翼作為升力系統的直升機不可能從根本上提高飛行速度、增大航程和高度。
1951-1952年，卡莫夫設計局研究了一種複合式直升機方案：改裝批生產的里-2飛機，在它上面加裝兩副旋翼，發動機採用渦輪發動機TB-2，設計局提出了里-2飛機改裝後的技術指標：速度應達到320千米/時，升限為6500米，航程為450千米。里-2飛機的大尺寸旋翼模型在中央空氣流體動力研究院進行了風洞吹風試驗，試驗結果充分證實了計算數據的可靠性，並證明了里-2飛機改裝方案的可行性，可以繼續研製。根據里-2飛機改裝的設計要求，即改裝後要具有空降能力，所以卡莫夫設計局對里-2飛機改裝的原始方案又進行了修改，修改後的方案定為卡-22。
圖——可以垂直起降的卡-22
卡-22的方案在中央空氣流體動力研究院通過了評審，並進行了模型吹風試驗，試驗結果再一次證實了計算數據的正確性。同時該方案也得到了空軍和海軍的好評。方案評審後的第二年，卡-22的研製計劃才得到批准，首選作為軍用。1956年，卡莫夫設計局又完善了卡-22的研製方案。
圖——停靠地面的卡-22
卡-22原理比較新，它是將直升機的優點（起飛、著陸不需要滑跑，能垂直起落）與固定翼飛機的優點（具有比普通直升機更大的載重量、更遠的航程和更高的速度）有機結合起來進行重型直升機研製的首次嘗試。卡-22的升力系統由機翼和安裝在兩側翼端的兩副橫列式旋翼組成。在起飛、著陸和小速度飛行時主要靠旋翼產生升力。在大速度飛行時靠機翼產生升力為旋翼卸載。卡-22的兩副旋翼固定在翼端，不能傾轉。為產生前飛時的拉力，每副旋翼下面的發動機吊艙前面裝有推進螺旋槳。當卡-22以飛機形式飛行時，主要靠機翼和推進螺旋槳產生升力和拉力。
圖——卡-22 直升機的發動機短艙內部和駕駛艙內照片
研製卡-22的過程中，卡莫夫設計局的專家們進行了大量理論和試驗研究工作，在氣動計算、穩定性、操縱性等方面，研究出許多新方法。試驗之前，用計算機進行飛行動力學模擬，在飛行模擬器上進行了基本飛行狀態的檢驗，對主要部件、組件、系統進行了研究性試驗，在飛行實驗室對旋翼進行了試驗。
卡莫夫設計局第一次研製這樣的雙旋翼橫列式布局旋翼機，在研製期間和試驗過程中需要認真解決幾個技術問題。首先是研製一種振動水平低的旋翼，該旋翼在完成直升機模式飛行時必須有相當高的效率。還要研製一個原理上全新的複合式航空器的操縱，統，無論是以直升機模式飛行，還是以飛機模式飛行時，該系統都應該保證具有最佳操縱特性。其次，所研製的這種旋翼航空器，其機身相對重量要小，裝卸貨要非常方便。
圖——卡-22 的側視圖
由於大量的時間都花費在一些試驗上，卡莫夫設計局沒能在政府規定的時間內完成卡-22的研製任務，直到1959年才完成首次飛行。卡-22最大起飛重量為31.8噸，可用載重為16噸，最大速度為375千米/時。當時，還創造了許多世界紀錄，例如，1961年11月，卡-22攜帶15000千克載重創造了2588米的高度紀錄。
由於卡-22結構過於複雜，當時的技術水平也有限，在1964年7月16日的飛行試驗中甚至出現了機毀人亡的事故，致使其並未投入量產。但是，卡-22的概念非常新穎，它是世界上將直升機與固定翼飛機有機結合研製重型直升機的首次嘗試。研製中解決的相關技術難題以及經驗和教訓，都對現在高速旋冀機的研製起到了重要的借鑒作用。
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