苏联卡-22复合式飞机,复杂且先进的理念,最终败给了常规设计

上世纪50年代初,苏联开始认识到单纯依靠螺旋桨无法让直升机拥有大航程、高航速等性能,于是有了组合式动力的想法,在经过一系列实验之后,苏联在50年代中后期开始设计建造复合式结构的卡-22。

之所以称该机为复合式,是因为卡-22融合旋翼机、固定翼飞机的双重特点,当然了,也有一些文章直接称它为旋翼机、直升机或者固定翼飞机,那么该飞机的设计到底如何呢?
卡-22是为了满足苏联的航空运输需求所设计的,飞机机身主体为矩形结构,这种设计有更大的内部空间,方便货物的运输,这个区域可以容纳80个座位,或者16.5吨货物,巨大的尺寸可以直接运输火炮、卡车等重装备,机头部分可以向右舷打开露出货舱。

飞机的驾驶室突出于机头上方,机组成员3人,拥有很好的观察视野,机尾部分则和常规的固定翼运输机结构差不多,起落架为固定的前三点式,主起落架位于机体两侧,与机翼下方相连。
卡-22最大的特色就是其动力系统,在机身上方安装固定短翼,翼尖是动力舱,起初计划采用2台TV-2VK发动机,后来改为D-25VK涡轮轴发电机,单台输出5500马力。

每台发动机需要驱动一副直径65.6英尺(约20米)的水平旋翼,以及一副产生前进推力的可变螺距四桨叶螺旋桨。这两副螺旋桨并不是同时发力的,在飞机的起降、慢速飞行阶段依靠水平旋翼,当飞机达到一定高度时开始过渡到固定翼飞机的飞行姿态,此时推进螺旋桨开始运作产生前推力,飞机的固定翼也在飞行中产生升力,此时水平旋翼脱离与发动机的动力接触,转而如旋翼机般自由旋转产生升力。
有文章称飞机在直升机模式下发动机尾喷管会向下偏转产生额外的升力,这一点没有找到相应的照片等证明,不过机翼后的襟翼确实可以降低至90°增加升力。

当飞机进入高速飞行模式的时候,此时飞机的操控类似于常规固定翼飞机,驾驶员需要控制尾翼、副翼等结构调整飞行姿态。因为飞机的这些特点,所以我们有理由相信卡-22理论上也可以和固定翼飞机一样实现滑跑降落。
别看我们在介绍中说起飞机的模式转换好像很简单,实际上这是一项非常复杂的技术,抛开零部件可靠性等问题,设计师还要解决旋翼扭矩等众多问题,其实从这种组合式结构出现到今天,世界各国已经设计了多款类似的产品,例如英国的Rotodyne复合式飞机,以及今天一些正在研发中的高速直升机等,这种结构发展了这么多年都没能成为主流,这其中的原因一方面是常规结构飞机的性能越来越好,另一方面恐怕就是这种复合式结构的缺陷太多。

卡-22在50年代末至60年代前期总共生产了4架,在测试中达到了让人满意的性能,例如233英里最大航速(约375千米)、18050英尺最大升限(约5500米)等,但在1962年时第一架原型机因故障坠毁,1964年第三架原型机也发生事故坠毁,终结了卡-22的命运。
接替卡-22担任运输任务的是米-6直升机,该机和卡-22几乎是同一时代的设计,它也有一副短翼,不过没有推动用的螺旋桨,只在前进飞行时产生一定升力。

卡-22复合式飞机空重28200千克,最大起飞重量42500千克,机长27米,翼展22.5米,最大飞行速度374千米每小时,最大航程450千米,最大升限5500米。