Ка-8
In 1947, engineers from the Kamov Design Bureau manufactured one of the first Soviet helicopters, the Ka–8. It was a simple structure made of steel pipes, a coaxial screw system, and the device was driven by a simple motorcycle engine. Despite the apparent simplicity of the system, it was during the development of the Ka-8 that the foundations of the entire Soviet helicopter industry were laid. Kamov was the first who managed to develop a working device with a coaxial screw system – it is used to this day.
Only one person could be inside the device, the engine power was only 27 horsepower, the maximum speed was 80 kilometers per hour, and the take–off weight was 320 kilograms. The control was carried out using a system of levers. However, this device provided a huge number of opportunities for military use. Due to its compactness, the Ka-8 could land and take off from almost anywhere: for example, during a helicopter demonstration in 1948 in Tushino, the helicopter took off from the back of a ZIL truck. In addition, the helicopter could land on water.
It was at the performance of the Ka-8 in Tushino that the word "helicopter" was born - so Kamov asked to present the device to the public. But the name "flying" or "air motorcycle" came from the same place, spreading to the people from documentaries and posters with the Ka-8.
Ка-10
After the performance in Tushino, the Navy ordered a helicopter from the Kamov Design Bureau for reconnaissance. The Ka-10 became such helicopter.
The Ka-10 was designed in just a few months thanks to the well-coordinated work of engineers. Otherwise, the helicopter exactly repeated the design of the Ka-8: the model turned out to be a triumph for the Design Bureau, and therefore the design was not significantly changed, only improving some parameters. Firstly, the helicopter was supplied with an engine with a capacity of 55 horsepower against 27 from its predecessor. This engine was designed specifically for the Ka-10. Also, the screws became longer, which helped to improve flight performance. The helicopter was equipped with a radio station, a compressed air cylinder and a rocket launcher for starting the engine, brackets for buoys, and an ejection system.
In the 50s, 9 slightly modified copies of the Ka-10 were successfully used in the navy. The device showed itself from its best side. Basically, the helicopters performed reconnaissance tasks: detecting submarines and mines, observing various objects and conducting targeted fire. Take-off and landing were also carried out from ships. Even with gusty winds, the device, so light by aviation standards, could be successfully operated: for example, once a helicopter was lifted and landed on the Maxim Gorky cruiser with wind gusts up to 26 knots (approximately 13.5 meters per second).
Later, based on the experience of operating the machine in the fleet, the first modification was developed – the Ka-10M. It was practically a new helicopter. The control system was completely changed in the device, a two-keel tail was installed, the screws were significantly increased in diameter. Thus, handling and stability have significantly improved. The Ka-10 M entered service in 1955.
Ка-56
After Ka-10, the Kamov Design Bureau began to develop full-fledged helicopters with a closed cockpit, but 20 years later, in the early 70s, the military leadership of the USSR needed a new ultralight helicopter for the needs of intelligence. Such a helicopter was the Ka-56 "Osa".
The management had several key requirements for the device. Firstly, the helicopter had to be collapsible: when folded, it had to be placed in a cylindrical container with a diameter of no more than 500 millimeters. In addition, the car had to be brought into full combat readiness in just 15 minutes by one person. Another important condition is the possibility of maintenance of the device at a great distance from the location. It was these conditions that outlined the shape of the future device.
The engineers of the Kamov Design Bureau fulfilled their tasks. The helicopter had only 4 detachable parts – the propeller blades, which were quickly attached to their place. Otherwise, the device only needed to be decomposed, it did not require any regulation. As a result, one person coped with bringing the helicopter into combat readiness in just 10 minutes.
Also an important technical solution was the rotary piston engine. Thanks to it, the device required conventional automobile fuel, and it differed favorably from a conventional piston engine in smooth operation, lower vibrations and reduced noise. Its power was only 40 horsepower, but due to the lightness of the design, the helicopter could climb 1,700 meters above the ground, reach speeds of 110 kilometers per hour and cover a distance of up to 150 kilometers.
Unfortunately, the Ka-56 did not go into production and did not even get into flight tests. The USSR lacked the necessary low-power rotary piston engines.
Modern solutions
Currently, the concept of a "flying motorcycle" is gradually being returned. For example, the Kalashnikov Concern is preparing its prototype of a miniature flying transport. According to the company's representatives, it should be used for the transportation of people and goods at large enterprises.
In other countries, "flying motorcycles" are also being developed by various companies. So, the British Hoverbike from Malloy Aeronautics company, thanks to the carbon body, weighs only 105 kilograms without fuel and is able to fly 148 kilometers on one tank (290 if there are two tanks). It is equipped with a four-stroke internal combustion engine.
In the USA, the company Aerofex has developed its own solution. Their AeroX flies at an altitude of only 3-4 meters above the ground and accelerates to 70 kilometers per hour. The principle of its piloting is much more similar to driving a motorcycle than helicopter. This is a two-seat vehicle weighing 356 kilograms (without fuel), capable of lifting a payload up to 140 kilograms.
Sources
Avia.pro [Electronic resource]: Ka-8 helicopter. Photo. History. Characteristic., 2015. URL: https://avia.pro/blog/ka-8?ysclid=lgz6wkkbnn14692738
Avia.pro [Electronic resource]: Ka-10 helicopter. Photo. History. Characteristic., 2015. URL: https://avia.pro/blog/ka-10?ysclid=lgz73g2jtn126911284
Avia.pro [Electronic resource]: Ka-56 helicopter. Photo. History. Characteristic., 2015. URL: https://avia.pro/blog/ka-56?ysclid=lgz75ql6y647341037
Naked Science [Electronic resource]: Kalashnikov Concern has developed a flying "motorcycle", 2017. URL: https://naked-science.ru/article/hi-tech/koncern-kalashnikov-razrabotal?ysclid=lgz785gnzq799991550
Dzen [Electronic resource]: TOP 5! Flying motorcycles, motornews, 2018. URL: https://dzen.ru/a/W7HewIlkOgCtAO0N
_________________________________________________________________________ В 1947 году инженеры из ОКБ Камова изготовили один из первых советских вертолётов – Ка-8. Это была простая конструкция из стальных труб, соосной винтовой системой, а в движение аппарат приводился простым мотоциклетным двигателем. Несмотря на кажущуюся простоту системы, именно во время разработки Ка-8 были заложены основы всего советского вертолётостроения. Камов был первым, кому удалось разработать работающий аппарат с соосной винтовой системой – она используется и по сей день.
Внутри аппарата мог находиться лишь один человек, мощность двигателя составляла всего 27 лошадиных сил, максимальная скорость – 80 километров в час, а взлётная масса составляла 320 килограмм. Управление производилось с помощью системы рычагов. Однако этот аппарат давал огромное количество возможностей для военного применения. Благодаря своей компактности Ка-8 мог приземляться и взлетать практически откуда угодно: например, во время демонстрации вертолёта в 1948 году в Тушино вертолёт взлетел из кузова грузовика ЗИЛ. Кроме того, вертолёт мог садиться на воду.
Именно на выступлении Ка-8 в Тушино родилось слово «вертолёт» - так Камов попросил представить аппарат для публики. Но и название «летающий» или «воздушный мотоцикл» пошло оттуда же, разойдясь в народ из документальных фильмов и плакатов с Ка-8.
После выступления ВМФ заказали у ОКБ Камова вертолёт для разведки. Таким вертолётом стал Ка-10.
Ка-10 был спроектирован всего за несколько месяцев благодаря слаженной работе инженеров. В остальном вертолёт в точности повторял конструкцию Ка-8: модель оказалась триумфом для ОКБ, а потому конструкцию значительно менять не стали, лишь улучшив некоторые параметры. Во-первых, на вертолёт был поставлен двигатель мощностью в 55 лошадиных сил против 27 у предшественника. Двигатель этот был спроектирован специально для Ка-10. Также винты стали длиннее, что помогло улучшить лётные качества. Вертолет был оснащен радиостанцией, баллоном сжатого воздуха и ракетницей для запуска двигателя, кронштейнами для буйков, системой катапультирования.
В 50-х годах 9 немного модифицированных экземпляров Ка-10 успешно использовались во флоте. Аппарат показал себя с лучшей своей стороны. В основном вертолёты выполняли задачи разведки: обнаружение субмарин и мин, наблюдение за различными объектами и ведение прицельного огня. Взлёт и посадка производились в том числе и с кораблей. Даже при порывистом ветре столь лёгкий по авиационным меркам аппарат удавалось успешно эксплуатировать: например, однажды вертолёт удалось поднять и посадить на крейсер «Максим Горький» при порывах ветра до 26 узлов (примерно 13,5 метров в секунду).
Позднее на основе опыта эксплуатации машины на флоте была разработана первая модификация – Ка-10М. Это был практически новый вертолёт. В аппарате полностью изменили систему управления, поставили двухкилевое оперение, винты значительно увеличили в диаметре. Таким образом значительно улучшились управляемость и устойчивость. Ка-10М поступил в эксплуатацию в 1955 году.
В дальнейшем ОКБ Камова стали разрабатывать полноценные вертолёты с закрытой кабиной, но спустя 20 лет, в начале 70-х, для нужд разведки военному руководству СССР потребовался новый сверхлёгкий вертолёт. Таким вертолётом стал Ка-56 «Оса».
У руководства было несколько ключевых требований к аппарату. Во-первых, вертолёт должен был быть складным: в сложенном состоянии он должен был помещаться в цилиндрический контейнер диаметром не более 500 миллиметров. Кроме того, машина должна была приводиться в полную боеготовность всего за 15 минут одним человеком. Ещё одно важное условие – возможность технического обслуживания аппарата на сильном удалении от места дислокации. Именно эти условия и обрисовали форму будущего аппарата.
Инженеры ОКБ Камова с блеском выполнили поставленные задачи. У вертолёта было лишь 4 отделяемые части – лопасти винтов, быстро крепившиеся на своё место. В остальном аппарат было необходимо лишь разложить, он не требовал какого-либо регулирования. В результате один человек справлялся с приведением вертолёта в боеготовность всего за 10 минут.
Также важным техническим решением стал роторно-поршневой двигатель. Благодаря нему аппарат требовал обычного автомобильного топлива, а от обычного поршневого двигателя он выгодно отличался плавностью работы, меньшими вибрациями и пониженным шумом. Мощность его составляла всего 40 лошадиных сил, однако благодаря лёгкость конструкции вертолёт мог подниматься на 1700 метров над землёй, достигать скорости 110 километров в час и преодолевать расстояние до 150 километров.
К сожалению, Ка-56 не пошёл в серию и даже не попал на лётные испытания. В СССР отсутствовали необходимые роторно-поршневые двигатели малой мощности.
В настоящее время к концепту «летающего мотоцикла» постепенно возвращаются. Например, концерн «Калашников» готовит свой прототип миниатюрного летающего транспорта. Использоваться он, по словам представителей компании, должен для перевозки людей и грузов на больших предприятиях.
В других странах «летающие мотоциклы» также разрабатываются различными компаниями. Так, британский Hoverbike от компании Malloy Aeronautics благодаря карбоновому корпусу весит всего 105 килограмм без топлива и способен пролететь 148 километров на одном баке (290 при наличии двух баков). Оснащён он четырёхтактным двигателем внутреннего сгорания.
В США компания Aerofex разработала своё решение. Их Aero-X летает на высоте всего 3-4 метров над землёй и разгоняется до 70 километров в час. Принцип его пилотирования гораздо больше похож на вождение мотоцикла, чем вертолёта. Это двухместный аппарат весом 356 килограмм (без топлива), способный поднимать полезную нагрузку до 140 килограмм.