Для исследования особенностей устойчивости и управляемости винтокрыла специалисты ОКБ Камова Э.А. Петросян и Л.Ф. Батраков создали первый в стране пилотажный тренажер. Стенд-тренажер Т-1 (1958 г.) имел открытую кабину, основу которой составляла ферма вертолета Ка-10. На ферме были установлены рычаги управления с вертолета Ка-15, к которым. подсоединялись потенциометрические датчики. Сигналы с них поступали в электроинтегратор ИПТ-5, на котором были набраны уравнения исследуемого объекта. Позади кабины пилота размещался двухстепенной динамический стенд (имевший следящий привод, заимствованный от системы управления авиационной пушкой), на платформе которого был установлен эпидиаскоп. С его помощью на экран, расположенный перед пилотом, проецировалось изображение летного поля.

Автор этой статьи в конце 1958 – начале 1959 года занимался на тренажере Т-1 исследованием боковой устойчивости соосного вертолета Ка-15. При этих исследованиях изображение силуэта самолета на экране накренялось относительно вертикали на угол, равный углу крена, и смещалось по горизонтали на изменение угла курса. По рекомендации Л.Ф. Батракова была применена прямая индикация, то есть вид с борта на землю.

При первом же знакомстве с тренажером, шеф- пилот фирмы Д.К. Ефремов забраковал прямую систему индикации и потребовал изменить ее на обратную (вид с земли на борт), отметив, что характеристики устойчивости и управляемости вертолета Ка-15 на тренажере похожи на наблюдаемые в полете. Он же предложил заменить силуэт самолета на переплет остекления кабины, что и было сделано. Исследования устойчивости и управляемости, проведенные на тренажере Э.А. Петросяном, В.Ф. Батраковым, B.C. Дорданом. и другими, позволили объяснить ряд сложностей в управлении винтокрылом.

Для управления по крену шаг у одного винта увеличивался, а у другого уменьшался. Нарушалось равенство крутящих моментов, и при вращении типа «баттерфляй» винтокрыл начинал резко разворачиваться в сторону возникшего крена. Для парирования разворота приходилось отклонять педаль на значительно большую величину, чем на обычных летательных аппаратах.

Носовая часть фюзеляжа Ка- 22 с входам в грузовую кабину

Испытательный стенд силовой установки и несущего винта Ка-22

Для управления по курсу использовался дифференциальный циклический шаг (один винт наклонялся вперед а другой назад). При таком управлении машину кренило в сторону, противоположную изменению курса, так как угол атаки одного винта увеличивался, а другого уменьшался. Причем с ростом скорости этот кренящий момент увеличивался. Чтобы устранить такую «паразитную» связь, пришлось создать механизм отключения в полете вертолетного путевого управления. Управлялся этот механизм вручную, в дальнейшем предполагалось управлять им по сигналу скорости. В процессе исследований тренажер постоянно совершенствовался. На нем было выполнено много разных исследований, например, на этом тренажере космонавты отрабатывали посадку на Луну.

По результатам первого полета винтокрыла состоялся методсовет ЛИИ МАП. Специалисты ЦАГИ рекомендовали первый полет делать без тянущих винтов, ЛИИ – без несущих винтов. Н.И. Камов решил по- своему: и с несущими, и с тянущими винтами. К сожалению, методсовет не настоял на установке катапультных сидений (катапультирование было возможно, так как лопасти винтов не проходили над кабиной и килем) и замедлителей ухода тянущего винта на малый шаг (замедлители для исключения неприятностей устанавливались на самолетах Ил-18, Ан-10 и др.). Эти упущения в дальнейшем, не оставляли экипажам, винтокрылов шансов на спасение жизней.

Первый отрыв винтокрыла от земли состоялся 17 июня 1959 года (до первого полета лопасти винтокрыла прошли испытания на вертолете Ми-4). Готовясь к испытаниям, Д.К. Ефремов летал на самолетах Ан-8 и Ил-18, приобретая необходимый опыт пилотирования на режимах полета «по-самолетному».

В одном, из полетов на этапе набора высоты оторвало хвостовую секцию лопасти с триммером, и Ефремов вынужден был совершить полет по малому кругу и на меньшей высоте, чем. было в задании. 11 ноября 1959 года ЛИС ОКБ Камова посетили Министр авиационной промышленности П.В Дементьев и Главком. ВВС К.А. Вершинин. Для них был выполнен показательный полет Ка-22. Это позволило Министерству авиационной промышленности уже в 1960 году принять решение о строительстве малой серии Ка-22 на Ташкентском авиационном заводе.

В августе 1960 года винтокрыл был продемонстрирован в полете Председателю Верховного Совета СССР Л.И. Брежневу и председателю военно-промышленной комиссии при Совете Министров СССР Д.Ф. Устинову.

Первые полеты выявили недостатки нового летательного аппарата. Нуждалась в улучшении конструкция лопасти, нужно было принимать меры по борьбе с фретинг-коррозией, усиливать рукав втулки. При проектировании рукава втулки принималось, что нагрузка на рукав в плоскости вращения определяется моментом демпфера в вертикальном шарнире. Такая рекомендация была сделана на основе анализа нагружения рукава на ранее построенных вертолетах. Однако на винтокрыле вертикальный шарнир был вынесен необычно далеко, на 8% радиуса винта, и нагрузки от силы, которую передает шарнир, оказались очень большими и превышали нагрузки от демпфера.

Продольная ось рукава втулки была направлена вдоль продольной оси лопасти и проходила на расстоянии от носика лопасти, равном 1/4 хорды. Для улучшения устойчивости махового движения лопастей по предложению Д.К. Ефремова рукав сместили назад и повернули его с таким расчетом, чтобы продолжение оси рукава пересекало расстояние 1/4 хорды в сечении лопасти на относительном, радиусе r = 0,7.

При испытаниях лопастей с повернутыми рукавами втулки на натурном стенде возник «взрывной» флаттер, что привело к разрушению натурного стенда НС-22 с мотогондолой, несущим, и тянущим винтами. Испытания на тренажере показали, что управляемость существенно улучшается при изменении направления вращения винтов (с «баттерфляя» на «брасс»). Летные испытания подтвердили улучшение управляемости, но наступающие лопасти над кабиной создавали такой шум и вибрации, что пришлось возвращаться к прежнему направлению. Однако были и приятные сюрпризы. Опасных вибраций и резонансов, которые были ранее у вертолетов поперечной схемы и которых очень боялись, не оказалось. Этими вопросами на фирме занимался Б. Литваков.

Ка-22 в сборочном цехе Ташкентского авиазавода

В одном из полетов на месте второго пилота вместо Е. Евдокимова полетел молодой пилот А. Елсуков. Он случайно перевел мощность двигателей с несущих винтов на тянущие, и оказалось, что это совсем не опасно, как ожидалось. Увидев это, Ефремов после перевода винтокрыла на полет «по-вертолетному» повторил этот режим еще раз.

Поскольку летные испытания продвигались медленнее, чем. намечалось, Н.И. Камов принял решение пригласить для облета винтокрыла летчиков-испытателей ЛИИ Ю.А. Гарнаева и В.В. Виницкого. Д.К. Ефремов при облете исполнял обязанности второго пилота, Гарнаев в свойственной ему манере сразу начал энергичное увеличение скорости, но винтокрыл при этом начал быстро скользить и крениться вправо. Находящийся на правом сиденье Ефремов, зная технику пилотирования Гарнаева, управления не бросил и перевел винтокрыл на режим торможения, приведя его в нормальное положение перед зависанием. Пилотирование винтокрыла Виницким. характеризовалось большими для этого летчика отклонениями органов управления, но особой ситуации не возникало.

Винтокрыл Ка-22 был показан на авиационном празднике в Тушино 9 мая 1961 года и вызвал огромный интерес, как в нашей стране, так и за рубежом. На Ка-22 было установлено 7 мировых рекордов подъема на высоту: два на 2588 м без груза; пять – на 2588 м с грузом в 1000, 2000, 5000, 10000 и 15000 кг; рекорд подъема максимального груза 16485 кг на высоту более 2000 м.