В чем секреты боевой работы сверхскоростных вертолетов

Просто история:

Когда-то давно, на заре применения вертолетов по прямому назначению, сама идея перемещаться из пункта А в пункт Б со скоростью, приближающейся к 500 км/ч, казалась невероятной. Технологий едва хватало, чтобы и летать, и воевать. Время шло, и прогресс неизбежно привел к тому, что, помимо совершенствования нового вооружения, электронных систем и вспомогательного оборудования, вертолеты начали перемещаться все быстрее и быстрее.

Предел крейсерской скорости был достигнут крайне быстро, а все дальнейшие работы по увеличению скорости полета «утыкались» либо в проблему серьезного износа техники, либо разбивались о законы физики, которые, казалось, ставят на проектах сверхскоростных вертолетах крест. Работы по созданию сверхскоростного вертолета в России – отдельная и увлекательная тема для изучения, учитывая, что опыт по созданию вертолетов, характеристики которых находились если не за гранью возможного, то выше большинства существующих машин, в отечественной школе вертолетостроения имеется.

Заслуги первопроходцев

Авиационные эксперты и специалисты в области вертолетостроения признаются, что машины универсальнее, чем вертолет для решения локальных задач не найти. Всем хороша винтокрылая техника – и маневренность приличная, и вооружение при необходимости можно установить, и грузоподъемность на приличном уровне. Единственное, чего вертолетам почти всегда не доставало – скорость.

К вопросу достижения максимально возможной скорости полета на разных этапах развития вертолетостроения подходили по-разному: создавали необычные схемы с несколькими несущими винтами, придумали дополнительные реактивные двигатели, перерабатывали сам дизайн. Всех технических решений и путей, которыми разработчики пытались достичь максимально возможной для машины скорости, не сосчитать. Пока зарубежные производители сосредотачивали усилия в производстве экспериментальных машин, направленных лишь на достижение максимальной скорости, отечественные авиационные специалисты не забывали и о практической стороне вопроса.

Ка-22 – один из самых необычных вертолетов, когда-либо созданных отечественной авиационной промышленностью. Вертолет с крайне необычными формами создавался с целью не просто преодолевать расстояния с максимально возможной скоростью. Есть основания полагать, что на долю Ка-22 с мощными турбовинтовыми двигателями возлагалось выполнение ответственной задачи – максимально быстрой и скрытной переброски ракетного вооружения вместе с пусковыми установками.

Разработкой Ка-22 занимались сразу несколько ведущих авиационных инженеров, благодаря которым в 1961 году уникальный скоростной вертолет-тяжеловес установил сразу восемь мировых рекордов, включая рекорд по скорости полета – 356 км/ч и максимальной массы груза в 16,5 тонны, поднятого на высоту две тысячи метров. Эти рекорды, кстати, не побиты и по сей день. Машина, по внешнему виду больше напоминающая конвертоплан, была оснащена мощной силовой установкой – два  ГТД Д-25ВК мощностью по 5900 л.с каждый, расположенных на концах крыльев, обеспечивали хорошую тягу и давали вертолету  с максимальной взлетной массой в 42,5 тонны возможность летать со скоростью, недостижимой для других винтокрылых машин.

Помимо разработки транспортного вертолета, отечественные авиационные инженеры были заняты созданием еще одного крайне необычного вертолета – ударного. В КБ Миля после целого ряда испытаний, расчетов и проверок пришли к выводу, что облик будущей боевой машины вполне может отличаться от «классического». Стоит отметить, что во время работ над машиной под обозначением «Изделие 280» в расчет принимались все варианты исполнения, а компоновка с поперечной схемой и двумя несущими винтами была одной из основных.

В начале 70-х на свет появился и первый полноразмерный макет такой машины – винтокрыл с двумя несущими винтами и одним толкающим, размещенным в хвосте машины. По замыслу разработчиков, подобная конструкция должна была обеспечить воздушной штурмовой машине эффективную работу со всей номенклатурой авиационного вооружения, включая управляемые и неуправляемые ракеты, а в довесок к противотанковым ракетам комплекса 9М114 «Штурм» предлагалось разместить и 30-мм авиационную пушку со специальным электромеханическим управлением.

Специалисты отмечают, что если бы проект был до конца реализован, Военно-воздушные силы СССР смогли бы обладать уникальной машиной, равных которой по боевым и летным характеристикам не было бы долгое время.

«Если опустить вопрос с вооружением, которого у изделия было достаточно, следует обратить внимание на два ключевых момента – унификацию и летные характеристики», – поясняет в интервью «Звезде» авиационный инженер, специалист в области бортового оборудования Сергей Сомов.

«Первое, о чем нужно помнить, – вертолет планировалось собирать с использованием узлов и агрегатов серийного вертолета Ми-24. Это говорит о надежности и ремонтопригодности машины и соответственно о стоимости производства. К тому же машина с двумя несущими винтами по планам разработчиков должна была передвигаться со скоростью чуть больше 400 км/ч, что вполне неплохо, учитывая, что конструктивно почти на 80% это все тот же Ми-24. Еще одним важным достижением разработчиков было бронирование  – крупнокалиберных пулеметов такой машине можно было не бояться», – добавил эксперт.

Наследник рекордсменов

Перспективу высокоскоростного вертолета видят и отечественные специалисты в области вертолетостроения. Создать машину, способную преодолевать десятки и сотни километров вдвое, а то и втрое быстрее существующих сегодня вертолетов, – верх инженерного мастерства. Разработчики винтокрылых машин, похоже, всерьез озадачились вопросом конкуренции небольшим самолетам, поскольку исследовательские и опытные работы по созданию отдельных узлов, элементов и систем нового вертолета уже ведутся.

Помимо возможного боевого применения подобных машин, разработчики заняты решением и гражданских задач повышенной сложности, таких как полеты в труднодоступную местность, участие подобных машин в ликвидации последствий катастроф самого разного характера, а также возможные региональные авиаперевозки. По программе перспективного скоростного вертолета планируется работа по двум разработкам – вертолетам Ми-Х1 с максимальной дальностью полета в 1500 километров и вертолету Ка-92 с возможностью преодолевать такое же расстояние. Следует отметить, что в проектировании и разработке подобных вертолетов, помимо традиционных и испытанных годами технический решений, есть и проблемы, которые разработчикам предстоит решить.

«По части НИОКР основные сложности будут связаны со сверхсложной системой управления,– поясняет в интервью «Звезде» начальник отдела научно-технической информации ЦАГИ им. Жуковского Иван Кудишин, – такая система должна будет без участия летчика учитывать массу постоянно изменяющихся параметров, в том числе флюгировать лопасти винтов, идущие против потока».

Высокая скорость полета, которой разработчики планируют наделить новые вертолеты – техническое достижение. Однако с увеличением скорости появляется и целый ряд проблем, среди которых возрастающая нагрузка на узлы и агрегаты перспективной машины.

«Здесь можно привести один простой пример – механизм перекоса лопастей, нагрузка на который с увеличением скорости серьезно возрастет», – отметил в интервью «Звезде» заместитель главного конструктора по авиационному оборудованию АО НПО «ОКБ им. М.П Симонова» Илья Матвеев.

«На мой взгляд, при увеличении диапазона скоростей вертолет все дальше будет уходить от границ устойчивости в полете. В этом случае системам автоматического контроля придется жестче держать машину в допустимых ограничениях, чтобы не допустить катастрофы. Иными словами, большое количество параметров движения вертолета нужно будет подстраивать друг под друга», – пояснил эксперт.

Помимо возросшей нагрузки на узлы и агрегаты вертолета, по словам специалистов, разработчики будут вынуждены решать целый ряд проблем, связанных со сроком службы и ресурсом критически важных агрегатов. Создание и отладка системы подавления срыва на отступающей лопасти винта будет способствовать «выходу» вертолета с разгонно-тормозящим винтом на скорость полета  500 км/ч. Отдельно о возможном применении подобных технологий стоит упомянуть в случае с вертолетом S-97 Raider от компании Sikorsky. Представленный одноименной американской компанией в 2013 году вертолет является одной из первых машин, спроектированных и построенных по «нетрадиционной» схеме», способной хоть как-нибудь летать.

Эксперты отмечают, что серьезных успехов на этом поприще у американских и европейских компаний не было на протяжении десятков лет и проект «легкого ударного вертолета» необычной формы  – первый, но трудный шаг по созданию принципиально новой винтокрылой машины. Несмотря на явный прогресс в работах над «вертолетом будущего», у компании Sikorsky наблюдается и ряд сложностей, из-за которых речь о постройке серийной машины вести пока рано, ведь одно дело  – создавать макеты и рекордные вертолеты для разовых испытаний, и совершенно другое  – запустить в производство серийную машину, способную к работе в боевых условиях. Уязвимость подобного вертолета на поле боя  – едва ли не самый важный вопрос, о котором предстоит подумать сотням самых разных специалистов.

«Боевой скоростной вертолет  – вещь крайне уязвимая, и необходимо уделить огромное внимание как пассивным мерам защиты, так и активным»,  – поясняет в интервью «Звезде» начальник отдела научно-технической информации ЦАГИ им. Жуковского Иван Кудишин.

«Среди пассивных мер  – уменьшение линейных размеров, возможность выполнять неожиданные и энергичные маневры уклонения с высокой перегрузкой, по возможности  – забронировать тяги автомата перекоса, вал привода маршевого винта, БЦВМ и так далее, а среди активных мер  – все также актуально будет применение различных ловушек и средств радиоэлектронной борьбы»,  – добавил эксперт.

Перспективы и наработки

Разработке новейших электронных систем для проекта ПСВ уделяют не меньше внимания, чем работе над силовыми установками. Серьезными успехами могут похвастаться специалисты АО «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ), представившие интегрированный комплекс бортового оборудования для новой машины, а 24 декабря 2015 года совершила первый полет уникальная летающая лаборатория для изучения некоторых технических решений для проекта перспективного скоростного вертолета.

Отмечается, что уникальное воздушное судно на базе переоборудованного вертолета Ми-24К будет измерять с десяток параметров и протестирует множество новейших технических решений  – от бортовых электронных систем то сверхлегких материалов, применяемых в авиационной промышленности.

Все работы с летающей лабораторией, по словам специалистов, лишь часть опытно-конструкторских и научных работ по созданию перспективного сверхскоростного вертолета, серийное производство которого планируют начать в 2020-2022 году, а первый полет демонстратора должен состояться в 2018-м. Отмечается, что в данный момент над проектом ПСВ продолжают работать оба легендарных конструкторских бюро  – КБ Миля и КБ Камова, авторству которых уже принадлежат уникальные винтокрылые машины гражданского и военного назначения.

Автор: Дмитрий Юров

Фото: Mai.ru/russianhelicopters.aero/sikorsky.com

http://tvzvezda.ru/news/forces/content/201601040739-qbby.htm

 

Дополнение от камрада BobberRu

В начале 70-х на свет появился и первый полноразмерный макет такой машины – винтокрыл с двумя несущими винтами и одним толкающим, размещенным в хвосте машины.