Конвертопланы

Возможность выполнять взлет и посадку в ограниченном пространстве, перевозить грузы или войска на большое расстояние и на большой скорости при помощи одной-единственной машины всегда представляла для американских военных большой интерес. Эти задачи способен выполнять особый класс винтокрылой техники ─ конвертопланы. За счет изменяемого угла наклона несущих винтов эти машины способны взлетать и садиться по-вертолетному на ограниченном участке местности, а выполнять полеты ─ по-самолетному на относительно большой скорости и на большее, чем у вертолета, расстояние. Разработка аппаратов, способных сочетать в себе положительные качества вертолетов и самолетов, проводилась в США с 1930-х годов. Ее результатом стало создание пока единственного в мире серийного конвертоплана Bell Boeing V-22 Osprey.

В середине 1950-х годов "Фэйри Эвиэйшн Компани" разработала большую пассажирскую модель. Кроме нее, еще четыре британских фирмы взялись за проектирование перспективных летательных аппаратов, которым не требуется взлетно-посадочная полоса. В 1957 году начались испытания конвертоплана "Ротодайн", а впервые "Фэйри" представила его публике на авиасалоне в Фарнборо в сентябре 1958 года. Машина заинтересовала заказчиков, но на ее доводку до серийного образца тривиально не хватило денег. Ни правительство, ни заказчики не решились вложить 8-10 млрд. фунтов стерлингов. В итоге от "Ротодайна" остались лишь отдельные детали, раскиданные по провинциальным музеям. А ведь этот конвертоплан уже тогда выходил на скорость в 400 км/ч, в то время как абсолютный рекорд скорости для вертолетов был установлен только почти 30 лет спустя, в 1986 году, на специально подготовленном вертолете "Линкс" фирмы "Вестлэнд" — 400,9 км/ч.

Бум строительства конвертопланов прокатился по всему миру в 1950-1960-х годах. По заказу ВМС США фирма "Локхид" проектировала вертикально взлетающий палубный истребитель XFV-1 "Салмон", а фирма "Конвер" — истребитель XFY-1 "Пого". На ВВС США работала фирма "Райан", строившая конвертоплан Х-13. "Кертис-Райт" построила одноместный Х-100, с двумя несущими винтами, которые после взлета поворачивались вперед и превращались в тянущие. Оба винта работали от одного двигателя.

Компания "Белл" в августе 1955 года подняла в воздух конвертоплан с двумя поворотными роторами на концах крыльев "Белл XV-3" и двигателем мощностью 450 л.с. Неподвижные крылья имели размах 9,54 м, кабина вмещала четверых пассажиров.

В СССР, проект К-22

Развитие отечественного и зарубежного вертолетостроения открывало перспективы применения винтокрылых аппаратов в качестве транспортного средства для перевозки грузов большой массы на огромной территории нашей страны в условиях отсутствия развитой аэродромной сети. В середине 50-х годов ОКБ принимает революционное решение строить по тактико-техническим требованиям, заданным Министерством обороны, экспериментальный винтокрылКа-22 поперечной схемы с двумя несущими винтами на концах консолей крыла и двумя тянущими винтами. Это был новый для отечественной авиации тип летательного аппарата, сочетающего в себе достоинства вертолета, способного выполнять вертикальные взлет и посадку, и самолета, имеющего большие, по сравнению с вертолетом, грузоподъемность, дальность и скорость полета.

Главное внимание коллектива создателей винтокрыла Н.И.Камов сосредоточил на конструировании скоростных несущих винтов, определявших возможность достижения комбинированным летательным аппаратом скорости 400...450км/ч. На больших скоростях полета крыло аппарата должно было максимально разгрузить несущие винты, обеспечив малые коэффициенты сопротивления. Это позволяло иметь окружную скорость концов лопастей, равную скорости звука, а несущему винту работать на режиме, близком к режиму авторотации. Принципиально важным оказалось решение Н.И.Камова на больших скоростях полета машины сохранить на несущих винтах минимально необходимую нагрузку, достаточную для демпфирования их колебаний и обеспечения устойчивого поведения при маневрировании.

Создание и доводка Ка-22 потребовали выполнения большого объема теоретических и экспериментальных исследований. Под руководством С.Я.Финкеля был разработан пакет методик выбора параметров и основных летных характеристик аппарата, аэродинамического расчета, компоновки лопастей несущего винта машины, расчета внешних нагрузок, балансировки и др. Проводились специальные исследования для обеспечения оптимальных характеристик переходных режимов полета винтокрыла, подбора жесткостных характеристик элементов конструкции, предотвращения флаттера лопастей несущих винтов и явления "земного резонанса". Большое внимание было уделено решению проблем, связанных с устойчивостью и управляемостью комбинированного летательного аппарата. Результаты теоретических методов расчета удалось подтвердить на многочисленных моделях, стендах и специальных установках, а также в процессе летных испытаний.

К сожалению, роковую роль в судьбе Ка—22 сыграли два тяжелых летных происшествия, причину которых в то время так и не удалось установить однозначно. Руководство ВВС после этого не смогло преодолеть возникшее недоверие к летательному аппарату и не предоставило ОКБ возможность довести машину. Тем не менее проектирование, строительство и испытания такого сложного и большеразмерного винтокрылого аппарата позволили специалистам фирмы подняться на новый, более высокий научно-технический уровень.

В США, проект Ospray

Американцы тем временем продолжали упорно совершенствовать свои опытные образцы. Ухлопав 30 лет и миллиарды долларов, они, однако, своего добились. На свет появился первый боевой конвертоплан V-22 Osprey.

По-русски "Osprey" означает "скопа". Это похожая на сокола хищная птица, которая живёт у водоёмов и питается рыбой. Это название объясняется тем, что машина изначально предназначалась для поддержки военно-морских сил. Аппарат имеет широкий короткий корпус и узкие крылья, которые, впрочем, не столько служат в качестве несущих плоскостей, сколько поддерживают пропеллеры.

Разработка летательного аппарата с поворотными двигателями (первоначально он назывался XV-15) была начата в США еще в 1982 году. Спустя три года проект получил название V-22 Osprey, а в марте 1989 года его опытный экземпляр впервые поднялся в воздух. Главная особенность аппарата заключается в том, что лопасти могут вращаться не только в вертикальной плоскости, как у обычного самолёта, но и в горизонтальной, как у вертолёта. Таким образом, "Osprey" соединяет в себе преимущества двух этих аппаратов. На земле несущие винты расположены как у вертолёта, поэтому машине не нужен разбег, она стартует вертикально. В воздухе вся конструкция винта поворачивается, и теперь аппарат выглядит как самолёт с увеличенными пропеллерами. К июню 1991 года в распоряжении Пентагона находилось уже пять подобных летательных аппаратов, шестой — уже изготовленный — был разобран (очевидно, сказалось окончание "холодной войны" и связанное с ним ограничение бюджетных ассигнований). Так или иначе, но в начале 1992 года программу заморозили более чем на два года.

В декабре 1994 года, концепция Osprey была пересмотрена, в связи с планируемой передачей этих самолетов в распоряжение спецслужб. Пока различные виды Вооруженных Сил "перебрасывались" перспективной, но, похоже, в новых условиях, никому особо не нужной разработкой, V-22 оставался прикованным к земле.

После некоторых конструктивных доработок четыре (из пяти) Osprey снова поднялись в воздух только в 1997-98гг. Взлетный вес этих аппаратов был существенно снижен — до 14 800 кг. (пустых), что было достигнуто заменой титанового каркаса кабины на алюминиевый, практически полностью заменен хвостовой отсек. Поворотные двигатели были доработаны таким образом, чтобы достичь максимального снижения их веса.

Практически одновременно начались работы над новой, модернизированной версией этого самолета, получившей название MV-22B, первый полет которой состоялся в апреле 1999 года. Скорость обновленного Osprey достигла 633 км./час, максимальная высота полета — 7 620 метров, а полезная нагрузка — почти 13 тонн. С начала 2000-го года четыре MV-22B проходили практические испытания на десантном вертолетоносце "Эссекс", а еще один был временно прикомандирован к 58-му авиакрылу, обеспечивающему выполнение спецопераций (авиабаза Киртленд, Нью-Мексико).

Авторитет конвертоплана подорвали две катастрофы и увеличившаяся стоимость. Первый "Оспрей" разбился в апреле 2000 года. Тогда погибли 19 военнослужащих. Причиной признали ошибку пилота. Второй — вариант для ВВС MV-22 — разбился в декабре, погибли 4 человека. Длившееся пять месяцев расследование показало, что имелись проблемы в гидравлической системе и программном обеспечении бортовых компьютеров. Они возникали еще на предыдущем этапе испытаний, но военные, курирующие программу создания конвертоплана, об этом умалчивали. Мало того, они подписывали документы, в которых результаты испытаний откровенно "подправлялись". Пентагон не назвал имена этих офицеров, но сообщил, что они получили дисциплинарные взыскания.

Испытания были остановлены на 17 месяцев. За это время были внесены существенные поправки в конструкцию, вызвавшие ее удорожание. Если первоначально машина оценивалась в 40 млн. долларов, то после усовершенствования ее стоимость достигла 71 млн. долларов. Впрочем, фирмы-производители утверждают, что при крупносерийном производстве стоимость снизится до 58 млн. долларов.

В 2005 году V-22 "Оспрей" был принят на вооружения. Всего программа закупок предусматривает приобретение 410 конвертопланов, из которых 50 получат ВВС, а 360 — Корпус морской пехоты США. Общая стоимость контракта на производство этих машин составляет 50,5 млрд. долларов. Конгресс пока не утвердил такие расходы, но командование морской пехоты распорядилось готовить экипажи, чтобы, как только новые машины поступят на вооружение, сразу их задействовать. Пока компания "Боинг" получила заказ лишь на 11 серийных аппаратов стоимостью 817 млн. долларов.

Еще один контракт на 1 млрд. долларов заключен с "Белл Хеликоптер" на поставку комплектующих с длительным сроком изготовления для производства 16 конвертопланов V-22 до сентября 2009 года. 14 комплектов предназначены для производства модификации MV-22 для военно-морских сил, а 2 для CV-22 в варианте ВВС с поставкой в 2007 году.

В 2005 году ВМС США получили первый штурмовой десантный корабль проекта LPD 17 "Сан-Антонио". Корабли этого класса в перспективы заменят целую линейку различных десантных средств и станут основой морских десантных соединений США. "Сан-Антонио" несет два специальных десантных катера на воздушной подушке, 17 плавающих бронетранспортеров и, самое главное, конвертопланы "Оспрей".

В марте 2006 года Пентагон получил первый боевой конвертоплан MV-22 Osprey.

При проектировании самолета V-22 большое внимание уделялось повышению устойчивости к боевым повреждениям, а также увеличению защищенности конструкции и экипажа. Для этого были предприняты следующие меры:

  • все важные системы разнесены для уменьшения вероятности их поражения одним боеприпасом;
  • осуществлено бронирование кресел экипажа и личного состава;
  • лопасти винтов выполнены из композиционных материалов;
  • кабина и грузовой отсек оборудованы мощной системой вентиляции и наддува для предотвращения попадания в них ОМП, продуктов горения и других вредных веществ;
  • применена система электромагнитной защиты основных электрических цепей от наведенных импульсов тока, возникающих при попадании молнии или проведении ядерных взрывов в районе нахождения самолета;
  • тяжелые элементы конструкции, такие, как двигатели и редукторы, расположены на максимальном расстоянии от экипажа для предотвращения ранений в случае нештатной посадки;
  • усилена конструкция носовой части фюзеляжа и кабины экипажа с целью предотвращения ранений и гибели экипажа при разрушении самолета. Кабина сохраняет 85 проц. своего объема при падении с высоты 20 м, носовой обтекатель может поглощать энергию, возникающую при ударе о поверхность со скоростью до 120 км/ч;
  • шасси полностью поглощают энергию при столкновении с поверхностью со скоростью до 30 км/ч;
  • крыло и лопасти винтов сконструированы таким образом, что они не наносят повреждений кабинам, при нештатной посадке, например при касании поверхности с гондолами, повернутыми горизонтально, осколки лопастей разлетаются в стороны от фюзеляжа;
  • система крепления грузов выдерживает нормальные перегрузки oт -5 дo +16 g и тангенциальные до + 10 g;
  • после приводнения самолет может сохранять плавучесть в течение почти 10 мин при волнении моря 5 баллов.

Основным назначением ВТС MV-22 является воздушная переброска личного состава и грузов подразделений МП США при проведении морских десантных операций. Применение этого самолета значительно повышает мобильность перевозок, сокращает время высадки и снижает требования к району десантирования, а также приводит к уменьшению числа потерь при преодолении ПВО противника. Благодаря большей дальности и скорости полета MV-22 по сравнению с имеющимися на вооружении МП транспортно-десантными вертолетами СП-46 и СН-53 при проведении морской десантной операции десантные корабли могут располагаться на большем расстоянии от береговой линии.

Проект V-280 Valor

Перспективный конвертоплан Bell Helicopter, получивший название V-280 Valor (V ─ vertical lift, вертикальный взлет; 280 ─ крейсерская скорость в узлах), будет предложен Армии США на тендер FVL, который планируется объявить в рамках программы Future Vertical Lift. Реализацией программы Армия США занимается с 2004 года, однако из-за разного рода задержек конкретных результатов по ней пока получено не было. Согласно действующим задачам программы, военные намерены получить первый летающий демонстратор технологий в 2017 году. Новые машины в составе армейской авиации после 2030 года должны будут заменить устаревшие многоцелевые вертолеты UH-60 Black Hawk, ударные AH-64 Apache и транспортные CH-47 Chinook.

Формальных требований к перспективному вертолету или конвертоплану американские военные также пока не сформировали. При этом они все же объявили, что новые машины по своим скорости, грузоподъемности, дальности полета, топливной эффективности и способности к зависанию «должны превосходить все существующие винтокрылые летательные аппараты». Предположительно, новые вертолеты должны будут уметь висеть на высоте не менее трех тысяч метров и совершать крейсерские полеты на высоте не менее 9,1 тысячи метров. Создание такого типа машины потребует разработки универсальных двигателей, приспособленных к выполнению разнородных задач, и системы обеспечения пилотов кислородом.

Проект своего нового конвертоплана Bell Helicopter представила 10 апреля 2013 года на ежегодном профессиональном форуме Американской ассоциации военнослужащих армейской авиации в Форт-Уорте в Техасе. Согласно заявлению компании, перспективная машина относится к конвертопланам третьего поколения. Впрочем сами критерии, по которым было произведено деление авиационной техники такого класса на поколения, американская фирма не уточнила. Вероятно к первому поколению Bell Helicopter относит машины XV-3 и XV-15, разрабатывавшиеся в 1950-1970-х годах, а ко второму ─ серийные V-22 и перспективные гражданские AW609, создаваемые совместно с итальянской компанией AgustaWestland.

По предварительным расчетам, V-280 сможет совершать полеты на крейсерской скорости в 518,6 километра в час, а боевой радиус машины составит 926-1481 километр. Дальность развертывания машины без привлечения вспомогательных сил составит 3,9 тысячи километров. Конвертоплан получит электро-дистанционную систему управления с тройной избыточностью. Кроме того, Valor планируется оснастить убирающимися шасси и двумя боковыми дверями шириной 1,8 метра для быстрой высадки и посадки десанта. В состав экипажа конвертоплана будут входить четыре человека. Кроме того, Valor сможет перевозить до 11 десантников.

В отличие от серийного V-22 двигатели V-280 будут неподвижными: при переходе из вертолетного в самолетный режим и обратно свое положение будут менять только винты. По данным Bell Boeing, такая конструкция значительно упростит высадку и посадку десанта, а также облегчит прицеливание для стрелков в дверных проемах. Еще одним отличием от V-22 станет нормальная стреловидность несущего крыла, которое будет изготавливаться как цельная деталь из композиционных материалов. Такая технология позволит быстро выявлять дефекты, возникающие в ходе эксплуатации. Фюзеляж Valor также будет изготавливаться с использованием композиционных материалов.

 


Одноразовая флешка


Железные дороги, от которых захватывает дух


Самый дорогой обогреватель - Dyson Hot


Самый лучший телевизор от Samsung


Американские грузовики


Прослушка Gmail — приоритет № 1 для ФБР на 2013 год


Американский "Топор" 5-го поколения - F-35 Lightning II


Смартфоны Oppo


Производитель электромобилей Detroit Electric вышел из комы


Philips DesignLine TV с корпусом из цельного стекла


Высокоскоростная фотосъемка разбивающейся лампы


Полиция класса люкс


Volkswagen Transporter - шестое поколение


Самолет для камикадзе


Яхта Peri 41 T


Техника Apple изменившая мир


Реактивный самолет бизнес-класса Honda


Налог на роскошные автомобили может быть не для всех


"Прыжок кита"


Аудиосистема Bowers & Wilkins Z2