За последнее время в мире вертолетной техники произошло несколько значимых событий. Американская компания Kaman Aerospace объявила о намерении возобновить производство синхроптеров, Airbus Helicopters пообещала разработать первый гражданский вертолет с электродистанционным управлением, а немецкая e-volo - испытать 18-роторный двухместный мультикоптер. Чтобы не запутаться во всем этом разнообразии, мы решили составить краткий ликбез по основным схемам вертолетной техники.
Впервые идея летательного аппарата с несущим винтом появилась около 400 года нашей эры в Китае, однако дальше создания детской игрушки дело не пошло. Всерьез инженеры взялись за создание вертолета в конце XIX века, а первый вертикальный полет нового типа летательного аппарата состоялся в 1907 году, спустя всего четыре года после первого полета братьев Райт. В 1922 году авиаконструктор Георгий Ботезат испытал вертолет-квадрокоптер, разработанный по заказу Армии США. Это был первый в истории устойчиво управляемый полет техники такого типа. Квадрокоптер Ботезата сумел взлететь на высоту пяти метров и провел в полете несколько минут.
С тех пор вертолетная техника претерпела множество изменений. Появился класс винтокрылых летательных аппаратов, который сегодня делится на пять типов: автожир, вертолет, винтокрыл, конвертоплан и X-крыло. Все они отличаются конструкцией, способом взлета и полета, управлением несущим винтом. В этом материале мы решили рассказать именно о вертолетах и их основных типах. При этом за основу была взята классификация по компоновке и расположению несущих винтов, а не традиционная - по типу компенсации реактивного момента несущего винта.
Вертолет является винтокрылым летательным аппаратом, у которого подъемная и движущая силы создаются одним или несколькими несущими винтами. Такие винты располагаются параллельно земле, а их лопасти устанавливаются под определенным углом к плоскости вращения, причем угол установки может изменяться в достаточно широких пределах - от нуля до 30 градусов. Установка лопастей на ноль градусов называется холостым ходом винта или флюгированием. В этом случае несущий винт не создает подъемной силы.
Во время вращения лопасти захватывают воздух и отбрасывают его в направлении, противоположном движению винта. В результате перед винтом создается зона пониженного давления, а за ним - повышенного. В случае вертолета так возникает подъемная сила, которая очень похожа на образование подъемной силы фиксированным крылом самолета. Чем больше угол установки лопастей, тем большую подъемную силу создает несущий винт.
Характеристики несущего винта определяются двумя основными параметрами - диаметром и шагом. Диаметр винта определяет возможности вертолета по взлету и посадке, а также отчасти величину подъемной силы. Шаг винта - это воображаемое расстояние, которое воздушный винт пройдет в несжимаемой среде при определенном угле установки лопастей за один оборот. Последний параметр влияет на подъемную силу и скорость вращения ротора, которую на большей части полета летчики стараются держать неизменной, меняя только угол установки лопастей.
При полете вертолета вперед и вращении несущего винта по часовой стрелке, набегающий поток воздуха сильнее воздействует на лопасти с левой стороны, из-за чего возрастает и их эффективность. В результате левая половина окружности вращения винта создает большую подъемную силу, чем правая, и возникает кренящий момент. Для его компенсации конструкторы придумали - это особая система, которая уменьшает угол установки лопастей слева и увеличивает его справа, выравнивая таким образом подъемную силу по обе стороны винта.
В целом, вертолет имеет несколько преимуществ и несколько недостатков перед самолетом. К преимуществам относится возможность вертикального взлета и посадки на площадки, диаметр которых в полтора раза превосходит диаметр несущего винта. При этом вертолет может на внешней подвеске перевозить крупногабаритные грузы. Вертолеты отличаются и лучшей маневренностью, поскольку могут висеть вертикально, лететь боком или задом-наперед, поворачиваться на месте.
К недостаткам же относятся большее, чем у самолетов, потребление топлива, большая инфракрасная заметность из-за горячего выхлопа двигателя или двигателей, а также повышенная шумность. Кроме того, вертолетом в целом сложнее управлять из-за ряда особенностей. Например, летчикам вертолетов знакомы явления земного резонанса, флаттера, вихревого кольца, эффекта запирания несущего винта. Эти факторы могут приводить к разрушению или падению машины.
У вертолетной техники любых схем существует режим авторотации. Он относится к аварийным режимам. Это означает, что при отказе, например, двигателя несущий винт или винты при помощи обгонной муфты отсоединяются от трансмиссии и начинают свободно раскручиваться набегающим потоком воздуха, тормозя падение машины с высоты. В режиме авторотации возможна управляемая аварийная посадка вертолета, причем вращающийся несущий винт через редуктор продолжает раскручивать рулевой винт и генератор.
Классическая схема
Из всех типов вертолетных схем сегодня самой распространенной является классическая. При такой схеме машина имеет только один несущий винт, который может приводиться в движение одним, двумя или даже тремя двигателями. К этому типу, например, относятся ударные AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Ми-28Н, транспортно-боевые Ми-24 и Ми-35, транспортные Ми-26, многоцелевые UH-60L Black Hawk и Ми-17, легкие Bell 407 и Robinson R22.
При вращении несущего винта на вертолетах классической схемы возникает реактивный момент, из-за которого корпус машины начинает раскручиваться в сторону, противоположную вращению ротора. Для компенсации момента используют рулевое устройство на хвостовой балке. Как правило им является рулевой винт, но это может быть и фенестрон (винт в кольцевом обтекателе) или несколько воздушных сопел на хвостовой балке.
Особенностью классической схемы являются перекрестные связи в каналах управления, обусловленные тем, что рулевой винт и несущий приводятся одним и тем же двигателем, а также наличием автомата перекоса и множества других подсистем, ответственных за управление силовой установкой и роторами. Перекрестная связь означает, что при изменении какого-либо параметра работы воздушного винта, поменяются и все остальные. Например, при увеличении частоты вращения несущего винта возрастет и частота вращения рулевого.
Управление полетом осуществляется наклоном оси вращения несущего винта: вперед - машина полетит вперед, назад - назад, вбок - вбок. При наклоне оси вращения возникнет движущая сила и уменьшается подъемная. По этой причине для сохранения высоты полета летчику необходимо менять и угол установки лопастей. Направление полета задается изменением шага рулевого винта: чем он меньше, тем меньше компенсируется реактивный момент, и вертолет поворачивает в сторону, противоположную вращению несущего винта. И наоборот.
В современных вертолетах в большинстве случаев управление полетом по горизонтали осуществляется при помощи автомата перекоса. Например, для движения вперед летчик при помощи автомата уменьшает угол установки лопастей для передней половины плоскости вращения крыла и увеличивает - для задней. Таким образом сзади подъемная сила увеличивается, а спереди - уменьшается, благодаря чему изменяется наклон винта и появляется движущая сила. Такая схема управления полетом применяется на всех вертолетах почти всех типов, если на них установлен автомат перекоса.
Соосная схема
Второй по распространенности вертолетной схемой является соосная. В ней рулевой винт отсутствует, зато есть два несущих винта - верхний и нижний. Они располагаются на одной оси и вращаются синхронно в противоположных направлениях. Благодаря такому решению винты компенсируют реактивный момент, а сама машина получается несколько более устойчивой по сравнению с классической схемой. Кроме того, у вертолетов соосной схемы практически отсутствуют перекрестные связи в каналах управления.
Наиболее известным производителем вертолетов соосной схемы является российская компания «Камов». Она выпускает корабельные многоцелевые вертолеты Ка-27, ударные Ка-52 и транспортные Ка-226. Все они имеют по два винта, расположенных на одной оси друг под другом. Машины соосной схемы, в отличие от вертолетов классической схемы, способны, например, делать воронку, то есть выполнять облет цели по кругу, оставаясь на одном и том же расстоянии от нее. При этом носовая часть всегда остается развернутой в сторону цели. Управление рысканием осуществляется подтормаживанием одного из несущих винтов.
В целом управлять вертолетами соосной схемы несколько проще, чем обычными, особенно в режиме висения. Но существуют и свои особенности. Например, при выполнении петли в полете может случиться перехлест лопастей нижнего и верхнего несущего винтов. Кроме того, в проектировании и производстве соосная схема более сложна и дорога, чем классическая схема. В частности из-за редуктора, передающего вращение вала двигателя на винты, а также автомата перекоса, синхронно устанавливающего угол лопастей на винтах.
Продольная и поперечная схемы
Третьей по популярности является продольная схема расположения несущих винтов вертолета. В этом случае винты располагаются параллельно земле на разных осях и разнесены друг от друга - один находится над носовой частью вертолета, а другой - над хвостовой. Типичным представителем машин такой схемы является американский тяжелый транспортный вертолет CH-47G Chinook и его модификации. Если винты располагаются на законцовках крыльев вертолета, то такая схема называется поперечной.
Серийных представителей вертолетов поперечной схемы сегодня не существует. В 1960-1970-х годах конструкторское бюро Миля разрабатывало тяжелый грузовой вертолет В-12 (также известен, как Ми-12, хотя этот индекс неверен) поперечной схемы. В августе 1969 года прототип В-12 установил рекорд грузоподъемности среди вертолетов, подняв на высоту 2,2 тысячи метров груз массой 44,2 тонны. Для сравнения самый грузоподъемный в мире вертолет Ми-26 (классическая схема) может поднимать грузы массой до 20 тонн, а американский CH-47F (продольная схема) - массой до 12,7 тонны.
У вертолетов продольной схемы несущие винты вращаются в противоположных направлениях, однако это компенсирует реактивные моменты лишь отчасти, из-за чего в полете летчикам приходится учитывать возникающую боковую силу, уводящую машину с курса. Движение в стороны задается не только наклоном оси вращения несущих винтов, но и разными углами установки лопастей, а управление рысканием производится за счет изменения частоты вращения роторов. Задний винт у вертолетов продольной схемы всегда располагается чуть выше переднего. Это сделано для исключения взаимного влияния от их воздушных потоков.
Кроме того, на определенных скоростях полета вертолетов продольной схемы иногда могут возникать значительные вибрации. Наконец, вертолеты продольной схемы оснащаются сложной трансмиссией. По этой причине такая схема расположения винтов распространена мало. Зато вертолеты продольной схемы меньше других машин подвержены возникновению вихревого кольца. В этом случае во время снижения воздушные потоки, создаваемые винтом, отражаются от земли вверх, затягиваются винтом и снова направляются вниз. При этом подъемная сила несущего винта резко снижается, а изменение частоты вращения ротора или увеличение угла установки лопастей эффекта практически не оказывает.
Синхроптер
Сегодня вертолеты, построенные по схеме синхроптера, можно отнести к самым редким и наиболее интересными с конструктивной точки зрения машинами. Их производством до 2003 года занималась только американская компания Kaman Aerospace. В 2017 году компания планирует возобновить выпуск таких машин под обозначением K-Max. Синхроптеры можно было бы отнести к вертолетам поперечной схемы, поскольку валы двух их винтов расположены по бокам корпуса. Однако оси вращения этих винтов расположены под углом другу к другу, а плоскости вращения - пересекаются.
У синхроптеров, как у вертолетов соосной, продольной и поперечной схем, рулевой винт отсутствует. Несущие же винты вращаются синхронно в противоположные стороны, а их валы связаны друг с другом жесткой механической системой. Это гарантированно предотвращает столкновение лопастей при разных режимах и скоростях полета. Впервые синхроптеры были изобретены немцами во время второй мировой войны, однако серийное производство велось уже в США с 1945 года компанией Kaman.
Направлением полета синхроптера управляют исключительно изменением угла установки лопастей винтов. При этом из-за перекрещивания плоскостей вращения винтов, а значит сложения подъемных сил в местах перекрещивания, возникает момент кабрирования, то есть подъема носовой части. Этот момент компенсируется системой управления. В целом же, считается, что синхроптером проще управлять в режиме висения и на скоростях больше 60 километров в час.
К достоинствам таких вертолетов относится экономия топлива за счет отказа от рулевого винта и возможность более компактного размещения агрегатов. Кроме того, синхроптерам характерна большая часть положительных качеств вертолетов соосной схемы. К недостаткам же относится необычайная сложность механической жесткой связи валов винтов и системы управления автоматами перекоса. В целом это делает вертолет дороже, по сравнению с классической схемой.
Мультикоптер
Разработка мультикоптеров началась практически одновременно с работами над вертолетом. Именно по этой причине первым вертолетом, совершившим управляемый взлет и посадку стал в 1922 году квадрокоптер Ботезата. К мультикоптерам относят машины, как правило имеющие четное количество несущих винтов, причем их должно быть больше двух. В серийных вертолетах сегодня схема мультикоптеров не используется, однако она чрезвычайно популярна у производителей малой беспилотной техники.
Дело в том, что в мультикоптерах используются винты с неизменяемым шагом винта, причем каждый из них приводится в движение своим двигателем. Компенсация реактивного момента производится вращением винтов в разные стороны - половина крутится по часовой стрелке, а другая половина, расположенная по диагонали, - в противоположном направлении. Это позволяет отказаться от автомата перекоса и в целом значительно упростить управление аппаратом.
Для взлета мультикоптера частота вращения всех винтов увеличивается одинаково, для полета в сторону - вращение винтов на одной половине аппарата ускоряется, а на другой - замедляется. Поворот мультикоптера производится замедлением вращения, например, винтов, крутящихся по часовой стрелке или наоборот. Такая простота конструкции и управления и послужила основным толчком к созданию квадрокоптера Ботезата, однако последующее изобретение рулевого винта и автомата перекоса практически затормозило работы над мультикоптерами.
Причиной же, по которой сегодня не существует мультикоптеров, предназначенных для перевозки людей, является безопасность полетов. Дело в том, что в отличие от всех остальных вертолетов, машины с несколькими винтами не могут совершать аварийную посадку в режиме авторотации. При отказе всех двигателей мультикоптер становится неуправляемым. Впрочем, вероятность такого события невысока, однако отсутствие режима авторотации является главным препятствием для прохождении сертификации на безопасность полетов.
Впрочем, в настоящее время немецкая компания e-volo занимается разработкой мультикоптера с 18 роторами. Этот вертолет предназначен для перевозки двух пассажиров. Как ожидается, он совершит первый полет в ближайшие несколько месяцев. По расчетам конструкторов, прототип машины сможет находиться в воздухе не больше получаса, однако этот показатель планируется довести по меньшей мере до 60 минут.
Следует также отметить, что помимо вертолетов с четным количеством винтов существуют и мультикоптерные схемы с тремя и пятью винтами. У них один из двигателей расположен на отклоняемой в стороны платформе. Благодаря этому осуществляется управление направлением полета. Впрочем, в такой схеме становится сложнее гасить реактивный момент, поскольку два винта из трех или три из пяти всегда вращаются в одном направлении. Для нивелирования реактивного момента некоторые из винтов вращаются быстрее, а это создает ненужную боковую силу.
Скоростная схема
Сегодня наиболее перспективной в вертолетной технике считается скоростная схема, позволяющая вертолетам летать на существенно большей скорости, чем могут современные машины. Чаще всего такую схему называют комбинированным вертолетом. Машины этого типа строятся по соосной схеме или с одним винтом, однако имеют небольшое крыло, создающее дополнительную подъемную силу. Кроме того, вертолеты могут быть оснащены толкающим винтом в хвостовой части или двумя тянущими на законцовках крыла.
Ударные вертолеты классической схемы AH-64E способны развивать скорость до 293 километров в час, а соосные Ка-52 - до 315 километров в час. Для сравнения, комбинированный вертолет - демонстратор технологий Airbus Helicopters X3 с двумя тянущими винтами может разгоняться до 472 километров в час, а его американский конкурент с толкающим винтом - Sikorksy X2 - до 460 километров в час. Перспективный разведывательный скоростной вертолет S-97 Raider сможет летать на скоростях до 440 километров в час.
Строго говоря, комбинированные вертолеты относятся скорее не к вертолетам, а к другому типу винтокрылых летательных аппаратов - винтокрылам. Дело в том, что движущая сила у таких машин создается не только и не столько несущими винтами, сколько толкающими или тянущими. Кроме того, за создание подъемной силы отвечают и несущие винты, и крыло. А на больших скоростях полета управляемая обгонная муфта отключает несущие винты от трансмиссии и дальнейший полет идет уже в режиме авторотации, при которой несущие винты работают, фактически, как крыло самолета.
В настоящее время разработкой скоростных вертолетов, которые в перспективе смогут развивать скорость свыше 600 километров в час, занимаются несколько стран мира. Помимо Sikorsky и Airbus Helicopters такие работы ведут российские «Камов» и конструкторское бюро Миля (Ка-90/92 и Ми-X1 соответственно), а также американская Piacesky Aircraft. Новые комбинированные вертолеты смогут совместить в себе скорость полета турбовинтовых самолетов и вертикальные взлет и посадку, присущие обычным вертолетам.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
В 1976 году планировалось поступление на вооружение нового вертолёта CH-46Е, созданного на базе вертолёта CH-46D. В иностранной печати указывалось, что он будет оснащён двигателем Т58-16 мощностью 1870 л. с, иметь максимальный взлётный вес 10600 кг и сможет взлетать с площадки, расположенной на высоте 900 м над уровнем моря, при температуре окружающего воздуха 33°С. Для этого же вертолёта к началу 1979 года намечается разработать лопасти несущего винта из стеклопластика.
К выполнению программы дальнейшей модернизации вертолёта СН-47 фирма «Боинг» приступила в конце 1976 года. На новом варианте вертолёта, получившем обозначение CH-47D, установлены (в отличие от последней модели СН-47С) упрощённая гидравлическая система и усовершенствованная система управления. Сообщается, что в результате внесения ряда конструктивных изменений повысится живучесть вертолёта, В конечном итоге специалисты фирмы предполагают снизить уязвимость вертолёта от огня противника на 36-75%. Намечено модернизировать 198 вертолётов, темп работ - три машины в месяц. По оценке командования армии США, выполнение данной программы модернизации позволит значительно улучшить боевые возможности вертолётов СН-47.
Основные расчётные тактико-технические характеристики указанных выше новых и модернизированных вертолётов приведены в таблице.
В настоящее время специалисты армии США определяют комплекс требовании к перспективному разведывательному вертолёту, создание которого намечено по программе ASH (Advanced Scout Helicopter). В частности, как сообщалось в иностранной печати, их требования к оборудованию такого вертолёта предусматривают установку комплекса электронного оборудования (общий вес которого не должен превышать 370 кг), включающего телевизионную систему обнаружения, инфракрасную систему ночного видения в передней полусфере, лазерный целеуказатель и лазерный дальномер.
По этой программе намечено закупить 700 машин. Некоторые американские специалисты считают, что поскольку одним из главных условий программы ASH является низкая стоимость вертолёта (менее 1 млн. долларов), то разработка новой машины исключена. Возможны только два варианта выполнения программы: модернизация 700 состоящих в настоящее время на вооружении лёгких разведывательных вертолётов или модернизация 400 имеющихся вертолётов воздушного наблюдения OH-6D , а также закупка 300 более совершенных вертолётов подобного класса OH-58А и переоснащение их указанным выше оборудованием.
Приведённые выше данные говорят о том, что создание новых и усовершенствование состоящих на вооружении армии США вертолётов является очередным витком гонки вооружений, которую продолжает американский империализм, несмотря на происходящие в мире позитивные изменения.
«Кобры» и «Апачи». «Шайтан арба» дядюшки Сэма
Родоначальниками концепции ударного вертолета стали американцы. Всему виной – война во Вьетнаме, которая и породила необходимость создания специализированного боевого вертолета. Им стал Bell AH-1 Cobra. Впрочем, славу «Кобры» затмил легендарный многоцелевой вертолет Bell UH-1 Iroquois («Хьюи»), ставший символом вьетнамской войны. В отличие от «Кобры», «Хьюи» был способен не только атаковать наземные цели, но и осуществлять доставку грузов и десанта. Именно такая машина оказалась наиболее востребованной в период вьетнамской кампании. Однако, проанализировав опыт применения AH-1, американцы пришли к выводу, что концепция ударного вертолета имеет право на существование.
Второе рождение она получила в 1972-м году, когда армия США начала программу создания нового боевого вертолета. Нужно было бороться с советскими танками. Так появился на свет AH-64– знаменитый «Апач», разработанный компанией Hughes Helicopters. Доказать свою эффективность в борьбе с новейшей советской бронетехникой ему по понятным причинам было не суждено. Но AH-64 Apache показал себя с положительной стороны во время многочисленных локальных конфликтов, а боевое крещение получил во время американского вторжения в Панаму в 1989-м году. Но настоящим испытательным полигоном для нового вертолета стала операция «Буря в пустыне» в 1991-м году. Именно AH-64, действуя в составе международной коалиции, разгромили армию Саддама Хусейна. С тех пор «Апач» – неотъемлемая часть любого военного конфликта американцев.
А вот первая крупносерийная модификация вертолета – AH-64A. Экипаж машины – два человека. Неплохое бронирование кабины и жизненно важных систем давали возможность выживать при обстреле с земли. В первую очередь, броня защищала машину от пуль и малокалиберной зенитной артиллерии. Поскольку основной задачей вертолета была борьба с бронетехникой противника, вооружение было соответствующим. Его основой были противотанковые управляемые ракеты (ПТУР) AGM-114 Hellfire c полуактивным лазерным наведением. «Апач» мог брать на борт до шестнадцати таких ПТУРов. Помимо управляемых ракет, в номенклатуру вооружения AH-64 вошли пушка калибра 30 мм и неуправляемые ракеты.
В 1995-м году на вооружение армии США была принята новая модификация AH-64– AH-64D. Новому «Апачу» на долгие годы было суждено стать основой ударной авиации Сухопутных Сил США. AH-64D превратился во всепогодный боевой вертолет, способный с одинаковой эффективностью выполнять боевые задачи днем и ночью, в любых метеоусловиях. Американцы модернизировали многие узлы бортовой электроники вертолета, сделав из него настоящий летающий компьютер. Главное нововведение этой машины – радиолокационная станция (РЛС) миллиметрового диапазона. Она размещалась в специальном контейнере, установленном над несущим винтом. РЛС APG-78 позволила «Апачу» обнаруживать и распознавать наземные цели на дальности до 8 км. В наше время, когда боевому вертолету приходится иметь дело с продвинутыми зенитно-ракетными комплексами, использование такой РЛС может спасти сам вертолет и жизни его экипажа. Оператор AH-64D может наводить на цель управляемое и неуправляемое вооружение с помощью электронно-оптической системы TADS. Она позволяет эффективно обнаруживать наземные цели в телевизионном, а также инфракрасном диапазонах. Одна из главных особенностей вертолета – возможность информационного взаимодействия с другими армейскими частями. Значимым отличием AH-64D Apache Longbow от первой серийной модификации стало то, что новый вертолет получил усовершенствованный комплекс Hellfire – AGM-114L c радиолокационной системой наведения. Такой комплекс позволил вертолету пускать ПТУРы без предварительного визуального контакта с целью. Обнаружение цели и наведение на нее управляемого вооружения стало прерогативой бортовой электроники, а экипаж получил возможность действовать из укрытия. С установкой РЛС отпала нужда подсвечивать цель лазером до момента попадания в нее ракеты. Теперь летчик и оператор могли работать по принципу «пустил – забыл». Новые российские вертолеты Ми-28Н и Ка-52 вскоре должны научиться этому.
«Шайтан арба» (в переводе с араб. «дьявольская колесница») – именно так прозвали афганские моджахеды вертолет Ми-24. Советские «Крокодилы» могли почти беспрепятственно наносить удары по позициям душманов вплоть до появления у последних переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК). Применение моджахедами ПЗРК вынудило советских летчиков изменить тактику. Теперь они летали на предельно малой высоте, маневрируя между возвышенностями.
Пока AH-64D – основной ударный вертолет США. И он, похоже, полностью устраивает военное командование Штатов, впрочем, когда речь идет о вооружениях, американцы не любят стоять на месте. Уже готова новая модификация «Апача» – AH-64E. Видимо, именно этой машине в недалеком будущем суждено забрать титул основного ударного вертолета США. Это и понятно, ведь AH-64E вобрал в себя все лучшее от своих предшественников. Номенклатура вооружения нового вертолета практически идентична AH-64D. А вот что появилось: большие возможности электронного взаимодействия, усовершенствованная бортовая электроника, более широкое применение композитных материалов в конструкции, увеличенная мощность двигателя, увеличенная скорость полета. Не так давно корпорация Boeing передала армии США первые 28 AH-64E. Всего же для американских военных выпустят 634 вертолета этой модификации.
Один из самых амбициозных проектов в истории вертолетостроения – американский разведывательно-ударный вертолет Sikorsky RAH-66 Comanche. «Команч» стал первым в мире вертолетом, построенным с использованием технологии «стелс». Но, потратив без малого 8 (!) млрд. долл., США свернули программу в 2004 году. Главной причиной такого решения стал иракский боевой опыт, продемонстрировавший возможности беспилотников.
Не забыли американцы и о прародителе всех ударных вертолетов – AH-1 Cobra. В наше время различные модификации AH-1 находятся на вооружении авиации Корпуса морской пехоты (КМП) США. Конечно, со времен войны во Вьетнаме AH-1 неоднократно модернизировался. В 1986-м году морпехи начали эксплуатацию AH-1W Super Cobra. Машина оказалась удачной. «Суперкобра» и по сей день является основным ударным вертолетом КМП США. Более того, на ее базе был разработан новый ударный вертолет– AH-1Z Viper. Будучи, по сути, глубокой модернизацией AH-1 Cobra, «Вайпер» превратился в высокотехнологичное оружие XXI века. В конструкции AH-1Z нашли широкое применение новые композитные материалы. Вместо двухлопастного несущего винта был установлен четырехлопастный, значительно увеличилась живучесть машины. Ударный вертолет получил усовершенствованную электронику: новая прицельная система NTS (Night Targeting System) позволила ему эффективно поражать цели в любое время суток, при любых метеоусловиях.
Как это часто бывает, за увеличенные боевые возможности пришлось заплатить значительно возросшей массой летательного аппарата. Пустой «Вайпер» тяжелее своего предшественника «Суперкобры» больше, чем на полтонны. Выросла и цена. Если AH-1W Super Cobra стоил порядка 10 млн. долларов, то новый вертолет– 27 млн. При этом вооружение «Вайпера» не слишком отличается от номенклатуры средств поражения «Суперкобры». В состав управляемого вооружения вошли ПТУР BGM-71 TOW, а так же AGM-114 Hellfire. И тех, и других «Вайпер» может брать на борт до шестнадцати штук. Разумеется, AH-1Z имеет пушку и может использовать неуправляемые ракеты. Как и «Суперкобра», новый вертолет способен применять ракеты воздух-воздух малой дальности AIM-9L Sidewinder. Впрочем, это лишь опциональная возможность. Для поражения воздушных целей вертолет будет использоваться в последнюю очередь.
Едва ли не самый примечательный эпизод второй иракской кампании – якобы поражение иракским крестьянином американского ударного вертолета AH-64 Apache. Сразу после обнаружения вертолета власти Ирака объявили о том, что «Апач» был сбит из охотничьего ружья. На самом деле, никто вертолет не сбивал. Покинутый экипажем AH-64 был обнаружен иракскими крестьянами совершенно случайно.
Россия: «Ночной охотник» и «Аллигатор»
Всемирно известный «Крокодил»– Ми-24 задумывался как многофункциональная машина, способная и атаковать наземные цели, и перевозить грузы и десант. Реалии афганской войны заставили советское военное командование пересмотреть эту концепцию. Ми-24 прекрасно себя зарекомендовал именно в роли ударного вертолета. А функции военно-транспортного вертолета взял на себя Ми-8.
В конце 80-х годов советские военные изобретать велосипед не стали и пошли по проверенному американскому пути. Так появились первые отечественные специализированные ударные вертолеты. Но судьба оказалась не слишком благосклонной к первенцам. Ни Ми-28А, ни даже легендарной «Черной акуле» (Ка-50 «Черная акула») не суждено было пойти в серию.
Ситуация стала меняться во второй половине 2000-х годов. Именно тогда был подписан первый контракт на поставку в Военно-Воздушные Силы России крупной партии ударных вертолетов. Министерство обороны отдало предпочтение концепции двухместного вертолета ОКБ Миля. От одноместного Ка-50 отказались окончательно. До сих пор не утихают споры о том, было ли это решение верным. Во всяком случае, выбор Ми-28 в качестве основного ударного вертолета можно считать целесообразным. «Тандемная» концепция ударного вертолета, когда экипаж в кабине располагается друг за другом, неоднократно доказывала свою эффективность. По этому пути пошли американцы, и российские военные учли их боевой опыт.
Ставка была сделана на ночной всепогодный вертолет Ми-28Н. Именно «Ночной охотник», как его окрестили, в будущем, наравне с Ка-52, станет основным ударным вертолетом России. Чем же примечательна новая машина? В отличие от своих предшественников, Ми-28Н сможет выполнять поставленные задачи днем и ночью, в плохих погодных условиях. Прицельная система позволяет вертолету находить и распознавать цели на дальности до 10 км. Основа его вооружения – противотанковый комплекс «Атака-В». Дальность пуска ракет составляет 10 км. Ми-28Н заметно тяжелее, чем его прямой заокеанский аналог – «Апач». Вес пустого вертолета превышает восемь тонн против пяти тонн у модернизированного АН-64. Но и двигатели у отечественной машины на порядок мощнее. На чрезвычайном режиме их совокупная мощность составляет 2700 л. с., в то время как максимальная мощность двигателей новейшего AH-64E равна 2000 л. с. Ми-28Н имеет лучшую бронезащиту. Кабина его экипажа способна выдерживать прямое попадание пуль калибра 12 мм и снарядов легкой зенитной артиллерии. Как заявляют сами военные, Ми-28Н устойчив даже к попаданию снарядов калибра 30 мм. Впрочем, в реальных боевых условиях лучше не проверять дорогостоящую боевую машину на живучесть. Самый действенный способ избежать повреждений – работать вне зоны поражения противником. Этому могла бы поспособствовать РЛС, подобная той, которая используется на вертолетах Apache Longbow. Миллиметровая радиолокационная станция для Ми-28Н получила название Н025. Как и ее американский аналог, она может обнаруживать и классифицировать возможные угрозы. Пока что разработка новой радиолокационной станции не завершена, и никто не может с уверенностью назвать точные сроки ее ввода в эксплуатацию. Оборудованный РЛС вертолет получит индекс Ми-28НМ. Скорее всего, мы не скоро увидим радиолокационную станцию на серийных машинах. Как известно, испытание новых комплексов авиационной электроники – процесс долгий и крайне затратный.
А вот с радиолокационной станцией для нового российского вертолета Ка-52 ситуация более или менее ясная. По словам генерального конструктора ОАО «Корпорация Фазотрон-НИИР» Юрия Гуськова, радиолокационный комплекс FH01 для вертолета Ка-52 к настоящему времени уже прошел все необходимые испытания и находится в серийном производстве. На сегодняшний день ОАО поставило заводу-изготовителю более четырех десятков таких комплексов, и ими укомплектованы все Ка-52, поступающие на вооружение ВВС России.
Ка-52 представляет собой двухместную модификацию Ка-50. Причем экипаж машины располагается не «тандемно», а бок о бок. От своего прародителя Ка-50 новый вертолет унаследовал сложную соосную схему несущих винтов. «Аллигатор», как прозвали вертолет в России, разрабатывался в качестве командирской машины, способной осуществлять наведение и целеуказание для Ка-50. Но от последнего Минобороны отказалось. Возможно, в будущем Ка-52 будут работать в связке с Ми-28Н, передавая им тактическую информацию в режиме реального времени. В таком случае РЛС «Ночным охотникам» может не понадобиться вовсе. Примечательно, что такую же схему реализовали американцы, оборудовав радиолокационными станциями лишь часть новых вертолетов «Апач».
Помимо продвинутой электроники, Ка-52 может похвастаться прекрасными летно-техническими характеристиками, высоким уровнем защиты и системой катапультирования (которая на других ударных вертолетах отсутствует в принципе). Номенклатура вооружения «Аллигатора» сравнима с Ми-28Н. Ее основа – ПТУР «Атака-В» с лазерной системой наведения. От некогда перспективного противотанкового комплекса «Вихрь» решили отказаться. Можно сказать, что вооружение – ахиллесова пята российских вертолетов. В будущем Ка-52 предполагают оснастить ракетным комплексом нового поколения «Гермес-А». Это должно придать винтокрылой машине принципиально новые боевые возможности. Дальность применения «Гермес-А» – 15-20 км, что почти в два раза больше максимальной дальности пуска ПТУР «Атака-В».
Сложно сказать, какой из всех вышеперечисленных ударных вертолетов более совершенен. Боевая эффективность современного летательного аппарата определяется, прежде всего, уровнем бортовой электроники. Естественно, почти все данные по БРЭО засекречены. Сопоставление же «сухих» летно-технических характеристик едва ли может дать развернутую картину. Одно можно сказать с уверенностью – каждый из этих вертолетов имеет свои достоинства и недостатки.
Перспективы
Скорее всего, те функции, которые в наше время выполняют ударные вертолеты, в будущем возьмут на себя беспилотные аппараты. Но полностью списывать со счетов винтокрылые машины рано. В 2010-м году компания Sikorsky направила командованию Армии США свои предложения по проекту нового боевого винтокрыла. Проектируемый скоростной винтокрыл получил название S-97 Raider. Основой для его создания послужил экспериментальный вертолет Sikorsky X2.
Аппарат построен по соосной схеме (наподобие той, которая применяется в конструкции вертолетов Камова). Помимо несущего винта, винтокрыл оснащен толкающим винтом самолетного типа и крыльями малой площади. По мнению разработчиков, это позволит S-97 развивать скорость до 460 км/ч. Ни один современный военный вертолет не способен на такую скорость. Безусловным достоинством конструкции S-97 является то, что в отличие от обыкновенных вертолетов он сможет осуществлять полет даже в высокогорных условиях.
Предполагается, что будет создано две модификации винтокрыла: транспортно-боевой и разведывательно-ударный. В первом варианте машина будет вмещать до шести десантников. В ударном варианте свободное пространство позади кабины пилотов будет вмещать отсек вооружения и дополнительные топливные баки. Но, скорее всего, S-97 никогда не станет полноценной заменой для AH-64 или AH-1. Отсутствие необходимого бронирования делает его не самым подходящим аппаратом для выполнения ударных задач. С другой стороны, он мог бы стать подходящей альтернативой устаревшим разведывательно-ударным вертолетам MH-6 Little Bird и OH-58 Kiowa.
В 1993-м году был снят российский художественный фильм, главным героем которого стал вертолет Ка-50 «Черная акула». Сюжет фильма был развернут вокруг испытания нового вертолета в Афганистане. Ка-50 действительно испытывался в боевых условиях, но не в Афганистане, а на территории Чечни. Кстати, несмотря на свои достоинства, соосная схема несущих винтов вертолета не получила широкого распространения. В настоящее время существует лишь один серийный ударный вертолет, выполненный по этой схеме, – Ка-52.
Не сидят сложа руки и российские конструкторы. В 2010-м году исполнительный директор холдинга «Вертолеты России» Андрей Шибитов заявил, что отечественные специалисты прорабатывают концепцию «ударного вертолета пятого поколения». Правда, каким именно должен быть вертолет нового поколения, похоже, не знают ни в самой России, ни за ее пределами. В отличие от истребителей, в мировой практике вертолеты вообще не принято делить на поколения.
Как считают отечественные разработчики, основой для нового боевого вертолета может послужить один из перспективных проектов. Сейчас в России разрабатывается три типа скоростных вертолетов: Ка-90, Ка-92 и Ми-1X. Максимальная скорость Ка-90 должна будет превысить 800 км/ч. Конструкторы планируют достичь таких показателей за счет установки реактивного двигателя.
Долгое время в интернете фигурировала информация о таинственном российском ударном вертолете, выполненном по технологии «стелс». Он получил обозначение Ка-58 «Черный призрак». Сейчас никто не может сказать с уверенностью, откуда именно появилась эта информация. Скорее всего, «Черный призрак» был всего-навсего порождением фантазии авиамоделистов.
Каким бы ни был вертолет будущего, очевидно лишь то, что полноценная замена для Ми-28 и Ка-52 потребуется еще очень нескоро. А значит, военные не будут вкладывать большие средства в разработку принципиально новых ударных вертолетов. По крайней мере, сейчас.
Тридцать три новейших вертолета серии Н-1 вскоре поступят на вооружение армии США - такая сделка влетит военным в копеечку (а, вернее, в 550 миллионов долларов). В связи с этим M PORT решил разведать: а какие же боевые вертолеты - самые лучшие для Америки?
AH-1Z Super Cobra
Способен на многое. Гибкий. Многофункциональный. В общем, самый-самый среди штурмовых вертолетов, шедевр вертолетного искусства. Его дизайн, материалы, авионика и вооружение соответствуют всем высочайшим требованиям, которые предъявляет к своей боевой технике морская пехота США.
Особенно хороша его интегральная система прицеливания, которая бывает очень кстати в современных военных конфликтах, часто протекающих в городских условиях. А пассивный радар тщательно сканирует обширное поле боя, захватывая в прицелы вертолета сразу несколько целей.
Boeing V-22
Широкий диапазон применения, отличная скорость и способность трансформироваться. Когда-то были заданы классические параметры вертолета как летального аппарата. Так вот, V-22 летает в два раза быстрее «классики», берет груз в три раза больше, а максимальная высота его полета в два раза превышает потолок более старых винтокрылов.
Это первая в мире машина, которая сочетает в себе способность вертикально взлетать и горизонтально планировать, как самолет. Перекрестная трансмиссия дает возможность пилоту задействовать два двигателя Rolls-Royce AE1107C Liberty либо вместе, либо по отдельности. Специфическая компоновка моторов и плоскостей как нельзя лучше подходит к ведению боевых действий на море.
Чтобы создать совершенно новую машину с таким индексом, фирма Bell добавила к узнаваемому силуэту и испытанной надежности самые современные аэрокосмические технологии. Усовершенствование корпуса вертолета, два двигателя Т700 от компании General Electric, модерновый «стеклянный» кокпит и самые передовые бортовые системы - вот что делает его совершенным тактическим вертолетом.
По мнению специалистов, благодаря полностью интегрированной системе вооружения, авионике и системам связи этот винтокрыл является одним из самых живучих в условиях современного боя.
OH-58D KIOWA WARRIOR
Этот вертолет со своими выдающимися боевыми качествами способен задать перцу «плохим парням» в любой точке мира. На его счету уже немало реальных операций, и проводит он боевые действия равно эффективно как днем, так и ночью.
Этот крутой боец может нести на своем борту самое разнообразное вооружение. Он всегда начеку, и к бою он будет готов не позже чем через 10 минут после выгрузки из чрева транспортного С-130. А специальное оборудование и малошумный силовой агрегат помогают ему скрытно приблизиться к вражеским позициям.
Опыт использования флота в 150 вертолетов этого типа, размещенных в более чем 10 странах мира, доказывает, что этот вертолет достоин быть основной платформой для дальнейшего развития перспективного многофункционального вертолета.
Оснащенный надежным двигателем Honeywell T53-L-703, он демонстрирует великолепные летные качества. И это при том, что последние усовершенствования утяжелили машину до 4,8 тонн.
По мнению экспертов, лучшего вертолета для транспортирования военных на дальние расстояния и на большой высоте, а также для эвакуации раненых, в том числе и в условиях раскаленной пустыни, найти сложно.
Отличный разведывательный вертолет. Обнаруживает и ликвидирует угрозу. Спасает человеческие жизни. В общем, воплощение мечты американской армии о высокоскоростном и маневренном разведывательном летательном аппарате.
Вертолет оснащен одним турбинированным двигателем Honeywell HTS900-2, который передает на вал мощность в 970 лошадиных сил. Он вооружен мощной пушкой Gatling, семью управляемыми ракетами и батареей НУРСов на 38 единиц.
В 2017 году в армии США испытают вертолеты нового поколения
В США готовятся к испытаниям в 2017 году сразу два боевых вертолета нового поколения, выполненных с учетом всех имеющихся достижений в сфере высоких технологий. Оба вертолета станут быстрее и будут иметь больший радиус действия, чем любой из конкурентов.
Сухопутные войска США рассматривают два новых высокотехнологичных проекта военных винтокрылых машин: конвертоплан V-280 Valor («Доблесть») фирмы Bell Helicopter и вертолет соосной схемы с толкающим винтом фирм Sikorsky и Boeing SB-1 Defiant («Дерзкий»). Летные испытания обеих машин намечены на 2017 год, написал в издании Warrior американский военный обозреватель Крис Осборн. Это будут их первые официальные испытания в армии США.
Летательный аппарат V-280 VALOR: боевой конвертоплан
Они способны летать быстрее и дальше всех существующих в настоящее время боевых и транспортных вертолетов и действовать в самых сложных климатических условиях, уверяет Осборн.
Новые вертолеты созданы в ходе программы JMR TD (Joint Multi-Role Technology Demonstrator, Образец единой многоцелевой машины), которая, в свою очередь, – часть программы по созданию летательных аппаратов будущего с вертикальным взлетом (Future Vertical Lift, FVL), способных заменить знаменитые вертолеты Sikorsky UH-60 Blackhawk и Boeing AH-64 Apache, состоящие сейчас на вооружении армии США. Новый парк боевых и транспортных вертолетов предполагается создать к 2030 году.
«Создание двух различных высокотехнологичных, ориентированных на будущее вертолетов уже идет полным ходом. В 2016 году будут испытания на земле, и в 2017 году планируются начальные летные испытания», – подтвердил директор программы JMR Дэн Бэйли.
По его словам, создание вертолетов идет по графику, «в точном соответствии с планами кооперации соисполнителей».
Согласно тактико-техническим требованиям к новым машинам, их крейсерская скорость должна превышать 500 км/час, боевой радиус – более 400 км.
Вертолеты следующего поколения также будут способны действовать в сложных метеоусловиях.
«Мы установили требование к скорости не менее 500 км/час, поскольку это требует использования новых технологий. В соответствии с ним инженеры и конструкторы выдвинули немало прорывных идей», – рассказал Бэйли.
По его словам, более быстрый и более маневренный вертолет, который может пролететь гораздо большее расстояние без дозаправки в воздухе, позволил бы подразделениям армии США эффективнее поражать цели противника или доставлять к месту операций небольшие мобильные группы сил специального назначения.
Новый вертолет будет разработан с учетом новейших достижений в сфере бортового радиоэлектронного оборудования, чтобы своевременно обнаружить противника и использовать оружие следующего поколения, описывают требования к боевой машине в Пентагоне.
«Нам нужны технологии и проекты, которые существенно отличаются от того, что мы имеем сегодня. Новые вертолеты будут нести больше оборудования и оружия, будут более маневренными и будут выполнять боевые задачи с бóльшим радиусом действия», – рассказал руководитель проекта FVL Рич Кречмэр.
Прототип многоцелевого вертолета SB-1 Defiant
Компания Bell Helicopter в следующем году продемонстрирует армии США боевой конвертоплан третьего поколения V-280 Valor.
Конвертоплан – летательный аппарат с поворотными лопастными винтами, которые на взлете и при посадке работают как подъемные, по принципу вертолета, а в горизонтальном полете – как тянущие, при этом подъемная сила обеспечивается крылом самолетного типа.
Создали V-280 учли опыт проектирования и эксплуатации конвертопланов XV-3 и XV-15 первого поколения, а также последовавших за ними гражданского конвертоплана BA 609 и первого серийного военного конвертоплана V-22 Osprey второго поколения.
«В отличие от V-22, винты которого наклонялись вместе с двигателями, двигатели V-280 зафиксированы в горизонтальном положении, а переход между вертолетным и самолетным режимами осуществляется за счет наклона одних винтов», – объяснил «Газете.Ru» заместитель директора Центра анализа стратегий и технологий Константин Макиенко.
Крыло V-280 прямой стреловидности, а не обратной, как в случае с V-22. Оно будет производиться как цельная деталь с использованием технологии Large Cell Carbon Core, которая позволит снизить вес конструкции и производственные затраты. Эта технология также позволяет быстро выявлять дефекты, возникающие во время эксплуатации. Фюзеляж конвертоплана также будет выполнен из композитных материалов. В конструкции V-280 Valor предусмотрено V-образное хвостовое оперение и дистанционная система управления с тройной избыточностью.
Экипаж V-280 состоит из четырех человек. На борту конвертоплан может перевозить до 11 пассажиров.
Боевой радиус конвертоплана, названный ранее компанией Bell, – 926 км. Перегоночная дальность полета – 3889 км. Грузоподъемность – 4500 кг.
Силовая установка состоит из двух двигателей General Electric T 64-419 мощностью 5000 л. с.
Другая перспективная машина – многоцелевой вертолет SB1 Defiant с соосным несущими и толкающим хвостовым винтами. В основе проекта лежит демонстратор компании Sikorsky X2, который стал также базой для перспективного ударного вертолета S-97 Raider.
В отличие от ударного варианта, SB1 Defiant предназначен для проведения транспортных операций, высадки десанта, выполнения поисково-спасательных операций и эвакуации раненых с поля боя. Вертолет в дальнейшем может поступить на вооружение сухопутных, военно-воздушных сил, флота и корпуса морской пехоты США.
Ожидается, что в войска вертолет может начать поступать уже в 2018 году и до 2030 года полностью заменит устаревшие, по мнению американских военных, вертолеты UH-60 Black Hawk.
Программа JMR/FVL предполагает интеграцию в перспективных боевых машинах широкого спектра новейших сенсоров, оружия и авиационной радиоэлектроники, которые предусматривают возможность дистанционного управления в случаях, если пилот выведен из строя ранением или убит, объяснили Warrior должностные лица Пентагона.
В проектных документах JMR TD/FVL описываются задачи разработать интерфейс «человек-машина» с автоматическим выполнением большого количества самых разнообразных функций, чтобы разгрузить пилота и экипаж для принятия более важных в ходе боевого вылета задач.
Предполагается, например, внедрить на перспективных конвертопланах технологии, которые оказывают пилоту помощь при принятии того или иного решения, организовать и расположить по приоритетам всю поступающую в кабину летчика информацию, оптимизировать визуальные, 3D-, аудио- и другие информационные сигналы. У пилотов конвертопланов будет возможность получать видео с соседних беспилотных летательных аппаратов и управлять этими дронами во время полета. Часть информации может быть показана в кабине вертолета, а часть - выведена в шлемы пилотов.
Как заявляют представители армии США, в перспективных вертолетах предполагается интеграция мер по противодействию различным видам оружия противника – от стрелкового до переносных зенитных ракетных комплексов.
Среди подобных технологий называется Common Infrared Countermeasure (CIRCM) – высокотехнологичный лазерный глушитель, способный отклонять от курса приближающиеся ракеты противника.
CIRCM представляет собой улучшенную версию системы Advanced Threat Infrared Countermeasures (ATIRCM), развертываемой сейчас на самолетах ВВС США. Срок готовности системы CIRCM – 2018 год. К 2030 году предполагается использование еще более продвинутых технологий.
Новая вертолетная программа предполагает создание новых технологий приборов ночного видения для пилотов, тепловизоров, электрооптических датчиков, улучшение лазерных дальномеров и лазерных целеуказателей.
В соответствии с JMR, вертолеты спроектированы так, чтобы объединить оружие и средства разведки для будущего применения вертолетов в полностью автономном режиме, когда машина будет самостоятельно обнаруживать, сопровождать и обстреливать большое количество целей в условиях резких маневров с поправками на ветер и другие условия.
