Костя
я могу рассказать о настоящем в прошлом
Человек нужен миру, чтобы тот его познавал
Костя Котельников
Все записи
текст

Перспективы «кентавра» авиации

Идея создать гибрид самолета и вертолета кажется простой и изящной. Как много проблем авиации она позволяет решить! Но все не так просто, поэтому винтокрыл пока редко появляется в небе.
Перспективы «кентавра» авиации

     Само название этих летательных аппаратов объясняет главную особенность их конструкции: у винтокрылов есть и крылья, и несущие винты. В отличие от самолетов, они способны на вертикальный взлет и посадку, а в отличие от вертолетов, развивают относительно большую скорость и имеют внушительную дальность полета. 
Многие попытки «скрестить» самолет и вертолет в течение ХХ века оказались безуспешны. Дело в том, что винтокрылы дороги в разработке и на практике лишены важных достоинств самолетов и вертолетов: скорость у винтокрылов не слишком высока, конструкция и управление сложны, а грузоподъемность оставляет желать лучшего. Проще было создать специализированные машины для конкретных задач. 
И все же, в расчете на тактические преимущества, амбициозные авиаконструкторы и военные время от времени возвращались к идее универсального «самолето-вертолета», потенциально полезного для проведения десантных операций на средних расстояниях. Самолетам это не удается из-за неспособности приземлиться в любой местности, а вертолетам – из-за малого радиуса полетов.

ПЕРВЫЕ ПРОЕКТЫ ВИНТОКРЫЛОВ американские, европейские и советские инженеры разработали еще в 1930–1940-е годы. Но уже на стадии разработки было понятно, что высокая стоимость и сложность конструкции не оправдывались в полной мере, так как винтокрылы не могли нести большие грузы. Поэтому первый серьезный проект реализовали только в 1950-е, когда появились достаточно мощные для такой задачи двигатели. 
Прототип Fairey Rotodyne. Фото: Johannes Thinesen, www.de.wikipedia.org
Британский винтокрыл Fairey Rotodyne создавался как ближнемагистральный авиалайнер, способный брать на борт 40 пассажиров, и оснащался четырьмя небольшими реактивными двигателями. Они приводили в движение несущий винт, и тот поднимал аппарат в воздух. Два расположенных на крыле тянущих винта (каждый снабдили 3000-валовым турбовинтовым двигателем) обеспечивали полет в горизонтальном режиме. Первый полет «Ротодайна» состоялся в 1957 году, после чего он сразу получил широкую известность. Винтокрыл справился с задачей вертикального взлета и посадки и мог развить хорошую скорость – до 312 км/ч, что было на 80 км/ч быстрее вертолетов того времени. Но у «Ротодайна» выявили недостатки, из-за которых аппарат не пошел в серию, а проект через несколько лет испытаний закрыли. Во-первых, врожденная беда винтокрылов, с которой не могли справиться еще очень долго, – плохая управляемость. А самое главное, из-за реактивных двигателей «Ротодайн» ужасно шумел – настолько, что комфортный полет на этом винтокрыле был невозможен. На доработку нужны были деньги, но фирма не смогла найти инвесторов.

ЕЩЕ ОДИН ИНТЕРЕСНЫЙ ВИНТОКРЫЛ был создан в то время американцами. Hiller X-18 разрабатывался в 1958–1961 годах как транспортный конвертоплан – разновидность винтокрыла, не имеющая несущих и тянущих винтов по отдельности. (На крыле у конвертопланов располагаются два винта, которые могут выполнять обе функции – взлета и горизонтальной тяги – за счет поворотных двигателей.) Но и этот проект не был доведен до конца. На испытаниях возникли проблемы с управляемостью, из-за чего два пилота чуть было не погибли. Непростой проект решили закрыть, положившись на более надежные вертолеты. 
Американцы делали новые попытки создать винтокрыл в 1960-е, но опять неудачно. Никак не получалось побороть вибрации, повысить грузоподъемность и обеспечить надежность перехода из режима взлета в режим горизонтального полета. Но и «Ротодайн», и «Хиллер» показали принципиальную возможность создания винтокрыла, способного летать. 
Экспериментальный конвертоплан Hiller X-18, www.rubylane.com  
ВСКОРЕ В ЭТОСОРЕВНВОАНИЕ авиаконструкторов вступили и советские инженеры, которые пытались создать многоцелевой транспортник, способный взлетать вертикально. В 1958 году П. А. Соловьев разработал в ОКБ Камова винтокрыл Ка-22 с двумя винтами и двумя турбовинтовыми двигателями. Интересно, что каждый двигатель мог приводить в движение и тянущий винт, и несущий. В 1961 году Ка-22 совершил первый полет, за которым последовало еще много доработок (из-за тех же вибраций, плохой управляемости и ненадежности) и новые испытания. Он установил несколько мировых рекордов в своем классе: смог разогнаться до 356 км/ч и поднять 16 т полезной нагрузки, закрепив за собой звание самого грузоподъемного и мощного винтокрыла в истории. Но из-за гибели одного экипажа в 1964 году и слишком медленной модернизации проект был закрыт. Ка-22 не пошел в серию, а задачи, для которых он создавался, выполнял вертолет Ми-6. 
Вторую и пока последнюю попытку создать винтокрыл в России предприняло КБ Миля со своим проектом конвертоплана, или, как его называли инженеры, винтоплана Ми-30. Конструктор М. Н. Тищенко начал разрабатывать его по своей инициативе в 1972 году, желая наконец превзойти возможности обычных вертолетов и заменить их. По плану Ми-30 должен был нести на борту 19 пассажиров, летать со скоростью 500–600 км/ч и преодолевать расстояние до 800 км. После долгих разработок под контролем комиссии при Совете министров СССР решили, что в случае успешных испытаний Ми-30 войдет в программу вооружения 1986–1995 годов. Но из-за начавшихся экономических проблем этого не произошло. К сожалению, не было ни производства, ни полетов. 
Винтомоторная группа винтокрыла Ка-22, www.авиару.рф  
ЕДИНСТВЕННЫЙ ВИНТОКРЫЛ В МИРЕ, доведенный до серийного производства, – американский V-22 Osprey компании Bell, которая вела разработки машины многие годы. Его предшественник V-15 в 1977 году успешно прошел испытания и достиг крейсерской скорости в 561 км/ч при дальности полета в 800 км, что обычному вертолету не по силам: официальный рекорд скорости вертолета – 400 км/ч. На базе V-15 и был построен V-22 Osprey для решения конкретных задач. Военные США поняли, что им нужен хороший конвертоплан, когда провалили в 1980 году операцию «Орлиный коготь» по освобождению американских заложников в Тегеране. В ходе операции вертолеты нуждались в дозаправке, что привело к дополнительному риску, аварии и гибели восьми человек. Необходимость новой техники была очевидна, поэтому министерство обороны США с намерением довести дело до конца заказало у Bell военный конвертоплан. 
Разработки V-22 Osprey, начавшиеся в 1981 году, заняли очень много времени и «проели» колоссальные средства – $30 млрд. Первый полет «Оспри» совершил в 1989 году, а на вооружение поступил лишь в 2006-м и до сих пор эксплуатируется американской армией. Конструкторы сделали его легким за счет композиционных материалов и быстрым – за счет самолетной аэродинамической формы и двигателей Rolls-Royce T406 на 4,6 кВт. Разогнаться винтокрыл может до 584 км/ч, в то время как скорость лучших военных вертолетов сегодня – только 350 км/ч. Так как «Оспри» создавался в первую очередь для военных целей, важной для него характеристикой остается боевой радиус, то есть максимальное расстояние, на котором воздушное судно может выполнить задание и вернуться в точку вылета без дозаправки. Для ударных вертолетов боевой радиус редко превышает 500 км, для V-22 же он составляет 690 км. 
Bell MV-22 Osprey - модификация V-22 для Корпуса морской пехоты США, www.aviadrive.ru
V-22 – многоцелевой конвертоплан и может нести на борту 24 десантника с полной выкладкой или 9 т грузов. «Оспри» надежнее в управлении по сравнению с собратьями, легче переходит из одного режима полета в другой. Но некоторые эксперты считают «Оспри» опасной и дорогой игрушкой, мало пригодной для боя, и говорят о необходимости новых разработок. Тем не менее, этот конвертоплан во многом выигрывает у вертолетов и полюбился морским пехотинцам США. «Оспри» уже успел поучаствовать в военных действиях, в том числе в спецоперации «Копье Нептуна» в 2011 году, в ходе которой в Пакистане был убит Усама бен Ладен. 
Пример «Оспри» вдохновляет многих конструкторов на работу над проектами винтокрылов. В 2018 году в Штатах успешно испытали V-280 Valor с боевым радиусом в 1480 км, а Airbus работает над совершенно фантастическим с виду A350H, будто бы взятым из футуристической игры для PlayStation. Министерство обороны России, в свою очередь, после боевых операций в Сирии заявило о намерении создать конвертоплан для нужд ВДВ. Предполагается, что в схеме винтокрыла будут два соосных несущих винта и пара турбореактивных двигателей, способных придавать машине скорость более 700 км/ч.

НЕСМОТРЯ НА УСПЕХИ, сегодня попытка создать винтокрыл, способный нести столько же пассажиров и такой же груз, как самолеты, все еще кажется бесперспективной. Проигрывают винтокрылы и вертолету из-за сложной трансмиссии и высокой цены. Они ждут новых технологических решений, новых двигателей, чтобы попытаться потеснить «хозяев неба». 
Airbus Racer, www.airbus.com
Европейцы, американцы и русские работают над разными вариантами. Интересно выглядят вертолеты с дополнительным толкающим винтом на хвосте. Иногда эти аппараты причисляют к винтокрылам, иногда – просто к скоростным вертолетам. Среди них – Sikorsky X-2, разогнавшийся в 2010 году до 481 км/ч, или новый проект КБ Камова Ка-92, который по плану будет летать со скоростью 500 км/ч. В 2020-м европейский холдинг Airbus Helicopters намерен испытать недорогой быстрый винтокрыл Airbus Racer с замкнутым (кольцевым) крылом, который сможет быстро летать на малых дистанциях. Наблюдается тенденция развития винтокрылов как скоростных вертолетов с небольшим крылом. Если такие проекты, как Airbus Racer, реализуются, это сильно изменит индустрию гражданской авиации и удешевит полеты на средних дистанциях. Представьте, что лет через десять долететь из Петербурга в Москву за пару часов на винтокрыле станет обычным делом. Ни долгих проверок в аэропорту, ни поездок на автобусе по взлетно-посадочной… Устойчивый интерес к винтокрылам разных конструкций внушает надежду, что это возможно, и такой тип летательных аппаратов найдет свое место в небе. 

Драйв

Машины и Механизмы
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

Актуальное
Конкурс детских книг с иллюстрациями Конкурс детских книг с иллюстрациями
Весь мир Дедлайн – 14 февраля 2020 года
Фотоконкурс «Наука о жизни» Фотоконкурс «Наука о жизни»
Весь мир Дедлайн – 31 января 2020 года
Международная академия аутоиммунитета Международная академия аутоиммунитета
Санкт-Петербург, СПбГУ 11 октября
Студенческая олимпиада по робототехнике Студенческая олимпиада по робототехнике
Санкт-Петербург, СПбПУ 26 октября
Географический диктант Географический диктант
Онлайн – весь мир, оффлайн – Россия 27 октября
Стипендия Chevening 2020/21 Стипендия Chevening 2020/21
Весь мир Дедлайн – 5 ноября
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Бесконтактная примерка обуви
OK OK OK OK OK OK OK