Ставка на скорость

Вероятно, скоро вертолеты будут совсем не такими, какими мы привыкли их видеть. Но главное – они приобретут совершенно иные возможности, ведь в битве за рынок новых скоростных винтокрылых машин схлестнутся сильнейшие авиаконструкторы мира.

3418 0 0

отправить по e-mail

Тише едешь – дальше не будешь

Современные вертолеты помимо преимуществ унаследовали от своих прародителей и недостатки. Управлять вертолетом трудно даже опытному летчику, а расход горючего во время полета и сейчас оставляет желать лучшего. Дело в том, что у вертолета высокий удельный расход топлива, то есть в сравнении с самолетом полет выходит дороже в расчете на пассажиро-километр. Еще один недостаток – относительно небольшая скорость. «Максималка» Ми-8, например, составляет 250–260 км/ч. Американские аналоги быстрей, но ненамного. По-настоящему быстрая винтокрылая машина – это Bell V-22 Osprey, он развивает скорость до 560 км/ч. Однако V-22 не вертолет, а конвертоплан. Это по умолчанию дорогой и сложный аппарат с громоздкими и не всегда надежными поворотными двигателями.

КАЗАЛОСЬ БЫ, в наше время есть более мощные моторы, инновационные композитные материалы и передовые разработки в области аэродинамики. Что мешает сделать вертолет проворнее? Увы, законы физики. И обойти их не получится, во всяком случае без риска. «На максимальной скорости полета кончик “наступающей” лопасти приближается к звуковому барьеру, и на нем возникает эффект “волнового кризиса” – резко возрастает лобовое сопротивление. На “отступающей” лопасти увеличивается зона обратного обтекания. Маховые движения лопастей становятся более интенсивными, и она выходит на закритические углы атаки. Возникает “срыв потока”, и машина теряет управление. Летчики называют это явление “валежка”», – говорит Вячеслав Полуяхтов, доцент кафедры аэродинамики и динамики полета Сызранского ВВАУЛ (ныне филиал ВУНЦ ВВС «ВВА»). Подобных проблем в вертолетостроении очень и очень много. И, конечно, они дают о себе знать, если речь идет о проектировании скоростных машин.

Битва супертитанов

Сложности такого характера не пугают инженеров ведущих стран в области авиации. На Западе авиастроители давно и твердо вознамерились создать вертолет, способный стабильно летать со скоростью 400 км/ч. Собственно, такие уже есть. В 2008 году в небо взмыл теперь уже знаменитый американский Sikorsky X2, который, по некоторым сведениям, смог разогнаться до фантастических 460 км/ч. Секрет машины в том, что она построена с применением концепции опережающей лопасти. У вертолета есть два четырехлопастных несущих винта, которые вращаются в противоположных направлениях, и хвостовой толкающий винт.

ЕВРОПЕЙЦЫ ПОШЛИ несколько другим путем. Построенный компанией Eurocopter вертолет X3 в дополнение к основному несущему винту получил тянущие пропеллеры по бокам фюзеляжа. Хвостового винта нет, а компенсацию реактивного момента обеспечивают боковые пропеллеры. Такой подход позволил в 2013 году разогнать Eurocopter X3 до 472 км/ч.

Есть, правда, одно «но». И Sikorsky X2, и скоростной «Еврокоптер» уже давно стали частью истории. Их изначально задумывали в качестве экспериментальных машин – для отработки технологий. X3, например, может стать базой для RACER (Rapid and Cost-Effective Rotorcraft) от Airbus Helicopters – это концепт многоцелевого европейского скоростного вертолета. Главное отличие от Eurocopter X3 – винты не тянущие, а толкающие, то есть боковые пропеллеры направлены не вперед, а назад. Но пока есть лишь красивые картинки. В Airbus предполагают, что серийную машину смогут предложить гражданскому рынку примерно в 2030-х годах. И к тому времени очень многое может измениться.

Звезды, полосы, три винта

Дальше всех в вопросе создания скоростного вертолета будущего продвинулись американцы. Их Sikorsky S-97 Raider, выполненный на базе технологий Sikorsky X2, уже побывал в небе и даже успел попасть в аварию (впрочем, без человеческих жертв). Серийная машина будет весьма «зубастой». На представленных моделях уже показали часть подвесного вооружения, например, ракеты.

НО И ПРОВЕРЕННЫЕ ВРЕМЕНЕМ машины все еще в строю. В 2018 году стало известно, что основной ударный вертолет армии США «Апач» (AH-64 Apache), скорее всего, будут эксплуатировать даже в 2040-х годах. А еще удивительней то, что его хотят снабдить… третьим винтом. Речь идет о толкающем винте, который, если верить расчетам, позволит увеличить скорость и дальность полета на 50 %, а также повысить экономичность на 24 %. И все это за относительно скромное увеличение цены на 20 %. Если у американцев все получится, то это несомненно будет огромным успехом, который сделает один из самых популярных боевых вертолетов в мире еще более востребованным.

ЧТО ЖЕ ТОГДА ОСТАНЕТСЯ ДЛЯ S-97? На самом деле этой машине тоже найдется место: Raider-ы должны сменить уже устаревшие легкие разведывательные вертолеты OH-58D Kiowa Warrior. В сравнении со своим довольно тихоходным предком (максимальная скорость Kiowa Warrior составляет 222 км/ч) S-97 сможет транспортировать шесть десантников на скорости примерно 400 км/ч. Ясное дело, это сильно повысит боевой потенциал армии США. Теперь можно будет почти в два раза быстрей доставлять патроны, снаряжение и людей. Словом, почти все, что нужно для победы в боестолкновении.

Скоростной S-97 может быть полезен и для разведки, но тут тоже есть одно «но». При такой динамике развития беспилотников надобность в управляемом разведчике может вскоре отпасть. Кроме того, беспилотные летательные аппараты уже давно и весьма успешно решают ударные задачи. Пример – американский разведывательно-ударный MQ-9 Reaper, участвующий в боевых действиях с 2007 года.

SB-1 Defiant. Фото: Sikorsky-Boeing, www.lockheedmartin.com

Не сыграют ли эти трудности злую шутку с S-97, подобно тому как в свое время похоронили малозаметный вертолет Comanche? Время покажет. Самой же интригующей разработкой американцев видится Sikorsky–Boeing SB-1 Defiant. За несколько странным названием прячется, ни много ни мало, возможная замена для UH-60 Black Hawk. Это не просто многоцелевой вертолет, а главная рабочая лошадка американской армии. Машину построили серией более четырех тысяч единиц.

Если вы смотрели фильм «Черный ястреб» (Black Hawk Down), то наверняка видели Sikorsky–Boeing SB-1 Defiant. Сам фильм посвящен неудачной операции американских спецназовцев на территории Сомали, приведшей к многочисленным потерям и жертвам среди мирных жителей. Почитатели военных драм считают этот фильм культовым.

ПОКА SB-1 – ВСЕГО ЛИШЬ ПРОЕКТ. Чисто концептуально он напоминает «потолстевший» S-97, что, само собой, нужно для того, чтобы вместить больше десанта и снаряжения. Вертолет имеет один соосный несущий винт и один толкающий. Планируется, что Defiant будет развивать скорость 463 км/ч и нести экипаж из четырех человек и двенадцати десантников.

В принципе, SB-1 Defiant может стать в будущем основным вертолетом вооруженных сил США. Однако на его пути стоит перспективный конвертоплан V-280 Valor, который, в отличие от SB-1, уже был представлен публике и даже совершил первый полет. К тому же V-280 может похвастаться гигантской крейсерской скоростью в 520 км/ч – больше, чем у любого вертолета. А еще вызывает сомнение, что специалистам Sikorsky, занятым в работе над S-97, поручат другой важный проект: американские военные не любят, когда перспективные разработки лежат «в одной корзине».

Так что самым вероятным винтокрылым дуэтом будущего выглядит пара S-97 Raider и V-280 Valor. Единственное, что реально может этому помешать, – крайняя дороговизна и свойственная всем конвертопланам техническая сложность. С другой стороны, именно у США есть колоссальный опыт, связанный с их эксплуатацией: построили уже более 350 единиц Bell V-22 Osprey.

Русское «вундерваффе»

На поприще создания новых скоростных вертолетов российские конструкторы делают пока первые шаги. Единственное, что есть в «железе», – летающая лаборатория, построенная в рамках программы по разработке перспективного скоростного вертолета (ПСВ) на базе Ми-24К. Само собой, сделать инновационный вертолет на основе старого советского «Крокодила» (такое прозвище получил Ми-24) невозможно в принципе. Тут, скорее, речь идет об отработке отдельно взятых компонентов, которые потом можно будет применить на совершенно новой машине.

UH-60 Black Hawk. Фото: Master Sgt. Kerri Spero, www.militarymachine.com

ЗА ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ авиастроители представили сразу несколько моделей. Так, специалисты компании «Миль» показали концепт «Миль Ми-1X» – многоцелевой вертолет с уже почти привычной схемой, где присутствует толкающий винт в задней части. В свою очередь, фирма «Камов» показала модель довольно крупного Ка-92 с соосным несущим винтом и винтом толкающего типа. Это многоцелевая машина, которая должна иметь взлетную массу в 16 т и при этом разгоняться почти до 500 км/ч. Серьезная заявка на успех. По крайней мере, на бумаге.

Но самой удивительной моделью стал Ка-90, также именуемый Ка-100. Согласно задумке, взлетать вертолет должен при помощи жестких и укороченных винтов. После набора скорости 400 км/ч включается турбореактивный двухконтурный двигатель, разгоняющий Ка-90 до 800 км/ч. При этом винты складываются в футляры. Неудивительно, что с этой «фантазийной» машиной связан один курьезный случай. На просторах Сети под видом прототипа Ка-90 долгое время демонстрировали модель со съемок американского боевика «6-й день» с Арнольдом Шварценеггером. Находились люди, которые этому верили.

Если серьезно, то никаких реальных доказательств активных работ над Ка-90 (как, впрочем, и над Ми-1X и Ка-92) нет. Но существует небезосновательное мнение, что в нынешних реалиях Россия просто не потянет создание такой машины.

Тем не менее, недавно весь авиационный мир буквально ошарашили кадры с изображением принципиально нового российского ударного вертолета, похожего на мифический Ка-58.

Ка-58 стал одним из главных авиационных мифов постсоветской России. Так назвали сборную модель, выпущенную на рынок компанией «Звезда». «Невидимый» вертолет со зловещей внешностью якобы разрабатывала компания «Камов» – он даже успел стать городской легендой. На самом же деле, работы над Ка-58, скорее всего, вообще никогда не вели. Сама модель имеет довольно низкую детализацию и массу спорных технических решений, которые не позволили бы создать что-то подобное в реальной жизни.

Модель Ка-92, www.ainonline.com

ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ ПРОЕКТ тоже сначала посчитали фейком. Однако в конце 2018 года специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени Н. Е. Жуковского показали 3D-модель нового вертолета в фильме «ЦАГИ 100 лет: Наука летать». Наравне с вполне реальными Ту-160 и Су-57. К сожалению, деталей о новой разработке как не было, так и нет. Известно только, что вертолет получил соосный несущий винт, дополнительные двигатели, а также убираемое внутрь вооружение, что, скорее всего, связано с требованиями сниженной радиолокационной заметности. Кабина двухместная, похожая на ту, что у Ка-52, с расположением членов экипажа бок о бок. Согласно данным, озвученным в фильме, скорость «ударника» составит больше 400 км/ч, что заметно выше, чем у Ми-28 и моделей фирмы «Камов», которые уже поступили на вооружение ВВС РФ.

Ka-90. Фото: В. В. Кузьмин

Точку ставить рано

Вообще тень неопределенности висит как над вполне реальными «американцами», так и над полумифическими российскими машинами. Дело в том, что за увеличение скорости придется платить, и высока вероятность, что этой платой будет еще больший расход топлива. То есть винтокрылы будущего рискуют стать сложными и дорогими, возможно, повторив судьбу конвертопланов, которые тоже когда-то считали хорошей альтернативой классическим «вертушкам». Стоит отметить, что упомянутый выше Bell V-22 Osprey – единственный в мире конвертоплан, стоящий на вооружении. «V-22 отлично смотрится… когда не простаивает в ремонте», – сказал в свое время покойный сенатор Джон Маккейн.

Концепт российского сверхскоростного вертолета. Скриншот: Роскосмос, www.youtube.com

Сложно сказать, постигнет ли S-97, SB-1 и V-280 такая же участь. Или же, наоборот, их рождение сделает все остальные винтокрылые машины «старьем». Но как показывает практика, если уж американцы взялись за несколько проектов сразу, то хотя бы один они точно доведут до логического завершения. И если новая машина будет соответствовать критерию цена-качество, то «прожорливость» покажется умеренной платой за возможность перебрасывать наземные части в два раза быстрей. Так что есть все шансы, что мы все же застанем эпоху супервертолетов.

Наш журнал ММ Поддержать ММ

Технологии

Илья Ведмеденко

Машины и Механизмы

Статья опубликована в журнале «Машины и механизмы» (№161, февраль 2019).

Теги: Спорт

Всего 0 комментариев

Комментарии

Авторизуйтесь

Участвовать в дискуссии могут только зарегистрированные пользователи, после модерации.
Пожалуйста, войдите в свой аккаунт или зарегистрируйтесь.