США и Россия активно разрабатывают перспективные сверхскоростные машины армейской авиации.
Разработка сверхскоростных вертолетов вышла на финишную прямую. Американский авиационный гигант Boeing заканчивает наземный цикл испытаний сверхскоростной машины SB-1 Defiant, которая может прийти на смену вертолетам UH-60 Black Hawk.
Скоро эта машина поднимется в воздух. В конце прошлого года полетел и ее конкурент — конвертоплан V-280 Valor от компании Bell. «Известия» разбирались, для чего нужны вертолеты, развивающие скорость под 500 км/ч, и когда в России появится собственный сверхскоростной вертолет.
Союз спасения
Первоначальная задача построить вертолет, летающий значительно быстрее обычной авиационной техники такого типа, прорабатывалась как эксперимент по достижению максимальной скорости. Позднее возникла идея использовать подобные машины в практических целях — военных и коммерческих, однако на протяжении длительного времени от разработки и крупносерийного производства вертолетов с толкающим винтом отказывались как из-за значительного объема инвестиций, так и по причине сложности конструкции в целом.
На протяжении десятилетий классическая схема с одним несущим винтом была основным направлением работ авиационных КБ по всему миру. И американские, и советские, а позднее и российские КБ сосредоточили свои усилия вокруг доработок и улучшения конструкции машин с традиционной компоновкой.
«Черный ястреб» (англ. Black Hawk) — американский многоцелевой вертолет / Фото: commons.wikimedia.org/Jakub Hałun
Ключевой проблемой вертолетов армейской авиации, несмотря на приложенные усилия, по-прежнему оставалась скорость реагирования. Ранее внедренные и максимально улучшенные технические решения как для ударных задач, так и для поисково-спасательных и обычных логистических операций уже не подходили, а максимальная скорость таких вертолетов, как американский «Черный ястреб» (280 км/ч) и советский/российский Ми-8 (260 км/ч), перестала полностью удовлетворять основных операторов такой техники.
Разработчики авиационной техники практически уперлись в потолок — даже эксперименты по снижению веса не помогали, и в конце концов создание «перспективной машины» на основе классической схемы потерпело фиаско.
Борьба с лишним весом
Это обстоятельство хорошо уяснили американские разработчики авиационной техники — сначала S-97 Raider, а затем и его доработанная версия SB-1 Defiant начали создаваться не просто как перспективные винтокрылые машины, а как средство для максимально быстрого реагирования на любые угрозы.
Наиболее перспективной в этом отношении выглядит работа сверхскоростных вертолетов в поисково-спасательной службе (USAF Pararescue), для операторов которой минимальное время запуска машины и вылет в течение нескольких минут — гарантия спасения человеческой жизни. Уже известно, что SB-1 практически завершил испытательный цикл — проверку прошли электронные системы и авионика, гидро- и электросистемы, вспомогательные системы и контуры резервирования, а также двигатели, наземные испытания которых, согласно сообщению компании Lockheed Martin, успешно завершились «раскруткой несущих винтов» в конце января 2019 года.
Sikorsky S-97 Raider (Сикорский S-97) — разведывательный вертолет американской компании Sikorsky Aircraft, построенный по соосной схеме с толкающим винтом в хвостовой части / Фото: commons.wikimedia.org/Valder137
Несмотря на существенное увеличение габаритов и массы, Defiant должен позволить армии США значительно сэкономить ресурсы, необходимые для операций в зоне боевых действий. По сравнению с UH-60 пассажировместимость Defiant возросла незначительно — до 14 человек, однако три дополнительные спасенные жизни или 300–400 кг боекомплекта, или медицинское оборудование никогда не будут лишними.
К экспериментам с нетрадиционной схемой размещения винтов в США приступили еще в 1970-х, однако в течение длительного времени «классические» авиационные материалы не позволяли достичь нужных показателей — отсутствовала нужная прочность несущих винтов, двигатели не справлялись с работой в критических режимах, а машина в целом была слишком тяжела и неповоротлива. Даже преуспевшим в разработке вертолетов американцам пришлось серьезно отсрочить создание перспективного скоростного вертолета, пока авиационная промышленность во всем мире не перешла на повсеместное внедрение сверхлегких и одновременно доступных по цене сплавов, а также композитных материалов.
Стоит заметить, что SB-1 не стал в этом смысле испытательной площадкой или прорывным летательным аппаратом. И хотя в его конструкции широко применяются композиты, впервые полимерные соединения были внедрены на уровне разработки еще при создании конвертоплана V-22 и его развития — V-280 Valor, который получил углепластиковые несущие элементы, облегченный редуктор и втулку несущего винта.
Технологичность американской машины подчеркивается многозадачностью — Defiant будет иметь десантный отсек, который при необходимости можно переоборудовать в медицинский модуль или воздушный командный пункт, а сама машина получит складные лопасти несущих винтов, что идеально вписывается в концепцию применения на авианосцах и универсальных десантных кораблях.
Отечественный защитник
Первые удачные эксперименты с толкающим винтом вместо рулевого показали, что даже при увеличении полной взлетной массы перспективного вертолета почти вдвое, выигрыш в скорости позволяет значительно — на 20–30% — ускорить выполнение боевых, десантно-транспортных и логистических задач. По подсчетам авиационных специалистов, рост крейсерской скорости машин на 120–130 км/ч резко увеличит ударные возможности вертолетных частей.
Источник «Известий» в ОПК отметил, что увеличение скоростного режима в рамках ударных операций позволит экипажу ударной машины быстрее выдвигаться в район цели и эффективнее действовать.
«Ключевыми в этом отношении стали сразу два обстоятельства: время от получения приказа до момента начала боевой работы и время, необходимое непосредственно на боевую работу. Скоростные параметры оказались важны, поскольку опыт предыдущих лет показал: вовремя выйти из-под обстрела или отработать до того момента, как противник начнет вести прицельный огонь, — это практически 80% успеха для выполнения боевой задачи», — отметил источник «Известий».
При разработке перспективных сверхскоростных машин российские военные поставили целый ряд условий. О некоторых из них, например, таких как параллельное участие в конкурсе на создание ПСВ сразу двух конструкторских бюро, было известно заранее. Однако еще в феврале 2018 года начальник НИУ бортового радиоэлектронного оборудования и авиационного вооружения Минобороны России Павел Щавелев заявил, что перспективный вертолет будет существовать в двух версиях: пилотируемой и беспилотной, причем скоростной беспилотник сможет летать в составе группы обычных машин.
Вертолет Ми-24 на совместном военном антитеррористическом командно-штабном учении / Фото: РИА Новости/Александр Кондратюк
Выбор в пользу сразу двух конкурирующих за государственные заказы конструкторских бюро объясняется просто — в Минобороны России надеются получить сразу две перспективные машины, которые будут действовать в составе армейской авиации. Первую создают, по близкой к классической схеме, с одним несущим винтом. Открытых данных об этой разработке практически нет, за исключением тех, что связаны с испытаниями оборудования на вертолете Ми-24ЛЛ. На данный момент нет подтвержденных данных о том, что новая машина получит дополнительный толкающий винт.
Учитывая заявленную скорость в 400 км/ч, перспективный скоростной вертолет может быть создан на базе заметно измененного (как конструктивно, так и внешне) Ми-24 (машина может получить название Х-1), а унификация по основным системам позволит упростить обслуживание новой машины в войсках. При этом остается неизвестным и назначение машины. Будет ли она применяться в качестве «мула» армейской авиации или превратится в сверхскоростной летающий танк с серьезным вооружением — об этом не сообщают ни военные, ни разработчики.
Зато по второму типу перспективного вертолета, разработку которого ведет ОКБ Камова, можно сделать практически однозначный вывод, что машина может выполняться как в транспортной, так и в ударной версии. Стоит заметить, что облик и концепцию перспективного скоростного вертолета камовцы предложили еще в 2007 году и при создании вертолета Ка-92 опытным специалистам придется соревноваться не столько с конкурентами из КБ имени Миля, сколько с самими собой.
Несмотря на большой опыт в создании вертолетов с соосной схемой размещения несущих винтов, рост скорости заставит разработчиков создать и внедрить новые системы демпфирования, новые лопасти, новые системы контроля устойчивости и даже новый автомат перекоса. Всё это придется создавать практически с нуля. Единственный вопрос с машиной ОКБ Камова заключается в выборе или отказе от толкающего винта. Исходя из кадров закрытого совещания, речь может идти о гибридной силовой установке, ключевым элементом которой может стать реактивный авиационный двигатель.
Russia accidentally leaks image of future high-speed helicopterhttps://t.co/FmRw7nPF3g pic.twitter.com/m6hBYivX6r
— Defence Blog (@Defence_blog) October 27, 2018
Исполнительный директор агентства «АвиаПорт» Олег Пантелеев в разговоре с «Известиями» подтвердил, что создание машины с соосной схемой требует более серьезной проработки.
«Сегодня промышленность еще не готова выполнять опытно-конструкторские работы, нужно продолжать именно НИРы, искать оптимальные компоновочные решения, выбирать материалы, создавать математические модели, стенды и т.д. Поэтому второй этап — это вопрос более отдаленной перспективы», — сказал Пантелеев.
Несмотря на то что в конце концов Минобороны сделало выбор в пользу МВЗ имени Миля, о машине с двумя несущими винтами забывать не стоит. Не исключено, что такой проект будет реализован позднее сразу в нескольких вариантах, включая вертолет палубного базирования. Вероятнее всего, такая машина будет востребована через 8–10 лет, когда флот наконец получит вертолетоносцы нового поколения.
Сергей Самарин