О бедном конвертоплане замолвите слово

После того, как очередной конвертоплан США Osprey упал в море близ Японии, и все утопли – народ снова заговорил об этой “супер-инновационной” и “уникальной” технике, которую “ни СССР, ни Россия создать не смогли”.

Ну отчего же не смогли? Смогли. Просто в СССР эксперименты довольно быстро показали все недостатки подобной системы – и от них отказались. Например, вот вам советский Ка-22:

Он летал, когда американцы никаких Оспри не то что в эскизе, а даже в мечтах не имели. В те годы лишь только фирма Bell начала эксперименты с вот таким летающим уродцем XV-3, еще с поршневым двигателем:

Узнаёте систему с поворотными винтами? Вот с тех пор американцы и дрочили на эту схему, не в силах придумать ничего более разумного.

Между тем схема, примененная Камовым – вполне реализуемая и стабильная, благо не нужны сложные узлы поворота винтов, и соответственно нет проблемы переходного режима – при взлете это обычный вертолет поперечной схемы, затем тяга моторов начинает постепенно переключаться на тянущие винты, и по мере разгона машины, когда крылья начинают создавать подъемную силу – несущие винты переводятся на малый шаг. Забегая вперед, могу вам сообщить, что именно эти идеи и оказались перспективными – а схема Оспри это тупик, лишь казавшийся технически элегантным.

Так часто бывает – идея выглядит очень красивой, пока не сталкивается с реальностью, после чего оказывается химерой. И то, что у американцев CV-22 Osprey строится серийно – это не потому, что они умные, а потому, что они украли на разработках машин такой схемы колоссальные бюджетные деньги, обещая создать машину для большой серии, и если на выходе выйдет пшик – то кому-то пришлось бы присесть на нары. Поэтому уродца CV-22 довели до кое-как летающего состояния, и впарили вместо нормальных вертолетов несчастным морпехам – которым в США исторически сливают весь трэш и парашу из серии “надо бы выбросить – да жалко”. А ВВС США, заказывавшие разработку Оспри – его не приняли, потому что машина так и не вышла в заказанные ТТХ, и вообще оказалась слишком проблемной.

Но вернемся к Ка-22. Он разработан в ОКБ Камова в лохматом 1960 году. Обладал двумя несущими винтами и двумя турбовинтовыми двигателями по 4300 кВт (5900 л. с.) конструкции П. А. Соловьёва. Полётная масса 37 тонн. Построено 4 машины.

Кстати, первоначальный проект был гораздо проще – на центральную часть самолёта Ли-2 предполагалось установить дополнительную винтомоторную установку с двигателем ТВ-2 (ТВ-2Ф) мощностью до 5000 л. с. и соосными трёхлопастными несущими винтами диаметром 17,5 м. Однако затенение винтов фюзеляжем и крылом оказалось чрезмерным. Кроме того, возить с собой вертолетную часть балластом в горизонтальном полете показалось слишком расточительным, а тянуть в крыльях валы к тянущим винтам от этого мотора в фюзеляже – слишком сложным. Тогда-то и решили перейти на двухвинтовую поперечную схему, с приводом тянущих винтов от тех же моторов, что и несущие винты.

7 ноября 1961 года на Ка-22 экипажем Д. К. Ефремова был установлен официально зарегистрированный мировой рекорд скорости для винтокрылов — 356,3 км/ч., а 24 ноября 1961 года был побит мировой рекорд грузоподъёмности для винтокрылов: груз в 16 485 кг был поднят на высоту 2557 м.

В КБ Миля уже после этой апупеи (но под те же ТТЗ) проектировали Ми-30 – конвертоплан схемы, как у Оспри, с поворотными винтами. На ней стало понятно, что в переходном режиме такая машина крайне нестабильна и уязвима, да и сами приводы сложны и капризны, а винты ограниченного диаметра – малоэффективны в вертолетном режиме.

Вообще если дать себе труд слегка подумать – вы поймёте, что конвертоплан это довольно бессмысленная машина. У него есть единственное преимущество перед вертолетом – более высокая скорость полета. Но она недостаточно высока, чтобы за неё имело смысл биться. Кроме того, обещанное увеличение экономичности полета – не сбылось.

В процессе разработки вертолетов было найдено другое решение для увеличения скорости и экономичности:

Как видите, всё оказалось гораздо проще. В некотором смысле – это развитие идей всё того же Ка-22, только доведенное до ума. Несущим элементом в горизонтальном полете является ФЮЗЕЛЯЖ машины, имеющий особый профиль, ну и винты, переводимые в особый режим вращения. Эта машина в гражданской ипостаси называется Ка-92.

Существует и аналогичный проект у Миля – Ми-Х1, с одинарным несущим винтом, и толкающим винтом на хвосте в кольцевом обтекателе. Под этот проект даже была построена летающая лаборатория Ми-24ЛЛ на базе хорошо известного боевого вертолета Ми-24, на которой отрабатывались новые профили несущего винта.

Разумеется, проект Миля – бредовый, потому что на скоростях выше 400 кмч у него развивается неконтролируемый крен из-за разности несущей способности правой и левой стороны винта (с одной стороны скорость лопасти складывается со скоростью набегающего потока, с другой стороны – вычитается). Для машин соосной схемы такой проблемы нет, что было наглядно продемонстрировано – лётчики-испытатели на вполне серийной «Чёрной акуле» Ка-50 при пикировании достигали скорости 460 км/час без каких-либо проблем с устойчивостью.

Сейчас КБ Камова двигает вот такую машину в качестве боевой (расчеты показывают, что на такой схеме можно достичь скорости порядка 700 км/час):

Но лобби КБ Миля, исторически засевшее в Минобороны – не дает денег на проекты Камова. Возможно, что опыт СВО, в котором вертолеты Ка-52 показали гораздо более адекватные результаты, чем разрекламированные “ночные охотники” Ми-28Н, изменит эту ситуацию.

Камовцы говорят – были бы деньги, так Ка-92 давно был бы в серии, и среди прочего серьезно порешал бы проблемы местной авиации, отправив в корзину проекты разного рода “наследников Ан-2”. Дело в том, что при сходной скорости полета и достаточной дальности – Ка-92 не нуждается в ВПП, которую, внезапно для некоторых, надо постоянно чистить от снега и мусора и поддерживать в рабочем состоянии (грунтовые полосы размокают, а бетонных плит не напасешься, да и следить за ними надо – они же перекашиваются со временем). А для Ка-92 достаточно асфальтированного пятака рядом с поселком – как для обычного вертолета.

Опять же, и для военных Ка-92 вполне интересен – в качестве транспортного, спасательного и десантного. А уж новый боевой вертолет, являющийся чем-то средним между Ка-52 и Су-25, и соединяющий в себе достоинства их обоих – интересен еще более.

А для гражданского рынка у Камова есть и вот такой проект Ка-102:

Да-да – “летающий вагон” вместимостью как “Суперджет”, но не требующий ВПП. Как видите, тут используется та же идея, как в Ка-22 – только вертолет выполнен по продольной схеме, а не поперечной. Несущий фюзеляж по типу Ка-92, плюс добавлены консоли, на которых стоят тянущие винты. Американцы эксплуатируют вертолеты продольной схемы весьма успешно, все их “подводные камни” давно известны – так что проект выглядит более чем реалистично.

Разумеется, такие машины в любом случае имеют более низкую топливную эффективность, чем самолеты. Но тут надо считать, что для России выгоднее – экономить керосин, или экономить на содержании ВПП (что в нашем климате и условиях влетает в копеечку – и именно в этом причина того, почему загнулась “местная авиация”). Навскидку – для полетов из райцентра Пупырино в режиме “два раза в неделю” наверняка будет выгоднее такой вот гибридный винтокрыл.

PS. На фото в заголовке – конвертоплан Bell/Agusta “BA-609 Tiltrotor”.

Экипаж, чел.: 2
Максимальная скорость, км/ч: 509
Практический потолок, м: 3866
Диаметр винта, м: 7.93
Дальность полета, км: 1852

Это первый гражданский конвертоплан, который имеет какие-то шансы добраться до серийного выпуска. До сих пор ни один из винтовых конвертопланов не нашел коммерчески разумного практического применения (эксплуатация “Оспри” в КМП США – это просто распил бабла, и прикрытие предыдущего распила бабла).

А между тем, в этом классе были созданы весьма удачные конструкции. Например, еще в 1955 г. фирма «Белл» провела испытания конвертоплана XV-3 с двумя поворотными винтами на законцовках крыла. В 1960 г. взлетел одноместный экспериментальный двухвинтовой Х-100 компании «Кертисс-Райт», у которого поворачивалась уже вся двигательная установка. Накопив опыт полетов на нем, через 4 года эта компания построила шестиместный четырехвинтовой Х-19. В том же 1964 г. поднялся в небо четырехдвигательный ХС-142А совместной разработки фирм «Воут», «Райан» и «Хиллер». Его взлетная масса достигала 20 т, а в испытаниях приняли участие 5 экземпляров. В 1966 г. «Белл» выступила с аппаратом Х-22А, 4 поворотных винта которого были заключены в кольцевые каналы. Объединив усилия с «Боинг вертол», «Белл» в 1988 г. приступила к испытаниям V-22 «Оспри», максималльная взлетная масса которого достигала уже 27500 кг. В отличие от предшественников, этот аппарат сразу проектировался с расчетом на крупносерийное производство, первоначальный заказ на него составлял 682 экземпляра. В последние годы «Белл» ведет испытания XV-15, с точки зрения несущей системы являющегося полным аналогом ВА609. Заметим, что при столь существенных различиях, названные конвертопланы объединяет одна весьма важная черта – все они создавались по заказу ВВС США (и затем были ВВС отвергнуты).

С этой точки зрения ВА609 действительно является революционным аппаратом, ибо он впервые предназначен для коммерческого применения, главным образом, перевозки деловых пассажиров. Скажем, некий лондонский бизнесмен собрался посетить совещание во Франкфурте. С помощью ВА609 на дорогу ему потребуется всего 1 час – минимум вдвое быстрее, чем на вертолете, и гораздо быстрее, чем на самолете (потому что до аэродрома еще надо доехать – а вертолетные площадки на крышах высоток доступны совсем рядом).

Сделать новый аппарат надежным и безопасным настолько, чтобы разрешить ему свободно летать между небоскребами – вот сверхзадача, стоящая перед его создателями. А сделать это непросто – системы поворота двигателей и синхронизации вращения роторов, которых нет в обычных самолетах и вертолетах, являются дополнительными источниками неисправностей. Причем, в случае выхода их из строя, а также в случае остановки обоих двигателей, пусть даже из-за выработки топлива, неясно, сможет ли ВА609 вообще совершить безопасную посадку. О предстоящих трудностях можно судить хотя бы по тому, что испытания и доработки V-22 «Оспри» продолжаются до сих пор, хотя должны были завершиться еще в 1991 г.!

Да-да – КМП США летает на сырой машине, по сути не завершившей испытания. Поэтому они и бьются один за другим.

BA-609 Tiltrotor технически осуществим, он построен и летает. Но весь вопрос в том, разрешат ли ему летать над городом. Если не разрешат – весь проект превращается в тыкву, эта машина становится тупо никому не нужна. А богатенький бизнесмен просто сядет в арендный вертолет, долетит на нем до аэродрома, где пересядет в бизнес-джет и полетит в свой Франкфурт, там снова пересядет на вертолет, и минуя пробки – окажется на крыше здания штаб-квартиры своих финансовых жуликов. Да, две пересадки – но при этом нет необходимости что-то изобретать, и по времени так на так и выйдет, или даже быстрее.

Материал: Proper специально для Putc.Org
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.
Поблагодарите автора - поддержите его материально:

Читайте также:


Комментарии
Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.