Наш винтокрыл пятого поколения
Российские вертолетостроители приступают к созданию новой боевой машиныВ ближайшие несколько лет Россия может стать первой страной в мире, создавшей ударный вертолет пятого поколения. Правда, для этого конструкторам предстоит решить ряд задач, среди которых малозаметность и малошумность новой машины. Надо отметить, что похожие проекты существуют и в США, однако там они не получают государственного финансирования и пока не вышли за рамки бумажных расчетов.
Впервые о разработке вертолета пятого поколения еще в конце 2008 года объявил главнокомандующий российскими ВВС генерал-полковник Александр Зелин. Однако подробностей проекта главком тогда не раскрыл, он лишь отметил, что опытно-конструкторские бюро ведут активные работы.
Еще в начале пути
С тех пор про будущую машину ничего не было слышно вплоть до мая 2010 года, когда о создании нового винтокрыла рассказал исполнительный директор холдинга «Вертолеты России» Андрей Шибитов.
Судя по его словам, идет разработка концепции ударного вертолета, но она находится на стадии предпроектных исследований. То есть сам проект фактически еще не реализуется. Как заявил Шибитов, «начата продувка двух аэродинамических схем - соосной и классической. Получены первые результаты». Продувкой занимаются российские вертолетостроительные ОКБ «Миля» и «Камова», использующие в своей готовой продукции классическую и соосную схемы соответственно.
В июне 2010 года немного больше поведал о новой машине генеральный конструктор и первый заместитель исполнительного директора ОКБ «Миля» Алексей Самусенко. Но из его высказываний следовало, что как таковые предпроектные исследования по теме вертолета пятого поколения пока еще не начаты. Российские специалисты занимаются исследованиями в области высокоскоростной винтокрылой машины. Наработки, полученные в рамках проекта, могут быть впоследствии использованы и при создании нового ударного вертолета.
Последние несколько лет в России создаются три модели скоростных вертолетов - Ми-Х1 (ОКБ «Миля»), а также Ка-90 и Ка-92 (ОКБ «Камова»). В рамках этих проектов конструкторы пытаются снять с будущих машин скоростные ограничения, накладываемые на них самой конструкцией винтокрылов. Предположительно Ка-90 сможет лететь со скоростью свыше 800 км/ч благодаря двухконтурному реактивному двигателю. Применение дополнительной силовой установки позволит снизить скорость вращения несущего винта, не теряя при этом тяги.
Обычно предельная скорость вертолетов ограничена 330-340 км/ч. Ибо большая скорость движения машины означает и большую скорость вращения винта и движения лопастей в воздушном потоке, что может привести к проявлению «эффекта запирания» - отсутствию роста (или даже снижению) тяги, несмотря на увеличение мощности, передаваемой на винт. Это связано с появлением на лопастях винта участков со сверхзвуковым течением воздуха.
Исходя из слов Самусенко, можно предполагать: созданием боевого вертолета нового поколения у нас в стране непосредственно займутся в 2011 году. Но пока речь идет лишь о проведении научно-исследовательских работ и формировании рекомендаций для новых боевых вертолетов. Только после этого может быть принято решение о начале разработки первых прототипов.
Сколько времени уйдет на все про все, еще неизвестно. По некоторым оценкам, если конструкторским бюро удастся получить техзадание Министерства обороны России и государственное финансирование, на создание нового поколения ударных вертолетов уйдет около пяти лет.
Вопрос о классификации
Россия стала первой страной в мире, которая ввела в употребление термин «вертолет пятого поколения». Прежде в вертолетной технике не было четкой классификации по поколениям, как, скажем, у истребителей. При этом не существовало и конкретных требований, предъявляемых к машинам каждого из поколений, как это принято в истребительной авиации.
Классификация винтокрылов усложняется еще и тем, что зачастую каждая новая машина (не только в России, но и во всем мире) основывается на аналогичных вертолетах прежних версий, перенимая у предшественников большую часть технических и конструкторских решений. В качестве примера можно привести российские ударные вертолеты Ми-28Н «Ночной охотник» и Ми-35, созданные на базе Ми-28 и Ми-24 соответственно. То же касается и американских AH-64D Apache Longbow или AH-1Z Super Cobra, в основу которых легли AH-64 Apache и AH-1 Cobra.
Каждый из этих вертолетов отличается от предшественника более совершенной авионикой, расширенной номенклатурой вооружений и некоторыми техническими новшествами, но по сути представляет собой лишь модернизацию различной степени глубины. По этой причине Ми-28 и Ми-28Н можно отнести и к одному поколению, и к разным поколениям. А все из-за того, что не существует хоть какой-то четкой классификации таких машин.
При ее отсутствии поколений вертолетов можно насчитать множество - все зависит от того, какие конкретно параметры винтокрылов брать за основу. Например, по мнению первого вице-президента Академии геополитических проблем Константина Сивкова, в России существует четыре поколения ударных винтокрылов: первое - Ми-1, второе - Ми-4, третье - Ми-24, а четвертое - Ми-28Н, Ка-50 «Черная акула» (снятый с производства) и Ка-52 «Аллигатор».
С подобной классификацией ударных вертолетов можно было бы согласиться, если бы упомянутые Ми-1 и Ми-4 не относились к классу многоцелевых машин, использовавшихся по большей части для транспортировки грузов. Они редко имели даже оборонительное вооружение. Впрочем, следуя логике Сивкова, между Ми-4 и Ми-24 следует расположить транспортно-штурмовую версию Ми-8 - Ми-8АМТШ, адаптированную для проведения боевых действий даже в ночное время.
В результате с учетом Ми-8АМТШ мы уже имеем пять поколений вертолетов. Таким образом, получается, что российские специалисты занимаются созданием машины шестого поколения. С другой стороны, если вычеркнуть из классификации Сивкова транспортные винтокрылы и оставить только ударные, то останется всего два поколения вертолетов.
Можно ввести и иную классификацию. Первым по-настоящему боевым винтокрылом, то есть машиной, способной атаковать наземные и низколетящие воздушные цели, стал советский вертолет Ми-24 и его модификации. Ко второму поколению можно отнести Ка-50, отличающийся от Ми-24 новыми техническими решениями. В третье поколение попадает Ми-28Н, также обладающий техническими нововведениями (обновленная авионика, X-образный рулевой винт), но не оснащенный системами активной защиты и четко отработанной системой ночного видения.
Четвертое поколение - вертолет Ка-52. Данная машина отличается от винтокрылов-предшественников принципиально новой авионикой. Кроме того, вертолет обладает мощным радарным комплексом, высокой живучестью и активной системой защиты от переносных зенитных ракетных комплексов, а также Ка-52 способен вести бой в ночное время.
В целом к введенному в России термину «вертолет пятого поколения» не следует относиться как к реально существующей классификации винтокрылов. Этим термином разработчики стремятся показать, что новая машина будет коренным образом отличаться от вертолетов, созданных в России к настоящему времени.
Каким он будет?
Что же должен представлять собой боевой вертолет будущего? Сегодня об этом известно очень мало. По большей части на данную тему пока высказываются лишь предположения. В частности, Алексей Самусенко считает, что новый винтокрыл должен быть более универсальным. «В настоящее время боевые вертолеты применяются для поддержки сухопутных войск, выполнения разведывательных функций, огневой поддержки в локальных конфликтах, - рассказал генеральный конструктор «Миля». - Будущая машина сможет выполнять все эти и некоторые другие задачи, при этом эффективность вертолета будет увеличена по сравнению с существующими образцами».
По словам Самусенко, конкретные требования к вертолетам пятого поколения определятся с учетом «тех военных концепций, которые будут существовать у нас в ближайшие 10-15 лет». Что конкретно имеется в виду, он не уточнил. К одной из основных характеристик перспективного вертолета генеральный конструктор отнес отсутствие понятия «календарного срока службы» - машина будет проводить самодиагностику и предоставлять техническому персоналу информацию о том, что надо исправить, чтобы продолжать летать дальше.
Такую самодиагностику, возможно, удастся реализовать за счет установки большого числа датчиков в различные элементы конструкции вертолета. Подобную систему создает британская компания BAE Systems. Правда, ее разработка должна тщательно оценивать лишь состояние двигателей, а не всей машины в целом. В США, кстати, Научно-исследовательский бронетанковый центр стремится изготовить «умную броню» - систему самодиагностики, которая позволит бортовым компьютерам, установленным на военной технике, самостоятельно определять состояние брони и выявлять имеющиеся повреждения.
В числе других требований к боевому вертолету в ОКБ «Миля» называют высокую интеллектуализацию борта, возможность ведения огня из укрытия, способность самостоятельно вернуться на базу при гибели или ранении пилота, высокие скорости горизонтального и вертикального полетов, возможность вертикального взлета (современные вертолеты с полной боевой нагрузкой чаще всего совершают небольшую пробежку для экономии ресурса двигателей и топлива), малозаметность в оптическом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах волн и малошумность.
Необходимо отметить, что большинство этих требований уже реализовано в современных машинах. В частности, Ка-52 при наличии соответствующего вооружения может вести огонь из укрытия, взлетать и садиться вертикально, лететь со скоростью до 310 км/ч и даже самостоятельно возвращаться на базу. (Впрочем, подчернул Самусенко, в будущем подобный полет станет более интеллектуальным: например на грозовой фронт вертолет не пойдет.) То есть принципиально новыми окажутся лишь малошумность, малозаметность и в некоторой степени интеллектуальные бортовые системы.
Применение искусственного интеллекта, как на истребителях пятого поколения F-22 Raptor, а также перспективных F-35 Lightning II или Т-50 (ПАК ФА), обеспечит пилоту более эффективное выполнение боевой задачи. Компьютер будет давать летчику подсказки по управлению машиной, наведению на цели или выбору маршрута - все это призвано способствовать повышению результативности каждого вылета в ходе военных действий. В такой сложной машине, как вертолет пятого поколения, наличие интеллектуальных систем является обязательным требованием.
Между тем, по мнению Самусенко, новый вертолет сможет развивать горизонтальную скорость до 450-500, а вертикальную - до 250-300 км/ч. Для снижения шума станут применять новую конструкцию винтов, однако чем она будет отличаться от уже существующих образцов, пока неизвестно. По оценке бывшего командующего армейской авиацией России генерал-полковника в отставке Виталия Павлова, внедрение Х-образного рулевого винта в конструкцию Ми-28 позволило снизить шумность на 15 процентов по сравнению с Ми-24.
Но использовать Х-образный винт в качестве несущего вряд ли удастся, поскольку для главного ротора требуется равномерность распределения лопастей относительно друг друга с возможностью изменения угла их атаки. Это позволяет бороться с эффектом «отступающей лопасти» - наступающие лопасти винта, вращающиеся по направлению движения вертолета, создают бльшую подъемную силу, чем отступающие, что приводит к крену вертолета набок.
Не исключено, что в конструкции малошумного винта для нового вертолета будут использованы разработки, подобные европейским Blue Edge или Blue Pulse компании Eurocopter. Суть первого проекта заключается в особой форме лопастей: ближе к оконцовке они изгибаются в горизонтальной плоскости в форме волны. Вторая разработка представляет собой набор из трех модулей-элеронов, устанавливаемых на задней кромке каждой из лопастей. В полете эти модули совершают «взмахи» с определенной частотой и тем самым снижают уровень производимого винтом шума.
Велика также вероятность создания вертолетного винта, подобного разрабатываемому сегодня в США «адаптивному винту», в котором лопасти во время полета смогут изменять геометрию и другие параметры. Данным делом занимается Управление перспективных исследовательских проектов Пентагона совместно с компаниями Boeing, Sikorsky и Bell-Boeing. Наиболее известными машинами этих фирм являются AH-64D Apache Longbow, UH-60 Black Hawk и .
Согласно техническому заданию конструкция «адаптивного винта», помимо прочего, должна обеспечивать снижение шума на 50 процентов, увеличение грузоподъемности на 30 процентов и дальности полета на 40 процентов. В новом винте планируется использовать множество технологий, включая изменение угла атаки лопастей, их конфигурации и скорости вращения. То есть лопасти получат собственную механизацию, схожую с таковой у крыльев самолетов.
Здесь нужно пояснить, что вопрос шумности для современных ударных вертолетов вторичен. Существующие сегодня радиолокационные системы позволяют обнаруживать летящие и зависшие объекты на расстоянии до 150-200 километров. Для сравнения: при хороших погодных условиях летящий вертолет слышно на расстоянии 20-30 километров. Вот почему для перспективного вертолета наиболее важным качеством является малозаметность. Для ее обеспечения необходимо использование особой конструкции корпуса, композитных материалов и радиопоглощающих покрытий.
Неизвестно также до сих пор, какая именно схема компоновки будет использована в перспективных вертолетах - классическая или соосная. Первая, по оценке военных, надежнее и дает винтокрылу больше шансов вернуться на базу после попадания под обстрел. В то же время соосная схема, широко применяемая в машинах «Камова», считается более устойчивой в управлении. Кроме того, вертолеты, выполненные по соосной схеме, отличаются большей маневренностью и способностью выполнять так называемую воронку.
Если говорить о других технических отличиях российского вертолета пятого поколения, то, по мнению Андрея Шибитова, новая машина сможет вести воздушный бой с самолетами и развивать скорость до 600 километров в час (здесь пригодятся наработки, сделанные в рамках проекта высокоскоростного винтокрыла). Как отметил генерал Павлов, скорость вертолета должна быть увеличена значительно, поскольку «разница между скоростью 350 и 300 км/ч для систем ПВО и зениток непринципиальна».
Вооружение перспективной машины будет полностью «самостоятельным» - пилоту достаточно отдать команду, а все остальное сделают бортовые системы вертолета. При этом выбор цели должен производиться постоянно по зрачку пилота: куда именно он смотрит, определит система. Для этого как раз и понадобится искусственный интеллект, потребуются более точные и мощные радары и современные средства обмена информацией, позволяющие получать данные целеуказания от любых источников - наземной разведки, самолетов, кораблей или беспилотных летательных аппаратов.
Использование последних с возможностью запуска с борта вертолета также может быть включено в список требований к машине нового поколения. Этим БПЛА придется лететь на некотором удалении от винтокрылов и выполнять роль разведчиков, оповещая пилотов об окружающей обстановке. Такая возможность, например, уже реализована на создаваемой в Америке модификации . Этот вертолет совершил первый полет в конце 2009 года. В перспективе он сможет получать оперативные сведения не только с собственных беспилотников, но и с дронов союзных войск, а также в случае необходимости осуществлять управление ими.
AH-64D Apache Longbow Block III
Дело за «малым»...
В общем, поле для фантазии российских конструкторов, похоже, есть. Весь вопрос заключается лишь в том, сможет ли Россия в небольшие сроки создать столько технических новшеств одновременно. Если да, то новая машина станет техническим прорывом страны.
Не менее важным является и финансирование столь масштабного проекта: велика вероятность, что воплощение в жизнь всего задуманного без помощи государства растянется на долгие годы, так и не достигнув завершающего этапа.
Согласно планам холдинга «Вертолеты России» на первом этапе компания намерена самостоятельно финансировать программу создания ударного вертолета - с 2011 года в проект планируется инвестировать миллиард долларов. Остальное будет зависеть, по всей видимости, от Министерства обороны России: если военные заинтересуются, денежная поддержка придет.
Комментариев нет: