Перспективный вертолет может подняться в воздух уже в этом году
Одна из крупнейших вертолетостроительных компаний мира – «Сикорский» (Sikorsky) – представила второй опытный образец вертолета нового поколения S-97 «Рейдер» (Raider), который, как предполагается, совершит первый полет в 2014 году.
Первый демонстратор по программе перспективного вертолета, получивший обозначение X2, был представлен в 2010 году. Скорость его полета превысила 480 километров в час. Предполагается, что третий вариант с обозначением SB.1 «Дефиант» (Defiant), разрабатываемый совместно с компанией «Боинг» (Boeing), поднимется в воздух в 2017-м в рамках программы сухопутных войск США по созданию единого многоцелевого вертолета JMR (Joint Multi-Role).
По камовской схеме
По мнению экспертов, S-97 «Рейдер» олицетворяет собой существенный прогресс, достигнутый в ходе развития концепции вертолета из композиционных материалов с соосной схемой винтов. Концепция также включает не только демонстратор X2 полной массой около 2400 килограммов, но и перспективный вертолет FVL-M (Future Vertical Lift Medium), который, как предполагается, начнет заменять многоцелевой вертолет UH-60 «Блэк Хоук» (Black Hawk) в 2035 году.
Вертолет S-97, создание которого финансировалось «Сикорским» в размере 75 процентов, позволит компании отработать технологии скоростных винтокрылых машин, применявшихся ранее на демонстраторе X2 и в настоящее время интегрирующихся в состав опытного образца по программе JMR, финансируемой как оборонной промышленностью, так и вооруженными силами США.
«Демонстратор X2 заложил основные принципы работы над скоростными винтокрылыми машинами: небольшая рабочая группа работает над единым комплексом самых совершенных технологий для создания инновационных образцов, которые потом достаточно просто пойдут в производство», – проинформировал Марк Миллер, глава отдела по проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ «Сикорского».
Представители компании делают особый упор на то, что в ходе создания демонстратора X2 обращалось внимание не на разработку новых технологий, а на интеграцию уже существующих. В X2 были внедрены современные разработки в области электродистанционной системы управления, уменьшения воздушного сопротивления втулки несущего винта, интегрированной вспомогательной силовой установки (ВСУ), активной системы контроля за вибрацией, жестких композитных лопастей винта и других деталей. В результате создан демонстратор однодвигательного вертолета, который управляется одним летчиком. Уровень его вибрации соответствовал показателям UH-60 «Блэк Хоук», а скорость превышала показатели последнего в два раза.
X2 разрабатывался на протяжении 43 месяцев, в его создание было вложено 50 миллионов долларов. Потребовалось 17 летных испытаний для достижения скорости 463 километра в час. Работа над S-97 «Рейдер» ведется с июня 2010-го. К моменту первого предполагаемого полета этого вертолета в декабре текущего года срок разработки составит 49 месяцев. Оба демонстратора – X2 и S-97 – обойдутся «Сикорскому», как считают эксперты, примерно в 200 миллионов долларов. Предполагается, что X2 будет применяться в дальнейшем для расширения области рабочих режимов летательного аппарата, а S-97 – для демонстрации технологий потенциальным покупателям.
Впервые соосная схема винтов была применена компанией «Сикорский» на опытном вертолете XH-59A в 70-х годах. Его скорость превышала 480 километров в час, однако он оказался достаточно неудобным в управлении, шумным и сложным. И расход топлива этой винтокрылой машины был слишком большим. Двум летчикам приходилось управлять четырьмя силовыми установками.
Чего ждать от S-97
Общая масса S-97 составляет около 4990 килограммов. В качестве силовой установки применяется двигатель YT706 производства компании «Дженерал электрик» (General Electric) мощностью 2600 лошадиных сил. Диаметр каждого из несущих четырехлопастных винтов «Рейдера» – около 10 метров. Соосная схема исключает необходимость установки хвостового винта. Вместо него в хвосте машины установлен воздушный винт с регулируемым шагом диаметром около 2,1 метра, вращение которого осуществляется основной силовой установкой. Этот винт обеспечивает устойчивость на высоких скоростях. В низкоскоростном режиме он может быть отключен с целью повышения уровня безопасности и снижения шумности.
Ожидается, что крейсерская скорость «Рейдера» превысит 407 километров в час. Силовая установка обеспечит несколько новых режимов полета, включая ускорение и снижение скорости в горизонтальном полете и ориентирование носка вертолета для размещения вооружений. В ходе программы испытаний «Рейдера» предполагается изучить возможность практического применения этих новых характеристик.
Основную роль в ходе быстрого создания S-97 сыграла виртуальная среда разработки. «В ней мы можем моделировать строительство машины и ее полет еще до осуществления этих действий в реальности», – рассказал Миллер. «Мы располагаем целой интегрированной лабораторией, в которой установлены все элементы программного обеспечения, датчики, генераторы, гидравлика. Это позволяет нам урегулировать все аспекты еще до взлета машины», – добавил вице-президент «Сикорского» по вопросам технологий и инноваций Крис Ван Бьютен.
Моделирование с высокой степенью вероятности играет в данном контексте ключевую роль. «Нашей задачей является снижение рисков, что позволит получить время для ликвидации несоответствий, которые могут оказать отрицательное воздействие на программу, – пояснил Миллер. – В итоге сборка демонстратора практически не принесла каких-либо неожиданностей». Например, благодаря моделированию кинематической схемы винтокрылой машины установка шасси заняла считаные дни. При этом оно заработало с первого раза.
«Быстрое создание опытного образца не предполагает пренебрежение какими-либо аспектами, – отметил Миллер. – Когда летательный аппарат демонстрирует свои характеристики в полете, возникает риск возникновения инцидентов и запрета полетов на несколько месяцев. Характеристики X2 были подтверждены достаточно быстро – всего лишь за 17 опытных полетов. Летные испытания являются достаточно дорогими, и мы стремимся к развитию программы, а не к простому наблюдению летательного аппарата в небе». По словам Ван Бьютена, разработчикам предстоит столкнуться с неожиданностями как на земле, так и во время летных испытаний, однако они не окажут такого негативного эффекта, какой они оказали бы еще год назад.
Компания «Сикорский» так-же в существенной степени полагается на 53 субподрядчиков. «Они обеспечивают около 90 процентов летательного аппарата (S-97). «Сикорский» отвечает за интеграцию систем и разработку документации по интерфейсу управления вертолетом. Это позволило создать высококачественную винтокрылую машину за небольшой промежуток времени, – объяснил Ван Бьютен. – Производители как крупных, так и мелких комплектующих поставили свою продукцию быстрее, чем обычно».
Первый готов
Первый опытный образец S-97 «Райдер» уже готов пройти наземные испытания. В настоящее время производится сборка второго опытного образца, завершено производство фюзеляжа. Между полетом первого и второго S-97 пройдет некоторое время, и разработчики успеют внести в конструкцию необходимые изменения.
Летные испытания первого опытного образца будут проходить в четыре этапа и включать в себя висение, низкоскоростной режим полета, полет с увеличенной скоростью и маневрированием, увеличение скорости относительно земли и сложное маневрирование на небольших скоростях. Полная программа летных испытаний завершится в первом квартале 2016 года. «Программа испытаний S-97 начнется с того места, где завершились испытания X2, – проинформировал Миллер. – В настоящее время мы проводим эксплуатационный анализ и изучаем возможность улучшения технических характеристик вертолета». При проектировании новой машины учитываются отзывы летчиков вертолетов, конвертопланов и самолетов.
Новая винтокрылая машина, создание которой финансируется в инициативном порядке, является вариантом вертолета «Сикорского», предложенного сухопутным войскам США по программе создания новых ударных винтокрылых машин AAS (Armed Aerial Scout). В настоящее время работы по программе заморожены в связи с экономией бюджетных средств. Опытные образцы «Рейдера» специально не проектировались под требования военных, однако «Сикорский» работает над созданием версии машины, которая удовлетворила бы всем требованиям вооруженных сил.
Ранее предполагалось, что стоимость S-97 в случае производства 498 машин для замены устаревших вертолетов OH-58D «Кайова Уорриор» (Kiowa Warrior) составит 15 миллионов долларов – в среднем на 25 процентов выше, чем уже готовые к серийному производству образцы.
Несмотря на то, что работы по программе AAS временно заморожены, «Сикорский» рассчитывает обсудить с потенциальными заказчиками возможность специализации опытных образцов. «Мы с состоянии внести требуемые изменения в конструкцию второго опытного образца и привести технологический облик винтокрылой машины в соответствие с требованиями и пожеланиями потенциальных заказчиков, – сказал Миллер. – Мы обсуждаем с заказчиками возможности специализации».
По мере того, как «Сикорский» готовится к проведению летных испытаний «Рейдера», компания обменивается опытом с «Боингом» в преддверии программы JMR. «Нельзя назвать этот обмен информации полным, но мы намерены активно участвовать в программе JMR», – заметил Миллер. «В ходе активного применения среды виртуальной разработки мы уделяем особое внимание документированию этого процесса, что позволяет легко обмениваться материалами. Таким образом, мы в дальнейшем сможем достаточно быстро осуществлять различные другие программы», – добавил Дуг Шидлер, возглавляющий проект по созданию демонстратора для программы JMR.
Дмитрий Федюшко
Опубликовано в выпуске № 38 (556) за 15 октября 2014 года
