Может ли вертолет быть лучше самолета? Скажем, летать со скоростью более 500 км/ч и остаться при этом неприхотливым транспортным средством? Еще недавно такие вопросы вызывали улыбку у специалистов - уж слишком разные это "стихии". Сегодня все чаще те же специалисты говорят: время доминирования самолетов проходит, мир стоит на пороге очередной воздушно-транспортной революции. "Известия" решили заглянуть в будущее и для этого побывали в двух ведущих вертолетостроительных КБ страны: "Миля" и "Камова".
Что такое концепт с пропеллером?
- Сейчас новая мода: весь мир захватила эпидемия создания высокоскоростных вертолетов, - сообщил "Известиям" глава холдинга "Вертолеты России" Андрей Шибитов. - Как встречается с коллегами, сразу начинает обсуждать эту тему. По скорости, дальности полета и комфорту они должны стать конкурентами среднемагистральным авиалайнерам и при этом сохранить уникальные возможности вертолетов: вертикальный взлет и посадка, умение висеть в воздухе.
Что происходит с вертолетами у нас в стране? В этом году объединенный холдинг вертолетостроителей "Вертолеты России" планирует выпустить 200 машин (год назад была 121) и заработать на этом не менее 26 млрд рублей. А в будущем Россия планирует выпускать до 500 машин с тем, чтобы к 2015-2020 году занять 15% мирового рынка продаж вертолетов. Правда, эксперты признают: сейчас мы делаем машины, которые были разработаны еще в советское время. Претендовать на часть мирового рынка можно только с принципиально новыми аппаратами.
У американцев они уже есть. Фирма Sikorsky приступает к наземным испытаниям опытного образца сверхскоростного легкого вертолета X2, способного нестись на скорости в 460 км/ч. В следующем году его хотят поставить "на крыло" и, возможно, начать серийное производство. Российские конструкторы в КБ "Миля" и "Камов" на недавней выставке "Хелли Раша" сделали свою "заявку на будущее" - представили сразу несколько моделей скоростных вертолетов: Ми-Х1, Ка-90 и Ка-92.
- Показывать "концепты" - мы так называем опытные образцы - принято в основном на автомобильных салонах, - признался "Известиям" генконструктор фирмы "Камов" Сергей Михеев. - Мы впервые решили поступить так же. С одной стороны, это демонстрация перспектив, а с другой - попытка изучить рынок и его реакцию на новое изделие.
Обтекаемые контуры фюзеляжей, современные лопасти винтов с острыми, чуть выгнутыми законцовками. Всем своим обликом "концепты" говорят, что им покорятся любые скорости. Например, Ми-Х1 рассматривается в КБ "Миля" как своеобразная технологическая платформа, на базе которой может быть создан целый модельный ряд машин - от транспортно-пассажирской до ударной военной. Главное отличие от существующих: "самолетная" компоновка фюзеляжа (шасси и вооружение убираются внутрь).
Ка-92 берет техническими возможностями. В этой модели соосные жесткие винты сочетаются с "толкающим" самолетным пропеллером. Первый элемент обеспечивает взлет и посадку даже при сильном боковом ветре. Второй - очень приличную скорость. Это может быть большой пассажирский или транспортный вертолет, способный взять 30 человек. И, к примеру, взлетев из Мурманска, добраться до нефтяных платформ в районе Штокмановского месторождения (расстояние порядка 600-700 км). А если погода не позволит осуществить посадку, то вертолет сможет без дозаправки вернуться домой, на аэродром базирования. По словам конструктора, это будет принципиально новая машина с гораздо более высокими аэродинамическими качествами и малым удельным расходом топлива.
Ну, а Ка-90 - это нечто. Сразу и не поймешь: то ли вертолет, то ли ракета. Во всяком случае, такой концепции и смелости технической мысли нет ни у кого в мире. По замыслу конструкторов, вертолет должен подниматься с земли с помощью жестких и относительно коротких лопастей несущего винта. Набирая скорость с использованием двухконтурного реактивного двигателя и крыла, лопасти несущего винта замедляют вращение вплоть до полной остановки, складываются и убираются в футляр на "спине". Скорость полета такого летательного аппарата может достичь 700-800 км/ч. Когда же надо будет приземлиться, винты вновь будут выполнять свою функцию, и машина приземлится в обычном вертолетном режиме.
По словам Сергея Михеева, существует несколько технических решений для кардинального увеличения скорости вертолета. Традиционно камовцы строят соосные вертолеты. У них нет проблемы наступающей и отступающей лопастей. Неприятный эффект компенсируется тем, что два винта идут друг другу навстречу. Поэтому на "Камове" делают "жесткий" винт. В частности, во время горизонтального полета будет меняться конфигурация несущего винта, чтобы уменьшить его сопротивление воздушному потоку. А дополнительную скорость получают за счет заднего толкающего винта. В результате, как надеется Михеев, Ка-92 с легкостью возьмет рубеж в 500 км/ч. Многие идеи, реализуемые в новой машине (композитные материалы, новая конструкция несущего винта и лопастей), позаимствуют у боевого Ка-50, который сегодня демонстрирует чудеса как скорости, так и маневренности.
Небесный "тихоход" набирает скорость
- Несущий винт вертолета является самым эффективным двигателем на режиме висения, - рассказывает главный конструктор ОАО "МВЗ им. М. Л. Миля" Николай Павленко, - однако с ростом скорости горизонтального полета эта эффективность снижается. Поэтому проблема увеличения скорости полета является весьма важной, т.к. повышает транспортную эффективность вертолета.
Ми-Х1 - это перспективный скоростной вертолет, кардинальное увеличение скорости горизонтального полета на котором достигается благодаря использованию системы локального подавления срыва (СЛПС) на отступающей лопасти (идущей против скорости полета) и толкающего винта с изменяемым вектором тяги за счет размещения отклоняемых поверхностей в спутной струе. Система локального подавления срыва на отступающей лопасти - это главное новшество. Дело в том, что до этого на одновинтовом вертолете невозможно было компенсировать кренящий момент, который растет с увеличением скорости за счет самого несущего винта. Это принципиальный момент и этому нет аналогов в мире. У соосных и многовинтовых вертолетов эта задача решается автоматически, так как моменты крена на вращающихся в противоположном направлении винтах взаимно уравновешиваются.
При создании скоростного вертолета Ми-Х1 помимо разработки системы локального подавления срыва потребуется провести значительный объем исследовательских работ по аэродинамики и конструкции несущего и толкающего винтов. Ведь решается амбициозная задача выхода на скорость полета более 500 км/ч. Но если у фирмы есть амбициозные планы и генерируются новые идеи, то это является непременным условием продвижения вперед и заставляет специалистов постоянно быть в тонусе научной и технической мысли.
От проекта до полета
Появление сверхскоростных вертолетов должно в корне изменить систему транспортного сообщения в стране. Ми-Х1, Ка-90 и Ка-92 станут реальной альтернативой региональным самолетам. Их скорость, дальность полета (не менее 1,5 тыс. км), внутренний комфорт будут такими же, как и у региональных самолетов. Но при этом они будут более безопасными, т.к. способны осуществлять режимы авторотации, при которых машина может сесть с неработающими двигателями. А самое главное - им не потребуются аэродромы.
- Сейчас мы находимся в стадии проработки проектов, - говорит Николай Павленко. - Потом будет проведена техническая экспертиза с участием отраслевых институтов, на основании которой выберут самый перспективный. Мы можем мечтать о будущем, но должны быть реалистами и думать о тех машинах, которые нас кормят.
Впрочем, Николай Павленко считает, что "изюминка" данной концепции (СЛПС) после ее разработки и испытаний может быть с успехом применена на существующих вертолетах с минимальными переделками существующих конструкций несущих винтов. Это позволит увеличить скорость полета, например, на вертолете Ми-8 с 250 км/ч до 360 км/ч. Это надежно подтверждено проделанными расчетами. Сергей Михеев вообще относит период появления Ка-92 весьма далеко вперед, когда начнут сходить "со сцены" эксплуатирующиеся сегодня вертолеты. Высокотехнологичные Ми-Х1 и Ка-92 при всех своих плюсах пока не конкуренты нынешним машинам по одному из основных показателей - по стоимости.
Дмитрий Литовкин