CV / MV-22B tiltrotor antogs av US Marine Corps 2007. Detta är det enda flygplanet i drift idag som lyfter och landar vertikalt och har en hög horisontell flyghastighet.
Helikoptrar, sedan de introducerades i den franska armén och flygvapnet under kriget 1954-1962 med Algeriet, har lagt till en ny dimension i begreppet militära operationer
Användningen av helikoptrar för att stödja vertikal manöver gör att stridsenheter kan levereras, oavsett geografiska hinder, till den plats där motståndaren minst kan förvänta sig. Detta öppnar nya möjligheter för krigföring. Sedan konflikten i Algeriet har tekniska framsteg och kontinuerliga förbättringar av helikopterens design ökat dess kapacitet, i synnerhet nyttolast och lyft. Högsta hastighet och räckvidd för moderna medelstora och tunga multifunktionella helikoptrar har dock troligen nått sina övre gränser.
Till exempel har Boeings senaste modell F i CH-47 Chinook-familjen av multifunktionella transporthelikoptrar en toppfart på 315 km / h och en räckvidd på 370 km. CH-47F följs av den ryska Mi-35M-helikoptern med en maximal hastighet på 310 km / h och en räckvidd på 460 km. Den medelstora AW-101 helikoptern från AgustaWestland / Finmeccanica har en maxhastighet på 309 km / h, medan den nya generationens AW-139M medelstora helikopter från samma företag har en maxhastighet på 306 km / h. Som du kan se från denna lista över maxhastigheter kan inte alla moderna helikoptrar nå en maxhastighet på drygt 300 km / h.
Marschfart är viktigt eftersom det påverkar flygplanets "vändning" när man utför ett stridsuppdrag. Ju snabbare helikoptern flyger, desto snabbare kommer den att nå sitt mål och desto snabbare kommer den att kunna återvända för att hämta och leverera ytterligare styrkor och förnödenheter. En snabb uppbyggnad av markstyrkor är avgörande för framgången för ett luftburet angrepp. Således är ett flygplans förmåga att flyga fler avgångar under en viss tidsperiod extremt användbar. Att flyga i hög hastighet ökar också överlevnadsförmågan genom att minska tiden flygplanet utsätts för fiendens observatörer och skyttar på marken.
Ökat räckvidd är också önskvärt, även om det främst är relaterat till bränsletillgänglighet. Tidigare har särskild uppmärksamhet ägnats åt att öka räckvidden, vilket är direkt relaterat till bränsletankarnas kapacitet. Medelstora och tunga helikoptrar, som Mi-26 med en räckvidd på 800 km och Sikorsky CH-53E med en räckvidd på 999 km, behöver exakt denna räckvidd för att utföra flera sorteringar utan tankning. Under tiden kan tankstänger monterade på flygplan, till exempel CH-53E-helikoptern eller MH-60G / U Blackhawks specialoperationshelikopter, tillåta långdistansuppdrag att utföras djupt bakom fiendens linjer. Räckvidden och marschfarten är emellertid nära besläktade ur praktisk synvinkel. Även om flygplanet kan ha en räckvidd som tillåter hundratals nautiska mil att nå landningsområdet, är det nödvändigt att ta hänsyn till returflygningen och den tid som läggs på det, eftersom detta kan leda till en ökning av landningskraftens tid Bygg upp. I det här fallet kommer det inte att kunna utföra uppgifter som "tur och retur" snabbt på grund av den ökade flygtiden. Det vill säga, för att använda den långa räckvidden mest effektivt måste flygplanet återigen flyga snabbare.
Vridbara skruvar
Trots inledande svårigheter och kritik från skeptiker ändrade Bell-Boeing CV / MV-22B Osprey tiltrotor, som började livet 1981 som en del av det gemensamma projektet Vertical Take-Off / Landing Experimental (JVX), begreppet operationer som involverar vertikal lyft fordon. Först utplacerad av US Marine Corps 2007 och US Air Force Special Forces 2009, används denna tiltrotor för närvarande inte bara i strid (interventioner i Irak och Afghanistan), utan också i humanitära och katastrofhjälpuppdrag som han hjälpte efter tyfonen Haiyart som förstörde delar av Filippinerna 2013. Marines, i synnerhet, såg i MV-22B tiltrotorn en lösning på problemet med att leverera trupper från fartyg långt bortom horisonten. Detta uppdrag utfördes tidigare av tungtransporthelikoptern CH-46E Sea Knight, men flygtiden var oacceptabel. Denna helikopter tog ganska lång tid att bygga upp den nödvändiga kontingenten för landningsstyrkorna, medan den gjorde flera sortier, det begränsade antalet trupper förblev sårbart.
De unika egenskaperna och funktionerna hos MV-22B-tilltrotorn syftar till att lösa sådana problem. Den kan lyfta vertikalt från amfibiska överfallsfartyg, men när man växlar till nivåflygning och stänger av motorerna kan den flyga med en hastighet av 500 km / h. Detta är mer än dubbelt så snabbt som CH-46E, vilket innebär mer än hälften av flygtiden till samma landningszon. Plus en lång flygsträcka på 722 km och en högre nyttolast i cockpiten på 9070 kg och på en fjädring på 6800 kg ökar effektiviteten ytterligare. De praktiska erfarenheterna från MV-22B har ökat intresset för tiltrotorer som flygplanstyp och förbättrat utsikterna för nästa generations tiltrotor. Detta är särskilt sant med tanke på att CV / MV-22B faktiskt använder teknik, material och processer för utveckling och produktion av 70-talet av förra seklet, som utan tvekan har utvecklats avsevärt under de senaste tre decennierna.
Bell-Boeing bygger vidare på CV / MV-22B-erfarenheten när det gäller att utveckla det lovande V-280 Valor tiltrotorflygplanet och innehåller de senaste teknikerna, materialen och tillverkningsprocesserna för att skapa ett mer avancerat tiltrotorflygplan.
För Sikorsky S-97-helikoptern användes ett system med två motroterande huvudrotorer och en svansdrivare. Detta gjorde det möjligt att inte bara få höga hastigheter, utan också möjligheten att flyga i sidled och till och med tillbaka.
Lovande utveckling
Som nämnts ovan arbetar flygindustrin med att övervinna maxhastighetsgränsen för helikoptrar. Problemet med att öka hastigheten är delvis relaterat till själva elementet som gör att helikoptern kan flyga vertikalt - de övre rotorerna. Problemen som behövde lösas var relaterade till propellernas aerodynamiska drag och skrovet, eliminering av luftblåsning från bladen, omvänd luftflöde och luftkomprimerbarhet. En diskussion om de tekniska detaljerna i dessa problem kan ta flera sidor, men en sak är klar - de måste lösas på ett eller annat sätt för att förändra dynamiken i helikopterflygningen. Designers försöker lösa dessa problem genom att gå åt olika håll och "famla" dit efter svar.
Till exempel tog Bell Helicopter det beprövade CV / MV-22B roterande propellerkonceptet och anpassade det för deras V280 Valor tiltrotor-projekt. Enligt Steve Matia, chef för affärsutveckling för avancerade roterande propellersystem: "Designen och tillverkningen av V-280 är baserad på de erfarenheter som gjorts och testats på tiltrotorn CV / MV-22B, samtidigt som de tillämpar den mest avancerade designen och utvecklingen teknik. " Som han förklarade implementeras en av de mest intressanta lösningarna i V-280-nacellen. CV / MV-22B-tilltrotorn vrider hela nacellen. På nya V-280 roterar endast propellrar och växellådor medan nacellen och motorn förblir stillastående. Detta möjliggör säker ombordstigning och avstigning, eftersom motorhuset inte stör landningen och minskar underhållskraven. V-280 tiltrotorn, utformad för olika uppgifter, är mindre än CV / MV-22B tiltrotorn. Den kommer att ha en marschfart på 520 km / h, en sträcka på över 930 km, den kommer att kunna sväva på 1828 meters höjd och flyga vid en temperatur på 32 grader Celsius med full stridsbelastning, samtidigt som den överskrider befintlig helikoptrar i manövrerbarhet. Tillsammans med Lockheed-Martin erbjuder Bell V-280 tiltrotor för helikopterprogrammet FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration). Företagen har planerat den första flygningen av sin V-280 tiltrotor för augusti 2017.
Tack vare användningen av en pusher-svansrotor och dubbla strålflänsar är S-97 redan märkbart tystare än traditionella helikoptrar. När det inte behövs hög hastighet, men låg sikt behövs, gör propellern det nästan tyst
Airbus Helicopters lovande X3 -helikopter har korta vingar som genererar lyft i hastigheter över 80 knop och två turbopropmotorer för flygning framåt. Piloter talar positivt om manövrerbarheten hos Airbus Helicopters flygplan
X2
Samtidigt har Sikorsky och Boeing gått ihop om FVL JMR-TD-programmet för att erbjuda SB-1 Defiant-helikoptern. De föreslår att ta Sikorsky X2-projektet med motroterande koaxiala propellrar och en skjutande propeller som grund för ett nytt flygplan som väger högst 13636 kg. Det finns fördelar med detta Sikorsky-Boeing-tillvägagångssätt, eftersom 2 720 kg X2 Technology Demonstrator flög flera testflygningar under 2010, där den nådde en rekordhastighet på 463 km / h. År 2015 presenterade Sikorsky sin prototyp av S-97 Raider, en lätt taktisk mångsidig helikopter, som väger cirka 5000 kg.
Sikorsky och Boeing SB-1 Defiant helikopterprojekt
Chris Van Buyten, VP för innovationsprojekt på Sikorsky, som leder projektet:”Att flyga längre och snabbare i en koaxial helikopter är definitivt ett viktigt krav. Men med vårt S-97-projekt vill vi visa upp nästa generations rotorbåtar som kan överträffa traditionella helikoptrar i varje prestandaparameter, särskilt vid låga hastigheter och vid svävning. Hemligheten med X2-koaxialen är att de motroterande huvudpropellrarna ger lyft och framåtflygning utan svansrotor. Över 150 knop (277,8 km / h) tillhandahålls dragkraften från tryckpropellern, så huvudpropellerna gör det de gör bäst - ge lyft.” Van Buyten fortsatte med att spekulera i att flygplanen S-97 och SB-1 "radikalt kommer att förändra hur militära piloter nu flyger och slåss i helikoptrar." När Sikorsky- och Boeing-teamet tar sin SB-1 i luften 2017 kommer Sikorsky att ha sitt tredje experimentella X2 på mindre än 10 år, vilket äntligen kan bekräfta projektets inneboende skalbarhet till storleken på UH-mediumets multifunktionshelikopter. -60 Black Hawk.
Sikorskys X2 -projekt
Målet med FVL JMR-TD-programmet är att utveckla och distribuera ett flygplan med betydligt förbättrad prestanda och kapacitet, som kan utföra ett brett spektrum av uppgifter, allt från spaning och attack till transport av trupper och last.
Hybridprojekt
Airbus-helikoptrar (tidigare Eurocopter) tar ett hybrid-tillvägagångssätt för att utveckla framtidssäkra helikoptrar, med hjälp av några av de grundläggande elementen i traditionella flygplan, till exempel korta rektangulära vingar. En sådan lösning gjorde det möjligt att avsevärt öka flyghastigheterna, vilket demonstrerades 2012 av en testflygning av X3 -teknikdemonstratorn, som nådde en hastighet på 255 knop (472 km / h) (över X2 -hastighetsrekordet). X3 -projektet kombinerar en övre rotor för lyft och svävande och korta vingar med turbopropmotorer monterade på dem, vilket ger dragkraft för rörelse framåt (varför termen "hybrid" används här). Den har inte en bakre rotor, utan har istället en horisontell stabilisator med vertikala svansstabilisatorer i varje ände. Flyger framåt med hastigheter överstigande 80 knop (148 km / h) börjar vingarna generera ytterligare lyft och ger vid hög hastighet nästan hela hissen för detta flygplan.
Airbus har ännu inte avslöjat sina planer för ett nytt militärt flygplan med den metod som demonstreras av X3 -projektet. En företrädare föreslog dock att många av de nuvarande helikoptrarna skulle kunna inkludera dessa designlösningar. Eftersom X3-projektet är baserat på det djupt moderniserade skrovet på den lätta universella AS-365N3 Dauphin-helikoptern från Airbus Helicopters, verkar detta vara fullt möjligt. X3 visades för den amerikanska militären men tog sig slutligen inte till FVL JMR-TD-programmet. Airbus har meddelat sin avsikt att fokusera på sök- och räddningsuppdrag och fortsätter att arbeta på ett flygplan baserat på X3 -projektet som kan lyfta under 2019.
RACHEL
Ryska helikoptrar meddelade 2009 att de utvecklar en lovande höghastighets aerodynamisk helikopter med infällbar landningsställ och en patenterad implementering av SLES-systemet (Stall Local Elimination System) i huvudrotorns design. Enligt företaget kommer Mi-X1 att ha en marschfart på 475 km / h och en toppfart på upp till 520 km / h. I augusti 2015, på MAKS flygutställning i Moskva, V. I. Mil visade en demonstration av RACHEL (Russian Advanced Commercial Helicopter) som annonserades som en höghastighetshelikopter. Helikoptern kan ta ombord upp till 24 passagerare eller 2,5 ton last och transportera den med en maximal hastighet på 500 km / h till ett maximalt avstånd på 900 km. Enligt företaget kommer testflygningar att börja i december och massproduktion 2022. I december 2015 presenterades en djupt moderniserad Mi-24K med nya böjda rotorblad för allmänheten. Syftet med denna utveckling är att minska aerodynamiskt drag, öka stabiliteten och hastigheten för helikopterflygningen. Företaget räknar med att maxhastigheten för experimentflygplanet kommer att öka från 333 km / h till 400 km / h. Enligt företaget, om det är möjligt att utrusta ett annat flygplan med böjda blad, kommer detta att öka hastigheten med 30 procent.
Ryskt projekt med en lovande höghastighetshelikopter RACHEL
X-PLANE
Ett litet amerikanskt företag AMV utvecklar ett eget projekt för ett höghastighets vertikalt startfartyg med propellrar på sina korta vingar. Prototyper antyder tydligt en kombination av ett VTOL-fordon (vertikal start och landning) och en höghastighetshelikopter. AMV har lanserat sin X-PLANE-demo och förväntar sig att AMV-211 når en toppfart på 483 km / h, en marschfart på 402 km / h och en räckvidd på 1110 km. Även om företaget lämnade in sitt förslag till FVL JMR-TD-programmet, valdes inte projektet och X-PLANE-projektet stoppades inte och utvecklingen fortsätter.
AMVs X-PLANE-koncept
Kontrollerad dragkraft
En annan kandidat inom höghastighetshelikopterindustrin använder Piasecki Aircrafts patenterade Vectored Thrust Ducted Propeller (VTDP) design i kombination med huvudvingar. En experimentell tvåmotorig fyrbladig X-49 Speed Hawk tog fart för första gången 2007 och nådde en hastighet på 268 km / h. Denna modell baserades på skrovet på Sikorsky SH-60F Seahawk-däckbaserad anti-ubåtshelikopter. Arbetet finansierades ursprungligen av den amerikanska marinen och sedan av den amerikanska armén för att demonstrera sätt att öka hastigheten på befintliga helikoptrar till 360 km / h. Detta projekt valdes inte ut för FVL JMR-TD-programmet.
Piasecki Aircraft-projekt baserat på Sikorsky SH-60F Seahawk-däck mot ubåtshelikopter
SB-1 är en vidareutveckling av Sikorsky S-97-projektet och är en annan kandidat för FVL JMR-TD-programmet, som syftar till att möta behovet av en medelfler helikopter.
Förnuftet råder
Militärerna i flera länder, inklusive USA: s och Natos militära styrkor, kommer att möta problemet med åldrandet av deras helikopterflottor under det kommande decenniet. Många av dagens helikoptrar togs i bruk på 1980 -talet och deras livslängd närmar sig redan 30 år. Till exempel började McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache stridshelikoptrar leverera trupperna 1986 och har, trots ett antal förbättringar, i huvudsak samma flygegenskaper. Familjen UH-60 är ännu äldre, de första helikoptrarna levererades 1974. De nyaste UH-60M-helikoptrarna har fly-by-wire-styrsystem, en gemensam arkitektur, en ny kraftfull och pålitlig motor, men hastigheten förblir densamma. Den första uppgiften för FVL JMR-TD-programmet kommer med största sannolikhet att byta ut helikoptrarna i UH-60-serien, vilket förklarar likheten mellan utformningarna av de stugor som erbjuds för den.
Så militära operatörer försöker oundvikligen byta ut sina flygplan. Och här ställs de inför frågan om de bevarade konstruktionerna ska behållas, om än med att inkludera digital elektronik och avionik, fly-by-wire-system och kompositmaterial, eller att gå mot projekt som erbjuder en ny nivå av möjligheter. Den andra frågan är möjligheten att utveckla ett universellt fartyg som kan utföra en mängd olika uppgifter. Den amerikanska militären ville inledningsvis högst tre flygplan för att utföra alla sina avsedda uppdrag. Denna idé har förändrats flera gånger, och hittills har de bestämt sig för tre projekt: Light Scout-ljushelikoptern (operation sedan 2030), Medium-Light-mediet, universal- / attackhelikoptern med driftstart sedan 2028 och slutligen, tung lasttransport med början av drift från 2035. Dessutom räknar den amerikanska armén med genomförandet av "Ultra" -projektet, som planeras att starta operationen 2025. Det är ett nytt vertikalt lastbilar med liknande egenskaper som för transportflygplan som drivs av turbopropmotorer som Lockheed Martin C-130J eller Airbus A400M. Men att döma av resultaten från en briefing av biträdande chef för Department of Ground Combat and Tactical Combat Systems Jose Gonzales, som hölls vid USA: s försvarsdepartement i januari 2016, verkar allt förändras igen. En kategorisering föreslås baserat på kapacitet som behövs snarare än vikt. Dessa nya kategorier har ännu inte tillkännagivits.
Även utan Ultra -alternativet har detta koncept med nya flygplan inte bara tekniska problem, utan kan också påverka det amerikanska flygvapnets nuvarande position - med dess ambition och tidsfrister. Förmodligen, ur en operativ synvinkel, i olika uppgifter kan vissa projekt vara att föredra framför andra. Huvudfrågan är fortfarande den proportionella finansieringen av ett sådant program och hur det kan påverka arméns andra moderniseringsprojekt.
Flyga framåt
Driftserfarenheten av tiltrotorn CV / MV-22B avslöjar fördelarna med detta flygplan och indikerar nya sätt att använda dess unika funktioner. Baserat på denna erfarenhet har det amerikanska kommandot för specialoperationsstyrkorna USSOCOM redan uttryckt intresse för att öka antalet CV / MV-22B tiltrotorer över de initiala kraven. Tillräcklig erfarenhet av X3-projektet inom ramen för FVL JMR-TD-programmet visar verkligheten att uppnå hög hastighet, ökad manövrerbarhet och större flygräckvidd. För närvarande finns det en fråga om att bestämma livskraft, utbyggbarhet och anpassningsförmåga för höghastighetshelikoptrar, liksom deras kostnad, vilket gör att de kan utföra hela utbudet av stridsuppdrag. Höghastighetshelikoptrar är i horisonten, men hur snabbt och i vilken form är fortfarande okänt.
