Перспективный вертолет для ВМФ создают на новых технических принципах

Глава холдинга «Вертолёты России» Андрей Богинский сообщил, что проектирование нового палубного вертолёта «Минога», разработкой которого занималось АО «Камов» (бывшее конструкторское бюро Н.И. Камова), завершено.

Месяцем ранее в Сети появилась фотография первого опытного образца «Миноги», который во внутренней документации «Камова» известен, как Ка-65. Судя по этой фотографии и по показанным ранее моделям, перспективная машина будет иметь традиционную для КБ Камова соосную схему, а также получит принципиально новый технический элемент – толкающий винт в хвостовой части.

В технических характеристиках новой машины заявлена крейсерская скорость 320 км/ч: по этому параметру «Минога» будет минимум на 100 км/ч быстрее предыдущего поколения палубных вертолётов – Ка-29 и Ка-31. Однако объявленные задачи для нового вертолёта подразумевают не только высокую скорость – успешность «Миноги» будет определяться целой массой факторов.

Упрямая скорость

Вертолёты соосной схемы, которые можно легко определить по двум роторным винтам, вращающимся в противоположные стороны, всегда были специализацией КБ Камова. Соосная схема, несмотря на сложность (ведь у вертолёта, помимо двух винтов и передачи на них крутящего момента, надо ещё и реализовать сложное взаимодействие двух автоматов перекоса), всегда привлекала конструкторов.

Такой интерес был связан с тем, что в случае одного ротора у вертолётов всегда возникал паразитный момент движения на корпус вертолёта, закручивающий машину по направлению, обратному вращению винта. В силу этого на вынесенном хвосте вертолёта необходимо было устанавливать компенсирующий винт (фенестрон), который должен тратить часть мощности машины на бесполезную с точки зрения обеспечения подъёмной силы работу.

Второй недостаток одного несущего ротора выяснился уже при увеличении скорости вертолётов. Дело в том, что при движении лопасти ротора «вперёд», в направлении движения самого вертолёта, скорость лопасти и вертолёта складываются. При движении же лопасти «назад», против движения вертолёта, их скорости вычитаются, в результате чего относительная скорость воздушного потока на отстающей лопасти уменьшается и, в принципе, может даже упасть до нуля при большой скорости самого вертолёта. Именно в этой части плоскости винта происходит срыв воздушного потока, когда лопасть вертолёта буквально «проваливается вниз», а подъёмная сила на ней исчезает – после чего вертолёт начинает проваливаться набок.

Понятным образом соосные винты могут компенсировать этот эффект – поскольку они вращаются в противоположных направлениях.

Зачем же новой «Миноге» в этом случае толкающий винт, спросит внимательный читатель?

На эту тему
• ВКС получили два новейших «Ночных охотника»
• Минобороны закупит 98 обновленных «Ночных охотников»
• Для «Ночного охотника» создали новую ракету с дальностью свыше 25 км

Всё дело в том, что в классическом вертолёте несущий ротор не только обеспечивает подъёмную силу, но и отвечает за движение вертолёта вперёд (или назад) – за счёт наклона вертолёта и работы всё того же автомата перекоса, что позволяло «забирать» часть вертикальной подъёмной силы ротора в направлении желаемого движения. Однако и тут на скорости выше 300 км/ч возник ещё один неприятный эффект. Наступающая лопасть в своём движении по направлению полёта вертолёта начинала испытывать на своём конце эффект так называемого волнового кризиса, приближаясь или даже переходя скорость звука, за счёт сложения скорости самого вертолёта и скорости конечной части лопасти.

Волновой кризис – крайне неприятная штука. При нём наблюдается целый букет негативных аэродинамических эффектов: ухудшаются все аэродинамические характеристики аппарата – растёт лобовое сопротивление, снижается подъёмная сила крыльев, появляются вибрации в конструкции и падает тяга двигателей. А вот снизить скорость вращения лопасти было не так уж и просто – ведь она отвечала и за подъёмную силу, и за движение вперёд со всё более высокими скоростями, которые и сами приближали волновой кризис.

В силу этого и возникли различные варианты обхода волнового кризиса лопастей. В 1960-х годах на американском ударном вертолёте Lockheed AH-56 Cheyenne и на советском транспортном вертолёте Ми-6, например, устанавливали рудиментарные крылья, что позволяло немного разгрузить несущий ротор. В 1973 году концерн «Сикорский» провёл испытания экспериментального вертолёта Sikorsky S-69/XH-59, который был построен по соосной схеме с установкой двух дополнительных турбореактивных двигателей для обеспечения пропульсивной силы. Наконец, в 2013 году прошли испытания опытной машины Eurocopter X3, в конструкции которой использовали несущий вертолётный ротор и два тянущих винта на небольших крыльях.

До этого, в 2007 году, эту перспективную конструкцию с толкающим винтом пытались реализовать в экспериментальном винтокрыле Piasecki X-49A производства компании «Пясецкий», но и там дальше опытного образца дело так и не пошло.

Часто эти машины, несмотря на их визуальное сходство с вертолётами, называются винтокрылами. В их конструкции обычно сочетаются несущий ротор, характерный для вертолётов, и отдельные толкающие или тянущие двигатели, что роднит их с самолётами.

Судя по всему, будет винтокрылом и новая «Минога». Причём де-факто это будет первая серийная машина, в конструкции которой используется толкающий винт. Толкающий винт интересен тем, что его можно разместить вне потоков большого несущего ротора, на хвосте вертолёта – а это уже само по себе улучшает его параметры и позволяет экономить мощность машины.

Так что же важно для нового вертолёта?

Дадим слово одному из ветеранов морской авиации РФ, который не один год сам провёл за штурвалами предыдущего поколения винтокрылых машин КБ Камова – знаменитых Ка-27.

По его словам, трудно судить о характеристиках нового вертолёта исключительно по его внешнему виду, доступному сейчас лишь в виде моделей и не полностью готового опытного образца. Вид машины не впечатляет: при наличии современных материалов и технологий можно было бы сделать вертолет более аэродинамичным, что позволило бы увеличить продолжительность, дальность и скорость полета. Ведь красивая машина и летает красиво.

А ведь чем быстрее вертолет достигнет предполагаемого района нахождения подводной лодки, тем больше вероятность ее обнаружения и уничтожения. Высокая скорость нужна и для уменьшения времени нахождения в зоне возможного воздействия противника, снижения утомляемости экипажа, быстроты реакции на изменение обстановки и задач полёта.

Настороженность может вызвать лишь сама концепция универсальности и быстрой трансформируемости вертолета, заложенная в «Миногу». Известно, что любое универсальное изделие уступает по характеристикам специализированным конструкциям, но при этом часто суммирует их недостатки – что вполне верно и для вертолетов. Отсюда простой вопрос: сколько времени уйдет на доведение «универсального» вертолета по всем его вариантам применения?

Различные задачи зачастую диктуют практически диаметральные требования к машине. А сама «универсальность» обусловлена лишь ограниченными возможностями производства, в рамках которых легче освоить одну «универсальную» модель, а не три или четыре специализированных. Конвейер не так просто настроить на новый тип, а малое количество заказов разнотипных вертолетов задаёт их высокую стоимость. «Универсальная» машина – это выход из такой ситуации, но выход, который имеет и свою собственную цену – в виде долгой доводки уже серийного, по сути, изделия.

Противолодочный «охотник»

Наибольшие трудности, по мнению эксперта газеты ВЗГЛЯД, будут сопровождать новую машину «Камова» именно в варианте противолодочного «охотника». Главное требование для такого вертолёта – это высокая поисковая производительность установленного на нём противолодочного комплекса (ПЛК). Без таких высокотехнологичных «ушей и глаз» невозможно ни обнаружить, ни отследить, ни уничтожить подводную лодку противника.

К сожалению, на протяжении последних сорока лет, ещё со времён создания первых вертолётов «Камова» для целей борьбы с подлодками противника, поисковая производительность ПЛК наших вертолётов остается близкой к нулю. И какой бы не создали красавец-вертолет авиастроители, если он не будет оснащен современным и эффективным ПЛК – пользы от него не будет никакой.

Задача осложняется тем, что ключевое слово в характеристиках ПЛК, «современный», предполагает соответствие уровню подводного флота противника. В противном же случае такой комплекс будет морально устаревшим, как это в свое время произошло с Ка-27. Когда Ка-27ПЛ был принят на вооружение с ПЛК, позволявшим обнаруживать подводные лодки лишь по уровню их акустического шума, оказалось, что противники СССР к тому времени уже создали подводные лодки с шумностью хода ниже шумности моря.

«К сожалению, на протяжении 30 лет мне регулярно доводилось слушать убаюкивающие шумы моря вместо характерного шума винтов. Даже когда мы отрабатывали учебные задачи, и подводные лодки буквально погружалась на наших глазах, – говорит ветеран. – Использование же активного акустического режима тоже не давало результатов, так как тут же демаскировало вертолёты – и подводные лодки легко уклонялись от них».

Ещё одним дополнением к высокой поисковой производительности ПЛК должно стать высокоэффективное противолодочное вооружение – ведь именно в этом случае новый вертолёт станет «охотником», а не просто «загонщиком». Остальные же требования к вертолёту остаются стандартные и известные – он должен иметь хорошие летно-технические характеристики, высокую автономность и простоту обслуживания, должен обеспечивать подготовку к полету в полном объеме силами летного экипажа, обязан быть совместимым с ПЛК противолодочных самолетов и кораблей для обмена данными тактической обстановки, наведения и целеуказания.

На сегодня в первоочередные задачи АО «Камов» и «Вертолётов России» как раз и входит быстрое решение всех этих интеграционных моментов с «начинкой» нового вертолёта. Ведь такое наполнение новой машины требуется сделать не просто в сжатые сроки – но и в ситуации частичной утраты многих ключевых компетенций, которые ещё предстоит восстановить или даже создать заново. Скорее всего, именно по этим причинам генеральный конструктор АО «Камов» Сергей Михеев ещё в 2016 году сделал необходимое уточнение – на разработку новой «Миноги» он тогда отвёл период «около 10 лет», подразумевая именно вышеуказанный комплекс сложных производственных задач, а не сборку первой опытной модели.

Хочется верить, что указанные десять лет не пройдут даром и Россия сможет получить новый, сверхсовременный боевой вертолёт для морской авиации взамен уходящего на покой ветерана Ка-27.