Как устроен боевой вертолето-самолет V-22 Osprey
'
Идея авиагибрида появилась едва ли не сто лет назад, причем шанс стать создателем нового аппарата получил Советский Союз. Еще в 1930-е годы соответствующими разработками занялся знаменитый авиатор-конструктор Борис Юрьев, который вместе со своей командой предложил, в частности, проекты самолетов с вертикальным взлетным положением, а также поворотными крыльями и винтами. Аналогичную работу в то же время вели и инженеры Германии. Однако, к счастью, до войны довести свои вундерваффе до воплощения им не удалось, а после 1945 года этот вопрос отпал сам собой. К слову, некоторые немецкие проекты "чудо-оружия" были в самом деле удивительными: так, среди прочего, конструкторы планировали сделать самолет с вращающимся крылом игрекообразной формы, которое при необходимости выполняло функцию трехлопастного винта.
Масштабные разработки конвертопланов во второй половине XX века показали, что столь хитрых конструкций для того, чтобы самолет мог подниматься в воздух с места, не требуется. Достаточно придумать способ поворачивать в полете винты, чтобы их лопасти сначала работали по-вертолетному в продольной плоскости, а затем по-самолетному - в поперечной. В результате появилось несколько вариантов такого гибрида. Например, у "тилтротора" изменяет положение часть крыла вместе с винтами, в то время как двигатели остаются неподвижными, а у "тилтвинга" вращается все крыло, на котором жестко закреплены гондолы с моторами и винтами. В какой-то момент вектор инженерной мысли пошел в сторону создания "винтокрылов" (машин с крыльями и оперением, несущими винтами как у вертолетов и тянущими - как у самолетов) и "тэйлситтеров" (самолетов, которые могли бы взлетать из вертикального положения и садиться в буквальном смысле слова на собственный хвост). Но самым жизнеспособным оказался проект, который в итоге и был реализован в "Скопе". В ней поворотными сделали не винты, а гондолы с винтами и двигателями, расположенные на законцовках крыльев.
Создание V-22 Osprey в США началось в 1980-х годах, после того, как минобороны решило найти альтернативу классическим самолетам вертикального взлета и посадки. Хотя они уже получили широкое распространение и стояли на вооружении, в том числе и в СССР (Як-38), огромное количество претензий к работе таких машин заставило Пентагон сменить приоритеты. Такие самолеты слишком сложны в пилотировании, неустойчивы, опасны, кроме того не могут соперничать с обычными в грузоподъемности и дальности полетов. К их минусам относят и большой расход топлива, которое к тому же при сжигании у земли разрушает взлетно-посадочные полосы.
Решением проблемы должна была стать разработка боевого конвертоплана, тем более что авиастроители уже делали определенные шаги в этом направлении. Использовать эту машину планировали в регулярных войсках, ВВС, авиации ВМС и для морской пехоты. Основными разработчиками гибрида определили фирму Bell Helicopter и профильное подразделение корпорации Boeing, которые начали полномасштабное проектирование "Скопы" в 1986 году. Первая компания отвечала за изготовление динамических систем, крыльев, мотогондол и ряда других элементов, вторая - за шасси и фюзеляж, а также интеграцию бортового электронного оборудования, электронных и гидросистем.
На все работы из госбюджета поначалу выделили 2,5 миллиарда долларов, а потом финансирование довели до 35,6 миллиарда, которые были предназначены на покупку 913 аппаратов. Впрочем, позже госзаказ сократился до 458 конвертопланов. Корректировке подвергли и планы по первому запуску V-22 Osprey - он запоздал более чем на полгода. Тем не менее 19 марта 1989 года машина впервые поднялась в воздух, а уже в 1990-м ее испытали на море, запустив с палубы десантного корабля-дока "Уосп".
Однако процесс был прерван двумя подряд катастрофами. В июне 1991 года ошибка при монтаже электропроводки привела к сильному крену гибрида при посадке, в результате которого машина коснулась земли одной из гондол и от возникшего пожара сгорела. А спустя год другой конвертоплан вспыхнул из-за попадания рабочей жидкости гидросистемы в двигатель. Если в первом случае при крушении пострадали два человека, то во втором погибли 11 членов экипажа. В итоге полеты V-22 Osprey были запрещены, испытания пришлось приостановить. Более того, критики программы настаивали на том, чтобы вместо "Скопы" в США разработали новый летательный аппарат. Но в правительстве страны справедливо посчитали: это обойдется гораздо дороже, чем довести до ума уже имеющуюся модель.
Примерно той же логикой руководствовались в Пентагоне после двух катастроф в 2000 году, в которых погибли 23 военнослужащих. И даже когда на полеты вновь был наложен запрет, строить отдельные опытные экземпляры конвертопланов не перестали, попутно внося в их конструкцию многочисленные изменения. Главные доработки касались устройства гондол и устанавливаемого ПО. Многое было учтено уже к маю 2002 года, когда V-22 Osprey вновь разрешили подниматься в воздух. Вскоре испытатели проверили эти машины на способность дозаправляться в воздухе, летать строем на малой высоте и приземляться в темноте, без кренения зависать над палубами кораблей и десантировать тяжелые грузы весом около тонны с помощью парашютов. А в 2005-м военные приступили к оценке боевых качеств машин, и уже в сентябре того же года в Вашингтоне начали программу серийного производства V-22 Osprey.
В 2006 году "Скопы" совершили беспосадочный перелет через Атлантику для участия в авиакосмическом салоне в Фарнборо, а в 2007-м за полгода операций в Ираке перевезли почти двести тонн грузов и 15,8 тысячи солдат. Правда, выяснилось, что мелкодисперсный пустынный песок попадает в блоки электрооборудования и может вызывать короткие замыкания. Зато разработчиков порадовала способность машин уходить от опасности, резко набирая высоту и скорость - за 10 секунд гибрид мог достичь показателя в 320 километров в час. Кроме того, выяснилось, что конвертоплан можно услышать на удалении только три километра, тогда как вертолет подавал "сигналы" за 16.
В целом успешным было признано и участие V-22 Osprey в операциях в Афганистане. Отметим, что именно эту машину привлекли к транспортировке тела убитого террориста номер один Усамы бен Ладена из авиабазы на борт авианосца, завершив знаменитую операцию "Копье Нептуна". Другими словами, эти гибриды, несмотря на постоянную критику в связи с дороговизной проекта, доказали профпригодность. Более того, в СМИ проходила информация о том, что в таких конвертопланах заинтересованы армии Израиля, Великобритании, Японии и Германии.
Так за счет чего же V-22 Osprey покоряют небо над "горячими точками" и успешно держат противолодочную оборону?
Начнем с того, что "Скопы" явно превосходят по своим возможностям большинство современных боевых вертолетов. В частности, по дальности полета конвертоплан имеет пятикратное преимущество перед знаменитым "Морским рыцарем" Boeing Vertol CH-46 Sea Knight. При этом так называемый тактический радиус действия - 650 километров - просто немыслим для любой другой винтовой авиатехники, которую невозможно держать так далеко от места непосредственного применения. V-22 Osprey отличается большей грузоподъемностью, способен развивать скорость до 580 километров в час и подниматься на высоту 7,6 километра - это более чем в два раза быстрее и выше, чем тот же СН-46.
Конвертопланы имеют трехопорное убирающееся шасси со спаренными колесами, снабженными дисковыми тормозами. Крылья, как принято в авиастроении - кессонного типа, установлены на стальной круговой опоре диаметром 2,3 метра на верхней части фюзеляжа. Эта опора играет большую роль - она позволяет крылу совершить разворот вдоль борта, чтобы севшая на авианосец "Скопа" занимала как можно меньше места. Кстати, с обратной стороны сложенных - в прямом смысле этого слова - крыльев сворачиваются и лопасти винтов, придавая V-22 Osprey еще большую компактность. Причем на всю "сборку" у экипажа уходит не более полутора минут.
Отметим, что длина фюзеляжа конвертоплана - около 17,5 метра - лишь на три с небольшим метра больше, чем у того же "Морского рыцаря". По бортам расположены специальные обтекатели, куда заходят основные опоры шасси и где установлены элементы системы кондиционирования и три топливных бака (остальные 10 находятся в кессонах крыла, а штанга системы дозаправки вынесена по правому борту за фюзеляж). В носовой части - трехместная кабина с бронекреслами, которые должны выдерживать и попадание пуль большого калибра (до 12,7 миллиметра) и существенную перегрузку. Помимо трех членов экипажа в V-22 Osprey могут разместиться борттехник и 24 пассажира, для выхода которых в передней правой части фюзеляжа расположена дверь. Кстати, весьма оригинальная: она состоит из двух откидывающихся секций, причем верхняя при открывании заходит внутрь салона, а нижняя - со встроенным трапом - наружу. Наконец, в задней части фюзеляжа - мощное двухкилевое оперение и стабилизатор.
Что касается поворотных гондол, то они могут отклоняться от своей оси на 97 градусов за счет гидромотора с винтовым приводом. В самих гондолах спрятаны газотурбинные двигатели Rolls-Royce T406-AD-400 мощностью 6150 лошадиных сил. Они снабжены прочными трехлопастными винтами из сплава на основе графита и стекловолокна, 14-ступенчатым осевым компрессором, кольцевой камерой сгорания, двухступенчатыми турбинами - газогенератора и силовой, а также цифровой системой управления, которую "подстраховывает" резервная аналоговая.
Отметим, что на случай отказа дублируются, кажется, все рабочие системы "Скопы". Так, система управления полетом и инерциальная навигационная имеют тройное резервирование, гидравлических установлено три, включая две основные и одну дополнительную, в электросистеме работают сразу четыре генератора переменного тока. В случае аварийной остановки одного из двигателей, на втором автоматически повышается мощность, благодаря чему продолжает бесперебойно работать привод воздушных винтов. Но даже если из строя выйдет и второй мотор, у экипажа будет еще 30 минут на спасение - в этот период винты будет вращать вспомогательная силовая установка.
Есть на V-22 Osprey и вооружение. Базовым считается популярный в США пулемет М240, совершающий до 950 выстрелов в минуту 7,62-миллиметровыми патронами. При этом на новые конвертопланы стали устанавливать дистанционно управляемые оборонительные системы кругового обстрела RGS, которые монтируются с пулеметом GAU-17 Minigun на внешней подвеске под фюзеляжем. Стрелок управляет процессом с помощью джойстика, а прицеливание ведет по картинке на мониторе, куда поступает сигнал с внешней камеры.
Многое сделано и в целях обороны. В частности, обе кабины - и пилотов, и грузопассажирская - имеют защиту от оружия массового поражения. Здесь, по словам специалистов, создается небольшое избыточное давление, а атмосферный воздух фильтруется. Кроме того, бортовой комплекс обороны включает приемники предупреждений об электромагнитном и лазерном облучении и пусках ракет, устройства отстрела тепловых ловушек и дипольные отражатели сигналов, а также радиолокационную систему, установленную в носовой части фюзеляжа. Интересно, что конструкторы предусмотрели и ситуацию с попаданием пуль противника в топливные баки. В случае необходимости система генерирования насыщенного азотом воздуха позволит быстро вытеснить из поврежденных емкостей пары керосина.
Стоит отметить, что V-22 Osprey стал, пожалуй, лидером по числу такого рода "фишек" - при доработках модели основной акцент был сделан на устойчивости к разного рода ЧП. Так, если машина коснулась земли на вертикальной скорости 30 километров в час, экипаж может даже не почувствовать удар о поверхность - всю энергию столкновения обязано погасить шасси, а носовой обтекатель за счет особой прочности не должен разрушиться даже при падении со скоростью 120 километров в час. В случае посадки с горизонтально развернутыми гондолами осколки винтов, бьющихся о землю, разлетятся в противоположную от фюзеляжа сторону, а при нештатном приводнении конвертоплан останется на поверхности моря в течение 10 минут - этого времени наверняка хватит для эвакуации экипажа и пассажиров.
Кстати, схема V-22 Osprey зарекомендовала себя настолько, что стала базовой для новейшего американского робота-беспилотника ARES. Он способен перемещаться в воздухе как проверенный в деле конвертоплан, а на земле становится военным 4-местным джипом. Так что продолжение, судя по всему, следует.