Вертолетостроение в РФ

Классификация вертолётов

Вертолёты обычно разделяют по аэродинамической схеме, по грузоподъёмности, по назначению. По аэродинамической схеме:

Одновинтовые с рулевым винтом. Для компенсации реактивного момента используется рулевой винт, создающий тягу в направлении вращения НВ. Традиционно эту схему называют «классической схемой». По этой схеме построено большинство существующих вертолётов;

Одновинтовые со струйной системой управления. Для компенсации реактивного момента используется система управления погранслоем на хвостовой балке и реактивное сопло на конце. На Западе известна как NOTAR, англ. No Tail Rotor — «без хвостового винта», что несколько некорректно ввиду наличия множества схем, подпадающих под это определение. Пример: MD 520N; MD 900 Explorer.

Одновинтовые с реактивным принципом вращения лопастей. Также именуются реактивными вертолётами. Двигатели расположены на лопастях и на вал несущего винта не передается сильных моментов, как в случае расположения двигателей в фюзеляже. Такая схема исключает наличие реактивного момента от несущего винта . Существуют различные варианты этой схемы: с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей (собственно реактивный вертолёт), либо с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), либо компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей. Было построено несколько экспериментальных машин с реактивным приводом. Пример: вертолёт ОКБ Миля В-7, Hiller YH-32 Hornet.

Только привод компрессорного типа использовался на серийно строившемся вертолёте. Пример: Sud-Ouest SO.1221 «Djinn».

Двухвинтовые продольной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счёт наличия двух одинаковых винтов, вращающихся в противоположные стороны и расположенных в передней и задней частях фюзеляжа. Данную схему называют также «летающий вагон». Пример: CH-47 Chinook, Як-24.

Двухвинтовые поперечной схемы. Аналогична предыдущей, но винты расположены на фермах либо крыльях по бокам фюзеляжа. Пример: В-12 (самый крупный из когда-либо взлетавших вертолётов).

Двухвинтовые соосной схемы. Компенсация реактивного момента происходит за счёт наличия двух одинаковых винтов вращающихся в противоположные стороны и расположенных на одной оси. Пример: Большинство вертолётов УВЗ им. Камова.

Двухвинтовые с перекрещивающимися плоскостями роторов. Также именуются синхроптерами. Оси вращающихся в противоположные стороны роторов наклонены по отношению друг к другу, плоскости вращения роторов пересекаются, для исключения столкновения лопастей вращение их синхронизировано. Пример: Kaman HH-43 Huskie.

Многовинтовые (вертолётные платформы). Компенсация происходит за счёт наличия равного количества противоположно вращающихся винтов.

Винтокрылы. Эта схема отличается от вышеперечисленных тем, что для создания пропульсивной тяги используется тянущий/толкающий винт или реактивный двигатель. Тут название «винтокрыл» означает, что при горизонтальном полёте винт используется как крыло (не создаёт пропульсивную силу). Пример: Ка-22, Fairey Rotodyne.

Конвертопланы. Эта схема переходного летательного аппарата, который взлетает как вертолёт с помощью винта, а в горизонтальном полете летит как самолёт, используя винты как пропеллеры. Конвертопланы разделяются на аппараты:

с поворотной винтомоторной группой (тилтротор) — крыло неподвижно, поворачивается двигатель (если он расположен на крыле) с винтом (Пример: V-22 Osprey);

с поворотным крылом (тилтвинг) — поворачивается крыло вместе с расположенной на нём винтомоторной группой;

вертикальные — элементы конструкции не поворачиваются, но аппарат стоит «на хвосте» (Heinkel Lerche II, Wespe — не построены по причине поражения Германии во Второй мировой войне). Последний тип, однако, скорее можно отнести к самолётам вертикального взлёта и посадки с кольцевым крылом.

По грузоподъемности

лёгкие — регламентируются авиационными правилами АП-27;

средние — регламентируются авиационными правилами АП-29;

тяжёлые.

Вертолет спасательной службы EC 145, базирующийся в Rega

По назначению:

Многоцелевые — большинство вертолётов на данный момент подпадают под эту категорию. Это делается из экономических соображений;

Пассажирские/административные — предназначены для перевозки пассажиров на небольшие расстояния (например, аэротакси);

Транспортные — предназначены для перевозки различных грузов в грузовой кабине и на внешней подвеске;

Вертолёты-краны — предназначены для монтирования конструкций в недоступных горных районах и высотных зданиях;

Разведывательные — предназначены для проведения различного рода разведывательных операций, как правило являются барражирующими;

Боевые — предназначенные для проведения военных операций, имеют свою классификацию

Управление

Управление по крену и тангажу на большинстве существующих вертолётов осуществляется с помощью циклического изменения угла установки лопастей (шага) несущего винта, называемого циклическим шагом с помощью автомата перекоса. При изменении циклического шага создаётся момент, наклоняющий вертолёт, в результате чего вектор тяги несущего винта отклоняется в заданном направлении. На конвертопланах управление осуществляется по-самолётному. Также возможны иные методы управления по крену и тангажу, но они не применяются на существующих вертолётах.

Управление по рысканью разнится в зависимости от аэродинамической схемы вертолёта и может быть реализовано с помощью рулевого винта (у вертолётов классической схемы), разницы общего шага винтов (у двухвинтовых вертолётов), с помощью реактивного сопла (у вертолётов со струйной системой), а также при горизонтальном движении с помощью вертикального оперения.

Для управления циклическим шагом в кабине вертолёта установлена вертикальная ручка. Её отклонение вперед/назад обеспечивает управление по тангажу, влево/вправо — по крену. Для изменения общего шага несущего ротора (соответственно, подъёмной силы вертолёта) используется отклоняемая вверх ручка «шаг-газ» под левой рукой лётчика. Управление по рысканью осуществляется педалями.

 

2. БОЕВЫЕ ВЕРТОЛЕТЫ

 

2.1 Транспортно-боевой вертолет МИ-24

 

Война во Вьетнаме стала революционным поводом в вертолетостроении. Американская фирма «Белл» по заказу армии США создала ударную модификацию многоцелевого вертолета UH-1 «Чероки» отлично зарекомендовавшую себя в боевых действиях. По горячим следам та же фирма выпустила новый вертолет АН-1 «Хью Кобра», максимально унифицированный с «Чероки». Этот опыт привел американское командование США к выводу: поддержка пехоты и транспортировка – совершенно разные задачи, их должны выполнять разные машины.

В то время в министерстве обороны СССР возобладала противоположная точка зрения. Министр обороны маршал А. А. Гречко поддержал идею создания максимально унифицированного вертолета, предназначенного для непосредственной поддержки пехоты на поле боя, так и для проведения десантно-транспортных операций.

В 1968 году были разработаны тактико-технические требования, и в том же году был объявлен конкурс на создание «летающей БМП». Конструкторы КБ Миля учли опыт своих коллег из фирмы «Белл» создавших пару машин «Чероки» и «Кобра». Вертолет В-24 обладал максимально унифицированной конструкцией. Машина оснащалась силовой установкой состоящей из двух газотурбинных двигателей ТВЗ-117 общей взлетной мощностью 4450 л.с. и мощным вооружением. 19 сентября 1969года в воздух поднялся первый опытный образец вертолета. Пилотирование осуществлял летчик-испытатель Алферов. В 1970 г. была построена опытная партия из 10 машин для проведения государственных испытаний. В ходе испытаний были выявлены недостатки:

1. плохая  обзорность.

2. обледенение  фонаря кабины.

3. неудачное  расположение пилотских кресел.

Первоначальная модификация Ми-24 имела большую площадь остекления фонаря кабины пилотов, конструкторы прозвали кабину «верандой», а летчики «стеклянным гробиком», так как штурману прямо в полете на больших высотах приходилось открывать окно и металлическим транспортиром соскребать лед со стекла. Кресло пилота было расположено ближе к левому борту, следовательно, пилот не видел, что происходит справа, затем кресло пилота стали устанавливать посередине кабины, тогда пилот вообще терял обзорность. В таких случаях ошибка пилота при управлении машиной, особенно на малых высотах возрастала в 40 раз. В скорее эти недостатки были устранены путем изменения кабины пилотов, фонари сделали выгнутыми, что снизило проблему бликов, переделали систему кондиционирования, что снизило проблему запотевания и обмерзания, фюзеляж вертолета существенно сузили и экипаж разместили друг за другом, причем место стрелка-оператора опустили ниже уровня летчика. После устранения этих недостатков вертолет Ми-24 получил прозвище «Крокодил» и был запущен в серийное производство, и принят на вооружение Советской Армии. Этот вертолет для своего времени стал уникальной машиной, осуществляющим следующие задачи:

- поддержка  наземных войск;

- борьба  с танками;

- высадка  десанта с поддержкой десантируемых;

- сопровождение  десантно-транспортных вертолетов;

- транспортировка  грузов в нутрии кабины и  на узлах внешней подвески;

- транспортировка  раненых;

- борьба  с вертолетами противника.

Последний пункт заслуживает особого внимания, т.к. функцией борьбы с себе подобными Ми-24 был наделен впервые в истории вертолетостроения.

Тактико-технические характеристики вертолета

 

Крейсерская скорость полета	260 км/ч
Статический потолок	3000 м
Экипаж	2 – 3 чел
Дальность полета перегоночная	1000 км
Дальность полета практическая	416 км

 

Варианты вооружения вертолета

 

Пушка (боекомплект 450 – 470 патронов)	2х23мм
Управляемые противотанковые ракеты	До 16
Управляемые ракеты класса «воздух – воздух»	До 2
Блоки НАР С – 8, калибром 80мм	4х20
Блоки НАР С – 13, калибром 122мм	4х5
Блоки НАР С – 24б, калибром 240мм	2х1
Блоки НАР С – 5, калибром 57мм	4х32
Подвесной пушечный контейнер с 23-мм двуствольной авиапушкой ГШ – 23	2
Авиабомбы, баки с зажигательной смесью	От 2 до 4

 

Ми-24	Сравниваемый параметр	АН – 1 «Кобра»
4450	Силовая установка, л/с.	1800
260	Скорость полета, км/ч.	227
12,5	Скороподъемность, м/с.	8,22
3000	Статический потолок, м.	3720
416	Дальность полета, км	500

 

 

 

2.2 Боевой вертолет Ми – 28Н

 

В 1995 г. министерство обороны Швеции провело сравнительные испытания лучших мировых образцов ударных вертолетов. Проведенные тесты доказали примерное равенство вертолетов Ми – 28 и АН – 64 в реальной боевой обстановке. С одной оговоркой: если боевые действия ведутся днем. В ночных же условиях или при неблагоприятном климатическом режиме «Разрушитель» «глохнет» и «слепнет», теряя все свои преимущества, модификация АН – 64 «Лонгбоу Апач» остается реальной боевой машиной в любую погоду и в любое время суток.

Эту ситуацию призван изменить вертолет Ми – 28Н созданный на базе Ми – 28А. Ми – 28Н – ударный всепогодный вертолет огневой поддержки сухопутных войск, созданный для замены в строю почетного ветерана Ми – 24. Новая машина создана инженерами КБ Миля в инициативном порядке в 1996г. программу создания ночной модификации возглавил заместитель главного конструктора КБ Миля В. А. Щербина.

При создании этой машины использовались космические технологии, Х – образный рулевой винт с углами между лопастями 45 и 135є делают его бесшумным, а втулка несущего винта не нуждается в смазке, металлокерамическая броня выдерживает попадание снарядов калибром 23мм, в случае ранения летчика автоматика позволяет вернуть вертолет обратно на базу.

Бортовой радиоэлектронный комплекс позволяет вертолету вести боевые действия днем и ночью, в сложных погодных условиях, на предельно малых высотах с огибанием рельефа местности в автоматизированном режиме. Аппаратура комплекса позволяет осуществлять поиск, обнаружение – распознавание целей, ведение групповых боевых действий с автоматическим перераспределением целей между вертолетами и наземными и воздушными командными пунктами.

Важным компонентом этого комплекса является надвтулочная бортовая РЛС «Арбалет». Она установлена в обтекателе над втулкой несущего винта и выдает информацию о препятствиях на маршруте полета, вся информация выводится на три жидкокристаллических дисплея в каждой кабине, что делает возможным полет в ночных условиях на предельно малой высоте 5 – 15метров.

Для обнаружения и распознавания целей и наведения на них управляемых ракет и пушки используется обзорно-прицельная система нового поколения, имеющая оптический, телевизионный тепловизионный и лазерный каналы. Вертолет Ми – 28Н способен своим противотанковым комплексом 9м120 «Атака» поражать цели на расстоянии до 8 км и пробивать броню толщиной более 800 мм за динамической защитой.

 

Тактико-технические характеристики вертолета

 

Крейсерская скорость полета	270 км/ч
Максимальная скорость полета	320 км/ч
Статический потолок	3600 м
Дальность полета перегоночная	1000 км
Дальность полета практическая	500 км
Экипаж	2 чел