Bell V-22 Osprey: единственный в мире серийный конвертоплан

СОДЕРЖАНИЕ

1. История создания

2. Модификации

3. Описание конструкции

4. Оценка проекта

5. Характеристики

С момента первого полета братьев Райт конструкторами разных стран было создано огромное количество летательных аппаратов, некоторые из которых были, мягко говоря, диковинными. Большинство таких проектов так и осталось на бумаге или не вышло за пределы испытательных стендов. Поэтому вдвойне интересней говорить о необычных летательных аппаратах, которые не только были приняты в эксплуатацию, но и активно используются для выполнения различных задач. Американский конвертоплан (гибрид самолета и вертолета) Bell V-22 Osprey совершил свой первый полет в 1989 геду. Разработкой «Оспрея» занимались компании Bell Helicopter и Boeing Rotorcraft Systems. На реализацию программы ушло около 30 лет и десятки миллиардов долларов. На сегодняшний день V-22 Osprey - это единственный в мире серийный конвертоплан. «Оспреи» можно смело назвать самым скандальным проектом американских вооруженных сил. Несколько раз он был под угрозой закрытия, разные министры обороны США отдавали приказы об окончательном прекращении финансирования программы V-22. Однако каждый раз эти решения пересматривались. Мало какой летательный аппарат вызывал столько дискуссий, как Osprey.

Катастрофы, которые произошли во время эксплуатации конвертоплана V-22 Osprey, унесли жизни нескольких десятков человек. В настоящее время эта машина стоит на вооружении Корпуса морской пехоты США и американских сил специальных операций. Конвертоплан «Оспрей» — это действительно уникальная машина, которая не имеет аналогов в мире. Стоимость одного летательного аппарата составляет 110-120 млн долларов (другие источники называют сумму 66 млн дол.), всего американская промышленность выпустила более 200 «Оспреев». За время серийного производства было разработано несколько вариантов и модификаций конвертоплана.

V-22 Osprey — это настоящее чудо инженерной мысли, но одновременно этот летательный аппарат является самой популярной мишенью для насмешек в США. Однако, несмотря на откровенные издевательства, военное командование и большинство экспертов признают, что «Оспрей» произвели настоящую революцию и вывел мобильность американских войск на новый уровень. Прежде чем перейти к обзору этого летательного аппарата, следует несколько слов сказать об истории его создания.

История создания

24 апреля 1980 года американские спецслужбы и военные предприняли попытку освобождения заложников, захваченных после Исламской революции в Иране. Операция закончилась полной катастрофой: погибли американские военнослужащие, было потеряно несколько самолетов и вертолетов, заложников так и не освободили, силовая операция привела к международному скандалу. План операции был довольно прост: спецназ должен был высадиться на одной из заброшенных авиабаз около Тегерана, войти в город, освободить заложников и вернуться домой воздушным путем. Одной из главных причин провала операции «Орлиный коготь» стало отсутствие у армии США воздушных транспортных средств, которые бы могли летать на значительные расстояния, перевозить серьезный груз и обходиться без стандартных взлетно-посадочных полос. Чтобы доставить бойцов и необходимое снаряжение, были использованы транспортные самолеты С-130 Hercules, захват аэродрома для которых и привел к провалу всей миссии. Вертолеты не могли быть задействованы в этой операции из-за недостаточной грузоподъемности и дальности полета. Нужен был новый тип летательного аппарата, который бы соединил в себе достоинства самолета и вертолета: значительный радиус действия и возможность обходиться без аэродромов.

После некоторых колебаний в 1981 году в США началась новая программа JVX, целью которой было создание конвертоплана, способного летать на значительные дистанции и совершать вертикальный взлет и посадку. Проект контролировала комиссия, состоящая из представителей вооруженных сил, ВВС, ВМФ и морской пехоты США. В тендере участвовали не только гиганты американской авиапромышленности (Bell, Boeing, Lockheed), но и зарубежные компании: Aerospatiale и Westland. Для участия в конкурсе Bell объединился с Boeing. Компания Bell занималась роторами, мотогондолами, крыльями и доводила двигатели. Специалисты Boeing работали над созданием фюзеляжа, кабины пилотов, отвечали за авионику и системы управления.

Прототип конвертоплана был готов в мае 1988 года, первый полет состоялся в марте 1989 года. Испытания новой машины проходили сложно, в 1991-1992 году аварию потерпели два прототипа. Возникли проблемы и другого порядка: из проекта вышли сухопутные силы, количество заказанных машин было уменьшено. В американском Конгрессе шли дебаты о полном прекращении проекта. Однако, несмотря на все сложности, реализация проекта «Оспри» была продолжена. Летные испытания продолжались до 1999 года, после чего началась сборка предсерийных образцов. В 2000 году произошло сразу две аварии, в которых погибло 19 морских пехотинцев. После этого все полеты «Оспреев» были прекращены на полтора пода. Их возобновили только в 2002 году. За этот период разработчиками был проделан огромный объем работы по модернизации машины и устранению обнаруженных дефектов. А их хватало. Машина была настолько революционной, что конструкторам приходилось сталкиваться с проблемами, о которых они даже не подозревали. Одной из основных стал так называемый эффект «вихревого кольца». Этот феномен был известен и ранее, у вертолетов. Он наблюдался у машин, которые заходили на посадку с небольшой поступательной скоростью, но со значительной вертикальной. При этом лопасти несущего винта попадали в вихревой поток, ранее созданный несущим винтом. Подъемная сила резко падала, что нередко заканчивалось падением машины.

Для «Оспрея», который не может совершать посадку «по-самолетному», эта проблема была особенно острой. Кроме того, у конвертоплана подъемная сила может резко уменьшиться только для одного из двигателей, тогда он просто опрокинется. После катастроф программа создания конвертоплана была тщательно проанализирована. Американцы пришли к выводу, что создать новый летательный аппарат вместо «Оспрея» будет еще дороже, поэтому решили бросить все силы на доработку этой машины. Были проведены дополнительные исследования эффекта «вихревого кольца», к ним были привлечены специалисты НАСА. В конструкцию конвертоплана были внесены более сотни изменений, главным образом они касались мотогондол. Также было серьезно доработано программное обеспечение.

Эксплуатационные испытания продолжались практически до 2005 года, только тогда Пентагон признал конвертоплан безопасным для использования. В 2008 году был заключен контракт на поставку 167 «Оспреев», его сумма составила 10,4 млрд долларов. В общей сложности до 2014 года было выпущено 200 конвертопланов, большая часть из которых находится на вооружении КМП США. Официальные представители американского военного ведомства не раз заявляли о возможности поставок «Оспреев» государствам-союзникам: Канаде, Южной Корее, Японии, Израилю и ОАЭ. Аварии и катастрофы не прекратили преследовать конвертоплан, даже после его существенной доработки и принятия в эксплуатацию. В период с 2010 по 2018 год произошло семь серьезных инцидентов, в результате которых погибло восемь человек, еще несколько десятков были ранены. Несчастные случаи происходили как на территории США, так и за ее пределами.

Модификации

В настоящее время существует несколько модификаций конвертоплана V-22 Osprey:

CV-22B. Это модификация, разработанная для сил специальных операций США (US SOCOM). Она имеет увеличенную дальность полета (за счет дополнительных баков) и оснащена некоторым другим специальным оборудованием.

MV-22B. Модификация конвертоплана, разработанная для Корпуса морской пехоты США. Именно морпехи на протяжении всего существования программы были главными ее лоббистами. Данный вариант «Оспрея» может принимать на борт до 32 десантников, способен взлетать и садиться на корабельную палубу.

CMV-22B. Модификация, разработанная для обеспечения перевозок. Имеет дополнительные топливные баки.

EV-22. Конвертоплан, предназначенный для радиообнаружения и наведения. Разрабатывался для ВМФ Великобритании.

HV-22. Поисково-спасательный конвертоплан, который создавался по заказу ВМФ США. SV-22. Модификация, предназначенная для борьбы против подводных лодок.

Описание конструкции

V-22 Osprey является первым в мире конвертопланом, который запущен в серийное производство. Этот летательный аппарат имеет два двигателя, которые могут менять вектор тяги, с горизонтального на вертикальный. Согласно классификации американской авиационной классификации, «Оспрей» — это самолет вертикального взлета и посадки. Конвертопланы могут взлетать и садиться вертикально (как вертолеты), но при этом они способны к длительному горизонтальному полету на высокой скорости (как самолеты). Osprey выполнен по нормальной аэродинамической схеме, это высокоплан с двумя газотурбинными двигателями (ГТД) и двухкилевым хвостовым оперением. В конструкции планера активно использованы композитные материалы (около 40%), что позволило разработчикам значительно уменьшить массу летательного аппарата (почти на тонну) и снизить его стоимость. Также из композитных материалов изготовлены и лопасти винтов «Оспрея».

Все модификации конвертоплана имеют одинаковый планер, они различаются только объемом топливных баков, составом радиоэлектронного оборудования и вооружением.

Фюзеляж конвертоплана - полумонококового типа, с прямоугольным сечением. Боковые обтекатели фюзеляжа служат для уборки основных стоек шасси, размещения дополнительных топливных баков и некоторых систем оборудования конвертоплана. В передней части фюзеляжа находится кабина пилотов, в которой установлены бронированные катапультные кресла. Каждое из них способно защитить человека от попадания 12,7-мм пули. Экипаж «Оспрея» состоит из трех или четырех человек. Большую часть фюзеляжа конвертоплана занимает грузопассажирский отсек, с правой стороны машины находится двухсекционная дверь, оснащенная трапом. Крыло конвертоплана кессонного типа с двумя лонжеронами, оно имеет небольшой угол обратной стреловидности и практически полностью выполнено из композитных материалов. Механизация крыла конвертоплана состоит из четырех элевонов.

Крыло расположено на круговой опоре, что позволяет поворачивать его и размещать вдоль фюзеляжа для уменьшения габаритов ЛА. Силовая установка конвертоплана состоит из двух двигателей Rolls-Royce АЕ 1107С, расположенных в поворотных гондолах на концах крыла. Двигатели соединяются друг с другом через крыло, что позволяет в случае отказа одного из них совершить управляемое снижение. Каждый двигатель имеет модульную конструкцию, он оснащен цифровой системой управления FADEC, что значительно увеличивает надежность его работы. Кроме того, силовая установка «Оспрея» имеет систему охлаждения выхлопных газов, а самые горячие части двигателей экранированы. Это снижает заметность летательного аппарата в ИК-диапазоне. В каждой мотогондоле находятся два редуктора: один передает мощность двигателя на винт, а второй приводит в действие вал синхронизации, проходящий через центроплан «Оспрея». Винты имеют по три трапециевидных лопасти, в их шарнирах использованы эластомерные подшипники. Поворот гондол производится с помощью гидравлического привода. Переход из вертикального в горизонтальный полет занимает примерно 12 секунд. Во время вертикального полета управление происходит за счет изменения шага винтов и тяги двигателя. После достижения аппаратом скорости 180-200 км/ч подъемная сила уже обеспечивается аэродинамическими поверхностями, и мотогондолы переводятся в горизонтальное положение.

«Оспрей» имеет двухкилевое вертикальное оперение, практически полностью выполненное из композитных материалов. Его площадь составляет 12,45 кв. метров.

Шасси конвертоплана трехопорное, убирающееся. Носовая стойка убирается назад в специальный отсек фюзеляжа, боковые стойки во время полета размещаются в спонсонах корпуса.

Топливная система летательного аппарата состоит из нескольких групп топливных баков, которые размещаются в консолях крыла и спонсонах фюзеляжа. В грузовой кабине могут быть размещены дополнительные баки. Следует отметить, что емкость баков «спецназовской» модификации «Оспрея» гораздо больше, чем у варианта ЛА, разработанного для морской пехоты. Все топливные емкости протестированы, что обеспечивает защиту от утечки топлива при попадании 12,7- мм боеприпасов или падении с высоты 20 метров. Также у «Оспрея» есть система накачки топливных баков инертным газом.

У «Оспрея» довольно сложно устроенная система подачи топлива: двигатели потребляют его из расходных баков, в которые оно нагнетается из основных баков (причем в строгой последовательности). Все процессы подачи топлива автоматизированы. Конвертоплан может заправляться топливом и в полете: заправочный узел находится в носовой части фюзеляжа.

В состав бортового радиоэлектронного оборудования «Оспрея» входит инерциально-навигационная система, радиокомпас, высотомер, радиосистема обеспечения посадки летательного аппарата. В кабине пилотов установлены четыре многофункциональных дисплея и экран, на который выводится общая информация: карты, видео, различные изображения.

Управление летательным аппаратом производится с помощью ЭДСУ и гидравлических систем. Во время проектирования и дальнейших работ по усовершенствованию «Оспрея» большое внимание уделено обеспечению безопасности экипажа и пассажиров в случае аварий или боевых повреждений конвертоплана. Все важные системы машины разнесены и по возможности дублированы. Пассажиры и члены экипажа имеют бронированные кресла. Лопасти винтов выполнены из особо прочных композитных материалов. Редукторы и двигатели максимально удалены от пилотов и десантников. Шасси конвертоплана полностью поглощает импульс удара при столкновении с землей на скорости 30 км/ч, усилена конструкция кабины пилотов. В случае приводнения фюзеляж сохраняет плавучесть на протяжении 10 минут, чего вполне достаточно для эвакуации летчиков и пассажиров.

Оценка проекта

«Оспрей» — это очень противоречивая машина, которая и сегодня вызывает огромное количество споров и нареканий. Однако нельзя отрицать тот факт, что разработчикам удалось воплотить в жизнь концепцию, которая закладывалась на старте программы. Они сделали летательный аппарат, который может взлетать вертикально и преодолевать значительные расстояния со скоростью обычного самолета. Но чего стоила реализация этого проекта американской армии! Почти тридцать лет разработок и испытаний, миллиарды долларов и десятки пилотов и десантников, погибших в авариях и катастрофах. Большинство экспертов считают, что стоимость программы V-22 превысила сумму 50 млрд долларов. Много нареканий вызывает надежность этих машин. В 2007 году влиятельное американское издание Time назвало «Оспрей» «летающим позором» и поместило его фото с такой подписью на обложку.

Кроме того, «Оспреи» довольно дороги и сложны в эксплуатации. Во время использования конвертопланов в Афганистане ресурс их двигателей составлял всего лишь 200 часов (у вертолета СН-53 Sea Knight он в несколько раз больше). В начале эксплуатации «Оспреев» у аэродромных команд возникали определенные трудности с обслуживанием этих аппаратов. С другой стороны, скорость и грузоподъемность конвертопланов во многом перекрывают их основные недостатки. Osprey действительно оказался очень дорогим, но он зарекомендовал себя настолько полезным, что военные не желают отказываться от этой машины. После приема «Оспрея» в эксплуатацию большинство его недостатков были устранены или, по крайней мере, значительно купированы. Аварийность конвертоплана находится на довольно низком уровне (некоторые авторы вообще называют «Оспрей» самым безопасным ЛА).

В последние годы появилась информация о разработке нового конвертоплана Bell V-280 Valor, которой занимают компании Bell Helicopter и Lockheed Martin. Он был официально представлен в 2013 года, первый полет машины должен состояться в 2018 году.

Характеристики

Автор статьи:

Егоров Дмитрий

https://militaryarms.ru/vertolety/bell-v-22-osprey/