Камов Ка-50

Еще в шестидесятых годах ОКБ Камова разработало ряд проектов вертолетов поля боя, своеобразных летающих БМП, по назначению аналогичных знаменитому впоследствии Ми-24. При этом были исследованы самые различные схемы — от привычной соосной (проект Ка-25Ф), до «летающего вагона» (проекта В-50) с продольным расположением несущих винтов. Тогда безоговорочным победителем оказался Ми-24.

К его появлению на вооружении армейской авиации СССР, США уже располагали обширным парком не только вооруженных многоцелевых вертолетов, но и специализированными винтокрылыми штурмовиками АH-1 Кобра. Последние успели принять участие в боевых действиях во Вьетнаме, где показали себя в общем-то хорошо. Опыт Кобры лег в основу проекта ударного вертолета ААH — будущего Апача, приспособленного для действий по большому количеству подвижных бронированных целей, прикрытых наземными средствами ПВО и авиации.

Итоги Вьетнама изучали и у нас. Руководство ВВС СССР и Министерство Авиапромышленности (МАП) видели возможного разработчика нового вертолета-штурмовика в лице ОКБ Миля — традиционного поставщика вертолетов для нашей армии. Видимо для них было неожиданностью поступление в декабре 1977 года технического предложения на такой аппарат от фирмы Камова, занимавшейся тогда исключительно морскими транспортными и противолодочными аппаратами.

Тем не менее предложение прошло, и в мае 1980 года государственной макетной комиссии был представлен детальный проект и полноразмерный макет нового боевого вертолета.

Состоявший на вооружении Советской Армии Ми-24 не мог противостоять новому американскому вертолету огневой поддержки АН-64 Apache, разработка которого шла полным ходом. В поисках преимуществ новой боевой машины, проектируемой на фирме «Камов» были проработаны различные схемы вертолетов. Опыт применения боевых вертолетов во Вьетнаме и Афганистане продемонстрировал низкую живучесть вертолетов классической одновинтовой конструкции из-за уязвимости рулевого винта и шинной трансмиссии. Преимущества аэродинамически симметричного соосного несущего винта оказались очевидными. Такой винт обеспечивает простоту управления вертолетом в ручном, а главное, автоматическом режиме, отличную маневренность, взлет и посадку при ветре любой силы и направления. К тому же соосный несущий винт способен повысить боевую живучесть вертолета, обеспечить компактность силовой передачи и значительно снизить потери мощности двигателей. Так родился «в металле» вертолет В-80 — будущий Ка-50.

Боевой ударный вертолет Ка-50 предназначен для поражения бронетанковой и мотомеханизированной техники, воздушных целей и живой силы на поле боя. По критерию «эффективность-стоимость» он не имеет себе равных среди всех существующих боевых вертолетов. Это достигнуто благодаря оптимальному сочетанию высоких значений энерговооруженности соосного аппарата, маневренности и летных данных; мощного вооружения; интегрального бортового радиоэлектронного комплекса; высоких боевой живучести и эксплуатационной технологичности. Вертолет Ка-50 разработан специалистами фирмы «Камов» по ТТЗ Министерства обороны под руководством генерального конструктора, члена-корреспондента РАН, Героя России Сергея Викторовича Михеева и построен по соосной схеме несущих винтов.

Соосная схема, как уже известно читателям, обеспечивает винтокрылой машине исключительную компактность и минимальные значения моментов инерции планера для достижения высоких характеристик маневренности, а также аэродинамическую симметрию и самую простую технику пилотирования среди вертолетов других схем. Оригинальность конструкции планера заключается в наличии у фюзеляжа основного силового элемента от кабины пилота вплоть до хвостового оперения в виде балки коробчатого типа сечением 1×1 м, изготовленной из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Кстати, в конструкции вертолета содержание элементов из ПКМ по массе достигает 35 процентов.

По всей длине по бокам этой балки размещается бортовое оборудование, выполняющее для нее экранирующие функции от огневого воздействия средств поражения. Балка и оборудование закрыты снаружи не силовой обшивкой из ПКМ, придающей фюзеляжу совершенные аэродинамические обводы. Длина планера — 14,2м. Крыло вертолета размахом 7,3 м крепится к средней части фюзеляжа и имеет трапециевидную форму в плане с прямой передней кромкой. Под консолями крыла расположены четыре балочных держателя для подвески разнообразных средств поражения, а также две пусковые установки ракет «воздух-воздух». Консоли крыла заканчиваются гондолами с кассетами системы отстрела ложных тепловых целей.

Хвостовое оперение — самолетного типа с неподвижным стабилизатором. Шасси трехстоечное с носовым колесом, убирающееся в полете. Вертолет может совершать полет как с убранным, так и с выпущенным шасси. Несущая система включает два соосных винта диаметром 14,5 м, вращающихся в противоположных направлениях. Винты — трехлопастные, лопасть винта из ПКМ прямоугольной формы в плане с двухконтурным лонжероном, стреловидной законцовкой и электротепловой противообледенительной системой. Крепление лопасти к втулке винта — полужесткое, с помощью пластинчатого металлического торсиона.

Разработчики вертолетов Ми-28 и Ка-50 располагали лишь одним типом двигателя — турбовальным ТВ3–117ВМА, разработки ленинградского ОКБ им.В.Я.Климова. Этот ТВлД уже значительное время выпускается и используется на вертолетах Ми-24, и отличается высокой степенью надежности и хорошей ресурсностью. Его взлетная мощность составляет 2225 л.с. (двигатель может работать в таком режиме 6 минут), номинальная мощность у земли — 1700 л.с. При этом масса каждого двигателя без коробки приводов составляет всего 289 кг. Даже по сегодняшним меркам это не плохие показатели. Конструктивно ТВ3–117ВМА состоит из 12-ти ступенчатого осевого компресора, кольцевой камеры сгорания, двухступенчатой приводной и 2-х ступенчатой свободной турбин. Мотогондола имеет специальную насадку — эжекторное выхлопное устройство (ЭВУ), служащую для снижения теплового излучения выхлопа. Правый и левый двигатели взаимозаменяемы — их сопла выполнены поворотными и могут обеспечивать выхлоп как вправо, так и влево.

Применение осевого компресора определило сравнительно большие габариты двигателя — его длина составляет 2,085 м, но в то же время позволила достичь высокой мощности при сравнительно небольшой температуре газов перед турбиной (975 град.С на взлетном режиме). Более серьезной проблемой является высокая чувствительность такой схемы к запыленности. Hаличие специальных пылеулавливателей лишь отчасти решает ее — 25– 30% пыли и песка все же попадает в двигатель, кроме того, включение этих устройств «съедает 4–8 % мощности и добавляет в весе по 71 кг каждое.

Встроенные масленки могут обеспечить работу двигателя в течение 20 минут после выхода из строя основной маслосистемы двигателя, которая, кстати, хорошо переносит мелкие повреждения.

Одним словом, ТВ3–117ВМА полностью отвечает предъявленным требованиям и несколько превосходит двигатель Т 700 вертолета АH-64 Апач в части характеристик мощности и, вероятно, высотности.

Кабина пилота имеет двойную (стальную высокопрочную и алюминиевую вязкую) броню, включенную в силовую схему машины. Бронированные стекла фонаря кабины и бронещитки в совокупности с металлической броней общей массой более 300 кг образуют круговую броневую защиту пилота от огневого воздействия средств поражения. Для сравнения: на американском боевом вертолете АН-64А «Апач» общая масса броневой защиты составляет всего 120 кг на двух пилотов. Система аварийного принудительного покидания машины, включающая отстрел лопастей винтов и катапультное кресло, обеспечивает спасение пилота в управляемом и неуправляемом полете во всем диапазоне скоростей и высот. Эта система представляет собой реализованную практически впервые в мире катапультную систему спасения вертолетчика. Система надежно работает во всех критических ситуациях, связанных с повреждениями Ка-50. Кресло К-37 фирмы «Звезда», созданное под руководством члена-корреспондента Российской академии наук Г.Северина, позволяет катапультироваться во всем диапазоне высот и скоростей, включая нулевые. Кроме того, пилот может с парашютом покинуть машину не катапультируясь. При задействовании системы на борту выполняется ряд последовательных операций: отстрел лопастей несущего винта, открытие створки кабины, срабатывание вытягивающего ракетного двигателя.

На «Апаче» спасение летчиков в аварийной ситуации рассчитано только на управляемый полет, который завершается посадкой. Чтобы эффективно сработала амортизация энергоемких стоек шасси, приземление АН-64А необходимо осуществить на три опоры с углами крена и тангажа не более плюс-минус 5°. А как спастись летчикам, если вертолет окажется неуправляемым? Что делать им, когда не удалось погасить возникший в полете пожар? Определенных ответов на этот вопрос не существует.

Особое внимание при конструировании Ка-50 уделено удобству размещения пилота на рабочем месте, обеспечению хорошего обзора внешнего пространства, до мелочей продуманному расположению оборудования в кабине, автоматизации пилотирования и применения оружия. Обзорно-поисковая и прицельная система с высокой разрешающей способностью (23-кратное увеличения) позволяет обнаруживать, распознавать малоразмерные наземные цели и применять средства поражения на дальностях до 10 км. Нашлемная система целеуказания и прицельно-пилотажная информация, вынесенная на индикатор лобового стекла, обеспечивают пилоту применение оружия с «поднятой головой», что особенно важно для полета на предельно малой высоте.

Прицельно-пилотажно-навигационный комплекс «Рубикон» для винтокрылого штурмовика с одним членом экипажа создали авиационные фирмы-разработчики комплексов оборудования и вооружения таких самолетов, как Су-25, МиГ-29, Су-27 и других. Он обеспечивает выполнение полетов днем и ночью в простых и сложных метеорологических условиях. Безусловно, этому способствуют использованные последние достижения науки и техники. В их числе аппаратура спутниковой навигации, цветной индикатор с цифровой картой местности и другие.

Основное средство визуализации данных на Ка-50 — система отображения данных на фоне лобового стекла (ИЛС). Ее прообразом стала хорошо зарекомендовавшая себя ИЛС самолета МиГ-29. Прямо под ней установлен цветной дисплей ОЭС ШКВАЛ, позволяющий не только получать панорамное изображение местности, но и обнаруживать их увеличенное изображение. Слева от дисплея размещен картографический планшет. Шлем пилота имеет собственную систему целеуказания — на нем размещен опускающийся глазок, сопряженный с системой наведения оружия и датчиками ОЭС.

Командующий армейской авиацией России генерал-лейтенант Виталий Павлов в интервью английскому журналу Флайт обратил внимание на еще одну особенность новой СУВ — теперь есть возможность передачи информации с вертолета-разведчика на борт Ка-50 по специальному защищенному каналу. Вероятно передача данных должна производиться в цифровом виде в реальном масштабе времени. Такая система может значительно расширить возможности вертолета огневой поддержки. Да вот беда — специализированного вертолета-разведчика в России сейчас нет, а старые Ми-24РК для этой цели крупноваты, да и не оснащены необходимой аппаратурой.

При прямом контакте с целью оружие применяется с использованием телевизионной аппаратуры. Комплекс базируется на современной вычислительной технике с необходимой для ударного боевого вертолета степенью резервирования решаемых задач в случае боевых повреждений. Высокая энерговооруженность соосного вертолета, аэродинамическое совершенство планера и лопастей винтов четвертого поколения из ПКМ фирмы «Камов», отсутствие затрат мощности двигателей на рулевой винт обеспечили достижение непревзойденных летных данных.

Достаточно отметить лишь некоторые из них. Так, статический потолок у «Черной акулы» — 4000м, скорость вертикального подъема на высоте 2500м — 10м/с, вертикальная перегрузка — 3,5ед., максимальная скорость на пологом пикировании — 390км/ч. Угловая скорость вращения вертолета относительно вертикальной оси при совершении плоского разворота не ограничена и определяется мощностью управления и величиной аэродинамических сил на несущем винте. Все это недоступно ни одному существующему боевому вертолету в мире с рулевым винтом.

Выбор соосной схемы несущих винтов для ударного вертолета нового поколения обусловлен необходимостью скрытного маневрирования вблизи земли, препятствий и естественных укрытий (лес, холмы, овраги, строения). Развороты до 360° на висении Ка-50 совершает, вращаясь относительно оси несущих винтов. Все вертолеты с рулевым винтом вращаются относительно мгновенной оси, находящейся впереди вертолета. Кроме того, в процессе вращения под действием силы тяги рулевого винта одновременно происходит и скольжение, что в совокупности требует большего пространства для одновинтового вертолета по сравнению с соосной машиной для совершения подобного маневра. Опыт летной эксплуатации отмечает частые в боевой обстановке столкновения рулевых винтов вертолетов с препятствиями и их повреждение. Это, как правило, приводит к катастрофе.

Нагруженные в полете рулевой винт, хвостовая и концевая балки, длинная трансмиссия, элементы системы управления, по опыту военных конфликтов во Вьетнаме и Афганистане, приносят до 30% безвозвратных боевых потерь одновинтовых вертолетов от стрелкового огня оружия наземных войск и столкновения рулевых винтов с препятствиями. На Ка-50 повреждение хвостового оперения не приводит к катастрофическим последствиям, так как полностью сохраняется управляемость аппаратом с помощью аэродинамических сил и моментов на соосных винтах. На скоростях полета до 200 км/ч вертолет может продолжать полет даже при снятом руле направления, что подтверждено летными испытаниями. В хвостовой части фюзеляжа Ка-50 нет ни одного жизненно важного агрегата, огневое повреждение которого приводило бы к катастрофическим последствиям.

У вертолетов соосной и одновинтовой схем в нашей стране имеются свои поклонники и противники. Некоторые из них, явно с чужих слов, пытаются обвинить Ка-50 в несовершенстве. Вводя читателей и любителей авиации в заблуждение, они причину катастрофы «Черной акулы» в Центре боевой подготовки и переучивания летного состава (ЦБП и ПЛС) авиации Сухопутных войск (июнь 1998 г.) относят на счет соосной схемы вертолета, на базе которой он создан. Пресловутое «схлестывание винтов», якобы, заложено в самой природе данной схемы. Поэтому для боевого маневренного вертолета она, по их мнению, не пригодна. Если принять позицию злопыхателей, то нетрудно «доказать» полную непригодность и одновинтовой схемы вертолета с рулевым винтом, по которой построены Ми-8, Ми-24 и другие, как отечественные, так и зарубежные винтокрылые машины. Статистика беспристрастно зафиксировала, например, ряд катастроф боевых Ми-24 вследствие разрушения несущих винтов после столкновения лопастей с хвостовой балкой и даже с кабиной экипажа.

Немало было потеряно вертолетов Ми-8 и Ми-24 из-за попадания рулевых винтов в режим «вихревого кольца» и потери путевой управляемости. Количество катастроф вертолетов в мире по причине разрушения рулевых винтов и потере их эффективности при неблагоприятном сочетании скорости и направления ветра на висении просто огромно. Ка-50 соосной схемы, как и вертолеты марки «Ми» одновинтовой схемы, сконструированы и испытаны в части обеспечения надежности и безопасности по единым нормативным документам. «Черная акула» выдержала полный объем статических, динамических, лабораторных, стендовых и летных испытаний. Более того, в жестких условиях конкурса с вертолетом Ми-28 все это было проделано особенно тщательно, в том числе под «недремлющим оком» специалистов конкурирующей фирмы, допущенных в свое время к анализу материалов испытаний Ка-50.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект, отчет по практике.





1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата