Авиация и космонавтика 2012 05 - Журнал Авиация и космонавтика (электронную книгу бесплатно без регистрации txt) 📗
(Продолжение следует)
V-22 «Оспри»
Одним из наиболее интересных летательных аппаратов, не имеющих аналогов в других странах, является американский вертолето- самолет (конвертоплан) V-22 «Оспри». Его разработка заняла 25 лет, а в катастрофах, произошедших в ходе летных испытаний, погибло 30 человек. Министерство обороны США затратило на программу 20 млрд. долл и, как ожидается, затратит еще 35 млрд. долл. (в ряде источников говорится почти о 50 млрд. долл.). Стоимость одного серийного аппарата оценивается в 110- 1 20 млн. долл.
Программа неоднократно находилась под угрозой закрытия. К примеру, министр обороны США Р. Чейни четыре раза отдавал распоряжения о прекращении финансирования программы V-22, но всякий раз решения министра пересматривались. Во всех случаях решение министра обороны было опротестовано конгрессом. Основным резоном в пользу продолжения программы служило желание сохранить рабочие места, так как в производстве СВВП так или иначе задействованы предприятия из 63% федеральных округов США. В прессе приводились также случаи непрямого подкупа сенаторов и конгрессменов фирмами «Белл» и «Боинг». При этом даже сейчас существует мощная оппозиция СВВП V-22, считающая, что планируемый к принятию на вооружение в 2013 г. вертолет Сикорского СН-53К с большей эффективностью способен выполнять все задачи, возложенные на конвертоплан «Оспри».
Впрочем, V-22 обладает скоростью полета вдвое большей, чем у любого вертолета и способен нести полезную нагрузку втрое большую по сравнению с вертолетом СН-46. По дальности полета V-22 в пять раз превосходит СН-46, для замены которого предназначен. Тактический радиус СВВП «Оспри» составляет 648 км, что позволяет исключить базирование конвертопланов в непосредственной близости от линии фронта или «горячих точек».
Проектные изображения конвертоплона М/-22А
В конце 1970-х гг. министерство обороны США выработало предварительные требования к многоцелевому СВВП с поворотными винтами для использования в армии, ВВС, авиации ВМС и корпуса морской пехоты. В 1982 г. основным разработчиками СВВП по программе JVX (Joint-service Vertical take-off/landing Experimental aircraft) были выбраны фирмы «Белл» и «Боинг Геликоптер». В январе 1985 г. СВВП получил обозначение V-22 «Оспри». Стоимость программы на этом этапе была оценена в 2,5 млрд. долл., а всей программы с учетом закупки 913 аппаратов – в 35,6 млрд. долл. В дальнейшем число закупаемых СВВП последовательно сокращалось, сначала – до 657, а в мае 1994 г. количество запланированных к постройке СВВП уменьшили до 458 серийных конвертопланов.
Полномасштабное проектирование началось в 1986 г. В основу проекта был положен конвертоплан Белл XV-15, выполнивший первый полет в 1977 г.
Постройка первого опытного СВВП V-22 «Оспри» была завершена в конце мая 1988 г., первый полет состоялся 19 марта 1989 г. с задержкой относительно намеченного срока почти на восемь месяцев. В 1990 г. третий и четвертый прототипы успешно прошли первый этап морских испытаний, который выполнялся на десантном корабле-доке «Уосп».
Из-за катастрофы 20 июля 1992 г. летные испытания прототипов были приостановлены до августа 1993 г. Летные испытания четырех предсерийных V-22 начались в 1997 г. Эксплуатационные испытания начались в октябре 1999 г. После двух катастроф 8 и 14 апреля 2000 г., произошедших в ходе выполнения полетов по программе эксплуатационных испытаний, все полеты были прекращены на 18 месяцев и возобновлены лишь в мае 2002 г.
V-22 проходил испытания на изучение режима «вихревого кольца» в большем объеме, чем любой другой известный винтокрылый летательный аппарат. Эффект «вихревого кольца» описан многократно и не является неким новым совершенно не изученным феноменом. Эффект «вихревого кольца» проявляется у вертолетов, летящих с малой поступательной скоростью, но опускающихся со значительной вертикальной скоростью. В этом случае лопасти несущего винта попадают в вихревой поток, который уже был создан самим несущим винтом, в результате подъемная сила лопастей резко падает.
В ходе испытаний выявлялись «крайние точки», в которых аппарат попадал в режим «вихревого кольца». Первые признаки «вихревого кольца» были отмечены при вертикальной скорости снижения 488 м/мин, а при скорости снижения 610 м/мин эффект «вихревого кольца» проявлялся в полной мере. Авария в Мароне произошла при вертикальной скорости снижения конвертоплана 670 м/мин. Дополнительные исследования показали, что режим «вихревого кольца» у конвертоплана проявляется в более широком диапазоне высот и скоростей, чем у вертолета. При этом он наступает и развивается более быстро.
Так как СВВП не способен выполнять посадку в «самолетном» режиме, то выдвинутое корпусом морской пехоты требование посадки в режиме авторотации в случае отказа обоих двигателей или механических неполадок представлялось вполне логичным. В 2002 г. корпус морской пехоты снял требование обязательной возможности выполнять посадку на авторотации. Неназванный консультант министерства обороны США в своем конфидициальном отчете за 2003 г. назвал «недопустимым» отказ от выполнения посадки на авторотации, так как «авторотация позволяет пилотам вертолетов спасти жизни пассажиров и свои жизни» и «часто применима в боевой обстановке».
После катастроф сама программа разработки и испытаний конвертируемого летательного аппарата подверглась тщательному анализу. Был сделан вывод, что разработка совершенно нового аппарата, взамен V-22, потребует несколько лет работы и многомиллионных финансовых затрат, поэтому предпочтительнее сохранить программу V-22, уделив дополнительное внимание изучению эффекта влияния земли и режима «вихревого кольца». Теоретические исследования проводились в NASA. В ноябре 2002 г. специалисты NASA рекомендовали провести дополнительные исследования проблемы «вихревого кольца», а из требований к летательному аппарату исключить требование посадки в режиме авторотации при любых ситуациях. Помимо технических и научных проблем, анализ программы выявил негативное влияние на разработку и испытания конвертоплана «административного ресурса» – различные заинтересованные в программе V-22 по тем или иным причинам структуры оказывали давление на руководителей программы с целью ее ускорения.
Несмотря на паузу в программе летных испытаний, малосерийное производство конвертопланов V-22 «Оспри» было продолжено, прежде всего, с целью отработки технологических процессов. Параллельно велось совершенствование конструкции летательного аппарата с учетом рекомендаций, выработанных NASA на основании изучения причин аварий 2000 г. В конструкцию внесли несколько сот изменений, которые касались, главным образом, мотогондол, а также доработки программного обеспечения. Все изменения были учтены при постройке аппаратов «блок В», а все аппараты «блок А» прошли доработку.
Летные испытания возобновились 29 мая 2002 г., когда в Патуксен- Ривер выполнил полет конвертоплан № 10. Полеты аппарата №8 возобновились 19 октября 2002 г.
Экспериментальный конвертоплан XV-15
Третий прототип конвертоплана V-22 «Оспри»
В программе первоначальных испытаний, начатых в 1992 г. задействовали пять конвертопланов – №№21, 22, 23, 24 и 34. Аппарат №21 стал первым серийным конвертопланом, доработанным до уровня «блок А», а №34 – первым MV-22B «блок А». MV-22B №34 был завершен постройкой в августе 2003 г., на этой машине серьезным образом изменили программное обеспечение, конструкцию мотогондол, снизили массу конструкции.
