6 любопытных фактов о конвертопланах

8 мая 1953 года французский конвертоплан SO.1310 Farfadet совершил первый полет. Но чтобы довести его до ума, конструкторам понадобилось приложить еще немало усилий. Это объясняется тем, что разработка летательных аппаратов данного класса чрезвычайно сложна

1. Новый конструкторский язык

Если провести параллель между конструированием летательных аппаратов и литературой, то создание транспортных самолетов и бомбардировщиков созвучно прозе. Истребители — это для конструкторов поэзия. Но есть специалисты, которые делают некие вполне загадочные для простого смертного аппараты — конвертопланы. Их можно уподобить литераторам, которые создают свой новый язык.

С практической точки зрения, создание конвертопланов — это чистая блажь, которая пока еще дала весьма скудные результаты. Всё, что воплощено в реальные образцы, способные летать, имеет экспериментальный характер. Несмотря на то, что конструкторы бьются над проблемой более полувека. И лишь одна машина — американский конвертоплан Bell V-22 Osprey — был запущен в серию и поступил на вооружение ВВС и ВМФ США. Но его разработка продолжалась 25 лет. При испытаниях опытных образцов погибли 30 человек. И стоит он почти 120 млн. долларов.

Однако конструкторы продолжают «рыть землю» и расходовать на свои инженерные поиски многие миллиарды национальных валют.

При этом следует признать, что делают они это не только из любви к чистому искусству. Конвертопланы обладают массой неоспоримых преимуществ перед прочими летательными аппаратами.

2. Самолетно-вертолетный гибрид

Конвертоплан — это аппарат, способный вертикально взлетать и садиться подобно вертолету. И при этом совершать горизонтальный полет в самолетном режиме. То есть этакий гибрид вертолета и самолета.

Сразу отметим, что самолеты с вертикальным взлетом к этому классу не относятся. Поскольку они используют различные двигатели для взлета и горизонтального полета.

Вполне понятно, что конвертоплан — устройство гибридное — неизбежно должен проигрывать по летным качествам самолету. А по маневренности — вертолету, не имея возможности зависать в процессе полета и свободно перемещаться по горизонтальным осям координат.

Но при решении определенных задач конвертоплан дает громадную выгоду. В первую очередь это относится к регионам, в которых отсутствуют возможности приземления обычных самолетов. И которые находятся на значительном удалении от мест дислокации авиации. К таковым, например, следует отнести разрабатывающиеся месторождения.

Было проведено экспериментальное сравнение характеристик конвертоплана Bell V-22 Osprey и одного из лучших вертолетов компании Сикорского СН-46. Оказалось, что V-22 обладает вдвое большей крейсерской скоростью, способен нести втрое большую полезную нагрузку и в пять раз превосходит СН-46 по дальности полета. Тактический радиус V-22 составляет 690 км, то есть он может базироваться достаточно далеко от линии фронта.

3. Вертикальная схема

Существует множество схем создания конвертоплана. Но большинство из них представляют собой полет конструкторской фантазии, которую невозможно реализовать не только при нынешнем технологическом уровне, но и в обозримом будущем. Но есть две схемы, по которым построен ряд конвертопланов.

Первая из них представляет собой обычный самолет, установленный на хвост. Находящийся вверху этого самолета винт создает подъемную силу при взлете. Поднявшись на достаточную высоту, летательный аппарат переводится в горизонтальное положение и выполняет обычный полет в самолетном режиме. Такая схема имеет свои достоинства. Например, крылья конвертоплана при взлете не создают помехи воздушному потоку.

Но недостатки куда более существенны. Главный из них состоит в том, что пилоту в двух режимах необходимо занимать внутри кабины два разных положения, поворачивая кресло на 90 градусов. Соответственно, должны смещаться на тот же угол и органы управления. Помимо этого пилот имеет небольшой обзор, если, конечно, он не находится внутри стеклянного шара.

В 1954 году компания Convair начала испытания изготовленного по заказу ВМФ США конвертоплана такого типа, получившего название XYF-1 Pogo. Его летные качества были прекрасными. Турбовинтовой двигатель мощностью 5850 л.с. позволял развивать максимальную скорость в 980 км/ч, а скорость подъема составляла 3200 м/мин. Но через два года проект был закрыт из-за того, что заказчики пришли к выводу: обычный летчик управлять этой машиной не в состоянии. Поскольку ее слабым местом были взлет и посадка, которые опытные испытатели квалифицировали как последовательность безумных скачков.

4. Горизонтальная схема

Вторая схема — более удачная — представляет собой машину, у которой на 90 градусов поворачиваются винты. При взлете конвертоплан работает как обычный вертолет, а после набора необходимой высоты пилот поворачивает винты, которые становятся не подъемными, а тянущими или толкающими.

При этом существует несколько вариантов перевода винтов в горизонтальный режим полета. Поворачиваются гондолы, в которых установлены двигатели с винтами. Полностью крылья. Или же оконечности крыльев, на которых расположены двигатели с винтами. Также есть два способа установки винтов: обычный и «вентиляторный», когда винт устанавливается так же, как турбина турбореактивного двигателя, но без кожуха. Второй способ позволяет добиваться большего эффекта.

Именно по этой — поворотной — схеме и был сделан французский конвертоплан SO.1310 Farfadet, совершивший свой первый полет ровно 61 год назад. Его испытания были долгими и непростыми. Из машины удалось выжать в горизонтальном полете скорость в 240 км/ч. Этот проект в итоге был закрыт, поскольку выигрыша в скорости в сравнении с обычными вертолетами достичь не удалось.

В этой схеме, как и в предыдущей, наиболее тонким местом с точки зрения управляемости машины, является переход из вертикального в горизонтальное положение. В этот момент подъемной силы крыла пока еще недостаточно. В связи с чем управляемость машины резко падает. Чтобы обойти этот момент требуются как неординарные инженерные решения, так и повышенная классность пилотов.

Как уже было сказано, единственным серийным конвертопланом стал Bell V-22 Osprey — совместная разработка Boeing и Bell. К настоящему моменту выпущено около 150 машин, они находятся на вооружении ВВС и ВМФ США.

V-22 совершил первый полет в 1999 году. В середине следующего десятилетия и ВМФ, и ВВС прекратили финансирование работ. В конце нулевых, переменив отношение к новинке, ВМФ заключил контракт на изготовление 180 машин. Ведутся переговоры о поставках V-22 в Израиль, Канаду и ОАЭ. Разработаны 3 модификации — десантно-транспортная, спасательная, противолодочная.

Летно-технические характеристики Bell V-22 Osprey:

Длина — 19 м

Высота — 6,7 м

Площадь крыла — 36 кв.м.

Диаметр трехлопостного винта — 11,6 м

Максимальная взлетная масса — 25800 кг

Силовая установка — 2 ТВД мощностью 2×4600 кВт

Максимальная скорость — 565 км/ч

Скороподъемность — 16 м/с

Практический потолок — 7900 м

Боевой радиус действия — 670 км

Практическая дальность — 2600 км

Практическая дальность при коротком разбеге — 3340 км

Экипаж — 3 человека

Полезная нагрузка — 24 десантника или 9000 кг груза в салоне

5. Еще два на подходе

В последнее время популярность конвертопланов возрастает. Существуют как минимум две разработки, которые должны дать заведомо положительный результат.

В 2016 году должна состояться сертификация первого гражданского конвертоплана Bell/Agusta BA609. Это будет бизнес-джет, способный с максимальным комфортом перевозить 10 пассажиров, падких на экзотику. Компания AgustaWestland уже получила твердые заказы на 70 конвертопланов.

В скором времени должно начаться серийное производство первого конвертоплана-беспилотника Eagle Eye, который является совместной разработкой авиационных компаний США, Германии и Франции. По размерам он сопоставим с автомобилем, по начинке — со спутником-шпионом.

6. А что у нас?

В 30-е годы прошлого века советские авиаконструкторы прорабатывали различные варианты построения конвертоплана. Но дальше НИР это дело не сдвинулось. В 1972 году за дело всерьез взялось КБ Миля, начав разработку конвертоплана Ми-30 с двумя поворотными винтами, изменяющими положение вместе с расположенными в гондолах двигателями.

После того, как были достигнуты положительные результаты — грузоподъемность спроектированной машины составляла 5 тонн, а число перевозимых десантников равнялось 32, — на 1986−1995 годы было запланировано изготовление и испытание опытных образцов. Однако этот проект, как и десятки других по всей стране, был закрыт в связи с перестройкой и последующим развалом промышленности.

Сейчас в России решили вернуться к идее создания «самолето-вертолета». Но пока это происходит на уровне исследований, проводящихся в российских вузах. Которые, тем не менее, могут дать реальный результат. Так, в Ухтинском университете при участии МФТИ и ЦАГИ выполнена НИР «Определение рациональных параметров нового транспортного средства (конвертоплана) для северных районов и шельфовых месторождений».

По результату этой НИР вполне реально построить конвертоплан, имеющий дальность полета в 2000 км с 14 пассажирами на борту, включая двоих пилотов. Полезная нагрузка машины — 3 тонны. Но, естественно, для доведения дела до победного конца требуется солидное финансирования. При этом потенциальные инвесторы прекрасно понимают, что, исходя из мирового опыта, дело это чрезвычайно затяжное и рискованное.

Фото ИТАР-ТАСС/ Марина Лысцева