Конвертоплан. Станет ли гибридный аппарат полноценным участником воздушного движения?
Со времен первого посещения воздушного пространства, которое состоялось в конце 18 века на воздушном шаре, человек очень преуспел в развитии своего летающего флота. Научное продвижение, торгово-экономическая и военная деятельность прекрасно подтягивали развитие воздушного транспорта. Как обычно, первую скрипку взяла на себя военная промышленность, которая, собирая на себе весь потенциал и акцент, благородно делилась наработками с мирными сферами. Естественным образом на воздушной службе у человека образовалось два основных вида летных машин. Упоминание термина «самолет» начали встречаться в середине 19 века. За 150 лет эти крылатые машины развились необычайным образом, став одним из главным участником транспортной и военной сфер человечества. Целевые задачи современного самолета пестрят разнообразием. И гражданская, и военная авиация могут похвастаться десятками подвидов самолетов специального назначения. Пласт воздушного пространства чуть пониже был освоен другими машинами. Начало становления вертолетной авиации пришлось на начало 30-х годов 20 века. Эти машины не могут похвастаться большим разнообразием подвидов, однако успешно служат и на военном, и на гражданском поприще. Ученые различных стран продолжают неутомимую работу по развитию и увеличению качественных характеристик обоих направлений воздушного флота, не давая усомниться в полезности и долгосрочности пребывания этих машин на службе у человечества.
Предпосылки к появлению конвертоплана
Успешное сосуществование самолетов и вертолетов обусловлено особенностями и личными плюсами каждой из машин. Принципиально разный конструкторский подход позволил добиться решения отдельных задач, комфортно застолбив место на небе для обоих видов летных аппаратов. Самолет имеет преимущество в количественных характеристиках. Грузоподъемность, дальность и скорость полета машин с неподвижными крыльями недосягаема для винтокрылых собратьев. Вместо этого вертолеты имеют намного большую маневренность, которая позволяет совершать вертикальные взлет-посадку, зависать в воздухе, резко менять направление движения. Огромным плюсом вертолетных средств является простые условия посадки и взлета. Им не требуется дорогостоящих габаритных взлетных полос. Достаточно соизмеримой плоской площадки.
Естественно, что разработчики конструкторских бюро давно лелеют надежду соединить преимущества самолета и вертолета в одном аппарате. Создав такую универсальную машину, будет возможность решать одной летающей единицей качественно сразу несколько задач или значительно повысить уровень выполнения любого узконаправленного задания. Это романтическая идея имеет глубокие корни и разные методы осуществления. Однако самым практичным и перспективным гибридом оказался конвертоплан, который уверенно завоевывает свой сегмент в авиационной отрасли. Пока динамика развития этих машин тормозится относительной дороговизной, но испытания и заинтересованность в этой технологии многих стран обещают вывести конвертоплан в широкое и доступное пользование.
История конвертоплана
Предком конвертоплана можно смело считать странный гибрид, который получил название «автожир». Этот бескрылый самолет был оснащен авторотационным винтом, который создавал подъемную тягу. Вперед машину тянул привычный для того времени передний пропеллер. Идея подобного агрегата появилась случайно, ей поспособствовала трагедия. Конструктор Сиерве заметил эффект авторотации (самопроизвольного вращения) винтов, во время катастрофы одного из своих детищ. Он решил использовать эту особенность в качестве подъемной тяги. В 1923 году на свет появился первый «автожир» С-4, который произвел серьезное положительное впечатление. Подобные аппараты стали конструировать и выпускать все страны с развитой авиационной промышленностью. Однако эра «автожиров» была недолгой. Довольно скоро их заменили вертолеты. Параллельно добиваясь высоких результатов скорости и дальности полета самолета, конструкторы понимали, что вертолет никогда не дотянет до сопоставимых показателей. Его тяговая конструкция ограничивает порог возможного разгона аппарата, а, следовательно, и радиус полета. Решая эти проблемы, авиапроизводители вновь вернулись к гибридному подходу. Выделилось два направления по объединению летных характеристик агрегатов. Одни машины были оснащены вертолетным винтом и набором винтов в вертикальной плоскости, на которые ложилась «самолетная» задача. Второе течение предлагало оснащать аппарат поворотными моторными группами на крыльях. Это давало возможность менять вертолетный и самолетный режимы прямо в полете. Такие летающие «трансформеры» получили название «конвертоплан».
Идея подобных машин зародилась практически параллельно с появлением на небосклоне вертолетов. В далеком 1936 году в Московском авиационном институте была успешно защищена теоретическая часть проекта «Сокол», воздухоплавающей машины с поворотным крылом. Примерно в это же время немецкие конструкторы закончили бумажную составляющую конвертоплана Weserflug P.1003. Однако эти модели так и остались лишь чертежными прототипами. Серьезную заявку на дееспособность конвертоплан подал лишь в 1964 году, когда несколько американских компаний все же выпустили винтокрыл XC-142A, который имел возможность садиться-взлетать и в самолетном режиме, и как вертолет.
Несостоявшийся Weserflug P.1003
Сейчас подобными свойствами (вертикальные взлет-посадка) обладают самолеты последних поколений, однако в конструкторском подходе они серьезно рознятся от конвертопланов.
Гибридные воздушные машины привлекали своими преимуществами, обещая большую пользу и прибыли от их эксплуатации. С середины 20 века идея конвертоплана или винтокрыла стала очень популярна, взяв на себя солидную часть умственных и денежных ресурсов. Каждая серьезная страна имела свои проекты вертолетов будущего.
Сейчас существует только одна эксплуатируемая модель конвертоплана. Это американский представитель – Bell V-22 Osprey. Именно на этой машине лежит задача закрепить свой вид в авиационной сфере, либо показать полную несостоятельность концепции.
Bell V-22 Osprey
Единственный серийный конвертоплан имеет долгую 30 летнюю историю процесса разработки и конструирования. Занимались этой перспективной машиной две компании-гиганта Boeing и Bell. Сейчас выпущено около 160 единиц Osprey, которые находятся на вооружении ВМС США и морской пехоты. Расходы на разработку и конструкторские работы составили заоблачные 25 млрд. долларов, а стоимость одного конвертоплана колеблется в районе 66 млн. Эта сумма составляет около 40% от стоимости самых новых истребителей пятого поколения.
Osprey, как и положено конвертоплану, соединяет в себе особенности самолета и вертолета. Два двигателя, произведенные компанией Rolls-Royce, установлены в специальных гондолах, которые в свою очередь расположены на концах крыльев. Гондолы имеют угол поворота 98 градусов. Оба винта располагают тремя лопастями, которые синхронизируются проходящим по крылу валом. Эта конструкторская особенность позволяет садить Osprey даже на одном работающем двигателе. Композитные материалы уже давно заняли свое место в авиастроении. Вот и этот конвертоплан практически на три четверти состоит из угле- и стеклопластиков.
Ковертоплан V-22 Osprey имеет три модификации, предназначенные для различного набора целей: противолодочная, поисково-спасательная и военно-транспортная. В зависимости от модели характеристики слегка рознятся.
Экипаж V-22 может составлять 3 или 4 человека, а на борт машина принимает 24 пассажира. При длине фюзеляжа 17,5 метра, полный размах крыла составляет 25,78 метра. Масса ненагруженного Osprey – 15 тонн, а максимальная масса, с которой конвертоплан может подняться в воздух, приближается к 27,5 тонн. Крейсерская скорость аппарата – 396 км/час. При этом в режиме «самолет» V-22 набирает 580 км/час, а в вертолетном – 185 км/час.
Боевой радиус гибридного летательного аппарата составляет 690 км, а максимальная дальность без дозаправки – 2627 км. С дозаправкой Osprey есть возможность перегнать на 3892 км.
Максимальная высота, достигаемая при работе обоих двигателей, немного превышает отметку в 7600 м. При одном работающем двигателе этот показатель падает более чем в два раза.
Испытательные полеты начались в 1989 году, успешно продемонстрировав плюсы подобной конструкции. Однако финансирование проекта несколько раз стояла на гране срыва, ставя под вопрос будущее Osprey. И все же в 2008 году Пентагон заказал 167 конвертопланов. Есть информация, что V-22 заинтересовал ряд других стран. В этом случае этот летный подвид может иметь успешную и долгую эксплуатационную судьбу.
Символично, что именно конвертоплану Osprey V-22 была доверена транспортировка тела Бен Ладена.
