Вертолеты гибридной схемы – быстрые полеты по всей России

Очень скоро полет в любую точку страны будет доступен вне зависимости от развития аэродромных сетей. В настоящее время уже четыре производителя вертолетной техники – ОАО «Камов», ОАО «Московский вертолетный завод имени М. Л. Миля», а также Sikorsky и Airbus Helicopters (ранее Eurocopter) – одновременно ведут разработку вертолетов с модернизированной аэродинамической схемой.

Чем отличается такой вертолет от обычного?

Эксперименты по увеличению скорости вертолетов проводились с самого момента появления винтокрылых машин. Совершенствовались конструкция лопастей, двигательные установки и конструкция самого планера. В конце концов, практический предел повышения аэродинамического качества для традиционных схем был почти достигнут. Основными препятствиями оказались значительное увеличение сопротивления лопасти на сверхзвуковых скоростях и явление срыва потока с отступающей лопасти несущего винта. В настоящий момент все ведущие производители вертолетов исследуют возможности модификации законцовок и профилей лопастей несущих винтов, разнообразных схем управления и приводов.

Однако параллельно испытывались и «гибридные» конструкции, сочетающие элементы самолета и вертолета. Крылья, толкающие и тянущие винты и даже реактивные двигатели комбинировались в самых разных конструкциях. В отечественном вертолетостроении стоит вспомнить Ка-22 с его поперечными несущими и тянущими винтами, и Ми-6, впервые доказавший эффективность использования крыльев для тяжелых вертолетов. Поперечная схема расположения роторов и тянущих винтов была успешно воплощена в конвертоплане Osprey V-22, который разрабатывался более 30 лет, но достиг максимальной скорости в 638 км/ч. Правда, конвертоплан с повернутыми «по-самолетному» роторами, по сути, ведет себя как турбовинтовой самолет, поэтому сравнение с конструкциями с несущим винтом несколько несправедливо.

Среди зарубежных разработок схемы с традиционным несущим ротором выделяется выпущенный в 1967 году Lockheed AH-56 Cheyenne, который совершил полет со скоростью 393 км/ч. Проект, по сути, был полностью инновационным: использовалась классическая схема с рулевым винтом на хвостовой балке, дополненная толкающим винтом в торце. Вертолет имел оригинальную схему отбора мощности двигателя, позволяющую плавно регулировать обороты толкающего и несущего винта в различных режимах полета.

Разведывательный вертолет Sikorsky S-97 Raider

Новые модели

И вот теперь уже четыре разработчика предлагают новые «гибридные» модели, которые, возможно, скоро войдут в сферу гражданской авиации. Вертолет Ка-92 от завода им. Камова станет частью транспортной системы России, позволит расширить возможности полетов по всей территории России без привязки к развитой аэродромной инфраструктуре. Пока общественности был представлен только макет, но перспективы, по заявлению производителя, весьма радужные и включают выход на серийное производство в течение 4–5 лет. Пассажирский вариант должен будет перевозить до 30 пассажиров со скоростью 450 км/ч.

Модели вертолетов Ка-90 и Ка-92

Прототип Ми-Х1 – вертолета с несущим, рулевым и толкающими винтами

Завод им. Миля представил Ми-X1 – вертолет с несущим, рулевым и толкающими винтами.

Основные конструкторские новшества – это разрабатываемая перспективная схема локального подавления срыва потока на отступающей лопасти и толкающий винт с изменяемым вектором тяги за счет размещения отклоняемых рулевых поверхностей в спутной струе.

Модель-демонстратор Sikorsky X2 была выпущена в 2008 году и чуть позже привлекла внимание Boeing.

Sikorsky X2 был выпущен в 2008 году

Разработчики Х2 сумели воплотить все наработки, которые были сделаны в предыдущих моделях, такие как: концепция «наступающей лопасти», позволяющая избежать эффекта срыва потока на отступающих лопастях путем их разгрузки, система гашения вибраций и шумоподавления, электрический механизм управления, обтекатель втулки несущего винта и многие другие. Прототип предполагается использовать для разработки военного гибридного вертолета S-97 Raider. Возможно, что и гражданская версия увидит свет.

Eurocopter показал свою версию Х3 в качестве демонстратора технологии.

Гибридный вертолет Eurocopter X3

Вертолет представляет собой развитие AS-365 с добавление крыльев небольшого размаха, оснащенных двумя тянущими винтами. При этом шаг тянущих винтов слегка отличается для компенсации разворачивающего эффекта основного винта. Усилие передается от редуктора с помощью валов, проходящих сквозь крылья. Конструкция несущего ротора повторяет Airbuss Helicopters H155 (Eurocopter EC155). Демонстратор с установленным аэродинамическим обтекателем втулки несущего винта показал максимальную скорость 472 км/ч в горизонтальном полете и 487 км/ч в пологом пикировании.

Airbus Helicopters видит будущее конструкции как в качестве военного вертолета, так и грузопассажирского, обслуживающего нефтяные платформы в открытом море, а также поисково-спасательной машины.

С разработкой перспективных гибридных схем открывается возможность увеличить одну из основных качество вертолетов – их скорость. Практически для всех проектов она будет превышать 400 км/ч, что значительно расширит возможности винтокрылых машин.