В 2020 году американская армия выберет себе новый летательный аппарат на смену Sikorsky UH-60 Black Hawk. За победу в Программе перспективного ударного летательного аппарата дальнего радиуса действия (FLRAA) борются Bell V-280 Valor и Sikorsky-Boeing SB-1 Defiant. Один из них после принятия на вооружение к 2030 году станет главным боевым вертолетом американской армии.
Впрочем, «вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров.
Bell V-28 Valor – это конвертоплан типа V-22 Osprey, эксплуатируемого ныне Корпусом морской пехоты, ВВС и флотом, только поменьше и с V-образным хвостом. Вместо того чтобы полагаться на один главный ротор для вертикальных взлета и посадки, а также для передвижения в воздухе, этот аппарат располагает двумя большими роторами на концах крыла. Винты могут менять ось вращения в пределах 90 градусов – от вертикального положения до горизонтального. В общем, в горизонтальном полете это самолет, а в вертикальном – двухвинтовой вертолет.
Sikorsky-Boeings SB-1 Defiant
Sikorsky-Boeing SB Defiant – винтокрыл со сдвоенным соосным главным ротором, толкающим винтом и самолетоподобными аэродинамическими рулями. Толкающий винт обеспечивает достаточную тягу для того, чтобы машина могла лететь вперед без наклона главного ротора (для вертолета наклон обязателен). Сдвоенный главный ротор увеличивает подъемную силу, а также обеспечивает лучшую стабильность в полете и точность в маневрировании. Кроме того, по сравнению с обычным вертолетом,
винтокрыл обладает более высокой скоростью, а также улучшенными характеристиками при вертикальных взлете и посадке, наборе высоты.
Оба проекта подготовлены с учетом желания военных получить аппарат вертикального взлета, который будет летать быстрее и дальше, чем Black Hawk. Требуется максимальная скорость 426 км/ч, а двухмоторный UH-60 больше 295 км/ч не вытянет.
Bell V-280 Valor
Но хотя «Черному ястребу» уже 40 лет, найти ему подходящую замену не так-то просто. Ведь для одних только сухопутных сил его выпускали в двух десятках вариантов. «Black Hawk задал высокую планку, – говорит армейский вертолетчик-ветеран, пилот-испытатель компании Bell Билл Фелл. – Мы их строили четыре десятка лет, и, по-моему, это лучший в мире вертолет».
Гибриды
И Defiant, и Valor используют программируемое электродистанционное управление (fly-by-wire), но летают они по-разному. И конвертоплан, и винтокрыл позволяют пилотам манипулировать направлением тяги по множеству осей, что дает уровень маневренности, недостижимый для UH-60.
«V-280 Valor создает подъемную силу как с помощью винта, так и с помощью крыла, поэтому возникает еще одно измерение, – говорит пилот-испытатель Bell Эрни Макгиннесс. – При скорости ниже 227 км/ч он летит как вертолет, выше – как самолет». Поскольку Valor – конвертоплан, управление им в горизонтальном полете больше похоже на управление со штурвальной колонки, а в вертикальном – на управление с помощью рукоятки циклического шага.
На верхней части рычага управления двигателями у V-280 можно увидеть колесо прокрутки вроде того, что бывают на компьютерных мышках. Если его прокрутить вперед, винты наклонятся и аппарат начнет быстро ускоряться. А если назад, винты отклонятся в сторону вертикальной оси и машина довольно резко сбросит скорость. При зависании или на маленькой скорости ножными педалями можно устанавливать разный шаг на винтах, тогда конвертоплан повернет направо или налево. На большой же скорости педалями приводят в движение рули на V-образном хвосте.
А вот SB-1 – нечто совершенно иное. «Если вы хотите совершить резкий поворот на вертолете, вам придется серьезно замедлиться, – объясняет пилот-испытатель Sikorsky-Boeing Эд Хендершид. – На SB-1 же можно закладывать резкий вираж, как на самолете, а толкающий винт обеспечит высокую скорость».
Инструменты управления у SB-1 похожи на те, что есть у Black Hawk, но рукоятка циклического шага сдвинута в сторону на манер сайдстика. На рукоятку «шаг-газ» также добавлены колесико прокрутки и две кнопки – они нужны для управления толкающим винтом. Крутите колесико вперед – на толкающем пропеллере увеличивается угол атаки лопастей, и машина ускоряется, крутите обратно – винтокрыл замедляется. Кнопка «нулевая тяга» тут же переводит лопасти в положение отрицательного угла атаки, что приводит к резкому торможению в воздухе. У вертолета за «рыскание» (поворот вокруг вертикальной оси) во время зависания отвечает хвостовой ротор, у SB-1 это достигается за счет отрицательного угла атаки одного из соосных винтов. Второй продолжает вращаться в штатном режиме, корпус летательного аппарата в ответ поворачивается в другую сторону. Этим управляет вторая кнопка на рукоятке «шаг-газ». На больших скоростях маневрирование обеспечивают аэродинамические рули.
Как можно быстрее
Поскольку обе машины должны пойти на замену вертолету средней грузоподъемности, в их задачи входит перевозка солдат, оружия и прочего военного снаряжения на поле боя, как делает UH-60. Каждая команда проектантов утверждает, что именно ее детище справится с задачей быстрее и эффективнее. Пока SB-1 сумел достичь максимальной скорости 380 км/ч, а в компании Bell сообщают, что их V-280 уже превысил 555 км/ч. «Вертолетчикам это понравится, – уверен Макгиннесс. – Они подсядут на скорость».
Пилоты Bell передают рассказы тех, кто побывал недавно в горячих точках, – мол, V-22 («старший брат» V-280) очень ценится в войсках, так как может долететь в нужную точку куда быстрее вертолета. На крейсерском полете или на большой высоте пилоты V-280 используют сайдстик, РУД и педали – точь-в-точь как на самолете.
Те, кто летает на SB-1 Defiant, тоже считают, что на большой скорости аппарат ощущается «по-самолетному», однако вертолетные инструменты управления не теряют своего значения. «Если вы в крутом вираже, то вместо того, чтобы задирать нос и добавлять газу, чтобы удержать скорость, вы можете поработать рукояткой «шаг-газ». И это даст результат», – говорит Фелл.
Благодаря толкающему винту (размером с пропеллер истребителя Mustang P-51) главному ротору не нужно наклоняться, чтобы создать горизонтальную тягу. Поэтому на скорости свыше 150 км/ч управление «шаг-газ» становится автоматическим.
«В обычном вертолете, когда нужно увеличить скорость, нос опускают, а рукоятку «шаг-газ» поднимают, – показывает Фелл. – Здесь же чем быстрее вы летите, тем ниже уходит рукоятка. Пилот прямо ощущает, как ее тянет вниз. Это система управления полетом сообщает, что у нее все под контролем». Несмотря на жесткую конструкцию соосного винта, Хендершид уверяет, что полет проходит намного мягче, чем на любом вертолете, благодаря активной антивибрационной системе, которая функционирует аналогично системе шумоподавления в наушниках.
В режиме «турбо»
У всех, кто испытывал Valor и Defiant, главные темы – мощность и скорость. Несмотря на то что оба аппарата весят порядка 13,5 т, взмывают они в небо гораздо агрессивней, чем 5,5-тонный Black Hawk. Valor поднимается вверх почти как вертолет, но есть одна тонкость. «Самая большая разница по сравнению с UH-60 – это мощный пинок сиденья в тот момент, когда ты наклоняешь винты вперед и начинаешь горизонтальный полет, – рассказывает Макгиннесс. – Я очень развеселился, когда это случилось со мной в первый раз». Пилот-испытатель Пол Райан говорит о необычных ощущениях, которые он испытывает, когда лопасти опускающихся винтов попадают в область его периферийного зрения: «Это круто – видеть здоровенные лопасти, которые ты приводишь в движение».
Но и SB-1 не легкая штучка. «Он намного мощнее, чем старый добрый Black Hawk», – утверждает Фелл. Когда пилот поднимает рукоятку «шаг-газ» Defiant, чтобы оторвать машину от земли (точно так же, как это делается в Black Hawk), винтокрыл реагирует гораздо проворнее благодаря своим соосным роторам и двум моторам. При этом от пилота требуется меньше усилий, чем на классическом вертолете.
Когда взлет окончен, пилот Defiant дает газу, приводя в движение толкающий винт. «В какой-то момент ты чувствуешь рывок от включения винта, – говорит Фелл. – Это как поддать газу на машине с турбодвигателем». И пилот уже знает: пора поднимать нос и набирать высоту по-самолетному. Что касается противодействия хитроумным средствам ПВО, военные надеются, что новый аппарат сможет лететь достаточно низко, очень быстро и тормозить, чтобы приземлиться в заданной точке или повиснуть над ней настолько поздно, насколько это только возможно. Райан говорит, что V-280 сбрасывает скорость столь же впечатляюще, как и разгоняется: «С 370 км/ч он тормозит как сумасшедший!»
На испытаниях специалисты Bell останавливали аппарат, мчащийся на 400 км/ч, переводя его в режим зависания над точкой, за 45 с. Машина тормозит настолько быстро, что конструкторы сознательно уменьшили скорость перехода винтов из горизонтального положения в вертикальное, дабы избежать поломок от перегрузок. Макгиннесс добавляет, что момент поднятия роторов можно считать и опусканием носа фюзеляжа. В это время хорошо рассматривать место приземления или зависания.
Как замечает Макгиннесс, V-280 и при зависании ведет себя мягче, чем вертолеты, а вращается вокруг своей оси или выполняет поворот не хуже, чем лучшие из них: «Было много скептиков-отрицателей V-22, которые говорили, что, мол, конвертопланом невозможно управлять на малых скоростях... Да он отлично управляется!»
По заявлениям Sikorsky-Boeing, SB-1 понадобится примерно полмили (около 800 м), чтобы сбросить скорость с 370 км/ч до нуля и зависнуть. «Торможение, которое дает толкающий винт, – это что-то сверхъественное! – говорит Фелл. – Уменьшаешь шаг винта или даже переводишь лопасть в отрицательный угол атаки – и плечевые ремни прямо впиваются в тело, когда при торможении ты подаешься вперед».
Полет в зону «Х»
Выживаемость на поле боя была серьезной задачей и для конструкторов UH-60 в 1970-х, а сейчас эта проблема куда сложнее. Какой бы проект ни победил, машина будущего должна суметь выжить в зоне X, которая определяется военными как территория, куда необходимо доставить бойцов, где нужно провести разведку или нанести удар.
Valor задуман таким образом, чтобы при попадании под обстрел могли разрушиться какие-то конструкции машины, но экипаж оставался бы в безопасности. Если выйдет из строя один из двигателей, другой будет приводить в движение оба винта. Согласно заявлениям Bell, аппарат не сможет зависать с одним двигателем, но способен взлететь после короткого разбега. В принципе Bell делает упор на скорость, не придавая особого значения чисто вертолетным особенностям вроде зависания.
«Я думаю, в сложной боевой обстановке конвертоплану будет легче выжить, чем классическому вертолету. С ним время, в течение которого машина уязвима, реально сокращается, – говорит Макгиннесс. – Нет ничего такого, что я мог бы сделать на UH-60 и не смог бы на этом конвертоплане. Я готов отправиться с ним в зону X».
Напротив, в конструкции Sikorsky-Boeing на винтокрылых преимуществах сделан акцент. Если толкающий винт не включен, то SB-1, по сути, обычный двухмоторный вертолет, пусть и с соосным двойным главным ротором. Как и в Bell, в Sikorsky-Boeing считают, что наиболее опасны для ударного вертолета последние 5 км до зоны X.
Рэнди Ротт, директор по продажам в подразделении Future Vertical Lift компании Boeing, объясняет, что они не собирались жертвовать качествами вертолета в пользу скорости и выносливости машины. Если один из двигателей выйдет из строя, аппарат все равно сможет зависать над поверхностью и лететь со скоростью до 280 км/ч. «Если мы потеряем один двигатель или даже толкающий винт, мы все равно сможем выполнить боевое задание», – говорит Ротт.
