Быстро и автоматически

Быстро и автоматически

технологии

Прогресс в области вертолетостроения, как и в других высокотехнологичных отраслях, стал скорее количественным, чем качественным. Многие серийные модели представляют собой глубоко модернизированные версии вертолетов, разработанных десятилетия назад, и отличаются только улучшенными характеристиками. Они просто становятся чуть просторнее, немного более экономичными и экологичными. Но революционные изменения в отрасли неизбежны.

Ближе к самолету

Одно из основных преимуществ воздушного транспорта перед наземным и водным — высокая скорость. Самолет не может не быть быстрым, так как подъемная сила его крыла зависит от скорости. У вертолета крыло вращается, поэтому скорость его горизонтального полета может быть любой. Как и всякое преимущество, это влечет за собой недостаток: энергозатраты вертолета существенно выше, и в скорости он очень отстает от самолета. Серийные вертолеты медленно наращивают скоростные показатели. Официальный рекорд, зафиксированный FAI еще в 1986 году, составляет 400,87 км/ч, и принадлежит он специально модифицированной версии серийного Westland Lynx 800. Сейчас за звание самого быстрого вертолета в мире спорят экспериментальные Sikorsky X2 и Eurocopter X3. Первый представляет собой полностью экспериментальный прототип с необычной схемой, в 2010 году X2 превысил скорость 460 км/ч (примерно 250 узлов). Второй создан на основе серийного Eurocopter Dauphin с дополнительными крыльями (строго говоря, это не совсем вертолет) и тянущими винтами и в 2013 году развил скорость около 470 км/ч.

Для сравнения: рекорд скорости винтового самолета более чем в два раза выше — 870 км/ч — и установлен еще в 1960 году советским лайнером Ту-114. Ну а рекорд скорости реактивного самолета и вовсе превышает 3000 км/ч.

Скорость важна в основном для боевых машин, и здесь у наших конструкторов накоплен хороший опыт. Гражданские эксплуатанты обычно уделяют больше внимания экономике, чем динамическим характеристикам, но в условиях нарастающей конкуренции производителям приходится искать новые ниши. Благо развитие технологий позволяет все более и более повышать эффективность вертолетов. Применение новых материалов, например углепластика, позволяет уменьшить массу деталей и машины в целом. И скорость тут становится дополнительным бонусом к экономичности. Ведь и для того, и для другого важны одни параметры — небольшая масса, хорошая аэродинамика, эффективные двигатели.

Проекты российских предприятий уже демонстрировались несколько лет назад — Ми-Х1 и Ка-92. Перед создателями перспективного скоростного вертолета ставится задача не только ускорить, но и снизить себестоимость доставки грузов и пассажиров в труднодоступные районы.

Судя по макетам, проектировщики Ка-92 выбрали для своей машины схему, сходную с примененной Sikorsky для экспериментального X2. Два соосных винта обеспечивают подъемную силу, а для ускорения горизонтального полета используются толкающие винты сзади, также соосные.

В 2009 году, когда появились первые сообщения о проектах, предполагалось, что вертолет взлетной массой 16 тонн сможет перевозить до 30 пассажиров на расстояние до 1500 км. Скорость его при этом должна была превышать 400 км/ч — в отдельных источниках упоминаются даже круглые пять сотен. Схожие характеристики и у проекта Ми-Х1.

В 2012 году на авиасалоне в Фарнборо холдинг "Вертолеты России" уже несколько иначе описывал свой перспективный продукт. Он, кстати, получил имя RACHEL — Russian Advanced Commercial Helicopter. Масса была снижена до 10-12 тонн, пассажировместимость уменьшилась до 21-24 человек, да и схема стала традиционной — с несущим винтом и рулевым. А скорость была ограничена примерно 360 км/ч: как показали маркетинговые исследования, потенциальным клиентам более быстрая машина не нужна.

По ранее объявленным планам опытные образцы такого вертолета могут быть построены уже в 2018 году, а в 2020-м его предполагается сертифицировать.

Полный автомат

Разработчики постоянно наращивают степени автоматизации управления вертолетами. Как и в самолетах, в них используются многофункциональные дисплеи и "управление по проводам", без механической связи рычагов с исполнительными механизмами. Управление вертолетом сложнее, чем самолетом, но новые технологии позволяют решить и эту проблему. Немецкие инженеры Александер Цозель и Стефан Вольф создали Volocopter — летательный аппарат с 18 винтами, научиться управлять которым можно за пять часов! Секрет именно в большом количестве винтов, которыми управляет компьютер. Подъем, снижение и выбор направления движения осуществляются через изменение режимов работы всех 18 винтов, и, конечно, человеку с этой задачей справиться невозможно. Тут количество заменяет качество: в отличие от вертолета, у винтов Volocopter нет автомата перекоса, и изменение вектора тяги достигается исключительно регулировкой скорости вращения винтов.

Машина поднимает двух человек и способна перевезти их на расстояние до 50 км со скоростью до 100 км/ч — запас энергии в батареях рассчитан на 20-30 минут.

Volocopter по смелости технических решений можно сравнить с электромобилями Tesla. Привод всех 18 пропеллеров осуществляется от аккумуляторов, что и позволило сделать управление таким простым. И еще есть "стоп-кран": при нажатии кнопки аварийной остановки Volocopter зависает в воздухе, стабилизируется в горизонтальном положении и плавно опускается на землю.

В феврале двухместная модель VC200 получила сертификат летной годности и была зарегистрирована авиационными властями Германии.

Разработчики не ограничивают себя только управляемым транспортом: такая платформа может быть использована и для создания беспилотных аппаратов. Ведь автоматизация сводит роль человека до пассажира в такси — надо просто указать, куда двигаться. Так что вскоре роль человека в кабине будет сведена до минимума. За исключением тех случаев, когда мы сами захотим получить удовольствие от управления — и от полета.