ТРАНСПОРТНО-БОЕВОЙ ВЕРТОЛЕТ (варианты)
TRANSPORT AND COMBAT HELICOPTER (VARIANTS)

Заявляемая группа изобретений относится к авиационной технике, а именно к конструкции вертолета, оснащенного различными видами вооружения, комплексом навигации, прицельно-вычислительным комплексом и средствами ночного видения, и предназначенного для решения боевых задач в любое время суток, перевозки различных грузов, транспортировки десанта, раненых и их огневого прикрытия.
Известными аналогами являются вертолеты, описанные в книге [1] Михеева В.Р. "МВЗ им. М.Л. Миля - 50 лет", М., "Любимая книга", 1998 г., стр. 186-187, 197; [2] Шункова В.Н. «Боевые вертолеты», Мн., «Харвест», 1998 г., стр. 37-45; [3] Секача Н.А. «Боевой вертолет Ми-24», М., ООО «Издательский дом «Экспринт», 2001 г., стр. 9-11.
Другим аналогом является транспортно-боевой вертолет аналогичного назначения (патент RU 194131 U1 В64С 27/04, опубл. 28.11.2019). Несущая система вертолета включает несущий винт с втулкой со сферическими металлорезиновыми подшипниками и с лопастями из полимерных композиционных материалов и четырехлопастный Х-образный рулевой винт. Силовая установка содержит два газотурбинных двигателя, пылезащитные устройства и экранно-выхлопные устройства. Вертолет выполнен с неубирающимся шасси. Вертолет содержит также комплекс навигации и электронной индикации. Для решения боевых задач на вертолете предусмотрено размещение несъемной подвижной пушечной установки и установлены комплексы неуправляемого и управляемого ракетного вооружения с обзорно-прицельной системой и прицельно-вычислительным комплексом, позволяющие применять вооружение в любое время суток. Конструкция несъемной подвижной пушечной установки снабжена доработанным звеньеотводом, при этом на фюзеляже устанавливаются элементы системы выброса ложных тепловых целей.
Достоинствами аналога являются повышенная эксплуатационная надежность транспортно-боевого вертолета, повышенная боевая эффективность и безопасность выполнения полетов вследствие установки комплексов и систем на основе современной цифровой элементной базы, цифровым каналам обмена и взаимодействия, установки обзорно-прицельной станции, позволяющей решать боевые задачи в любое время суток.
Недостатками аналога являются высокая стоимость изготовления вертолета и входящих в его состав покупных изделий и систем; снижение аэродинамических характеристик вследствие установки неубирающегося шасси, уменьшения полезной площади консолей крыла.
Известна приборная панель с системой приборов в кабине летательного аппарата (патент US2014266979, G01C 23/00, опубл. 18.09.2014 г.), которая включает в себя первый дисплей, способный отображать по меньшей мере одно из данных о полетном задании или данных мониторинга систем летательного аппарата, и второй дисплей, предназначенный для управления множеством вариантов отображения первого дисплея.
Известна система контрольно-измерительных приборов и система отображения (патент US2012256768, G01C 23/00, опубл. 11.10.2012 г.). Варианты осуществления изобретения относятся к системам контрольно-измерительных приборов и системам отображения, использующим многовидовые дисплеи на различных наземных, водных, воздушных и/или космических транспортных средствах. В одном варианте осуществления изобретения система бортового оборудования для приборной панели кабины экипажа включает в себя, по меньшей мере, один многовидовой дисплей, сконфигурированный для отображения, по меньшей мере, двух видов, связывающих один вид с первым членом экипажа, а другой вид со вторым членом экипажа. В другом варианте осуществления изобретения резервный прибор может отображаться на каждом из двух многовидовых дисплеев, так что резервный прибор виден каждому члену экипажа в любое время во время работы воздушного судна.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому аналогом (прототипом) является вертолет Ми-24П (см. Мороз С., Приходченко И. «Универсальный армейский боевой вертолет Ми-24», М., ООО «Издательский дом «Экспринт», 2005 г., стр. 17-20 [4]). Прототипом является транспортно-боевой вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт с лопастями из металлических материалов, трехлопастный рулевой винт, двухдвигательную силовую установку с пылезащитным устройством, систему управления вертолетом, двигателями и стабилизатором, экранно-выхлопное устройство, убирающееся шасси, неподвижную пушечную установку, комплекс управляемого ракетного вооружения с обзорно-прицельной системой, прицельно-вычислительный комплекс, неуправляемое ракетное вооружение.
Достоинствами прототипа являются высокие аэродинамические характеристики, в том числе максимальная скорость, максимальная крейсерская скорость, высокая управляемость, достигаемые за счет компоновки фюзеляжа с удлиненными консолями крыла и убирающимся шасси; а также низкая себестоимость изготовления и доработки узлов и агрегатов вертолета, освоенного серийно.
Недостатками прототипа являются старая аналоговая элементная база, используемая в системах вооружения, пилотажно-навигационных системах и всех прочих. Также недостатком являются невозможность замены вышедших из строя узлов и агрегатов в связи с их массовым снятием с производства; ограничения по работе обзорно-прицельной станции и применению авиационного вооружения исключительно в дневное время.
В связи со сложностью поставленных задач перед современным транспортно-боевым вертолетом, сложностью пилотирования вертолета в любое время суток применения, особенно при боевом применении, взлетах и посадках в ночное время и на малых высотах особенно значимым становится решение технической проблемы обеспечения повышения эффективности боевого применения вертолета на всех режимах полета при одновременном повышении экономичности эксплуатации вертолетов и сохранении высоких аэродинамических характеристик заявленного прототипа.
Техническим результатом применения предлагаемого технического решения являются повышение эксплуатационной надежности и безопасности выполнения полетов, боевой эффективности транспортно-боевого вертолета, повышение безопасности выполнения полетов и боевой живучести при применении вооружения в любое время суток.
Для достижения технического результата предлагается транспортно-боевой вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт, рулевой винт, двухдвигательную силовую установку с пылезащитным устройством, систему управления вертолетом, двигателями и стабилизатором, убирающееся шасси, комплекс вооружения, в соответствии с заявляемым изобретением отличающийся тем, что вертолет снабжен цифровым пилотажно-навигационным комплексом, представляющим собой интегрированную систему, состоящую из центрального вычислителя, устройств вывода информации (мониторов), системы спутниковой навигации и необходимых средств коммутации сигналов; в состав которого входит интегрированная система резервных приборов, с помощью которой на отдельном мониторе, расположенном на приборных досках, происходит резервное отображение в цифровом виде показаний аналоговых приборов системы навигации.
Для достижения технического результата также предлагается транспортно-боевой вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт, рулевой винт, двухдвигательную силовую установку с пылезащитным устройством, систему управления вертолетом, двигателями и стабилизатором, убирающееся шасси, комплекс вооружения, в соответствии с заявляемым изобретением отличающийся тем, что вертолет снабжен обзорно-прицельным комплексом с возможностью работы в любое время суток на основе гиростабилизированной оптико-электронной системы, при этом на подвижной гиростабилизированной платформе размещены модули тепловизионного, телевизионного и дальномерного каналов, системы стабилизации и управления и канала наведения управляемых ракет.
Для достижения технического результата также предлагается транспортно-боевой вертолет, содержащий фюзеляж, несущий винт, рулевой винт, двухдвигательную силовую установку с пылезащитным устройством, систему управления вертолетом, двигателями и стабилизатором, убирающееся шасси, комплекс вооружения, в соответствии с заявляемым изобретением отличающийся тем, что шлем пилота снабжен очками ночного видения, а на вертолете установлено светотехническое оборудование, которое адаптировано под применение очков ночного видения путем нанесения специального покрытия на все шкалы, указатели и элементы визуализации в кабинах экипажа, а внешнее светотехническое оборудование имеет дополнительный режим работы, при котором излучение производится с длиной световой волны, видимой только при использовании очков ночного видения.
При этом на вертолете установлено светотехническое оборудование, которое адаптировано под применение очков ночного видения, частично на основе светодиодных ламп.
Кроме того, в кабинах экипажа вертолета размещены приборные доски, на каждой из которых расположены авиагоризонт, указатель оборотов несущего винта, указатель скорости, радиовысотомер, барометрический высотомер, вариометр, часы, указатель оборотов двигателей, монитор, панели световых табло с аварийной индикацией.
Также вертолет снабжен подвижной пушечной установкой.
При этом на вертолет установлен бортовой комплекс обороны, при этом датчики обнаружения внешних угроз расположены в гондолах, находящихся на внешних пилонах консолей крыла.
Кроме того, на вертолет установлены экранно-выхлопные устройства.
При этом вертолет снабжен комплексом средств радиосвязи, представляющим собой набор отдельных блоков и органов управления.
Также вертолет снабжен цифровым устройством регистрации полетной информации.
Использование на вертолете всех вышеперечисленных систем одновременно позволяет максимально повысить эксплуатационную надежность, боевую живучесть, боевую эффективность и безопасность выполнения полетов транспортно-боевого вертолета.
Применение на вертолете цифрового пилотажно-навигационного комплекса, представляющего собой интегрированную систему, состоящую из центрального вычислителя, устройств вывода информации, системы спутниковой навигации и необходимых средств коммутации сигналов, в состав которого входит интегрированная система резервных приборов, с помощью которой происходит резервное отображение в цифровом виде показаний аналоговых приборов системы навигации на отдельных мониторах, расположенных на приборных досках, направлено на повышение эксплуатационной надежности и безопасности выполнения полетов транспортно-боевого вертолета.
Применение на вертолете обзорно-прицельного комплекса с возможностью работы в любое время суток, выполненного на основе гиростабилизированной оптико-электронной системы, включая размещенные на подвижной гиростабилизированной платформе модули тепловизионного, телевизионного и дальномерного каналов, системы стабилизации и управления и канала наведения управляемых ракет, направлено на повышение боевой эффективности транспортно-боевого вертолета.
Установка на вертолете светотехнического оборудования, которое адаптировано под применение очков ночного видения, направлено на повышение безопасности выполнения полетов и боевой живучести при применении вооружения в ночное время суток.
Размещение в кабинах экипажа вертолета приборных досок, на каждой из которых расположены авиагоризонт, указатель оборотов несущего винта, указатель скорости, радиовысотомер, барометрический высотомер, вариометр, часы, указатель оборотов двигателей, монитор, панели световых табло с аварийной индикацией, направлено на повышение безопасности выполнения полетов в любое время суток.
Конструкция транспортно-боевого вертолета поясняется чертежами, где изображены:
фиг. 1 - транспортно-боевой вертолет, вид сбоку;
фиг. 2 - транспортно-боевой вертолет, то же, вид сверху;
фиг. 3 - транспортно-боевой вертолет, то же, вид спереди;
фиг. 4 - приборная доска летчика;
фиг. 5 - левый боковой пульт летчика;
фиг. 6 - приборная доска оператора;
фиг. 7 - правый пульт оператора;
фиг. 8 - пример кадра, отображаемого на мониторе интегральной системы резервных приборов цифрового пилотажно-навигационного комплекса.
Транспортно-боевой вертолет (фиг. 1, 2, 3) включает фюзеляж 1, несущий винт 2 с лопастями 3, рулевой винт 4. Силовая установка содержит два газотурбинных двигателя 5 с пылезащитными устройствами бис экранно-выхлопными устройствами (не показаны). Шасси 7 является убирающимся. В передней части фюзеляжа 1 установлена несъемная подвижная пушечная установка 8. На каждой консоли крыла 9 (фиг. 3) на внешних пилонах 10 установлены гондолы 11 для размещения датчиков обнаружения внешних угроз, при этом на самих консолях крыла установлено по два балочных держателя 12 для подвески блоков для применения неуправляемых, управляемых ракет и прочего вооружения 13, в том числе подвесных топливных баков.
С целью обеспечения боевого применения в любое время суток вертолет оснащен комплексом управляемого ракетного вооружения, прицельно-вычислительным комплексом, комплексом навигации и электронной индикации, средствами ночного видения (на чертеже не показаны). Кабина вертолета оснащена средствами адаптации светотехнического и светосигнального оборудования для используемых экипажем очков ночного видения. Адаптация выполнена путем доработки всех аналоговых пилотажных приборов путем нанесения специального покрытия на все шкалы, указатели и элементы визуализации. При полете в ночное время суток с использованием очков ночного видения обеспечивается необходимый уровень считывания всех показателей, при этом необходимость дополнительного подсвета приборов на приборных досках отсутствует. Общий вид приборных досок показан на фиг.4, 6.
Модернизированный комплекс управляемого ракетного вооружения выполнен с обзорно-прицельным комплексом на основе гиростабилизированной оптико-электронной системы, установленной (фиг. 3) в носовой части фюзеляжа 1, в которой на ее подвижной гиростабилизированной платформе размещены модули тепловизионного, телевизионного и дальномерного каналов, системы стабилизации и управления и канала наведения управляемых ракет. Комплекс предназначен для уничтожения неподвижных и подвижных наземных целей, малоскоростных воздушных целей, живой силы противника в простых и ограниченно-сложных метеоусловиях в любое время суток.
Для возможности противодействия переносным зенитным ракетным комплексам в состав транспортно-боевого вертолета внесена установка системы выброса. Система выброса ложных тепловых целей, состоящая из исполнительных блоков 14 (фиг. 1, 2), управляющих блоков и системы предохранителей (не показаны) располагается на транспортно-боевом вертолете следующим образом.
Исполнительные блоки 14 размещены снаружи фюзеляжа в непосредственной близости к выходным соплам двигателей 5. Исполнительные блоки 14 расположены под определенными углами к строительным осям вертолета для обеспечения максимальной эффективности и безопасности работы системы выброса. При этом расположение в непосредственной близости от выхода двигателя позволяет создавать подобие теплового следа вертолета в поле зрения ракет для последующего отвода наведения ракеты на вертолет.
Управляющие блоки и блок предохранителей системы выброса ложных тепловых целей располагаются внутри фюзеляжа в технических отсеках (не показано).
Для повышения эффективности противодействия переносным зенитным ракетным комплексам, а также иным внешним угрозам, на внешних пилонах 10 установлены гондолы 11 для размещения датчиков обнаружения внешних угроз. Таким образом, датчики находятся на максимальном удалении от конструкции фюзеляжа 1 для исключения попадания его частей в поле зрения оптических каналов датчиков, что гарантирует отсутствие зон затенения («слепых зон») в диаграмме затенения их работы.
В состав цифрового пилотажного навигационного комплекса входят две приборные доски 15 и 16, расположенные в кабинах экипажа.
На приборной доске летчика 15 (фиг. 4) расположены навигационные приборы, адаптированные под применение очков ночного видения. В их состав входит авиагоризонт 17, указатель перегрузки 18, указатель оборотов несущего винта 19, указатель скорости 20, радиовысотомер 21, барометрический высотомер 22, вариометр 23, часы 24, указатель температуры 25, указатель оборотов двигателей 26, указатель шага несущего винта 27, монитор 28. Панели световых табло 29 с аварийной индикацией расположены в верхней части приборной доски 15. Также на приборной доске расположен монитор 30, входящий в состав интегральной системы резервных приборов, представляющей собой резервную систему отображения необходимой для навигации информации по системам вертолета. На левом боковом пульте летчика 31 (фиг. 5) расположены органы управления комплексом средств связи 32 и пульт управления пилотажно-навигационным комплексом 33.
На приборной доске оператора 16 (фиг. 6) расположены навигационные приборы, адаптированные под применение очков ночного видения. В их состав входит авиагоризонт 17, указатель оборотов несущего винта 19, указатель скорости 20, радиовысотомер 21, барометрический высотомер 22, вариометр 23, часы 24, указатель оборотов двигателей 26, монитор 28. Панели световых табло 29 с аварийной индикацией расположены в верхней части приборной доски 16. Также на приборной доске расположен монитор 30, входящий в состав интегральной системы резервных приборов, представляющей собой резервную систему отображения необходимой для навигации информации по системам вертолета. На правом пульте оператора 34 (фиг. 7) расположены органы управления комплексом средств связи 32.
На мониторы 29 выводится визуальная информация, полученная, в том числе, системами обзорно-прицельного комплекса.
Цифровой пилотажно-навигационный комплекс представляет собой интегрированную систему, состоящую из центрального вычислителя, устройств вывода информации (мониторов 28), системы спутниковой навигации и необходимых средств коммутации сигналов. Комплекс обеспечивает:
- счисление текущих координат местоположения вертолета, их коррекцию с использованием информации от системы навигации спутниковой и по характерным ориентирам;
- программирование и хранение в энергонезависимой памяти бортовой базы данных навигационных точек, аэродромов, маршрутов полета;
- оперативное перепрограммирование маршрута в полете;
- хранение в энергонезависимой памяти электронной карты местности с обеспечением изменения ее масштаба синхронно с изменением масштаба навигационного кадра;
- учет расхода боеприпасов и индикация остатка боекомплекта в соответствии с типом выбранного оружия.
- прием, обработку и индикацию пилотажно-навигационной информации; обзорной информации от гиростабилизированной оптико-электронной системы; информации об отказах входящих в состав комплекса и взаимодействующих с ним систем и блоков; информации о достижении предельных параметров полета по крену, тангажу и скорости.
Индикация вышеперечисленной информации и параметров осуществляется с помощью монитора 28, который снабжен набором кнопок на своем обрамлении, позволяющих летчику или оператору осуществлять выбор кадра либо опции кадра и взаимодействовать с выбранными системами вертолета.
Отличительной особенностью цифрового пилотажно-навигационного комплекса является наличие интегрированной системы резервных приборов. Система представляет собой отдельный монитор 30 с вычислителем (фиг. 8), на который поступают данные от основных датчиков, расположенных на вертолете.
Пример кадра (фиг. 8) отображает цифровой вариант показаний аналоговых приборов системы навигации, таких как авиагоризонт 17, указатель скорости 20, барометрический высотомер 22, вариометр 23. По заданию летчика или оператора могут быть выбраны другие комбинации отображаемых приборов.
При этом отображаемая в реальном времени цифровая информация позволяет контролировать показания аналоговых датчиков и блоков индикации, расположенных на приборных досках, в том числе предупреждая отказы приборов, неверные показания которых могут повлиять на безопасность выполнения полета.
Комплекс средств связи представляет собой набор отдельных блоков, органов управления и обеспечивает:
открытую телефонную радиосвязь с наземными пунктами управления и другими летательными аппаратами, оборудованными аппаратурой, обеспечивающей встречную работу;
ретрансляцию речевой информации в заданных диапазонах;
внутреннюю телефонную связь между членами экипажа и техником в грузовой кабине в полете и при предполетной подготовке;
внешнюю телефонную радиосвязь в заданных диапазонах через командную радиостанцию техника в грузовой кабине;
речевое оповещение экипажа об аварийных ситуациях;
документирование телефонных переговоров экипажа. Органы управления комплексом средств связи 32 позволяют производить выбор необходимого режима связи, выбор частоты для ведения переговоров экипажа и прочее.
Внешнее светотехническое оборудования является адаптированным под применение очков ночного видения. К нему относятся аэронавигационные огни 35, расположенные на торцах консолей крыла, и огни полета строем 36, расположенные на верхней плоскости консолей крыла и хвостовой балки. Возможен режим постоянного включения, либо режим «моргания». Все аэронавигационные огни 35, огни полета строем 36 и прочие светоизлучающие элементы имеют дополнительный режим работы, при котором излучение производится с длиной световой волны, видимой только при использовании очков ночного видения. Данное решение позволяет повысить боевую живучесть вертолета при выполнении боевых задач в ночное время суток. Вариантом исполнения аэронавигационных огней 35, огней полета строем 36 и прочих светоизлучающих элементов является применения в их составе светодиодных ламп как основного рабочего элемента.
Установка всех вышеперечисленных систем одновременно позволяет максимально повысить эксплуатационную надежность, боевую живучесть, боевую эффективность и безопасность выполнения полетов транспортно-боевого вертолета. При этом каждая из систем является независимой от других, что позволяет производить установку отдельно выбранных заказчиком систем для повышения отдельных характеристик вертолета.
Существуют базовые варианты установки систем, которые существенно расширяют возможности применения вертолета:
В первом варианте на вертолете установлен цифровой пилотажно-навигационный комплекс с интегрированный системой резервных приборов, при этом повышается эксплуатационная надежность и безопасность выполнения полетов транспортно-боевого вертолета.
Во втором варианте на вертолете установлен обзорно-прицельный комплекс с возможностью работы в любое время суток, при этом максимально повышается боевая эффективность транспортно-боевого вертолета.
В третьем варианте на вертолете установлено светотехническое оборудование, которое адаптировано под применение очков ночного видения, при этом шлем пилота снабжен очками ночного видения. В данном варианте повышается безопасность выполнения полетов и боевая живучесть при применении вооружения в ночное время суток.
В каждом из базовых вариантов возможна установка дополнительных систем и оборудования из нижеперечисленных: подвижная пушечная установка; бортовой комплекс обороны; экранно-выхлопное устройство; комплекс средств связи; цифровое устройство регистрации полетной информации.