Текст книги "Вертолет, 2004 №2"

Автор книги: Вертолет Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 7 страниц)

3) на сегодняшнем уровне развития техники (при наличии естественных и искусственных препятствий, а также с учетом психофизиологического фактора и критерия «стоимость-эффективность») не представляется возможным полностью автоматизировать полет, выполняемый на высотах 5-15 м.

Поэтому при выборе схемы нового боевого вертолета предпочтение было отдано одновинтовому двухместному вертолету с расположением экипажа по схеме «тандем», поскольку при расположении по схеме «бок о бок» появляется асимметрия обзора. Это снижает маневренность при выполнении правых фигур, особенно на предельно малых высотах, из-за ухудшения обзора вправо и, как следствие, боевую эффективность и выживаемость вертолета в бою. Зная это, противник может разработать тактику ведения воздушного боя, заставляющую экипаж выполнять, в основном, маневры вправо, при которых ограничен обзор.

Справедливости ради следует заметить, что в КБ были и сторонники концепции одноместного вертолета. В пользу своего выбора они приводили следующие аргументы: уменьшение на 800-1000 кг взлетной массы (по сравнению с 2-местным вариантом) ведет к улучшению летных характеристик, к тому же можно сэкономить на обучении и содержании летного состава. Но большинство специалистов не поддержали эту точку зрения.

Первый экземпляр Ми-28 на испытаниях

Авиатранспортабельность

Требование ТТТ о переброске в зону боевых действий вертолетов армейской авиации с возможностью их немедленного применения для получения не только тактического, но и стратегического преимущества обусловило необходимость минимального времени разборки-сборки вертолета. В идеале с вертолета при перевозках транспортными самолетами ВВС (Ан-22 и Ил-76) должны сниматься только лопасти несущего винта.

Это обязательное условие ТТТ наложило определенные требования к конструкции и габаритам вертолета, определив выбор его строительной высоты, клиренса, конструкции шасси, компоновки пушечной установки и т. д. Естественно, эти требования вошли в противоречие с некоторыми другими, внеся дополнительные усложнения при решении вопросов максимального улучшения обзора, выбора наилучшего сектора стрельбы из пушки по воздушным целям, достижения высокой устойчивости и управляемости, обеспечения безопасных зазоров между лопастями несущего винта и элементами конструкции фонаря кабины и хвостовой балкой.

Несмотря на все трудности, искомый результат все же был достигнут: вертолет может транспортироваться самолетами с минимальной разборкой, сводящейся только к съему лопастей несущего винта и крыльев.

Боевая живучесть, выживаемость, маневренность

Учитывая опыт создания и боевого применения вертолета Ми-24, при разработке Ми-28 большое внимание (наряду с обеспечением высоких летно-технических характеристик и прочности) уделяли обеспечению боевой живучести машины, вопросам обзора из кабины. Обычно при проектировании вертолетов диаграмма обзора появлялась на основе существующей компоновки кабины. При проектировании Ми-28 пошли нетрадиционным путем: под требуемую диаграмму обзора была сделана конструктивная привязка элементов кабины. Задача существенно усложнялась необходимостью минимизации массы конструкции полностью бронированной кабины вертолета. И тем не менее, она была успешно решена. В 1989 году после демонстрации вертолета Ми-28 на авиационной выставке в Ле Бурже в журнале Rotor amp;Wing появилась статья, в которой, в частности, говорилось: «Несмотря на маленькую площадь остекления, обзор из кабины вертолета Ми-28 является наилучшим по сравнению со всеми имеющимися в настоящее время боевыми вертолетами». Такую высокую оценку создателям вертолета Ми-28 дали американские специалисты.

Исследование различных вариантов обстрела вертолета наземным оружием показало, что наиболее уязвимы боковые проекции и задняя часть фюзеляжа. Менее вероятно поражение лобовой проекции, и практически невозможно поражение нижней части фюзеляжа из-за малой высоты полета. Предельно малая высота полета вертолета снижает эффективность применения зенитно-ракетных комплексов, но повышает эффективность применения малокалиберной зенитной артиллерии и ручного оружия.

К тому же вполне вероятно просачивание за линию фронта разведывательно-диверсионных групп (при этом линия фронта станет напоминать «шкуру леопарда»). В такой тактической обстановке вероятность обстрела вертолета всеми видами оружия даже на своей территории значительно возрастает.

При такой специфике боевого применения вертолетов на театре военных действий высокой интенсивности и при имеющихся средствах поражения считалось, что на несущий винт должно приходиться около 50 % боевых повреждений, а уязвимость несущего винта будет зависеть от его скорости вращения и коэффициента заполнения s и должна повышаться с их увеличением. Это подтверждено анализом, проведенным НИИ ЭРАТ ВВС в процессе исследований уязвимости несущих винтов вертолетов Ми-6, Ми-8 и Ми-24, применявшихся в Афганистане.

Для достижения необходимой боевой живучести Ми-28 при уменьшении массы конструкции был принят следующий порядок приоритетов при выборе необходимых технических решений:

– выбор конструктивно-компоновочных схем, которые обеспечивают взаимное экранирование агрегатов в целях защиты более важных агрегатов менее важными (в частности, экранирование главного редуктора двигателями);

– выбор материалов и размеров элементов конструкции, обеспечивающих отсутствие разрушений, которые ведут к катастрофическим последствиям, при повреждении в течение времени, достаточного для выполнения задания и возвращения в точку базирования (лопасти несущего и хвостового винтов, трансмиссия и другие агрегаты);

– дублирование наиболее важных систем (гидросистема, проводка управления хвостовым винтом и др.);

– бронирование (если перечисленные выше способы оказались недостаточными или неэффективными).

Так, например, решение о полном бронировании кабины, в том числе и бокового остекления, было принято в Афганистане в марте 1980 года по результатам оценки потерь вертолетов, участвовавших в проведении боевых операций. По приказу Министра обороны маршала Д.Ф. Устинова в работе комиссии МАП ВВС по увеличению боевой эффективности вертолетов участвовали специалисты ОКБ М.Н. Тищенко, Е.К. Толкушкин, Г.Р. Карапетян и И.Т. Климов.

При рассмотрении проблемы обеспечения безопасности полетов необходимо остановиться на одном принципиальном вопросе, связанном с обеспечением безопасных зазоров между лопастями несущего винта и элементами конструкции фюзеляжа. Это важно для вертолетов всех схем, и особенно при боевом применении, когда возможность боевых повреждений лопастей несущего винта существенно возрастает.

У одновинтовых вертолетов это зазоры между элементами конструкции (кабина экипажа, хвостовая балка и т. д.) и лопастями несущего винта. У вертолетов соосной схемы это еще и взаимное сближение концов лопастей верхнего и нижнего винтоб. Явление сближения винтов (а это отмечают все специалисты), присущее только вертолетам соосной схемы, является для них весьма серьезной проблемой. Величина допускаемого угла взмаха (b _{доп max}) лопастей при их боевых повреждениях до соударения с элементами фюзеляжа у одновинтовых вертолетов, лопастей верхнего и нижнего винтов друг с другом у соосных на режимах максимального сближения – один из критериев, определяющих боевую живучесть вертолета. Очевидно, что боевая живучесть выше на том вертолете, где лопасти могут совершать большее по абсолютной величине дополнительное маховое движение до соударения с элементами конструкции при боевых повреждениях. Из этого следуют такие принципиальные выводы:

– два вертолета с различными допускаемыми величинами взмаха лопастей до соударения с элементами конструкции, имея одинаковую живучесть по отдельным узлам, агрегатам и системам, в том числе и по лопастям несущих винтов, будут иметь разную боевую живучесть;

– катастрофические последствия для вертолета с меньшими допускаемыми углами взмаха лопастей могут наступить при значительно меньших повреждениях лопастей несущих винтов от различных средств поражения. (Некоторые виды не самых опасных повреждений, например, отрыв хвостовых отсеков несущих винтов, могут спровоцировать его самоуничтожение, так как маховое движение поврежденных лопастей в этом случае может достигать больших величин);

– для вертолетов одновинтовой и соосной схем необходимо рассматривать маховое движение поврежденных лопастей НВ в совершенно разных динамических системах. Для вертолетов одновинтовой схемы это динамическая система одного несущего винта с достаточно большими допустимыми углами взмаха лопастей до соударения с элементами конструкции фюзеляжа, а для соосной схемы – динамическая система двух несущих винтов с малыми допускаемыми углами взмаха лопастей каждого винта.

Схема вертолета, его аэродинамические характеристики и конструктивные решения в системе управления должны полностью исключать соударение на всех режимах полета, как в пределах, так и за пределами ограничений, поскольку неумолимая статистика показывает, что в боевой обстановке летчику не всегда удается соблюдать букву инструкции.

Второй опытно-экспериментальный образец Ми-28

Высказывалось мнение, что вопрос безопасных зазоров на вертолетах всех схем может быть решен по аналогии с самолетами, на которых в настоящее время широко применяются системы предупреждения и предотвращения попадания в опасные режимы полета, например, для предотвращения сваливания в штопор. Такие системы стоят на отечественных самолетах МиГ-29, Су-27, Ан-70 и зарубежных.

Но сторонники такого подхода не учитывают важнейшую разницу между работой этих систем на самолетах и вертолетах. Если на самолетах такие системы работают на границе рабочего диапазона (только в районе минимальных скоростей), где абсолютно все самолеты имеют одинаковую способность сваливания в штопор, то на вертолете эти системы должны работать как на границе, так и внутри диапазона боевого применения.

Даже если установка такой системы поможет решить проблему опасных зазоров, она уменьшит маневренные возможности вертолета любой схемы в достаточно большой области диапазона боевого применения из-за введения ограничений по суммарной угловой скорости (W _c=W _x+W _z+W _y) и, следовательно, по угловым скоростям крена (W _x), тангажа (W _z) и рыскания (W _y). Естественно, преимущество в этом случае, при прочих равных условиях, получает вертолет, на котором установка таких систем не требуется.

Для того чтобы показать, что вертолеты одновинтовой схемы не имеют ограничений по выполнению пространственных маневров, был проведен цикл испытаний по подтверждению маневренных характеристик Ми-28, хотя они и не входили в программу государственных сравнительных испытаний. Как показали расчеты и подтвердившие их летные испытания, при реализации больших значений суммарных угловых скоростей, то есть при выполнении петель, переворотов, полупетель и особенно бочек, перебалансировка вертолета в продольном отношении довольно значительна, что напрямую связано с зазорами до хвостовой балки и элементов конструкции фонаря кабины летчика.

Одной из особенностей вертолета Ми-28, как это было отмечено выше, является его небольшая строительная высота, ограниченная габаритными требованиями ТТТ по авиатранспоргабельности. Эти ограничения уменьшили эффективную центровку вертолета, введя дополнительные сложности при решении вопросов как по устойчивости и управляемости, так и по безопасным зазорам между лопастями несущего винта и элементами конструкции фонаря кабины и хвостовой балкой.

Уменьшение зазоров между лопастями несущего винта и элементами конструкции фонаря кабины и хвостовой балкой на вертолетам одновинтовой схемы получается не только на режимах выхода из горки, когда лопасти несущего винта, имеющие повышенное маховое движение в условиях полета при перегрузке n < 1, и хвостовая балка сближаются. Сближение может произойти и при выполнении маневров с большими угловыми скоростями из-за продольной перебалансировки.

Конструктивные решения, реализованные в системе управления Ми-28, позволили полностью закрыть вопрос опасных зазоров до важных элементов конструкции на всех режимах полета не только в пределах, но и за пределами ограничений, обеспечить при малой строительной высоте вертолета его хорошую устойчивость и управляемость, сделать его симметричным в управлении.

По результатам замеров зазоров между концами лопастей несущего винта и хвостовой балкой при выходе из горки, проведенных во время государственных сравнительных испытаний вертолета Ми-28, максимально допустимое дополнительное маховое движение лопасти до соударения с хвостовой балкой при пилотировании в пределах РЛЭ составляет чуть более b = 11°, а при выходе за пределы – около b = 8,5° (без учета упругости лопастей). На всех других режимах, включая выполнение таких фигур, как петли, бочки, перевороты, полупетли, зазоры между концами лопастей несущего винта и хвостовой балкой, величина b существенно больше. Реализованная во время испытаний практически, максимальная угловая скорость крена обеспечила безопасные зазоры между лопастями и элементами фюзеляжа (хвостовой балкой и фонарем кабины).

Таким образом, специальные испытания по подтверждению маневренности вертолета при выполнении петель Нестерова, бочек, переворотов, полупетель и других фигур с реализацией почти предельных значений угловых скоростей показали, что Ми-28 не имеет ограничений при выполнении пространственных маневров ни по зазорам между лопастями и элементами конструкции фюзеляжа, ни по угловым скоростям выполняемых маневров.

В настоящее время в нашей стране только на одновинтовых вертолетах Ми-34 и Ми-28 так же, как и на американских вертолетах АН-64 «Апач» и АН-66 «Команч», выполняется полный комплекс фигур высшего пилотажа, включая петли, полупетли, бочки и перевороты.

Третий экземпляр Ми-28 – вертолет Ми-28А

Стрелково-пушечное вооружение

Сравнивая преимущества и недостатки подвижного и неподвижного стрелково-пушечного вооружения (СПВ), специалисты ОКБ достаточно быстро пришли к мнению, что подвижное СПВ имеет три неоспоримых преимущества над неподвижным.

1. Применение подвижной пушечной системы не накладывает ограничений на действия членов экипажа. В этом случае возможно нанесение удара одновременно по нескольким целям, находящимся в разных направлениях: летчик применяет неподвижное оружие – неуправляемые ракеты (НАР) и/или неподвижное стрелково-пушечное вооружение (НСПВ) для поражения целей впереди по направлению полета, оператор – подвижное СПВ для поражения целей сбоку.

2. Необходимое время от момента обнаружения цели до ее поражения (работное время) у вертолета с подвижным СПВ значительно меньше, чем у вертолета с неподвижным или ограниченно подвижным СПВ. Это связано с тем, что моменты инерции подвижной стрелково-пушечной платформы на несколько порядков меньше, чем у самого маневренного вертолета. Следовательно, угловые скорости и угловые ускорения подвижного оружия существенно выше, чем максимальная угловая скорость и угловые ускорения, развиваемые вертолетом как летающей платформой.

3. Подвижность оружия в несколько раз увеличивает сектор возможных атак не только в воздушном бою, но и при атаках наземных целей. Летчик, не связанный непосредственно с прицеливанием, может маневрировать и уходить от огня средств ПВО максимально быстро. Время пребывания вертолета в поле зрения противника уменьшается почти в 3 раза, а время стрельбы по данной цели из подвижной пушечной установки увеличивается в 2,5–4 раза по сравнению с неподвижной. Эти соображения и предопределили установку на вертолете Ми-28 подвижной пушки.

Система спасения экипажей

В конце 70-х годов считалось, что на высотах до 100 м, когда покидание вертолета с парашютом невозможно, есть только два способа спасения экипажа: катапультирование или установка системы, которая позволила бы экипажу выжить, не покидая вертолет, при его аварийном приземлении. Проанализировав эти два варианта еще на стадии проектирования, специалисты ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля» пришли к выводу, что способ, Связанный с катапультированием, имеет ряд принципиальных недостатков.

Во-первых, безопасность катапультирования зависит от достаточно большого количества факторов, в том числе: пространственного положения вертолета при летном происшествии, его высоты и скорости; скорости распознавания, оценки ситуации и принятия решения на катапультирование летным составом (все это в условиях громадного дефицита времени, больших психофизиологических нагрузок и требований повышенной точности пилотирования).

Во-вторых, даже при удачном катапультировании и в воздухе и после приземления экипаж будет представлять собой исключительно заманчивую мишень для всех видов стрелкового оружия. Это доказано практикой всех войн и локальных конфликтов XX столетия.

В начале войны в Афганистане были случаи гибели летного состава вертолетов Ми-8 уже на земле, когда экипажи расстреливались противником после благополучных аварийных посадок, так как кабина вертолета не имела брони. На Ми-24, где кабина бронирована, экипаж в таких ситуациях выживал. На вертолете Ми-28 после аварийной посадки экипаж находится в бронированной кабине с бронированным остеклением, защищающей его от всех видов стрелкового оружия, вплоть до снарядов калибра 20 мм и осколков.

В-третьих, катапультирование связано с отстрелом лопастей несущего винта (направления катапультирования вниз и вбок были признаны неосуществимыми). А поскольку вертолеты могут применяться и в составе группы, вероятность поражения соседних вертолетов при отстреле лопастей на одном из них весьма высока. Кроме того, абсолютно надежных систем не существует, и система отстрела лопастей вряд ли составит исключение, а иметь «бомбу замедленного действия» на борту весьма неприятно.

Отмеченные недостатки катапультирования как средства спасения экипажей оказались очень серьезными, поэтому остановились на втором варианте, хотя и он не гарантирует 100 % спасения экипажа при поражении систем управления и требует установки неубирающегося шасси, увеличивающего лобовое сопротивление вертолета.

Поэтому на вертолете Ми-28 была установлена система пассивной противоударной защиты (энергогасящие шасси и кресла экипажа), позволяющая обеспечить травмобезопасность экипажа при ударе о землю с вертикальными скоростями до 12 м/с и с весьма высокими скоростями при боковом и переднем ударах, что подтверждено специальными натурными испытаниями на стенде.

Второй экземпляр Ми-28А

Заключение

Путь к серии вертолета Ми-28 был тернист и драматичен. От проекта до серийного производства прошло более четверти века. Ни одна разработка ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля» не продолжалась так долго.

Конкурс на лучший боевой вертолет, объявленный в 1976 году, был задуман по аналогии с американскими конкурсами. Однако наш конкурс, в отличие от американских, предполагал сравнение вертолетов разных схем.

На первой стадии конкурса решения принимались, в основном, на основании теоретических представлений. Прямых доказательств неприемлемости тех или иных концепций и реализованных на вертолетах конструктивных решений, тогда не было.

Попытки принятия (по аналогии с самолетами) волевых решений по вертолетам, участвовавшим в конкурсе, без учета специфики их боевого применения на предельно малых высотах, применения одинаковой методики при оценке характеристик боевой живучести вертолетов разных схем были некорректны. Это привело к совершенно неправильным выводам и оценкам, которые затем пришлось исправлять в течение очень долгого времени.

Узкому кругу специалистов, к мнению которых просто не хотели прислушиваться, были ясны негативные последствия для развития боевого вертолетостроения, обороноспособности и экспортного потенциала страны, которые могли последовать из совместного решения МАП и ВВС в пользу разработки одноместного вертолета Ка-50 и по закрытию темы вертолета Ми-28.

По инициативе автора статьи и при поддержке ряда ответственных работников и членов ЦК была организована встреча с начальником авиационного подотдела оборонного отдела ЦК КПСС М.К. Редькиным (в ней принимали участие Г.Р. Карапетян и ведущий конструктор М.В. Вайнберг). Разумные доводы были услышаны и поняты, работы и финансирование по теме боевого вертолета Ми-28 возобновлены и продолжены.

Не менее драматичной была и вторая стадия конкурса, хотя в это время уже появились неопровержимые доказательства приемлемости или неприемлемости различных реализованных конструктивных решений, полученные при эксплуатации вертолетов в боевых условиях.

Груз ранее принятых решений и некоторые субъективные соображения в течение долгого времени не давали принять действительно государственное решение.

Коллектив ОКБ продолжал работы над вертолетом в условиях тяжелейшего финансового положения, когда завод путем формальных процедур был искусственно введен в состояние банкротства. Коренное изменение ситуации произошло благодаря действенной помощи государства и лично Президента Российской Федерации В.В. Путина.

Как известно, время все расставляет по своим местам. Жизнь полностью подтвердила правильность основных концепций, которые были выбраны МВЗ еще в 70-е годы прошлого века при проектировании нового поколения боевых машин. Постройка вертолета Ми-28Н на ОАО «Роствертол» поставила логическую точку в драматическом и долгом конкурсе на лучший боевой вертолет для Вооруженных Сил нашей страны.

Гурген КАРАПЕТЯН