Несподіваний прорив. Російський конвертоплан підірвав ринок безпілотників. Конвертоплани та гібридні дрони перестають бути екзотикою - proRobots — LiveJournal Безпілотний конвертоплан
Це знають усі. А зараз ми представляємо конвертоплан ще й із гібридним приводом. У ранніх публікаціях ми писали про безпілотний конвертоплан малого класу, який не мав потреби в забезпеченні точної стабілізації в режимі зависання і в перехідних режимах. Швидкий старт з одночасним переходом у горизонтальний політ
створювали особливі проблеми зі стабілізацією. Тепер апарат підріс. Швидкого старту не вийде. Питання стабілізації постають дуже гостро.
З чого все почалося? З моделі квадрокоптера, купленої в магазині іграшок:
І все б добре, але літає недовго (батареї) та вантажопідйомність ніяка (потужність двигунів). А ось система стабілізації – ідеальна. Першим рішенням було "додати перцю" апарату. Ми додали 2 пропелери, що рухаються двигуном внутрішнього згоряння через один вал. Такого "реактивного" зльоту ми ще не бачили. За кілька секунд апарат перетворився на крапку на небі. Посадка була ідеальною. Зрозумівши, що схема працює, ми вирішили її розвинути. Отримали патент. Втім, історія в картинках:
Увага! Всі зображення схематичні і до реального виду конвертоплана не мають жодного стосунку. Ми демонструємо принцип.
Потім з крилами та фюзеляжем:
Так, частина крила поворотна збільшення ефективності роботи основних повітряних гвинтів.
Потім, чи з естетичних міркувань (багато вентиляторів), чи схема конвертоплана OSPREY не давала нам спокою, народилося таке:
Увага! Всі зображення схематичні і до реального виду конвертоплана TRH-14 не мають жодного стосунку. Ми демонструємо принцип.
Так, так, так… Основні гвинти повітряні (1) з приводом від ДВС (3) і стабілізуючі повітряні гвинти (4) з приводом від електродвигунів (2) розташовані співвісно. Завдання основних повітряних гвинтів - забезпечення рівномірної (за рахунок застосування загального валу (5)) підйомної сили. Завдання стабілізуючих повітряних гвинтів - збереження конвертоплана у горизонтальному положенні, Компенсація негативного впливу зовнішніх факторів (коливання атмосфери, наприклад) на роботу основних повітряних гвинтів. Живлення електродвигунів здійснюється від генератора електричного струму і як резерв від батарей. Розійшовшись у своїх фантазіях, ми додали можливість зміни вектора тяги повітряних гвинтів, що стабілізують (на малюнку показаний кут альфа) для забезпечення більшої маневреності в режимі зависання.
У результаті вийшла досить цілісна конструкція (Патент 142287):
Можливі варіанти конвертоплана для різноманітних завдань. Причому ми пропрацювали нюанси конструкції, щоб вибір варіанта здійснювався на конвеєрі, а не проектувався з чистого листа:
Отже, безпілотник-конвертоплан має просту систему стабілізації, високу вантажопідйомність та великий радіус дії. Що ще потрібно для апарата вертикального зльоту та посадки? Корисне навантаження – 50-70 кілограм. Замало? А для людей, які потрапили в біду, 50-70 кілограмів їжі та засобів порятунку до прибуття основної допомоги це мало? 50-70 кг апаратури для розвідки – мало? А 50-70 кг ракет класу повітря-земля? І ще… Цей апарат навіть дитина посадить на палубу авіаносця.
Наразі подали чергову заявку на патент. Візьмемо його на виставку до Швейцарії. Хотіли б передати велике привіт авіамоделістам із Міністерства оборони та МНС.
Поки все. Дякую за увагу.
Отже, перший показ розробки на виставці INVENTIONS GENEVA приніс нам золоту медаль:
Головком ВКС Росії генерал-полковник Віктор Бондарєв заявив, що в країні на користь військових ведеться розробка конвертопланів та важких безпілотників.
За словами генерала, у майбутньому безпілотники зможуть вбудовуватись у єдину систему управління, що дозволить суттєво знизити витрати на підготовку операторів цих літальних апаратів.
«Беспілотна тематика розвивається. Як би там не було, навчити льотчика дорожче, ніж поставити на літак добрий автопілот. Якщо вже зараз оператор може керувати одним-двома безпілотниками, то згодом, з розвитком наземної складової, він зможе керувати п'ятьма, а то й десятьма апаратами, тож це буде ще дешевше», - заявив Бондарєв.
Крім того, він зазначив, що безпілотна авіація в майбутньому зможе вирішувати стратегічні ударні завдання завдяки своїй малопомітності та більшій бойовій стійкості порівняно з авіацією, що пілотується.
Конвертопланами називаються літальні апарати, здатні виконувати вертикальну посадку і зліт, як гелікоптери, без злітно-посадкової смуги, і горизонтальний політ, як звичайні літаки. На сьогоднішній день найпоширенішим типом конвертоплану є американський Bell V-22 Osprey.
У горизонтальному польоті може розвивати швидкість до 463 км/год, а вертикальному - до 185 км/ч. Osprey оснащений двома двигунами Rolls-Royce T406. Це єдиний конвертоплан, який використовується у військових цілях.
Кандидат технічних наук та незалежний експерт в авіаційно-космічній та оборонній галузі Вадим Лукашевич у розмові з RT розповів, що створення конвертоплану є корисною ініціативою через високі бойові показники такого літального апарату. Проте експерт нагадав, що створення Bell V-22 Osprey у США було пов'язане з великими труднощами.
«Конвертоплани на сьогоднішній день перебувають на озброєнні лише американської армії, будучи симбіозом літака та вертольота. У звичайному польоті це гвинтовий літак, який може здійснювати вертикальний зліт та посадку. За своїми бойовими можливостями цей апарат знаходиться десь посередині між традиційним літаком та гелікоптером.
Це дуже гарна машина. В Америці вона створювалася дуже довго, дуже тяжко проходила випробування. Були серйозні катастрофи, в яких загинуло багато людей. Це серйозне інженерне завдання, і якщо ми його вирішимо – це буде дуже добре», – пояснив експерт.
Створення важких безпілотників для потреб ВКС Росії, на думку Лукашевича, також є позитивною новиною.
«Важкі безпілотники мають велику масу, запас палива, дальність польоту та навантаження, чи то бойові, чи то системи розвідки. Це гнучкіші апарати з широкими можливостями. З погляду підвищення обороноздатності наших ВКС це також позитивна інформація», - зазначив експерт.
Лукашевич підкреслив, що про терміни вступу до військ зараз можуть знати лише самі військові, і жодної інформації на цю тему в експертній спільноті поки немає.
«У створенні важкого безпілотника для нашої авіації нічого складного немає, а ось створення конвертоплана – це досить серйозне та принципово нове завдання. Американці мали досить велику програму вартістю близько $70 млрд, яка перебувала на межі закриття через побоювання, що такий апарат є концептуально неможливим. У цьому плані нам простіше: тепер ми знаємо, що це завдання вирішуване, а решта покаже час», - наголосив експерт.
Холдинг "Вертолеты России" раніше повідомив, що представить відвідувачам та іншим учасникам авіасалону МАКС-2017 досвідчений зразок експериментального безпілотного конвертоплана VRT30.
«У цьому перспективному конвертоплані планується використовувати новітню технологію надпровідності, розроблену компанією „СуперОкс”, що дозволить знизити масу силової установки, агрегатів електрогенеруючої системи та систем електропостачання», - наголосив голова холдингу Андрій Богинський.
Зазначається, що з кінця 2018 року апарат планується відправити до серійного виробництва.
На авіасалоні МАКС у Жуківському головнокомандувач Повітряно-Космічних сил (ВКС) генерал-полковник Віктор Бондарєвповідомив, що в Росії повним ходом йдуть роботи зі створення найрізноманітніших гвинтокрилих машин на користь Міністерства оборони. Це і традиційні транспортні, ударні, спеціалізовані, а також безпілотні гелікоптери, які працюють «зграєю». Що особливої новиною не стало. Справжня сенсація в інших словах Бондарєва: вперше оголошено, що наша країна має намір незабаром придбати принципово нові машини — конвертоплани.
Причому конвертопланами займаються одразу дві компанії. У Жуковському на МАКС представлений експериментальний конвертоплан холдингу «Вертольоти Росії», який згодом передбачається довести до кондицій конкретної бойової машини із злітною масою до двох тонн. Ну а група компаній «Кронштадт» має намір створити сімейство важких безпілотних конвертопланів.
Завдання дуже складне, оскільки конвертоплан — вкрай примхлива в управлінні машина, яка потребує створення не лише значних фінансових витрат, а й тривалої розробки. Ймовірно, саме з цієї причини у світі сьогодні літають серійні конвертоплани лише однієї серії — Bell V-22 Osprey. Машини прийняті на озброєння Корпусу морської піхоти та ВМС США у 2005 році. Їхні американці створювали понад три десятки років. Під час випробувань у них загинуло 30 людей.
При цьому за океаном стоїть кожна така пташка, як сучасний винищувач — 115 млн. доларів. І це при тому, що V-22 випускають у транспортній, пошуково-рятувальній та протичовновій модифікаціях. Тобто їх конвертоплани «не обтяжені» дорогою апаратурою управління вогнем, оборонятися можуть лише, відстрілюючи теплові пастки, на них немає комплексу РЕБ.
Конвертоплан MV-22 Osprey представлений на виставці "Air Tattoo" (Фото: Марина Лисцева/ТАРС)
Отже, що це за машина? Конвертоплан поєднує в собі якості вертольота (при зльоті та посадці) і літака з гвинтами (при горизонтальному польоті). Його безперечна перевага - можливість працювати без злітно-посадкових смуг і при цьому перевершувати гелікоптери по дальності польоту і корисному навантаженню.
Донедавна вважалося, що конвертоплан має серйозні швидкісні переваги перед вертольотом. Однак зараз вертольотобудівники вже штурмують планку в 500 км/год, що не сильно поступається їм, що йде їм на зміну, «літакам з пропелерами».
Літаки з вертикальним зльотом і посадкою (СВВП), які мають і «вертолітний» зліт, і «літаковий» горизонтальний політ, вкрай складні в розробці. Оскільки при переході з вертикального режиму підйому горизонтальний політ літак стає нестійким. Що загрожує аваріями. Але у конвертоплана така нестійкість значно вища. Тому що у літака СВВП різні двигуни забезпечують підйом та політ. У конвертоплана ті самі двигуни тягнуть машину спочатку вгору, а потім штовхають її вперед. Перехід на горизонтальний політ здійснюється внаслідок повороту осі гвинта на 90 градусів.
Слід зазначити, що ідея створення конвертопланів у світі витає давно. Починаючи з 30-х років, конструктори в Росії, Європі та Америці з великим ентузіазмом ухопилися за ідею створення «вертольота-літака». Але далі за будівництво непрацездатних макетів справа довго не просувалася. При цьому проектувальники винаходили найрізноманітніші схеми переведення літального апарату з вертикального горизонтального польоту. Найбільш реалістичними були дві — вертикальна схема і горизонтальна.
Перша є звичайним літаком, встановленим на хвіст. Гвинт, що знаходиться вгорі літака, створює підйомну силу при зльоті. Піднявшись на достатню висоту, літальний апарат переводиться в горизонтальне положення та виконує звичайний політ у «літаковому» режимі. Така схема має свої переваги. Наприклад, крила конвертоплана при зльоті не створюють перешкод повітряному потоку.
Але недоліки таких машин значно суттєвіші. Головний із них у тому, що пілоту у двох режимах необхідно займати всередині кабіни два різні положення, повертаючи крісло на 90 градусів. Відповідно, повинні зміщуватися на той самий кут та органи управління. Крім цього, при зльоті пілот має невеликий огляд, якщо, звичайно, не знаходиться всередині скляної кулі.
У 1954 році компанія Convair розпочала випробування виготовленого на замовлення ВМС США конвертоплана такого типу, який отримав назву XYF-1 Pogo. Його льотні якості були чудовими. Турбогвинтовий двигун потужністю 5850 л. с. дозволяв розвивати максимальну швидкість 980 км/год, а швидкість підйому становила 3200 м/хв. Але через два роки проект було закрито через те, що замовники дійшли висновку: звичайний льотчик керувати цією машиною не в змозі. Оскільки досвідчені випробувачі одностайно заявляли, що під час зльоту та посадки конвертоплан перетворюється на «чортову ступу», що здійснює послідовність божевільних і непередбачуваних стрибків.
Працездатною, хоч також дуже складною у реалізації, виявилася горизонтальна схема. Вона є машиною, у якої на 90 градусів повертаються гвинти. При зльоті конвертоплан працює як звичайний гелікоптер, а після набору необхідної висоти пілот повертає гвинти, які стають не підйомними, а тягнуть.
При цьому існує кілька варіантів переведення гвинтів у горизонтальний режим польоту. Повертаються гондоли, в яких встановлені двигуни з гвинтами. Або повністю крила. Або ж краю крил, на яких розташовані двигуни з гвинтами.
Сьогодні прикро усвідомлювати, що першим у світі конвертопланом, запущеним у серійне виробництво, могла б стати не американська, а радянська машина. КБ Міля машину Мі-30 почало створювати у 1972 році. Вантажопідйомність цього літаючого «чудо-юдо» за проектом складала до 5 тонн. Мі-30 мав перевозити до 32 десантників на відстань 800 км, максимальна швидкість дорівнювала 600 км/год. Виготовлення дослідних зразків та їх випробування було заплановано на період із 1986 по 1995 рік. Однак у «перебудову» в країні спочатку скінчилися гроші. А незабаром "закінчилася" і сама країна.
Американський V-22 зроблений за тією ж схемою, що і Мі-30. Два турбогвинтові двигуни розташовані по кінцях крила. І вони здатні повертатись на 98 градусів. Вийшла дуже солідна машина, що має вантажопідйомність до 9 тонн.
Більшість закуплених Пентагоном конвертопланів експлуатується на універсальних десантних кораблях, і навіть на кораблях іншого типу. Загалом у США вже збудовано понад 250 машин трьох модифікацій.
Ось основні льотно-тактичні характеристики Bell V-22 Osprey:
- Довжина 19 м;
- Висота 6,7 м;
- Площа крила 36 кв. м;
- Діаметр трилопатевого гвинта 11,6 м;
- максимальна злітна маса 25800 кг;
- силова установка - 2 ТВД потужністю 2 4600 кВт;
- максимальна швидкість 565 км/год;
- Швидкопідйомність 16 м / с;
- Практична стеля 7900 м;
- Бойовий радіус дії 670 км;
- Практична дальність 2600 км;
- Екіпаж 3 особи;
- Корисне навантаження - 24 десантники або до 9 тонн вантажу в салоні.
Американський конвертоплан Bell-Boeing CV-22B (Фото: Zuma Press/TASS)
Наша країна досить пізно усвідомила, що сильно відстає від США у цій галузі. Холдинг «Вертольоти Росії» зайнялися проблемою лише у 2015 році. Причому – в ініціативному порядку. При цьому спочатку розрахунок був на замовників з «багатого» нафтогазового сектора, яким пропонували ефективну машину для моніторингу, розвідки та інших дій у віддалених регіонах (найчастіше називався Крайня Північ), де не існує аеродромів.
І ось зараз прямо на МАКСі військові, виходить, також звернули увагу на цей проект. Здається, що мотиви у них приблизно такі самі, що і при нещодавньому оголошенні про початок розробки в ОКБ Яковлєва літака з вертикальним зльотом та посадкою, який Міністерству оборони РФ якось раптово знадобився. Виходить, і СВВП, і конвертоплан призначені, насамперед, для експлуатації у ВМФ РФ на перспективних кораблях, які відіграватимуть роль російських легких авіаносців.
Цікаво, що конвертоплан у холдингу ВР розробляє не КБ Міля та не КБ Камова, які вже багато десятиліть спеціалізуються у суміжній галузі — на вертольотах. Російськими конвертопланами стурбоване конструкторське бюро «ВР-технології», що входить до холдингу, засноване порівняно недавно — у 2014 році. І, отже, особливого досвіду у цій сфері немає.
Співвиконавцем розробки є компанія "Аероб" - резидент космічного кластера інноваційного парку "Сколково".
Темпи роботи одночасно і вражають, і спантеличують. Минулого року, за лічені місяці після початку розробки, здійснив перший політ безпілотний макет, на якому відпрацьовуються технології та досліджуються особливості керованого польоту конвертоплану. Попереду три етапи. Спочатку має бути побудований 300-кілограмовий безпілотний зразок. Потім з'явиться 2-тонний безпілотник, який буде готовий для виробництва та експлуатації. Зрештою, справа дійде і до пілотованої машини, яка, за словами розробників, не поступатиметься «американцеві», спільно розробленому компаніями Bell і Boeing.
Як то кажуть, поживемо – побачимо. Але є побоювання, що реалізації цих планів силами двох немовлят не побачимо не тільки ми, а й наші діти.
Далі про російського безпілотника-конвертоплана RHV-35 представленого концерном «Вертольоти Росії». Його вага складає 35 кг, він може підніматися на висоту до двох кілометрів та нести корисне навантаження до 6 кг. Дальність польоту безпілотника в автоматичному режимі становить близько 450 км. У рух дрон наводить гібридна силова установка, дозволяючи розганятися до 140 км/год.
Зараз у МАІ працюють над зниженням маси безпілотника та збільшенням його вантажопідйомності, але найголовніше, схема апарату вже затверджена та пройшла випробування у лабораторії. "Птеродактиль" зможе перебувати в повітрі значно довше, ніж інші безпілотники, і нести більшу кількість апаратури за рахунок того, що не братиме на борт акумулятори.
Ще однією перевагою прив'язної системи управління є повна захищеність від перехоплення інформації.
Інша особливість "Птеродактиля" полягає в тому, що він зроблений за схемою конвертоплана - літального апарату, повітряні гвинти якого можуть повертатися разом із крилами. Подібна схема дозволяє поєднувати в одній машині переваги літака та вертольота. За рахунок цього дрон може розвивати в повітрі досить високу швидкість, щоб рухатися разом з танком на повному ходу, при цьому він здатний підніматися в повітря з невеликого майданчика, у тому числі безпосередньо з корпусу танка.
Ідея розвідувального безпілотного апарату, керованого гнучким кабелем, не нова - вперше таке рішення було реалізовано наприкінці 1960-х років на західнонімецькому безпілотному експериментальному гелікоптері Dornier Do-32K. Він керувався кабелем і ним же отримував паливо, - розповідає «Вісті» військовий експерт Олег Желтоножко. - В даний час кабельний інтерфейс використовується на ізраїльському коптері Hovermast, але він не застосовується у складі бойової машини.
Як розповідає Олег Желтоножко, систем, коли розвідувальний дрон стає безпосередньо частиною бойової машини, поки що не існує.
Використання легкого БПЛА, оснащеного тепловізором та радіолокаційною системою як зовнішня система спостереження, є логічним рішенням саме для перспективної бронетехніки, далекобійність якої перевершує дальність видимості бортових засобів виявлення, - каже експерт. - Наприклад, основне знаряддя «Армати» здатне вражати мету з відривом 8 км, а дальність розпізнавання ворожого танка через візирний канал обмежується 5 км. Крім того, завдяки наявності «Птеродактиля» танк зможе розкрити обстановку на полі бою, залишаючись у укритті або сховавшись за спорудами чи нерівностями місцевості.
На думку Жовтоніжка, оснащення бронетехніки зовнішніми системами спостереження, здатними оглядати місцевість хоча б на відстані 10 км, забезпечить «Арматі» незаперечну перевагу перед будь-яким із супротивників.
Як ідея взагалі? Чи є в ній потенціал? Чому не розвивається у світі?
БЕЗПІЛОТНИЙ ЛІТАЛЬНИЙ АПАРАТ – КОНВЕРТОПЛАН «ВР-ТЕХНОЛОГІЇ»
TILTROTOR – UAVS «VR-TECHNOLOGIES»
17.02.2016
Безпілотний конвертоплан, що не має аналогів, успішно пройшов черговий етап випробувань, здійснивши свій перший політ. Творцем апарату стало інноваційне конструкторське бюро ВР-технології холдингу Вертольоти Росії. Інтерес до унікальної розробки виявляють компанії нафтогазового сектора та різноманітні відомства.
«Роботи над створенням унікальної машини розпочалися у 2015 році. За цей час ми досягли значних результатів і вже розпочали перший етап льотних випробувань, – розповів генеральний директор «ВР-технології» Олександр Охонько.
Проект реалізується в рамках програми «Гвинтокрилів Росії» – «Швидкість». Варто відзначити, що основним завданням при розробці даного безпілотника було створення лабораторії, що літає, для визначення ефективності компоновочних схем і пошуку інноваційних рішень.
Варто зазначити, що низка потенційних замовників вже готова придбати цей безпілотний комплекс для завдань, пов'язаних із здійсненням моніторингу та охороною навколишнього середовища в місцях, де неможливий зліт з ЗПС. Комплекс може вести контроль задимлень у лісах та щільній міській забудові, здійснювати аерофотозйомку, вести спостереження за нафтогазовими спорудами, доставляти медикаменти у важкодоступні райони.
Проект перспективного багатоцільового безпілотного повітряного судна було представлено холдингом у серпні 2015 року в рамках авіасалону МАКС.
Конвертоплани – це особливий клас гвинтокрилої техніки, що має низку переваг у порівнянні з традиційними літальними апаратами, виконаними за літаковою або вертолітною схемою. Конвертоплани дають можливість виконувати вертикальний зліт та посадку на обмежених за розмірами майданчиках і при цьому перевозити пасажирів чи вантажі на більшій швидкості та на більшу відстань, ніж традиційна вертолітна техніка.
«Вертольоти Росії» проводили випробування на базі інноваційного центру «Сколково»
Гелікоптери Росії
18.05.2016
«Вертольоти Росії» вперше покажуть три новітні БПЛА у рамках виставки HeliRussia-2016.
Відвідувачам виставки буде продемонстровано безпілотний вертоліт, мультикоптер та модернізований конвертоплан. Розробником цих апаратів стало конструкторське бюро "ВР-Технології" холдингу "Вертольоти Росії" (входить до Держкорпорації Ростех).
У рамках проведення дослідно-конструкторських робіт зі створення безпілотного літального апарату конвертопланного типу спеціалістами «ВР-Технології» було виготовлено експериментальну лабораторію апарату для відпрацювання системи автоматичного управління та навігації на різних режимах польоту. Крім того, були проведені роботи із синхронізації бортового обладнання конвертоплану з елементами корисного навантаження (фото- та відеокамери, сканери, газоаналізатори, димоуловлювачі, різні датчики та тепловізори).
«В порівнянні з моделлю, показаною на авіасалоні МАКС-2015, проведення подальших досліджень призвело до зміни планера конвертоплана. На виставці HeliRussia-2016 глядачі зможуть побачити конвертоплан вже в модернізованому варіанті з додаванням несучого крила», – розповів генеральний директор «ВР-Технології» Олександр Охонько, зазначивши, що зміни у конструкції конвертоплана сприяли збільшенню дальності польоту, а також підвищенню безпеки польоту на перехідних режими цієї перспективної машини.
Конвертоплан, вага якого становить 35 кг, здатний підніматися на висоту до двох кілометрів та нести до 6 кг корисного навантаження. Дальність польоту безпілотника в автоматичному режимі становить близько 450 км, а рух його наводить гібридна силова установка, дозволяючи розганятися до 140 км/год.
Відвідувачі виставки також зможуть ознайомитись із натурними зразками ще двох моделей БПЛА: вертольота та мультикоптера, які вже успішно пройшли серію льотних випробувань. Обидві моделі є повністю автономними і здатні виконувати завдання за заданим алгоритмом без участі оператора.
Безпілотний 8-гвинтовий мультикоптер рухається електродвигуном і здатний провести в повітрі близько години, несучи 3 кілограми корисного навантаження. Максимальна швидкість БПЛА не перевищуватиме 60 км/год.
БПЛА вертолітного типу також оснащений електродвигуном і здатний підніматися на висоту до двох кілометрів, несучи із собою до 5 кг корисного навантаження, максимальна швидкість польоту становить до 120 км/год. Конструкція вертольота дозволяє застосовувати гібридну силову установку для збільшення часу і дальності польоту.
АТ «Вертольоти Росії»
