Вызовы и технологии. О малозаметности вертолетов
Вертолет RAH-66 Comanche - наиболее совершенный стелс-вертолет, который, однако, не дошел до серии. Фото US Army
В связи с бурным развитием средств наблюдения и обнаружения особое значение приобретают методы уменьшения заметности летательного аппарата. Т.н. стелс-технологии активно используются в разных сферах, включая вертолетостроение. При этом разработка малозаметного вертолета имеет свою специфику и предъявляет особые требования к подбору и реализации идей.
Демаскирующие факторы
Условный вертолет является достаточно простым объектом для обнаружения при использовании современных средств наблюдения. Винтокрылые машины всех известных схем и компоновок имеют целый ряд технических особенностей, которые следует рассматривать как демаскирующие факторы, упрощающие работу ПВО противника.
В первую очередь, вертолет можно обнаружить при помощи радиолокации. Основным демаскирующим фактором в этом случае оказываются несущая система и рулевой винт. Это достаточно сложные механизмы с множеством подвижных деталей, которые эффективно отражают зондирующий радиосигнал и в большой мере помогают РЛС решать ее задачи.
Малозаметная модификация UH-60. Фото Thedrive.com
Подавляющее большинство современных военных вертолетов оснащается турбовальными двигателями. Такая силовая установка показывает высокие технические характеристики, но является вторым демаскирующим фактором. Турбовальный / газотурбинный двигатель и редуктор во время работы нагреваются. Кроме того, двигатель выбрасывает раскаленные газы. Все это увеличивает тепловую сигнатуру вертолета и позволяет обнаружить его при помощи инфракрасной аппаратуры.
Двигательная установка и винты вместе образуют еще один фактор, демаскирующий вертолет. Во время работы они производят характерный шум на разных частотах, который может распространяться на большую дальность. Соответственно, противник может определить присутствие вертолета буквально своими ушами.
В контексте обнаружения также следует помнить о работе радиоэлектронных систем – бортового локатора, средств связи и т.д. Современные средства разведки способны засекать их сигналы и выдавать целеуказание огневым системам.
Российский Ми-24 с экранно-выхлопными устройствами. Фото Минобороны РФ
Вопросы радиолокации
В последние десятилетия в вертолетостроении уделяется определенное внимание вопросам снижения радиолокационной заметности техники. Подобные задачи решаются при помощи уже известных технологий, отработанных на самолетах и другой технике. При этом результаты таких проектов не всегда соответствуют всем ожиданиям и желаниям.
В качестве самого яркого примера «стелс-вертолета» можно привести американский RAH-66 Comanche от компаний Boeing и Sikorsky. Для него был разработан планер из металла и композитов характерной граненой формы. Несущую систему прикрыли обтекателем, а рулевой винт разместили в защищенном кольцевом канале. Вооружения убирались в фюзеляж и выдвигались наружу только непосредственно перед применением.
Известны и другие проекты сокращения заметности вертолетов. Так, в США была разработана специальная модификация многоцелевого UH-60, отличавшаяся специфическими внешними обводами и дополнительными обтекателями из особых материалов. Схожие решения применялись и в других странах.
Несущая система и ЭВУ на вертолете Ми-28. Фото Vitalykuzmn.net
Сообщалось, что эффективная площадь рассеяния вертолета RAH-66 была в 360 раз меньше, чем у серийного AH-64, хотя точные цифры не назывались. При этом, по всей видимости, все принятые меры не позволили избавиться от главного демаскирующего фактора в виде несущей системы. Кроме того, вертолет оказался неприемлемо дорогим в разработке и производстве.
Вероятно, подобные ограниченные успехи повлияли на следующие проекты. В современных и перспективных проектах предусматривается использование характерных обводов или обтекателей, но радиолокационная заметность более не ставится во главу угла.
Инфракрасная незаметность
Наибольшие успехи к настоящему времени получены в области снижения заметности вертолета в инфракрасном диапазоне. В нашей стране и за рубежом найдены необходимые решения, которые развиваются тем или иным образом с получением желаемых результатов.
К примеру, отечественные ударные и транспортно-боевые вертолеты оснащаются т.н. экранно-выхлопными устройствами (ЭВУ). Такое изделие устанавливается на выхлопной патрубок двигателя и принимает горячие газы. Через отдельные окна в ЭВУ поступает холодный воздух от несущего винта – он смешивается с выхлопом, и наружу выходят охлажденные газы, минимально демаскирующие вертолет.
Выхлопная система "Команча". Видна труба для смеси газов с воздухом, патрубки и отверстия для сброса. Фото Sikorskyarchives.com
Схожая концепция была реализована в проекте RAH-66. На этом вертолете ЭВУ размещалась в хвостовой балке; ее выполнили в виде двух длинных труб. Охлажденные газы выбрасывались в атмосферу через множество мелких отверстий.
Демаскирующий фактор в виде нагревающейся двигательной установки требует отдельного решения. Двигатель и редуктор необходимо экранировать, а также охлаждать атмосферным воздухом.
В целом в сфере сокращения инфракрасных сигнатур получены весьма примечательные результаты, однако стопроцентная безопасность вертолета все же не гарантируется. Тепловизионная аппаратура и тепловые головки самонаведения продолжают совершенствоваться, и такой прогресс частично нивелирует успехи в области стелс-технологий.
Снижение шума
Первым шагом по сокращению акустической заметности в свое время стало появление и внедрение турбовальных двигателей. Они были тише поршневых моторов той же мощности, и дальнейший прогресс дополнительно сократил вклад двигательной установки в общий шум вертолета. Кроме того, на заметности положительно сказались компоновочные решения. Двигатели обычно помещаются в верхней части планера, а другие конструкции служат экраном, благодаря чему основная часть шума уходит в верхнюю полусферу.
Опытный вертолет Sikorsky S-97. Машина оснащена оригинальной несущей системой, сочетающей высокие характеристики с пониженным шумом. Фото Sikorsky / Lockheed Martin
Значительная часть общего шума производится несущим винтом. По этой причине разрабатываются и внедряются новые конструкции лопастей и средств их подвеса. Оптимизируются процессы обтекания, исключается выход законцовки лопасти на околозвуковые скорости и т.д. Все эти методы позволяют уменьшить интенсивность шума либо распределить колебания по более широкой части спектра.
Высокочастотная составляющая акустической сигнатуры образуется в основном рулевым винтом. Избавиться от нее можно самым радикальным методом, путем применения иной несущей системы или заменой винта другой системой стабилизации. Кроме того, хорошие результаты показывает установка винта в кольцевом канале. Подобные компоновочные решения находят широкое применение в проектах стелс-вертолетов и «обычной» техники.
Другие решения
Основные демаскирующие факторы определяются конструкцией вертолета. Их можно сократить до минимума или полностью исключить на стадии проектирования. Другие негативные явления требуют внимания уже в ходе эксплуатации. Грамотная организация полетов и/или боевого применения способна дополнительно повысить малозаметность, а вместе с ней и эффективность.
Ка-62 с рулевым винтом в кольцевом канале. Многоцелевому гражданскому вертолету другие стелс-технологии не требуются. Фото "Вертолеты России"
Для дополнительной защиты от средств наблюдения противника необходимо использовать складки местности, естественные и искусственные преграды. Радиолокаторы и средства связи следует использовать в оптимальных режимах, обеспечивающих решение задач и сокращающих вероятность обнаружения. В этом контексте хорошо показала себя идея «подскакивающего вертолета», появляющегося над укрытием на минимальное время – только для выбора цели и пуска ракеты.
Задачи и их решения
Таким образом, в распоряжении разработчиков и эксплуатантов вертолетной техники есть большой арсенал разнообразных технических и практических решений и методов, позволяющих сократить заметность машины, одновременно нарастив живучесть и эффективность. Заказчик получает возможность сформировать оптимальный облик будущего вертолета, а промышленность может решить такую задачу и дать ему желаемый образец техники.
Впрочем, предлагаемые решения снижения заметности имеют разный потенциал. Одни идеи и конструкции получили широкое распространение, а другие пока находят лишь ограниченное применение в экспериментальных и специальных проектах. Изменится ли такая ситуация в будущем – неизвестно. Однако вертолетостроители, похоже, будут готовы к любым изменениям и к новым требованиям заказчиков. И, если у армий возникнет необходимость в «полноценном» стелс-вертолете, промышленность сможет его сделать.
Информация