Вертолет, 2004 №2
Шрифт:
Изложенные выше обстоятельства уже в конце 70-х годов, еще на этапе проектирования вертолета Ми-28, позволили определить особенности применения боевых вертолетов и по-иному рассмотреть вопросы прочности, устойчивости и управляемости, боевой живучести, а также сформулировать требования к системе управления для обеспечения гарантированных минимально потребных зазоров между лопастями несущего и хвостового винтов и элементами фюзеляжа, определить состав и расположение экипажа, диаграмму обзора, сформулировать требования по эргономике.
В связи с этим возникла необходимость практически полного исключения перекрестных связей в управлении, присущих вертолетам одновинтовой схемы, внедрения иных принципов компоновки кабины для кардинального улучшения условий обзора и эргономики при выполнении всех режимов во всем диапазоне применения вертолета, особенно при полетах на ПМВ. Также потребовалось создание принципиально новой автоматической системы управления, которая в значительной степени приблизила бы динамику маневренного вертолета к оптимальной (при полетах на ПМВ недопустимы как недостаточная, так и избыточная управляемость: на всех режимах она должна быть оптимальной).
Эти и ряд других требований обеспечивают вертолету, в конечном счете, выживаемость при значительном усилении действия средств ПВО, в принципиально новом виде боевого применения — воздушном бою между вертолетами, при выполнении боевых задач недостаточно опытным летным составом.
При разработке вертолета вариант поперечной схемы (несмотря на возможность дальнейшей модификации вертолета и создания на его базе винтокрыла с максимальной скоростью горизонтального полета V ii t= 450–550 км/ч) отвергли еще на самом первоначальном этапе, так как было доказано, что боевой вертолет не должен иметь большой поперечный размер. При выполнении координированных маневров в горизонтальной плоскости вертолет поперечной схемы всегда (даже при непредельных значениях кренов) будет выходить на высоты, большие Н=15 м.
На некоординированных маневрах в горизонтальной плоскости в силу имеющихся аэродинамических особенностей и перекрестных связей на вертолетах поперечной схемы возможно ухудшение боковой устойчивости и управляемости, что недопустимо для любого вертолета, а тем более боевого, особенно на ПМВ.
Реализуя принцип «обратной унификации» (возможность применения на вертолете Ми-24 более совершенной несущей Системы, хвостового винта и некоторых других агрегатов с Ми-28), диаметр несущего винта вертолета Ми-28 был выбран равным диаметру несущего винта вертолета Ми-24. Таким образом, параметрами, которые можно было реально изменять в процессе предварительных расчетов, оказались КПД несущего винта и масса вертолета, включая его оборудование.
В процессе проектирования требовалось решить сложную задачу: уменьшения массы вертолета на 1000 кг по сравнению с Ми-24. Эта задача решена в первую очередь за счет выбора стратегии значительно большего технического риска при разработке новых технических решений. Для вертолета были разработаны принципиально новые конструкции лопастей и втулок несущего и рулевого винтов, автомата перекоса, главного редуктора, ряда других агрегатов и систем. В конструкции планера были широко применены композитные материалы. Естественно, что период доводки вертолета удлинился, так как в процессе проведения летных испытаний сталкивались с новыми проблемами и явлениями, такими, например, как «хордовый флаттер». В 70-е годы прошлого века с этим явлением столкнулись специалисты фирмы «Локхид» при создании боевого винтокрыла «Шайен» (об этом писали многие западные авиационные издания). В одном из испытательных полетов произошло разрушение вертолета в воздухе, повлекшее за собой гибель экипажа.
«Хордовый флаттер» возник в полете при испытаниях несущего винта Ми-28 на летающей лаборатории — вертолете Ми-24. Благодаря грамотным действиям экипажу удалось выйти из «хордового флаттера», продолжавшегося 35 с, и произвести посадку вне аэродрома. С использованием полетных данных «хордовый флаттер» был воспроизведен на наземном стенде. Встретившись с этим явлением первыми в отечественной вертолетной практике, специалисты МВЗ достаточно быстро решили проблему. Были проведены соответствующие теоретические исследования, доработка втулки несущего винта, цикл наземных и летных испытаний, для которых была разработана новая методика. В результате были даны рекомендации по выходу из «хордового флаттера» в случае его возникновения на вновь создаваемых вертолетах.
Были и другие большие и малые проблемы, которые пришлось решать, причем в сжатые сроки, так как в условиях конкурса на лучший боевой вертолет фактор времени был одним из определяющих. Несмотря на встретившиеся трудности, основная цель была достигнута: взлетная масса вертолета при существующей мощности двигателей и новых профилях несущего винта, разработанных в ЦАГИ, обеспечивала вертолету заданные тактико-технические требования (ТТТ), летно-технические и маневренные характеристики.
*Стандартные координированные маневры — виражи и форсированные развороты, выполняемые без скольжения.
**Некоординированные маневры — виражи, форсированные развороты и другие фигуры, выполняемые как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости со скольжением внешним или внутренним в зависимости от величины отклонения той или иной педали.
Стенд отработки системы выживания экипажа при аварийной посадке
В процессе проектирования вертолетов всех схем рассматриваются концепции с одним и двумя членами экипажа, располагающимися в кабинах по принципу «тандем» и «бок о бок». В основу выбора для Ми-28 двухместной концепции были положены следующие причины:
1) по своим психофизиологическим возможностям экипаж одноместного вертолета не сможет выполнять комплексную задачу на предельно малых высотах (Н=5-15 м) ни днем, ни, тем более, ночью, что к настоящему времени полностью подтверждено материалами отечественных и зарубежных испытаний и исследований;
2) вне зависимости от схемы потери боевых одноместных вертолетов могут быть в 3 раза выше, чем двухместных, и, соответственно, потери личного состава на одноместных вертолетах будут в 1,5 раза больше, чем на двухместных.
Поскольку летчик одноместного вертолета вынужден выполнять боевое задание на высотах существенно больших, чем верхняя граница «коридора безопасности», то вероятность поражения средствами ПВО одноместного вертолета будет выше, чем двухместного (при действиях на высотах более 15 м вертолет обнаруживается и поражается с вероятностью около 85–90 %, а на высотах менее 15 м — с вероятностью не более 30 %);
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.