В Казани испытали то, что лучше вертолета, но пока хуже самолета
Конструкторы КНИТУ-КАИ за 9 месяцев «родили» самый большой в России конвертоплан
В КНИТУ-КАИ испытали в полноценном полете 70-килограммовый беспилотный конвертоплан. Ничего подобного в России до сих пор не делали. Впрочем, и за границей, где, казалось бы, уже несколько лет серийно выпускают пилотируемый гибрид самолета и вертолета — Osprey, это все еще экзотический вид летательного аппарата, который пока рискуют использовать только военные. Зачем он вообще нужен, выяснил корреспондент «БИЗНЕС Online», а заодно добыл видео испытаний.
В КНИТУ-КАИ испытали в полноценном полете 70-килограммовый беспилотный конвертоплан
СРОЧНЫЙ ЗАКАЗ ОТ НЕНАЗЫВАЕМОГО КЛИЕНТА
Об испытаниях конвертоплана «БИЗНЕС Online» рассказали на кафедре конструкции и проектирования летательных аппаратов (КиПЛА) КНИТУ-КАИ. Научно-исследовательская работа (НИР) проходила под шифром «Аэробус-КНИТУ». Подчеркнем, что это не инициативная «хотелка» ученых авиационного университета — казанский вуз выбрал исполнителем заказчик со стороны, однако, кто это, не раскрывается.
Планер аппарата проработан спецами Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). За казанцами была вся начинка, математическое, программное обеспечение и, собственно, «обучение» аппарата полету. «Срок нам поставили невероятный: на разработку и постройку ушло всего 9 месяцев», — рассказывают на кафедре. А выбрали КНИТУ-КАИ потому, что он одним из первых в стране начал разрабатывать тематику беспилотных конвертопланов. Что это такое?
Идея аппарата, совмещающего вертикальные взлёт и посадку по вертолётному принципу с горизонтальным полетом на высоких, самолетных скоростях, родилась далеко не сегодня, но создать его оказалось чрезвычайно сложно. «Гибридность» классического конвертоплана достигается при помощи изменения в полете положения гондол с турбовинтовыми двигателями — из вертикального в горизонтальное и обратно. Это самый сложный момент полета конвертоплана, и он же был самым ответственным в работе конструкторов КНИТУ-КАИ. Без «мозгов», сложного математического обеспечения конвертоплан вовсе невозможен: процесс конвертации из вертолета в самолет требует высокой автоматизации управления. Именно на этом отрезке полета бились и продолжают биться немногочисленные конвертопланы.
На сегодня есть только один серийный конвертоплан — американский транспортно-десантный V-22 Osprey. Bell и Boeing-Vertol создавали его примерно три десятка лет, и «детские болезни» «Скопы» не излечены до сих пор... В 2018 году намеревалась начать поставку гражданских конвертопланов итальянская Finmeccanica Helicopters, но, вероятнее всего, этого не будет... СССР тоже не сидел сложа руки, но реализации проекта Ми-30 помешала перестройка.
С ЧЕМ СРАВНИТЬ? СО СТУЛОМ НА ДВУХ НОЖКАХ
До недавнего времени не было и беспилотных конвертопланов, пионером в 2010 году стала фирма Israel Aerospace Industries, которая продемонстрировала аппарат под названием Panther. За израильтянами потянулись другие. Зачем нужен такой БЛА? Например, легкие беспилотники, выполнив полетное задание, опускаются на землю на парашюте: в полевых условиях невозможно посадить аппарат по-самолетному — слишком сложно. Радиус действия у таких аппаратов небольшой, а парашюты — яркие. Так что противник может легко определить, где находится БЛА.
Конвертоплану не нужны громоздкие (в той или иной степени) стартовые устройства, вроде катапульты (а с руки можно запустить только БЛА примерно до 5 кг весом) — он взлетает и садится в любом месте. Но тогда почему не сделать просто БЛА вертолетного типа? Дело в том, что в режиме вертолетного полета тратится в четыре раза больше энергии, чем при полете самолетном, то есть сокращается время нахождения в воздухе. Плюс самолет гораздо быстрее. Но, в то же время, есть потребность в определенные моменты зависать. Это и есть конвертоплан. Однако имеется и «но»: конвертоплан, хотя и лучше вертолета, всегда будет хуже самолета.
«Конвертоплан — это самая сложная схема для беспилотника, — говорят на кафедре. — Если обычный коптер в зависимости от количества двигателей можно сравнить со стулом на 3-4-5-6 ножках, то наш аппарат — со стулом на двух ножках». Вес «Аэробуса-КНИТУ» — 70 кг (но несущая система способна поднимать вдвое больше). Размах крыла — 3 м, по концам винтов — 5 м. «Да, беспилотниками сегодня только ленивый не занимается, но конвертопланами — очень немногие, а интерес к ним сейчас повышенный, — рассказывают специалисты КАИ. — У разных заказчиков постепенно появляется понимание, что выдвигаемые ими требования может осуществить только конвертоплан: на коптере далеко не полетаешь — как была игрушка, так и осталась. Нужен самолет, но — вертикального взлета. К КАИ обращаются потому, что хотят не наработки, а что-то относительно готовенькое, мы ведь этой темой не первый год занимаемся. И у темы „Аэробус-КНИТУ“ обязательно будет продолжение».
На этот экспериментальный конвертоплан КНИТУ-КАИ уже есть заказ
ПРЕВРАТИТЬ БЕСПИЛОТНИКИ В ШИРПОТРЕБ
«Тематика беспилотных летательных аппаратов типа конвертоплан активно развивается в последние годы в технологически развитых странах мира, — разъяснил «БИЗНЕС Online» ведущий российский специалист в области беспилотных систем Денис Федутинов. — Это связано с представляющейся возможностью использования преимуществ аппаратов самолетного типа по дальности и скорости полета и вертолетного типа по возможности выполнения вертикальных взлета и посадки.
В настоящее время отечественные компании ведут разработку ряда беспилотных конвертопланов. В частности, компания «Кронштадт» (ранее именовалась «Транзас») работает над проектом БЛА «Фрегат», «ВР-технологии» (входит в холдинг «Вертолеты России») ведут работы по созданию БЛА RHV-35, компания «Аэроксо» неоднократно выставляла на различных профильных мероприятиях БЛА «Эра-100», а фирма «Рикор Электроникс» совместно с группой компаний «Беспилотные системы» демонстрировали аппарат БС-103. Замечу, что большинство упомянутых аппаратов по взлетной массе уступают новому казанскому БЛА и находятся в диапазоне 10-35 килограммов. Исключений немного. «Вертолеты России», вероятно, продолжают работы по еще одному ранее анонсировавшемуся проекту более тяжелого БЛА массой в несколько сотен килограммов, а проект БЛА «Фрегат» компании «Кронштадт», в рамках которого в настоящее время создана летающая малоразмерная модель, подразумевает в итоге создание аппарата массой порядка 7 тонн.
Однако не бывает идеальных решений: выигрывая в чем-то одном, как правило, одновременно получаем проигрыш в чем-то другом. Так, конвертопланы, благодаря механизму поворота движителей (или гондол с двигателями), отличаются большей сложностью конструкции, большей массой и меньшей надежностью по сравнению с аппаратами самолетного и вертолетного типов. Кроме того, у конвертопланов имеются сложности в управлении, главным образом, на переходных режимах. Но, несмотря на имеющиеся недостатки, у конвертопланов, безусловно, есть ниша на рынке. Интерес к подобному типу аппаратов проявляют как военные, так и гражданские заказчики, имеющие необходимость в аппаратах, не требующих взлетно-посадочных полос, однако при этом способных выполнять полеты на дистанции, большие, чем доступны вертолетам«.
А пока в КНИТУ-КАИ намерены поставить на поток другой свой экспериментальный аппарат — взлетным весом 7 кг (полезная нагрузка — 1 кг, продолжительность полета — не менее часа). Это тоже конвертоплан, но работающий несколько иначе. Сначала он вертикально взлетает на четырех подъемных двигателях, потом включается маршевый двигатель и аппарат переходит в горизонтальный полет. «Хотим превратить эту машину в ширпотреб, — говорят в университете. — Можем каждые полторы недели делать по самолету». И такой оптимизм обоснован — на днях у конструкторов появился заказчик на четыре конвертоплана. Стоимость одного заявлена в 400 тыс. рублей.