Что такое конвертоплан

Что такое конвертоплан? Это гибрид самолета и вертолета. Он сочетает в себе достоинства обоих видов летательных аппаратов, но, что интересно, имеет и свои уникальные недостатки.

Идея создать летательный аппарат, умеющий взлетать и садиться как вертолет и выполнять горизонтальный полет как самолет с той же скоростью (а скорость вертолетов ограничивается их конструкцией) и дальностью, лежит на поверхности.

Но прошло очень много времени, прежде чем удалось воплотить ее в реальность.

Конвертоплан Bell Boeing V-22 Osprey

История конвертоплана

Конечно скрестить вертолет и самолет инженеры решили уже давно, но такие варианты как «автожир» либо «винтокрыл» как-то не подошли. Точнее сказать, не сложилось с их эффективностью, так как в каждом из режимов (самолетном и вертолетном, что-то было лишним).

А вот вариант конвертоплана, у которого одни и те же винты работают и как несущий винт и как толкающий в режиме самолета, казался очень удачным.

Варианты летательных аппаратов с поворотными двигателями предлагались еще в 30-х годах 20-ого века. В 1936 году Курочкиным («Сокол»), в 40-х годах в Германией компанией Focke-Achgelis был даже создан макет конвертоплана Fa 269, который, по понятным причинам, создать не успели.

Были еще идеи самолетов устанавливаемых вертикально (то есть носом вверх). Некоторые из таких вариантов даже испытывались (Convair XFV-1 или Ryan X-13 Vertijet). Но после нескольких «посадок на хвост» от идеи отказались.

Первым удачным конвертопланом можно считать Ryan Hiller ХС-142А который совершил первый полет в 1964 году, но в серию так и не пошел, хотя и умел летать даже хвостом в перед.

Ryan Hiller ХС-142А

Конвертоплан СССР

Существовал и проект советского конвертоплана, назывался он Ми-30 и должен был по задумке инженеров заменить Ми-8 превзойдя его по скорости и дальности. Но Ми-8 летает до сих пор, а Ми-30 дальше проекта не пошел.

В СССР название для такой машины другим — «винтоплан», но суть оставалась той же — гибрид самолета и вертолета. Но дальше расчетов дело не пошло.

Так же как и в случае другого советского проекта — Ка-22, который конвертопланом не был, его винты обставились неподвижными. Оба проекта остались только на бумаге в виде эскизов и расчетов. Советский конвертоплан так и не взлетел.

В 1951 году за дело взялась компания Белл и построила экспериментальный Белл XV-3 в который через 3 года сумел перейти их вертикального в горизонтальный полет, а в 1961 — Bell X-22, который также не нашел своего места в небе.

Как, впрочем, и французский Nord 500 Cadet, и немецкий VC-400 и многие другие включая XV-1, XV-2 Мак Доннел Дуглас.

Но в Белл не сдавались, в 1977 году первый полет совершил XV-15 (Model 301). А в 1981 году к работе подключилась и Боинг, точнее подразделение Боинг Вертол, так появился XV-15S который стал прототипом того самого V-22 Оспри.

Первый конвертоплан V-22 Osprey

Первый полет Bell Boeing V-22 Osprey совершил в 1989 году, а на вооружение был принят только в 2005.

Osprey — переводиться как Скопа. Хищная птица которая  живет на всех континентах кроме Антарктиды. Хорошее название для универсального транспортного летательного аппарата. Еще Скопа уникальна тем, что она единственный вид в своем семействе, так же как и конвертоплан.

В настоящее время V-22 является единственным серийным конвертопланом, который способен разогнаться до 565 км/ч и подняться на высоту 7,6 км. И главное, V-22 не нужна взлетная полоса как самолету, но скорость у него вполне самолетная.

Osprey легко садиться на палубу авианосца или вертолетоносца

Он существует в трех вариантах: десантном, спасательном и противолодочном. Osprey и не вертолет и не самолет, это отдельный тип летательного аппарата. Первый в своем роде (если не считать прототипы).

«Оспри» закупили только корпус морской пехоты США и флот. В армии предпочли и дальше использовать стары добрые  вертолеты не смотря на все преимущества конвертоплана по скорости.

Все таки первые модели V-22  стоили более 100 миллионов долларов за единицу.

В армии решили что лучше купить больше вертолетов за те же деньги, тем более что обслуживание вертолетов уже налажено и его стоимость по сравнению с конвертопланами намного ниже.

Характеристики V-22 Osprey

Применение у летательного аппарата сугубо военное, но…

Пассажирский конвертоплан

Совсем «скоро» обещает подоспеть гражданский и более легкий конвертоплан Agusta Westland AW609, до определенного времени носивший имя Bell/Agusta (без Белл тут никак не могло обойтись).

Agusta Westland AW609

AW609 также будет разгонятся до 510 км/ч, но вместе 24 десантников будет везти 9 пассажиров и 2,5 тонн груза.

Но так как этот аппарат летает еще с 2003, учувствует в авиашоу, а заказов на его постройку так никто и не сделал, скорее всего гражданский сектор пока не сильно заинтересован в нем.

V-280 Valor

Военные же ждут новую модель V-280 Valor от Bell/Lockheed. В этот раз поворотной являются не вся гондола двигателя, а только винты. Это должно избавить инженеров от некоторых проблем с двигателями, которые есть у Оспри сегодня.

V-280 Valor

На испытаниях Valor смогли разогнать до скорости 518 км/час, а рассчитан он на перевозку 4,5 тонны груза, на полтонны меньше, чем у предшественника.

А вот практическая дальность должна возрасти до 3900 км, на 48% больше, чем у V-22.

Valor уже выиграл конкурс его поставки начнутся в 2025 году, он должен будет заменить около двух тысяч знаменитых вертолетов «Черный ястреб» уже к 2030 году.

Для сравнения, Black Hawk может перевести около 1,2 тонны груза с крейсерской скоростью 282 км/ч на 584 километра. Его максимальная скорость — 296 км/ч.

Valor же будет возить 4,5 тонны со скоростью почти в два раза выше и на гораздо большую дальность.

Если же конвертоплан не загружать полностью, а например перевозить небольшой отряд спецназа со снаряжением, то дальность увеличится до 1480 километров.

Великолепные тактические возможности за которые армия США готова платить в два раза дороже.

Потому, что единственный недостаток конвертоплана, это его цена. Стоимость Valor — 43 миллиона долларов за единицу, а UH-60 «Black Hawk» всего 21 миллион.

Характеристики V-280 Valor

Принцип работы конвертоплана

Почему же для создания конвертоплана прошло так много лет? С первого взгляда кажется, что конвертоплан работает просто:

1. Летим как вертолет — поворачиваем двигатели вверх
2. Летим как самолет — заворачиваем двигатели горизонтально
3. Между первым и вторым режимом — двигатели плавно поворачиваться

Проблема заключалась именно в гибридности конструкции. Самым сложным и небезопасным является как раз переход из одного режима в другой.

Эта штанга на носу используется для дозаправки в воздухе

Оказалось, что без современных автоматических систем управления создать надежный конвертоплан невозможно.

Именно проблема с поворотом двигателей влекла за собой самые сложные технические проблемы и этот же поворот создавал наибольшую опасность приводившую и к реальным катастрофам во время испытаний и после принятия на вооружение.

Переход из режима висение в режим горизонтального полета занимает целых 12 секунд. За это время конвертоплан должен разогнаться до минимально необходимой скорости самолета (скорее всего это скорость около 400 километров в час), чтобы его крыло создавало достаточную подъемную силу.

Оба двигателя конвертоплана, соединены между собой специальным валов, который передает вращательный момент от одного двигателя к другому, это сделано для того, чтобы в случае отказа одного двигателя, второй мог вращать оба винта сразу и конвертоплан не опрокинулся.

Это техническая проблема. Но есть еще проблема с управлением и человеческим фактором.

Даже сейчас, пилоты вертолетов переучивающиеся летать на Osprey жалуются, что в режиме вертолета и в режиме самолета одни и те же органы управления отвечают за разные функции. Тяжело переучиваться и пилотам самолетов и пилотам вертолетов.

К тому же конвертопланы все еще дороже вертолетов как в закупке так и в обслуживании, пилотов нужно долго переучивать, но все равно аварийность у «Оспри» довольно высокая.

Почему конвертопланы стоят так дорого

Если сравнить стоимость военно-транспортного самолета C-130 и вертолета UH-60 с конвертопланам V-22 Osprey, становится немного грустно.

Конвертоплан обходится очень дорого, не стоит ждать в ближайшем будущем аэротакси в виде конвертопланов.

Самолет может перевести в 2 раза больше груза (или людей) в три раза большее расстояние и стоить это будет в 45 раза дешевле.

Зато конвертоплан дороже всех в обслуживании и в стоимости летного часа. Если бы V-22 изготовили бы такой же большой партией как и C-130 (2600), или UH-60 (4000) это могло бы синить его стоимость. Но их построили всего около 400 штук.

Конвертопланы даже после отработки всех конструкторских решений и запуска в серийное производство дороже самолета или вертолета и вот почему:

1. Гибридная система управления двигателями сложнее ем у вертолета и тем более чем у самолета с неподвижным крылом
2. Многие детали и компоненты не унифицированы и производятся только для конвертопланов, поэтому стоят дорого
3. Конвертоплан разрабатывали и доводили очень долго, все затраты по разработке учтены производителям в цене готовых машин
4. Техническое обслуживание гораздо сложнее и дороже чем у вертолета
5. Переобучении пилотов — тоже стоит немалых денег
6. Исправление «детских болезней» — обходится не бесплатно

Единственный серийный конвертоплан

Достоинства конвертоплана

1. Большая дальность чем у вертолета минимум на 50%
2. Скорость выше чем у вертолета на 80%
3. Грузоподъемность почти в 4 раза выше чем у вертолета
4. Может садится и взлетать с любой ровной площадки в отличие от самолета

Конвертоплан имеет большую дальность и грузоподъемность, чем вертолет потому, что в режиме самолета для создания подъемной силы используется крыло, а это эффективнее чем держатся в воздухе за счет вращения винта.

Скорость конвертоплана тоже выше чем у вертолета, об этом было сказано выше.

В отличие от самолета конвертоплану не нужна взлетно-посадочная полоса. Он может взлетать почти как самолет с коротким пробегом для экономии топлива или как вертолет строго вертикально.

Недостатки конвертоплана

1. Большая стоимость закупки и обслуживания
2. Высокая аварийность из-за технических неисправностей
3. Сложность управления
4. Дальность значительно ниже чем у самолета

Конвертоплан намного дороже относительно конкурентов и похоже в обозримом будущем его цена не уменьшится, потому что ждать крупных партий не приходится Из-за цены. Такой вот замкнутый круг.

Это пока еще менее изученная и надежная конструкция чем самолет или вертолет.

Тем не менее Osprey — первый и пока единственный серийный конвертоплан в мире. И раз армия США выбрала для замены своих «Черных ястребов» V-280 Valor, то этот самолето-вертолет уж точно займет свою нишу. При том, что вертолеты тоже никуда не делись.