Cамолёты интегральной схемы для ВВС США

Содержание:

В поиске выгоды

О новых планах американских ВВС сообщило 7 июля издание Aviation Week. По его данным, в течение следующих нескольких дней Пентагон собирался выпустить т.н. запрос информации на тему военно-транспортного самолета и/или заправщика необычной схемы. В следующие несколько недель ВВС будут принимать заявки на участие в исследовательской программе, а затем выберут подрядчика.

Сообщается, что пока речь идет только о проведении научно-исследовательской работы. Заказчик определил основные требования к гипотетическим самолетам, а исполнителям предстоит сформировать оптимальный облик такой техники и научно обосновать его. Сроки проведения таких исследований не уточняются, но стоимость контракта достигает 56,9 млн долл.

Пожелания ВВС к новому проекту в целом просты. Необходимо найти оптимальный вариант конструкции самолета интегральной схемы (Blended Wing Body), показывающий повышенные летные и экономические характеристики. Предполагается, что необычная схема позволит улучшить аэродинамику и сопутствующие характеристики, а также увеличить доступные объемы для размещения полезной нагрузки.

Модель самолета HWB от Lockheed Martin в аэродинамической трубе

Транспортник и заправщик на новой платформе должны превосходить существующую технику своих классов по экономичности и дальности полета. Также предполагается получить значительное сокращение расходов на эксплуатацию. Так, ВВС хотят, чтобы полный перевод флота танкеров на новую технику давал ежегодную экономию не менее 2 млрд долл.

Удастся ли выполнить такие требования – неизвестно. В ближайшее время Пентагон примет заявки и выберет подрядчика, который проведет необходимые исследования и сформирует техническое предложение. Если предварительный проект будет соответствовать требованиям заказчика, то возможно появление нового контракта на полноценную разработку новых самолетов. Впрочем, успех такой НИР не гарантирован.

Перспективная схема

Интегральная аэродинамическая схема была предложена достаточно давно, но активное развитие этой идеи началось только в девяностых годах XX в. с появлением новых методов исследований и проектирования. С использованием этих идей разрабатывалась масса различных проектов, но подавляющее их большинство не дошло даже до строительства и испытаний опытной техники.

HWB в полете

С технической и аэродинамической точки зрения интегральная схема представляет собой нечто среднее между летающим крылом и бесхвосткой. Основой такого планера являются стреловидные плоскости большой площади, как у летающего крыла. При этом сохраняется выраженный фюзеляж, поверхность которого плавно перетекает в несущие плоскости. Возможно использование различных выступающих элементов: гондол двигателей, законцовок-килей и т.д. В отдельных проектах применяется и хвостовое оперение.

Подобная конструкция самолета отличается определенной сложностью на стадии разработки. Необходимо совместить высокие аэродинамические характеристики и прочность конструкции. При этом наличие большого количества наплывов и зализов одновременно усложняет и упрощает конструкторские задачи.

Как и в случае с летающим крылом, интегральная схема дает выигрыш в летно-технических и экономических характеристиках. Самолет такого рода имеет максимально возможную несущую поверхность и все сопутствующие преимущества. При этом возникают ограничения по максимальной скорости, маневренности и т.д.

Размещение грузов в фюзеляже HWB

Как и летающее крыло, интегральная схема отличается большим внутренним объемом планера. Так, в крыле большой площади можно разместить баки увеличенной емкости. В то же время, интегральная схема предусматривает наличие выраженного фюзеляжа, в котором можно разместить грузовую или пассажирскую кабину достаточного объема.

Все плюсы интегральной схемы могут быть использованы при создании пассажирских самолетов, транспортников или танкеров. Так, крыло большой площади позволит транспортному самолету взять на борт больше груза, а заправщик сможет нести и передавать больше топлива. При всем этом, они будут экономичнее своих аналогов нормальной схемы.

Готовые наработки

Любопытно, что ВВС США пока только запускают новую исследовательскую программу, а ее потенциальные участники уже имеют наработки по этой теме. Так, еще в 2016 г. компания Lockheed Martin представила оригинальный концепт самолета-заправщика или транспортника «гибридной» схемы (Hybrid Wing Body – HWB).

Этот проект предлагал строительство интегрального самолета со стреловидным крылом и фюзеляжем характерной формы. На хвостовой части фюзеляжа, сразу за крылом две гондолы двигателей. Также использовалось Т-образное оперение. Рассматривались и другие варианты аэродинамического облика, в т.ч. с иной конструкцией оперения.

К моменту первого анонса проект HWB вышел на стадию исследований и испытаний. Была изготовлена масштабная модель такого самолета с размахом крыла ок. 3 м и массой ок. 20 кг, оснащенная парой электродвигателей. Ее проверили в аэродинамической трубе, и в ближайшее время ожидался первый свободный полет с управлением по радиоканалу.

Полноразмерный самолет HWB должен был иметь крыло размахом 76 м и грузовой отсек соответствующих габаритов. По расчетам, его грузоподъемность должна быть на уровне серийного C-5 – порядка 125 т. При схожих летных характеристиках, расход топлива должен быть на 70% ниже, чем у существующего C-17.

Известно, что проект HWB от Lockheed Martin прошел через исследовательскую стадию и обеспечил сбор необходимых данных. Предполагалось, что в ближайшем будущем наработки по нему удастся использовать при создании реальной авиационной техники. Однако этого не произошло – по причине отсутствия интереса со стороны потенциальных заказчиков.

Непредсказуемое будущее

Можно предположить, что компания Lockheed Martin заинтересуется новым запросом ВВС и примет необходимые меры. Она может вернуть из архива проект HWB и вновь предложить его потенциальному заказчику. Кроме того, контракт на проведение НИР захотят получить и другие производители авиационной техники, в т.ч. разрабатывавшие аналогичные проекты. Какая компания предложит лучшие условия и заинтересует ВВС, неизвестно.

Справится ли исполнитель с поставленными задачами – большой вопрос. Формирование облика самолета необычной схемы в целом не станет большой проблемой. Опыт последних десятилетий и целый ряд известных проектов подтверждает это. Однако Пентагон предъявляет к перспективному транспортнику и заправщику особые требования по летным и экономическим характеристикам. Нельзя исключать, что такое техническое задание окажется слишком сложным, и достичь все заданные параметры не удастся.

Впрочем, пока речь идет только о научно-исследовательской работе, и любой ее результат будет полезным для ВВС. Если подрядчик справится со всеми поставленными задачами и сформирует оптимальный облик самолета с нужными характеристиками и возможностями, то за этим может последовать полноценное проектирование. Неудача на стадии НИР, в свою очередь, покажет слабые места технического задания и новой концепции – а также поможет определить, на чем следует сосредоточить внимание в дальнейших работах.

Отдаленная перспектива

ВВС США имеют планы по развитию военно-транспортной авиации и парка танкеров на несколько лет вперед. Предусматривается продолжение эксплуатации существующих машин и постепенная замена наиболее старых техникой нового производства. При этом список самолетов для новых закупок на ближайшие годы уже определен.

Пока ВВС планируют закупать только технику уже известных типов, и это самолеты нормальной аэродинамической схемы. Техника иного облика отсутствует даже в планах. Однако теперь Пентагон готов рассмотреть альтернативные схемы и, при наличии преимуществ, принять их в строй. Сможет ли интегральная архитектура летательных аппаратов попасть в сферу воздушного транспорта, станет известно через несколько лет, после завершения стартующей сейчас программы.