«Крокодил» по-американски. Опытный ударный вертолет Sikorsky S-67 Blackhawk. США

Фирма Sikorsky, которую по праву можно считать одним из гигантов вертолетной индустрии, принимала участие во всех конкурсах конструкций боевых вертолетов, проводимых американскими вооруженными силами. Об одном из них и пойдет речь в данной статье.

AAFSS и конкурсное предложение S-66

Армия США выдала 1 августа 1964 года объявление о принятии предложений (request for proposals — RFP) на программу передовой системы воздушной огневой поддержки (Advanced Aerial Fire Support System — AAFSS). Lockheed предложила свой проект CL-840 — винтокрыл с бесшарнирным несущим винтом.

Фирма «Сикорский» также занималась разработкой скоростных винтокрылых аппаратов. На базе своего вертолета S-61 она создала ряд экспериментальных вертолетов и экспериментальный комбинированный вертолет (винтокрыл) S-61F, совершивший первый полет 21 мая 1965 года. Винтокрыл S-61F отличался улучшенными обводами фюзеляжа, имел верхнерасположенное крыло размахом 9,75 м и два ГТД с тягой по 1315 кг в гондолах по бокам фюзеляжа. Предполагалось, что большую часть подъемной силы создаст крыло, а к несущему винту будет подаваться 32% мощности ГТД.

Sikorsky S-61F

Во время летных испытаний в июле 1965 года на винтокрыле S-61F была достигнута максимальная скорость 390 км/ч, превышающая рекорд скорости 356,3 км/ч советского винтокрыла Ка-22, но не зарегистрированная в качестве нового мирового рекорда. Летные испытания S-61F проводили известные летчики-испытатели фирмы «Сикорский» Байрон Грэхэм и Курт Каннон.

На S-61F также проходил испытания поворотный хвостовой винт («ротор-пропеллер» — «Rotorprop»). Поворотный рулевой винт, установленный на конце хвостовой балки, должен был использоваться как рулевой винт при взлете и посадке и при малых скоростях полета. Затем он должен поворачиваться на 90° и использоваться как толкающий воздушный винт, обеспечивая крейсерскую скорость 370 км/ч и максимальную до 460 км/ч.

На базе экспериментального вертолета S-61F для программы AAFSS был создан проект боевого винтокрыла S-66 с  поворотным хвостовым винтом. S-66 имел короткие закрепленные крылья и оснащался турбовальным двигателем Lycoming T55 мощностью 3400 л.с. (2500 кВт). Конструкция была рассчитана на скорость в 200 узлов (370 км/ч) с возможностью достижения 250 узлов (460 км/ч) в течение краткого периода.

рисунки вариантов винтокрыла Sikorsky S-66

Армия выдала 19 февраля 1965 года Lockheed и Sikorsky контракты на дальнейшие исследования, а 3 ноября 1965 года объявила фирму Lockheed победительницей в конкурсе на реализацию программы AAFSS. В Армии проект Lockheed воспринимался как менее дорогой, с меньшим сроком подготовки к серийному производству и с меньшим техническим риском чем «Rotorprop» фирмы Sikorsky.

Проектирование и разработка

Поскольку доводка Lockheed AH-56A Cheyenne сопровождалась некоторыми трудностями, определявшимися технической сложностью скоростных винтокрылов, то было принято решение снова вернуться к проектам скоростных вертолетов.

Kaman НН-2С

Boeing-Vertol СН-46А

Фирма «Сикорский» в оперативном порядке предложила вооруженную версию вертолета SH-3 Sea King — AH-3. Аналогичным образом с желанием дать Армии США вооруженные вертолеты по низкой цене, с низким уровнем риска и быстрой поставкой поступили фирмы Boeing Vertol и Kaman, представив вооруженные версии серийных вертолетов и СН-46А (модификация транспортного вертолета Chinook) и НН-2С (вооруженный вариант морского поисково-спасательного вертолета UH-2 Seasprite). Также в конкурсе участвовала фирма Piasecki со своим экспериментальным вертолетом 16Н-1А Pathfinder.

Начало проекта S-67 Blackhawk

Данный тендер закончился ничем, и в фирме Sikorsky было принято решение прийти к новому конкурсу с новым проектом, сохранив динамические компоненты SH-3, но с совершенно новым узкопрофильным фюзеляжем. Проектирование S-67 Blackhawk началось в августе 1969 года, строительство прототипа началось через три месяца, а первый полет 20 августа 1970 года. Использование основных компонентов SH-3 позволило компании поднять в воздух созданный на свои средства прототип S-67 спустя всего 9 месяцев после начала проектирования с расходами ниже сметных на $3 млн.

схемы Sikorsky S-67 Blackhawk

Испытания и рекорды

После первоначального тестирования вертолета фирмой Sikorsky, от Армии США были получены контракты на четыре определенных исследования, касающиеся оценки аэродинамических тормозов, стабилатора (stabilator) (цельноповоротный хвостовой стабилизатор); маневренности и управляемости планера при допустимой нагрузке на конструкцию в 3,3g и «чувства силы» — системы искусственной загрузки органов управления, использующейся для передачи пилоту усилий в системе управления более характерных, чем в обычных летательных аппаратах.

первый прототип Sikorsky S-67 Blackhawk

14 декабря 1970 года под управлением летчика-испытателя Байрона Грэхэма (Byron Graham) S-67 в Винзор Локс (Windsor Locks), Коннектикут, установил рекорд на трассе длиной 1,864 миль (3 км) пролетев со скоростью 216,844 миль/ч (348 971 км/ч). Пять дней спустя пилот компании Курт Кэннон (Kurt Cannon), взлетев на S-67, на трассе от 9.32 до 15.53 миль (15 до 25 км) установил рекорд скорости в 220,885 миль/ч (355,485 км/ч). Оба полета были зарегистрированы в качестве мировых рекордов скорости (по классу Е1) в FAI. Эти рекорды продержались 8 лет.

История применения

В апреле 1972 года фирма Sikorsky получила контракт армии США для проведения официальных испытаний Blackhawk-а. В результате этих испытаний, проведенных на заводе Sikorsky и в Колорадо (измерение максимальных высотных характеристик в условиях предельно высокой температуры) и выполненных одновременно подобных тестов с Bell 309 KingCobra и Lockheed AH-56A Cheyenne, Армия США приняла решение:

1. отказаться от закупки признанных неудовлетворительными AH-56A Cheyenne и S-67 Blackhawk,
2. выпустить новую спецификацию на небольшой боевой вертолет, начав, таким образом, программу перспективного вертолёта огневой поддержки (Advanced Attack Helicopter), которая через несколько лет привела к AH-64 Apache.

Маркетинговый тур

После завершения летных испытаний и  отказа Армии США от машины фирма Sikorsky сосредоточила усилия по продвижению S-67 Blackhawk в Европе и на Ближнем Востоке, для чего был устроен показательный маркетинговый тур. Презентации начались 18-19 сентября с демонстрации прототипа британской армии в Миддл Уоллопе (Middle Wallop) и продолжилось в Германии, где было сделано несколько выступлений.

Sikorsky S-67 Blackhawk в Великобритании

Во время различных выступлений S-67 Blackhawk выполнял ряд фигур высшего пилотажа таких как бочки и петли Нестерова. Вход в петлю начинался при скорости 319 км/ч на высоте 600 м, в верхней точке петли скорость вертолета падала до 92 км/ч, а при переходе к горизонтальному полету возрастала до 315 км/ч. Движение вертолета при выполнении петли производилось по окружности радиусом всего 125 м, что приводило к высоким перегрузкам при выходе из петли. Максимальная зарегистрированная перегрузка равнялась 4 g. Несмотря на его размеры и скорость, этот вертолет считался очень устойчивым и поворотливым.

Sikorsky S-67 Blackhawk выполняет бочку и петлю Нестерова

Всего в рамках своего двухмесячного тура по Европе и Ближнему Восток S-67 Blackhawk покрыл более 7500 миль (12070 км) за 136 летных часов. Возможное производство S-67 зависило от размещаемых за пределами США заказов, которые, к сожалению для фирмы Sikorsky, не последовали.

Изменения и улучшения проекта S-67 Blackhawk

В 1972 году прототип S-67 Blackhawk претерпел ряд изменений, которые включали в себя установку термически и акустически изолированного десантного отсека на 6 человек с доступом через дверь в левой стороне фюзеляжа; дополнительного внешнего грузового крюка грузопоъемностью 8000 фн (3628 кг), перекомпоновку приборных досок пилотов и улучшения в навигации, вооружении, приборах ночного видения и системе управления огнем.

К последним относились устройство отображения информации CDC, инерционная навигационная система Litton, нашлемный прицел Honeywell, индикатор на лобовом стекле Nordern и телевизионная система для низких уровней освещенности Dalmo Victor. Также в прототипе под носовой частью  фюзеляжа временно была установлена турельная система General Electric XM197 с 20-мм многоствольной пушкой.

Продолжение испытаний

После неудачного маркетингового тура фирма Sikorsky от Армии США получила 2-летний контракт на сумму $2,1 млн. для технико-экономического обоснования концепции туннельного хвостового винта. Этот контракт включал проектирование и монтаж туннельного вентилятора с изменяемым шагом с заменой обычного рулевого винта для повышения управляемости по курсу S-67 и снижения уязвимости к повреждениям от контакта с другими объектами. Установка нового оперения, включающая вентилятор в кольцевом обтекателе, была завершена в начале 1974 года и летные испытания, которые начались весной 1974 года, должны были определить может ли концепция «вентилятор-в-киле» предложить большую маневренность. В пикировании была достигнута скорость до 230 миль/ч (370 км/ч).

схема окраски Sikorsky S-67 Blackhawk

Впоследствии хвостовое оперение вернулось к своей первоначальной конфигурации с обычным рулевым винтом, общий черный цвет был заменен на песчаный камуфляж.

Роковая катастрофа

Осенью 1974 года вертолет Sikorsky S-67 Blackhawk был отправлен на Международный авиакосмический салон в Фарнборо. Пролетав в общей сложности 700 часов, он погиб в аварии 1 сентября 1974 года, когда не смог завершить маневр высшего пилотажа (выход из петли Нестерова), как это было запечатлено на фотографиях Flight International. Второй пилот Стью Крэйг (Stu Craig) погиб, а пилот Курт Кэннон умер десять дней спустя.

гибель Sikorsky S-67 Blackhawk

Техническое описание

Sikorsky S-67 Blackhawk, созданный фирмой Sikorsky Aircraft R&D на свои средства, был прототипом двухместного ударного и транспортно-десантного вертолета с тандемным расположением экипажа (пилот сзади, стрелок спереди).

Sikorsky S-67 Blackhawk

S-67 имел вертикальный киль, который простирался над и под фюзеляжем и служил также для крепления неубирающегося хвостового колеса. Управляемый горизонтальный стабилизатор был установлен в задней части длинного вытянутого фюзеляжа; при установке в вертикальное положение для полета на режиме висения он значительно сокращает вертикальное сопротивление. В нормальном положении полета это способствовало снижению нагрузок в роторе в маневрирующей полете и позволяло пилоту сбалансировать фюзеляж вне зависимости от ротора и для достижения лучшего выравнивания фюзеляжа с целью.

Отъемное неподвижное крыло уменьшало нагрузку несущего винта, а также улучшало маневренность. На крыле располагались шесть наружных пилонов подвески вооружения с максимальной нагрузкой в 750 фн (340 кг) на каждом внешнем, 1970 фн (894 кг) каждом промежуточном и 3180 фн (1442 кг) каждом внутреннем.

Sikorsky S-67 Blackhawk

На верхней и нижней поверхностях крыла устанавливались тормозные щитки. Данные щитки могли быть быстро выпущены для обеспечения дополнительных возможностей управления. Эти тормозные щитки были установлены, чтобы увеличить время нанесения удара по цели на 30%, уменьшить радиус разворота воздушного судна. Они позволят улучшить точность стрельбы и обеспечить угол пикирования на 38% лучше. Совокупный эффект от этих нововведений заключался в создании высокой маневренности и крутым углом пикирования.

Для уменьшения сопротивления на высоких скоростях, основные колеса полностью убирались в спонсоны крыла малого удлинения и сужения.

Sikorsky S-67 Blackhawk

В то же время проверенная динамическая система Sikorsky S-61R (пятилопастные несущий и хвостовой винты) была использована на S-67 Blackhawk; это также получило развитие для улучшения характеристик. Втулка несущего винта имела обтекаемую форму, чтобы уменьшить паразитические сопротивления, а законцовки лопастей ротора получили стреловидность в 20°. Стреловидность задерживала срыв на законцовках лопастей на высоких скоростях, улучшала аэродинамическое качество лопастей и снижала вибрационные нагрузки. Специально разработанные воздухозаборники также уменьшали сопротивление на высоких скоростях.

Узкопрофильная конструкция фюзеляжа вертолета S-67 Blackhawk не только служила для улучшения скоростных характеристик, но и для того, чтобы сделать вертолет более сложной мишенью для оборонительного вооружения противника. Фюзеляж имел площадь фронтальной плоскости только 17 фт² (1,58 м²) по сравнению с SH-3 Sea King, у которого этот показатель составил 32 фт² (2,97 м²).

Sikorsky S-67 Blackhawk

С нормальным взлетным весом около 22000 фн (9979 кг) Blackhawk был в той же весовой категории, что и вертолеты серии S-61, и мог нести до 8000 фн (3628 кг) вооружения и боеприпасов. Типичная нагрузка включала установленные на крыле ракеты или ПТУР TOW и носовую турель с лазерным дальномером и ИК целеуказанием ТАТ-140, несущая 0,3 дм (7,62 мм) многоствольный пулемет, 0,787 и 1,181 дм (20 или 30 мм) пушку или 1,574 дм (40 мм) гранатомет.

Как транспортно-десантный (с модицированным салоном) вертолет S-67 Blackhawk мог перевозить до 15 полностью вооруженных солдат в верхней части двухъярусной задней части салона, в нижней части размещены топливо и боеприпасы. В этой роли он имел дальность до 220 миль (354 км) на скорости 165 миль/ч (265 км/ч).

При использовании в качестве спасательного вертолета дальнего действия, с дополнительными топливными баками установленными на крыльях, S-67 мог лететь на дальность до 600 миль (966 км) на высокой скорости для спасения до 6 человек.

Sikorsky S-67 Blackhawk

Хорошие характеристики грузоподъемности означали, что S-67 Blackhawk мог быть использован для наблюдения и контроля, а также, оснащенный сложными электронными устройствами, мог обнаруживать и регистрировать размещение и передвижение живой силы противника и его сооружений.

Летно-технические характеристики

источники:

• Sikorsky S-67 Blackhawk, Air Еnthusiast 12-1972
• http://proektor.livejournal.com/227385.html
• http://www.airwar.ru/enc/ah/s67.html
• http://www.aviastar.org/helicopters_eng/sik_s-67.php
• http://en.wikipedia.org/wiki/Sikorsky_S-67_Blackhawk
• http://1000aircraftphotos.com/Contributions/Visschedijk/6269.htm
• Авиация и Космонавтика 03-1997

В дополнение к статье видеоролик об опытном вертолете Sikorsky S-67 Blackhawk, представленный уважаемым коллегой maldaart-34rtbg: