Замена для незаменимого «Геркулеса»

Замена для незаменимого «Геркулеса»

18-10-2020 09:35:58
Символом смены поколений в военной авиации всегда выступают боевые самолёты. Об истребителях пятого поколения или стелс-бомбардировщиках непрерывно говорят в прессе, вокруг них ведут споры любители авиации. К сожалению, куда меньше интереса вызывает прогресс в стане трудяг войны — транспортной авиации. А ведь зачастую они куда важнее, чем самые современные боевые машины. Оттого совсем не удивительно, что часто военные уделяют грузовым самолётам не меньше внимания, чем более «популярным» видам авиации, а при разработке новых транспортных проектов применяются передовые достижения науки и промышленности. В этом плане показательна история попыток создать замену основной «рабочей лошадке» транспортной авиации ВВС США — самолёту C-130 «Геркулес».

С-130J-30, одна из самых современных версий транспортного самолёта С-130 «Геркулес»
В первой половине 1990-х годов американские военные обратили внимание на одного из старейших ветеранов ВВС — транспортный самолёт «Локхид» С-130 «Геркулес». К тому времени он прослужил верой и правдой более 40 лет, и создать ему замену было бы вполне логично. В тот момент наконец после неразберихи и сокращений из-за краха СССР стабилизировалось финансирование военных программ. Хоть денег стало значительно меньше в сравнении с 1980-ми годами, их хватало для некоторых перспективных военных проектов. Одним из них и должен был стать тактический транспортный самолёт на смену старому «Геркулесу».

Предыдущие попытки


Конечно, это была далеко не первая попытка создания наследника С-130. Подобные работы проводились ещё в 1960-х годах, а одной из самых известных попыток стала программа AMST (Advanced Medium STOL Transport – «перспективный средний транспортный самолёт с укороченными взлётом и посадкой»). Стартовала она в 1968 году, когда военные совместно с NASA начали исследования проблемы создания нового тактического транспортного самолёта и формирования требований к нему.



Их результатом стало задание на проектирование транспортника с грузоподъёмностью 12 тонн, радиусом полёта 740 километров, а главное, способного с полной нагрузкой взлетать и садиться на слабо подготовленные грунтовые полосы длиной не более 600 метров.

Зимой 1972 года предложения были разосланы основным авиастроительным фирмам, а уже в ноябре того же года для реализации из многочисленных вариантов были выбраны проекты от «Боинг» и «МакДоннелл-Дуглас», получившие наименования YC-14 и YC-15

Для достижения нужных параметров в конструкции транспортных самолётов пришлось использовать множество новшеств. Так, проект от «Боинг» YC-14 использовал обдув верхней поверхности крыла струёй реактивных двигателей, расположенных над крылом. Дополнительная подъёмная тяга создавалась за счёт отклонения струи вниз закрылками при помощи эффекта Коанда — позже похожая схема будет использована в советском проекте самолёта Ан-72 схожего класса. Кроме того, на самолёте от «Боинг» запланировали крыло сверхкритического профиля, особенно эффективное при низковысотных полётах на дозвуковой скорости.

Конструкция «МакДоннелл-Дуглас» YC-15 была более традиционна. Инженеры фирмы также использовали крыло сверхкритического профиля и дополнительную тягу от перенаправления потока воздуха от двигателей вниз, но достигалось это специальными двухщелевыми закрылками — чуть менее эффективными, но более простыми и надёжными. Также совместно с «Пратт-Уитни» шла работа над созданием турбовентиляторных двигателей с менее концентрированным и более холодным выхлопом, что положительно влияло на дополнительную подъёмную силу от обдува крыла.



В 1975 году начались испытания YC-15, а годом позже первый раз полетел YC-14. Оба самолёта полностью соответствовали требованиям военных и были во многом равнозначны. «Боинг» поднимал чуть больше груза; на одном из испытаний в воздух подняли даже почти 50-тонный танк М60 — правда, ценой полного отказа от короткого взлёта и посадки и уменьшения дальности полёта до нескольких сотен километров. «МакДоннелл-Дуглас» отличался чуть большей технологичностью и меньшим количеством технических проблем. Но главный минус у обоих проектов был общий — слишком высокая цена. ВВС США хотели получить машину, стоившую не дороже обычного С-130.

Кроме того, «Локхид», которая выбыла из программы AMST ещё на ранних этапах, предложила программу глубокой модернизации «Геркулеса», постепенно повышающую характеристики самолёта, с переходом в середине 1980-х на выпуск С-130 нового поколения. И хотя по лётным характеристикам даже будущий «Супер-Геркулес», не говоря о просто модернизации С-130, значительно уступал YC-14 и YC-15, по цене он был почти вдвое дешевле.



Одновременно военные США постепенно отходили от вьетнамского опыта, где были крайне важны тактическая мобильность и возможность использования транспортных самолётов на неподготовленных площадках, возвращаясь к «старой доброй войне» в Европе. В этом сценарии были куда важнее стратегическая мобильность и быстрая переброска войск на большие расстояния. Потому в 1979 году вместо AMST стартовала программа C-X по замене другого устаревающего военно-транспортного самолёта «Локхид» C-141 «Старлифтер», где в лидеры быстро вышел проект «МакДоннелл-Дуглас» на основе YC-15. Военные же начали закупку новой версии С-130Н и финансирование работ над следующим поколением этого самолёта, будущим C-130J «Супер-Геркулес».

«Летающая лягушка»


Наступили 1990-е годы. Ещё в начале десятилетия в «МакДоннелл-Дуглас» в инициативном порядке велись работы по созданию транспортного самолёта вертикального взлёта и посадки класса, подобного С-130. Предполагалось, что такая машина вызовет большой интерес как у своих военных и сил специальных операций, так и у иностранных покупателей. В этих работах был использован опыт, полученный инженерами «МакДоннелл-Дуглас» в ходе работ над программой ATTMA (Advanced Transport Technology Mission Analysis — «анализ задачи перспективной транспортной технологии») по созданию транспортного самолёта для специальных сил.



Как показали тогдашние исследования, на текущих и перспективных технологиях создание достаточно дешёвого и экономичного грузового самолёта с вертикальными взлётом и посадкой (СВВП), способного поднять более 20 тонн, оказалось невозможным. Потому было решено сосредоточить внимание на концепции SSTOL (Super Short Take Off and Landing — «сверхкороткие взлёт и посадка»), с ограничением длины разбега самолёта с полной нагрузкой 150 метрами. Вероятнее всего, подобные работы велись и «Боингом», но о них на текущий момент информации нет.

В 1996 году военные наконец сформировали предварительные требования к самолёту на смену С-130: грузоподъёмность до 30 тонн с возможностью перегруза до 50 тонн, широкий грузовой отсек, вмещающий все типы техники при сохранении габаритов С-130, возможность в любую погоду с обычной нагрузкой взлетать и садиться на полосы любого качества длиной не более 150 метров, радиус полёта с обычной нагрузкой не менее 2500 километров, пониженная заметность в тепловом диапазоне, автоматизированная система управления погрузкой — в идеале без участия специального члена экипажа.



Программе было присвоено название ATT (Advanced Theater Transport — «перспективный транспортный самолёт для перевозок между театрами военных действий»). Предполагалось привлечь к работам «МакДоннелл-Дуглас», «Боинг» и «Локхид», а к 1999 году на основе их предложений окончательно уточнить требования к самолёту, после чего выбрать одну фирму для проведения исследований и постройки прототипа. Поскольку на 1996 год слияние «МакДоннелл-Дуглас» и «Боинг» стало реальностью, вскоре в программе АТТ осталось всего два участника.

Уже зимой 1996–1997 гг. подразделение «Фантом Воркс» (Phantom Works), отвечавшее за передовые проекты в «МакДоннелл-Дуглас», уже в составе «Боинга» начало работу над программой АТТ. Кроме собственного опыта были использованы наработки инженеров «Боинг» по программе транспортного самолёта с вертикальным взлётом и посадкой LIT (Light Intratheater Transport — «лёгкий транспортный самолёт для перевозок внутри театра военных действий»), проектирование которого шло в конце 1960-х годов. Оттуда в проект «Боинг» АТТ переехало полностью поворотное крыло вместо поворотных винтов, которые использовались в проектах «МакДоннелл-Дуглас». Такое решение было проще в реализации, но сулило худшие лётно-технические характеристики из большого сопротивления крыла и проблем в переходном режиме. Первоначальный вариант «Боинг» АТТ предполагал использовать фюзеляж, являющийся развитием решений, заложенных в YC-15 и С-17.



Более того, в качестве испытательного стенда для проверки технологий предлагалось использовать один из сохранившихся YC-15. Уже в 1997 году проект был представлен на ряде авиационных выставок, но сразу же стало ясно, что такой простой и прямолинейный подход успеха принести не может. Основной проблемой раннего варианта самолёта «Боинг» АТТ стало размещение достаточно габаритной американской техники. Чтобы решить этот вопрос и уложиться в требования военных, размеры фюзеляжа пришлось бы увеличить до уровня С-17, а значит, не удалось бы сохранить приемлемые для военных габариты самолёта. В «Фантом Воркс» приступили к поиску альтернативного решения.

К 1999 году новый проект был готов. Конструкция фюзеляжа АТТ была серьёзно переработана — он стал почти в два раза шире, чем у С-130J, но при этом немного короче. Крыло имело меньший размах, поэтому площадь требуемого места на аэродроме сократилась на четверть. Такое решение сразу же позволило увеличить количество груза в полтора раза, а, главное, для транспортировки стали доступны и негабаритные грузы вроде БМП «Брэдли», реактивных систем залпового огня MLRS или зенитно-ракетных комплексов «Пэтриот». Серьёзным плюсом была также возможность перевозить одновременно с грузовыми паллетами или машинами до 40 пехотинцев.

«Боинг» Model 3132 «Супер Фрог», вариант 1999 года

Машина получила новое стреловидное крыло. Выбор такой схемы был обусловлен несколько большим коэффициентом подъёмной силы при малых углах атаки — это означало, что можно уменьшить габариты и массу крыла без значительных потерь несущих свойств. Кроме того, крыло получило развитую механизацию, обеспечивающую высокие лётные характеристики машины даже на малых скоростях и с максимальной загрузкой.

Другим необычным решением стал отказ от хвостового оперения. Почти все его функции были переданы органам управления на крыле, за счёт чего удалось значительно расширить грузовой люк и установить на него конвейерную ленту. Новый проект получил внутреннее наименование Model 3132, в переписке же его неофициально именовали «Супер-Лягушка» (Super Frog).

Особое внимание при проектировании было уделено конструкции лопастей винтов. Инженерам «Боинг» совместно с NASA удалось подобрать их профиль и форму, обеспечивающие максимально стабильный переход с режима медленного полёта к крейсерской скорости и обратно. Это, а также более мощные двигатели позволили увеличить вес груза, при котором оставался возможным сверхкороткий взлёт с разбегом в 100 метров, до 45 тонн, а разбег в 600 метров позволял поднять уже до 60 тонн. При любой нагрузке пробег при посадке составлял не более 50 метров. Интересным решением стали увеличенные топливные баки в толстом крыле, способные вместить суммарно до 50 тонн топлива.

В обычном полёте с 40 тоннами груза на 6500 километров самолёту была нужна лишь половинная заправка, при полной же грузоподъёмность падала до 20 тонн. Причиной столь необычного решения стала идея использования Model 3132 в качестве танкера для доставки горючего передовым частям. Специально для этого баки в крыле получили систему контроля, позволяющую заливать в них несколько видов топлива. При полёте на дальность менее 1000 километров и с установкой в грузовом отсеке дополнительных топливных баков Model 3132 мог перевезти более 60 тонн топлива.

Варианты загрузки «Боинг» Model 3132



Дополнительные исследования Model 3132 в аэродинамической трубе в 1999–2000 гг. привели к дальнейшим изменениям в проекте. Было обнаружено, что шестилопастных винтов, используемых в изначальном проекте, не хватает для создания нужной тяги на взлёте, из-за чего полезная нагрузка при сверхкоротком разбеге падала до неприемлемых 25 тонн. Решением стала установка новых восьмилопастных винтов с доработкой профиля лопастей. Также испытания показали, что полный отказ от хвостового оперения был излишне поспешным, и механизации крыла не хватило бы для управления Model 3132 на крейсерской скорости на высоте более 2000 метров. Для решения этой проблемы на хвост самолёта вернулся горизонтальный стабилизатор с возможностью поворота как его отдельных полуплоскостей, так и стабилизатора целиком.

Возможно, один из ранних вариантов проекта самолёта «Локхид» АТТ
По мнению специалистов из «Локхид», развитие дальнобойных зенитно-ракетных комплексов и ракет «воздух-воздух» ставило под угрозу всю концепцию тактического транспортного самолёта, способного снабжать войска на передовой. Противник, расположив достаточно далеко в тылу ЗРК с большой дальностью поражения, смог бы сбивать подлетающие в ближний тыл транспорты, и их не спасли бы ни большая нагрузка, ни возможность посадки на 50-метровый пятачок. При этом достижение невысокого уровня заметности для подобного самолёта почти полностью решало проблему. Исходя из этой концепции и проектировался «Локхид» АТТ.

Незаметность в радиолокационном диапазоне достигалась уже привычными методами — отражающими формами самолёта с широким использованием прямых линий, благо развитие вычислительной техники уже позволяло отказаться от плоских поверхностей, как на ранних стелсах. От использования экономически выгодных, но хорошо заметных турбовинтовых двигателей пришлось отказаться. Вместо них в нишах под крылом разместились два турбовентиляторных двигателя, имеющих несколько режимов работы. В более эффективном режиме двигатели создавали заметный для радаров след из горячего воздуха, в «скрытном» режиме мощность двигателей падала, но заметность выхлопа серьёзно снижалась.



«Локхид» АТТ, вариант 2001 года
Исследование военными всех проектов затянулось до 2002 года, когда новые требования к транспортному самолёту обнародовали в рамках «дорожной карты» трансформации армии США под конфликты нового типа. Оба проекта были признаны несоответствующими требованиям военных. Так, теперь от будущего транспортного самолёта требовался обязательный стелс, что сразу отсекало «Боинг» Model 3132. Проект «Локхид» АТТ имел недостаточную грузоподъёмность и неудовлетворительные лётные характеристики.

Минимальная грузоподъёмность в режиме SSTOL должна была составлять 40 тонн, минимально допустимую длину взлётно-посадочной полосы увеличили до 220 метров. Сняли требования по увеличенным габаритам грузового отсека — новый самолёт теперь должен был возить только то, что возил и С-130. Добавилось пожелание обеспечить возможность полёта на сверхмалых высотах (до 10 метров). Требования по дальности полёта остались без изменений. Получить новый самолёт военные оптимистично рассчитывали уже в 2010 году.

И «Боинг», и «Локхид» продолжили участие в этих работах, проводимых уже под другим названием. Программа АТТ была официально свёрнута в 2003 году, но попытки создать замену С-130 продолжаются по сей день — ощутимого результата всё ещё нет. Как минимум один раз сменилась концепция самолёта, а сроки с 2010 года уже сместились на 2035 год, и, вполне возможно, это далеко не окончательная дата.




Источники и литература:



Mark J. O'Konski, David Payne. Advanced Intratheater Airlift — Army Logistician, January-February 1999
David J. Manley, Design and Development of a Super-Short Takeoff and Landing Transport Aircraft — AIAA 2002-6023, Huntington Beach, California
Myles A. Rohrlick. Load-by-Wire Advanced Cargo Handling System — AIAA 1997-5506
R. Lopez. Boeing's tailless 'Super Frog' hops on to the drawing board — Flight International, 23-29 September 1998


САМОЕ ОБСУЖДАЕМОЕ

...
Титан в воздухе
18-10-2020 09:35:58
Это не самолет – это Мрия!!!...
...
Лучшие бюджетные ноутбуки на 2020 год
18-10-2020 09:35:59
Как выбрать лучший ноутбук в 2020 году...
...
Технологические тенденции в 2020 году
18-10-2020 09:35:59
Технологи будущего уже сегодня...
...
Самостоятельная поездка автомобиля под управлением искусственного интеллекта
18-10-2020 09:35:58
Самый далекий перезд без водителя в истории искуственного интеллекта....
...
Ford Bronco наконец дебютирует 9 июля
18-10-2020 09:35:58
После задержек, связанных с коронавирусом, у долгожданной Бронко Форда официально объявлена ​​дата....
...
Tesla Semi готова к «массовому производству»
18-10-2020 09:35:58
Но генеральный директор не указал точные сроки начала производства электрического грузовика....
...
25 самых продаваемых легковых автомобилей, грузовиков и внедорожников 2020 года (пока)
18-10-2020 09:35:58
Хотя пандемия коронавируса привела к хаосу в продажах автомобилей, мы подсчитали рейтинг самых продаваемых в первом квартале....
...
Электрический Mustang
18-10-2020 09:35:58
Ford представляет электрический Mustang с «потрясающим» ускорением...
...
Cамые большие дизайнерские моменты 2018 года
18-10-2020 09:35:59
Мы попросили дизайнеров рассказать нам, что они считают самой важной вещью, которая произошла в отрасли в этом году....
...
Airtable
18-10-2020 09:35:59
Простая в использовании система управления реляционными базами данных...

НАШИ РЕКОМЕНДАЦИИ

Toyota Supra в 2021 году
Toyota Supra в 2021 году
Toyota Supra 2020 года не получит дооснащения, чтобы соответствовать увеличению мощности в 2021 году...
9 различных вариантов использования console log
9 различных вариантов использования console log
Каждый из нас использовал console.logдля отладки больше, чем нам хотелось бы признать....
Расслабление, снятие стресса и развитие сознания
Расслабление, снятие стресса и развитие сознания
Иногда в жизни бывают дни.......
Послушай других и сделай наооборот
Послушай других и сделай наооборот
Основатель Tesla и SpaceX воплотил в жизнь одну идею, противоречащую общепринятому мнению, и это помогло ему заработать миллиарды....
Красный флаг или работа не Вашей мечты.
Красный флаг или работа не Вашей мечты.
В последнее время развелось (были всегда) много организаций на рынке - которые надо обходить стороной....


ИНТЕРЕСНОЕ

Понимание карты и набора в JavaScript
Понимание карты и набора в JavaScript
Эта статья была изначально написана для DigitalOcean ....
Lazareth Wazuma от Феррари
Lazareth Wazuma от Феррари
Lazareth Wazuma V8F Quad – Engine By Ferrari...
20 самых важных секретов настоящих отношений
20 самых важных секретов настоящих отношений
Не простые отношения между женщинами и мужчинами...
Работа в Швеции
Работа в Швеции
Компании в Швеции переходят на 6-часовые рабочие дни и добиваются удивительных результатов...


ЛУЧШИЕ РЕЙТИНГИ

Набор массы
Набор массы
Базовые принципы для новичков
Ежедневные 15-минутные прогулки способны кардинально изменить ваше тело
Ежедневные 15-минутные прогулки способны кардинально изменить ваше тело
Всем известно, как положительно влияют на организм...
Правила для наращивания мышечной массы
Правила для наращивания мышечной массы
Зная интенсивность физических упражнений...
Раскачать грудь
Раскачать грудь
Обычно грудные растут хорошо у тех...

АКТУАЛЬНОЕ

Будущее уже с нами Galaxy Fold
CEO продвижение
Отношения с мужчинами
Раздевалка
Лишь плохие начальники ожидают от своих подчиненных постоянной занятости
Как научиться читать быстрее
Выбирай того, кто ежедневно пишет тебе «С добрым утром»
США скрывают правду о пришельцах
Свечение от ракеты SpaceX американцы приняли за НЛО
Путешествие из Австрии в Италию

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

18-10-2020 09:35:59 (120052)
Какую одежду носят манхэттенские модницы летом
Возможно эта новость тебе еще неизвестна
18-10-2020 09:35:59 (120050)
Время сгибаемых смартфонов еще не пришло
Эксперт по технологиям издания Mashable Стэн Шредер написал колонку...
18-10-2020 09:35:59 (120049)
Успешные стартапы, которые начинали как сторонние проекты
Apple, Facebook, Google, SpaceX ...
18-10-2020 09:35:59 (120051)
Надо стараться быть с теми, кто к нам хорошо относится
Маленький гимназист очень плохо учился...
18-10-2020 09:35:59 (120044)
Стопроцентная диета для похудения или питание наоборот
Сделай все наоборот....
18-10-2020 09:35:59 (120046)
Невероятная 12-месячная трансформацией тела
Звезда фитнеса из Сиднея Софи Аллен рассказывает о своей трансформации..