Вертолёт-подлодка доставляет спецназ из-под волн

Может ли атомная подлодка высадить 100 бойцов спецназа на сушу, причём в сотне километров от береговой черты? А нанести точечный бомбовый удар по малозаметной наземной цели? А провести разведку над лесом или забрать раненого? Может, если будет оснащена вертолётами, способными взлетать прямо из под воды и также возвращаться на погружённую субмарину.

Недавно в США были подведены итоги ежегодного конкурса по разработке винтокрылого летательного аппарата будущего AHS/Industry Annual Student Design Competition, проводимого среди команд университетов и институтов американским вертолётным обществом (AHS International) на средства крупнейших профильных компаний.

 

 

В 2007-м спонсором, к слову, выступила Sikorsky Aircraft.

Тема соревнования нынешнего года звучала так: Advanced Deployable Compact Rotorcraft in Support of Special Operations Forces, то есть, говоря проще, "передовой винтокрыл для спецназа". Причём "винтокрыл" — не обязательно вертолёт. Это может быть, к примеру, и конвертоплан с поворотными роторами, типа V-22 Osprey, только маленький (такой — явно не подойдёт).

Первое место в конкурсе завоевал проект целого набора из машин Cypher, Dragonfly & Barracuda (PDF-документ, 40 мегабайт) и системы их развёртывания, разработанный выпускниками технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology). А первое место в категории студенческих работ занял проект вертолёта "Водяной смерч" (Waterspout, PDF-документ, 3,4 мегабайта) от объединённого коллектива первокурсников из израильского технологического университета (Technion) и университета Пенсильвании (Pennsylvania State University).

Проект из Джорджии предусматривает создание двух моделей небольших летательных аппаратов, способных базироваться на атомной подлодке класса Огайо (Ohio) (иллюстрация Georgia Institute of Technology).

В обоих проектах речь идёт об аппаратах вертикального взлёта, базируемых на подводной лодке. И в обоих случаях аппараты эти смогут вылетать на задание без необходимости во всплытии своей родной субмарины.

Как тут не вспомнить о сравнительно новом проекте взлетающего из-под воды самолёта Cormorant? Вообще же идея развёртывания летающей военной техники с подлодок не даёт покоя инженерам начиная с Первой мировой войны. И такие аппараты были созданы, и даже применялись. А что нам предлагают на этот раз?

Проект Cipher отличает внимание к деталям. Это не просто концепция. Тут проработана и компоновка, и развесовка, и аэродинамика, и механизмы складывания лопастей и хвоста, и многие другие вещи. Максимальная скорость этой машины равна 230 километрам в час (иллюстрации Georgia Institute of Technology).

"Шифр", "Стрекоза" и "Барракуда" являют собой странное сочетание слов. Чего может быть общего у криптографии, насекомого и рыбы? В данном случае, общим является место базирования и задача. А как вся эта техника взаимодействует — сейчас увидим.

Крошечный пилотируемый вертолёт Cipher выполнен по схеме NOTAR: один несущий винт (складываемый), хвостовой винт отсутствует. Одной из главных целей при его проектировании было снижение уровня шума. Так что аппарат этот, пролетая низко над местностью, успешно "шифруется".

Dragonfly представляет собой беспилотную машину поддержки, выполненную в виде крыла-коробки. На концах крыльев расположены движки и винты, лопасти которых могут складываться. В центре аппарата располагается небольшой отсек для целевой нагрузки.

Поскольку в Dragonfly экипажа нет, он не разворачивает свои роторы, как Osprey, а поворачивается после вертикального взлёта целиком, переходя на самолётный режим. Как и собрат по проекту, Dragonfly спроектирован в расчёте на необычайно низкий уровень шума. Но его приводит в движение пара турбодизелей, а в самолётном режиме этот робот разгоняется до 260 километров в час (иллюстрации Georgia Institute of Technology).

Ну а Barracuda — это специальная плавучая капсула-микроаэродром, которая необходима для хранения и запуска обоих летательных аппаратов. Капсулы эти размещаются на месте баллистических ракет. Так что одна подлодка может нести несколько таких самоходных ангаров. Правда ракетоносец нужно будет модифицировать — одна Barracuda занимает (в плане) место четырёх соседних пусковых шахт.

Поскольку на подлодках класса "Огайо" имеется 20 шахт, полное переоборудование позволяет разместить там 5 "Барракуд" (хотя по идее можно создать и комбинированную подлодку, несущую и ракеты, и авиацию). Общая вместимость такого подводного аэродрома составит 30 машин (28 Cipher и 2 Dragonfly) — по шесть винтокрылов в одной капсуле. В предельном случае за 6 часов все "Шифры" успеют сделать по два рейса на берег, доставив туда 112 человек, говорят изобретатели системы.

Атомная подлодка выпускает капсулу-аэродром Barracuda с небольшой глубины. Плавающая самоходная капсула очень устойчива — большая часть её находится под водой. Наверху же, раскрывшиеся створки и подъёмник образуют вертолётную площадку (иллюстрации Georgia Institute of Technology).

По замыслу авторов проекта, весь рой Cipher и Dragonfly может быть выпущен с подлодки за весьма короткое время. Для этого субмарине не нужно всплывать на поверхность, достаточно выпустить капсулы, которые, попав наверх и раскрывшись, превратятся в миниатюрные ангары с площадками наверху.

Cipher и Dragonfly должны быть способны удалиться на расстояние до 260 километров от подлодки, выполнить там задание (разведка, удар по наземным целям, высадка десанта) и вернуться к субмарине, которая заберёт их из опасного района.

Потолок и той и другой машины составляет 1,8 километра. Не очень много, но основная тактика тут — скрытный полёт над самой водой или в складках местности на берегу.

Barracuda — это миниатюрная подлодка. Здесь есть и аккумуляторы (на 2 мегаватт-часа), и цистерна для балласта, баллоны с воздухом и система движителей типа Voith-Schneider, позволяющая позиционировать капсулу с высокой точностью. Также на нижней палубе есть помещение для 12 человек, а наверху — пост управления и отдельный герметичный люк. Ещё тут предусмотрен насос, откачивающий морскую воду при попадании волны через открытые створки вертолётного подъёмника. Даже при волнении наклон капсулы не должен превышать пары градусов, поскольку её центр тяжести находится в самом низу (иллюстрация Georgia Institute of Technology).

Любопытная деталь замысла. То, что беспилотник Dragonfly может летать без всякого дистанционного управления (по заранее составленной программе) – ничуть не удивительно. Но студенты предусмотрели автономный режим полёта и для Cipher.

Дело в том, что один Cipher вмещает двух человек. Но он может за несколько часов доставить на берег внушительную команду спецназа. При этом за один рейс он будет перевозить к точке высадки двоих. То есть — весь свой экипаж. А к субмарине за очередной парой солдат Cipher должен возвращаться самостоятельно, по командам компьютера!

Для обычной миссии возможность посадки на суше для Dragonfly не предусмотрена, хотя в вертикальном положении он может опираться на специальные наконечники на своём оперении. Но зато этот беспилотник должен выполнять роль разведчика, а, возможно, и вооружённого самолёта прикрытия, во время рейсов пилотируемых Cipher на берег.

Грузоподъёмность Waterspout идентична возможностям Cipher: два пилота (бойца сил специального назначения), их снаряжение и ещё немного оборудования. Всего 360 килограммов. Двухвинтовой аппарат приводят в движения два двигателя, размещённые в верхней части "бочки". Крейсерская скорость этого вертолёта составляет 185 километров в час. (иллюстрация Technion/Pennsylvania State University).

После выполнения вылета, все машины, выпущенные капсулами-аэродромами, на них же и возвращаются. Потом капсулы герметично закрываются и уходят под воду для свидания с родной подлодкой. Той по прежнему даже не требуется показываться над водой, чтобы выполнить столь необычную задачу и сыграть роль авианосца.

Таков проект технологического института Джорджии. Ну а что придумала интернациональная команда?

Двухместный вертолёт-бочонок Waterspout выполняет те же задачи, что и Cipher. Но ему не нужен специальный всплывающий ангар, чтобы вылететь с погружённой на перископную (или около того) глубину субмарины.

У Waterspout есть две герметичные дверцы, ведущие в двухместную кабину (она показана внизу). Оба члена экипажа могут воспользоваться любой из них. Один люк расположен на дне машины, он распахивается, а второй — на боковой стенке (спереди) и он — сдвижной. Интересно, что в случае вынужденной посадки на сушу створки нижнего люка играют и роль шасси, а при посадке на неспокойную воду машина может выдвинуть дополнительные поплавки для устойчивости (иллюстрации Technion/Pennsylvania State University).

Waterspout представляет из себя герметичный аппарат (воздухозаборник и выхлопная труба его двигателя под водой закрываются). Да, к слову, размер этого вертолёта выбран таким, чтобы он проходил в стандартную шахту (диаметром 2,11 метра) от баллистической ракеты на всё той же полдодке типа "Огайо", так что по сравнению с первым проектом переделки субмарины сведены к минимуму.

Вертолёт находится в шахте на специальном подъёмнике, так что лодка отпускает его только после того, как аппарат оказывается выдвинут за пределы створок ракетной шахты. Далее вертолёт, как поплавок, всплывает, будучи прикреплённым к специальному кольцу, которое, в свою очередь тянет за собой трос.

Система выпуска и возвращения Waterspout. Обратите внимание, всплывающее стыковочное кольцо оснащено винтами для подруливания. Внизу: несколько вертолётов-бочек могут храниться в ракетных шахтах подлодки, или, как вариант, в специальном ангаре внутри неё (что потребует больших переделок). В любом случае, к срезу ракетного люка Waterspout доставляет автоматический подъёмник (иллюстрации Technion/Pennsylvania State University).

После возвращения Waterspout к подлодке всё происходит в обратном порядке. Вертолёт садится на воду. Снизу к нему поднимается кольцо с тросом. Причём оно автоматически находит вертолёт-поплавок, ориентируясь по сигнальному маяку на его днище, и стыкуется с летательным аппаратом. Далее подлодка подтягивает машину в своё нутро.

	Три таких вертолёта могут быть переброшены к месту действия на борту транспортника C-130J. В подлодку же вертолёты может загружать тот же кран, что обычно загружает баллистические ракеты (иллюстрация Technion/Pennsylvania State University).

Любопытно, что в этом вертолёте пришлось отказаться от традиционного лобового стекла. Тут вообще нет окон. Пилоты ведут машину ориентируясь лишь на картинку с видеокамеры на носу машины: перед каждым членом экипажа опускается плоский экран.

Зато авторы проекта предусмотрели в такой маленькой машине возможность удобной эвакуации раненого с поля боя. Внутри кабины имеется лебёдка с тросом. Так что "бочка" может зависнуть над землёй, открыть нижний люк и выпустить трос вниз. От бойца потребуется лишь прицепить к себе карабин и дать команду пилоту. И очень скоро он будет втянут внутрь кабины этой крошечной машины.

Вообще Waterspout проработан не хуже трио Cypher, Dragonfly, Barracuda. К примеру, "сборная" из Пенсильвании была ответственна за аэродинамику винта и топливную систему; израильские же студенты разрабатывали механику ротора, механизм, складывающий лезвия винта и механизм для старта машины с подлодки.

Воздухозаборник двигателей Waterspout закрывается, как и выхлопные трубы (иллюстрации Technion/Pennsylvania State University).

Нужно отметить, что обе команды, победившие в конкурсе, провели глубокий анализ своих моделей, включая выбор двигателей и авионики, расчёт прочностных характеристик винтокрылов, тепловых потоков внутри машин, заметности этих вертолётов на экранах радаров и прочее в том же духе.

Так что какой-нибудь вертолётостроительной компании, чтобы воплотить замысел студентов в жизнь, не придется начинать с нуля. За "просто картинками", сделанными на компьютере, скрыт основательный труд.

Жаль только о принятии на вооружение хоть одной из этих двух удивительных систем пока говорить слишком рано. А любопытно было бы посмотреть на вертолёт, взлетающий из воды посреди чистого моря.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru