O tiltrotor CV / MV-22B foi adotado pelo Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA em 2007. Esta é a única aeronave em operação hoje que decola e pousa verticalmente e possui uma alta velocidade de voo horizontal.
Os helicópteros, desde sua introdução no Exército e na Força Aérea da França durante a guerra de 1954-1962 com a Argélia, deram uma nova dimensão ao conceito de operações militares
O uso de helicópteros para apoiar a manobra vertical permite que as unidades de combate sejam lançadas, independentemente dos obstáculos geográficos, para o local onde o oponente menos pode esperar. Isso abre novas oportunidades para a guerra. Desde o conflito na Argélia, os avanços tecnológicos e as melhorias contínuas no projeto do helicóptero aumentaram suas capacidades, em particular, carga útil e sustentação. No entanto, a velocidade e o alcance máximos dos modernos helicópteros multifuncionais médios e pesados, muito provavelmente, atingiram seus limites superiores.
Por exemplo, o último modelo F da Boeing da família CH-47 Chinook de helicópteros de transporte multiuso tem uma velocidade máxima de 315 km / he um alcance de 370 km. O CH-47F é seguido pelo helicóptero russo Mi-35M com velocidade máxima de 310 km / he alcance de 460 km. O helicóptero médio AW-101 da AgustaWestland / Finmeccanica tem velocidade máxima de 309 km / h, enquanto o helicóptero médio AW-139M de nova geração da mesma empresa tem velocidade máxima de 306 km / h. Como você pode ver nesta lista de velocidades máximas, nem todos os helicópteros modernos podem atingir uma velocidade máxima de pouco mais de 300 km / h.
A velocidade de cruzeiro é importante porque afeta a "rotação" da aeronave durante a execução de uma missão de combate. Quanto mais rápido o helicóptero voa, mais cedo ele alcançará seu objetivo e mais cedo poderá retornar para coletar e entregar forças e suprimentos adicionais. Um rápido aumento de forças terrestres é essencial para o sucesso de um ataque aerotransportado. Portanto, a capacidade de uma aeronave de voar mais decolagens em um determinado período de tempo é extremamente útil. Voar em alta velocidade também aumenta a capacidade de sobrevivência, reduzindo o tempo que a aeronave fica exposta aos observadores e artilheiros inimigos no solo.
Maior alcance também é desejável, embora esteja principalmente relacionado à disponibilidade de combustível. No passado, atenção especial foi dada ao aumento do alcance, que está diretamente relacionado à capacidade dos tanques de combustível. Helicópteros médios e pesados, como o Mi-26 com alcance de 800 km e o Sikorsky CH-53E com alcance de 999 km, precisam exatamente desse alcance para realizar várias surtidas sem reabastecimento. Enquanto isso, barras de reabastecimento montadas em aeronaves como o helicóptero CH-53E ou o helicóptero de operações especiais MH-60G / U Blackhawk permitem que missões de longo alcance sejam realizadas bem atrás das linhas inimigas. No entanto, o alcance e a velocidade de cruzeiro estão intimamente relacionados do ponto de vista do significado operacional prático. Embora a aeronave possa ter um alcance que permite que centenas de milhas náuticas cheguem à área de pouso, é necessário levar em consideração o voo de retorno e o tempo despendido nele, pois isso pode levar a um aumento no tempo da força de pouso. acumular. Nesse caso, ele não conseguirá realizar tarefas rapidamente como "ida e volta" devido ao aumento do tempo de voo. Ou seja, para usar o longo alcance de forma mais eficaz, a aeronave deve novamente voar mais rápido.
Parafusos giratórios
Apesar das dificuldades iniciais e das críticas dos céticos, o tiltrotor Osprey Bell-Boeing CV / MV-22B, que começou a vida em 1981 como parte do projeto conjunto Experimental de Decolagem / Pouso Vertical (JVX), mudou o conceito de operações envolvendo elevação vertical veículos. Implantado pela primeira vez pelo Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA em 2007 e pelas Forças Especiais da Força Aérea dos EUA em 2009, este tiltrotor está sendo usado atualmente não apenas em combate (intervenções no Iraque e Afeganistão), mas também em missões humanitárias e de alívio de desastres, como ele forneceu socorro após o tufão Haiyart que devastou partes das Filipinas em 2013. Os fuzileiros navais, em particular, viram no tiltrotor MV-22B uma solução para o problema de envio de tropas de navios muito além do horizonte. Esta missão foi realizada anteriormente por um helicóptero de transporte pesado CH-46E Sea Knight, mas o tempo de vôo foi inaceitável. Este helicóptero levou muito tempo para formar o contingente necessário de forças de desembarque, embora tenha feito várias surtidas, o número limitado de tropas permaneceu vulnerável.
As características e capacidades exclusivas do tiltrotor MV-22B são destinadas a resolver esses problemas. Pode decolar verticalmente de navios de assalto anfíbios, mas ao alternar para vôo nivelado e desligar os motores, pode voar a uma velocidade de 500 km / h. Isso é mais do que o dobro da velocidade do CH-46E, o que significa mais da metade do tempo de vôo para a mesma zona de pouso. Além disso, uma longa autonomia de vôo de 722 km e uma maior carga útil no cockpit de 9.070 kg e em uma suspensão de 6.800 kg aumentam ainda mais sua eficiência. A experiência prática adquirida com o MV-22B aumentou o interesse nos tiltrotores como um tipo de aeronave e melhorou as perspectivas para o tiltrotor de próxima geração. Isso é especialmente verdadeiro tendo em vista que o CV / MV-22B, de fato, utiliza tecnologias, materiais e processos de desenvolvimento e fabricação dos anos 70 do século passado, que, sem dúvida, avançaram significativamente nas últimas três décadas.
A Bell-Boeing baseia-se na experiência CV / MV-22B no desenvolvimento da promissora aeronave tiltrotor V-280 Valor e incorpora as mais recentes tecnologias, materiais e processos de fabricação para criar uma aeronave tiltrotor mais avançada.
Para o helicóptero Sikorsky S-97, um esquema com dois rotores principais contra-rotativos e um rotor empurrador de cauda foi usado. Isso possibilitou não apenas obter altas velocidades, mas também a habilidade de voar para os lados e até mesmo para trás.
Desenvolvimentos promissores
Conforme observado acima, a indústria da aviação está trabalhando para superar o limite máximo de velocidade para helicópteros. O problema do aumento da velocidade está parcialmente relacionado ao próprio elemento que permite ao helicóptero voar verticalmente - os rotores superiores. Os problemas que precisavam ser resolvidos estavam relacionados ao arrasto aerodinâmico das hélices e da carroceria, eliminação do blowout de ar das pás, reversão do fluxo de ar e compressibilidade do ar. Uma discussão das sutilezas técnicas desses problemas poderia levar várias páginas, mas uma coisa é certa - eles devem ser resolvidos de uma forma ou de outra para mudar a dinâmica do voo do helicóptero. Os designers tentam resolver esses problemas indo em direções diferentes e "tateando" lá em busca de respostas.
Por exemplo, a Bell Helicopter pegou o comprovado conceito de hélice rotativa CV / MV-22B e o adaptou para seu projeto de tiltrotor V280 Valor. De acordo com Steve Matia, Diretor de Desenvolvimento de Negócios de Sistemas Avançados de Hélice Rotativa: "O projeto e a fabricação do V-280 são baseados na experiência adquirida e testada no tiltrotor CV / MV-22B, enquanto aplica o projeto e desenvolvimento mais avançados tecnologias. " Como ele explicou, uma das soluções mais interessantes é implementada na nacele V-280. O filtrador CV / MV-22B gira toda a nacela. No novo V-280, apenas as hélices e as caixas de câmbio giram, enquanto a nacela e o motor permanecem parados. Isso permite pouso e desembarque seguros, uma vez que a carcaça do motor não interfere no pouso e também reduz a necessidade de manutenção. O tiltrotor V-280, projetado para várias tarefas, é menor do que o tiltrotor CV / MV-22B. Terá uma velocidade de cruzeiro de 520 km / h, um alcance de combate de mais de 930 km, poderá pairar a uma altitude de 1828 metros e voar a uma temperatura de 32 graus Celsius com plena carga de combate, superando as existentes helicópteros em manobrabilidade. Junto com a Lockheed-Martin, a Bell oferece o Tiltrotor V-280 para o programa de helicópteros FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration). As empresas agendaram o primeiro voo de seu tiltrotor V-280 para agosto de 2017.
Graças ao uso de um rotor de cauda empurrador e aletas de cauda de feixe duplo, o S-97 já é visivelmente mais silencioso do que os helicópteros tradicionais. Quando não há necessidade de alta velocidade, mas baixa visibilidade é necessária, a hélice de impulso torna quase silenciosa
O promissor helicóptero X3 da Airbus Helicopters tem asas curtas que geram sustentação em velocidades superiores a 80 nós e dois motores turboélice para vôo para a frente. Os pilotos falam favoravelmente sobre a capacidade de manobra da aeronave da Airbus Helicopter
X2
Enquanto isso, Sikorsky e Boeing se uniram no programa FVL JMR-TD para oferecer o helicóptero SB-1 Defiant. Eles propõem tomar o projeto Sikorsky X2 com hélices coaxiais em contra-rotação e uma hélice de empurrar como base para uma nova aeronave pesando não mais que 13.636 kg. Há vantagens nessa abordagem da Sikorsky-Boeing, já que o X2 Technology Demonstrator, de 2.720 kg, fez vários voos de teste em 2010, nos quais atingiu uma velocidade recorde de 463 km / h. Em 2015, a Sikorsky apresentou seu protótipo do S-97 Raider, um helicóptero tático leve multiuso, pesando cerca de 5.000 kg.
Projeto de helicópteros Sikorsky e Boeing SB-1 Defiant
Chris Van Buyten, VP de Projetos de Inovação da Sikorsky, que lidera o projeto: “Voar mais longe e mais rápido em um helicóptero coaxial é definitivamente um requisito fundamental. No entanto, com nosso projeto S-97, queremos mostrar a aeronave de asas rotativas de próxima geração que pode superar os helicópteros tradicionais em todos os parâmetros de desempenho, especialmente em baixas velocidades e ao pairar. O segredo do coaxial X2 é que as hélices principais em contra-rotação fornecem sustentação e vôo para a frente sem um rotor de cauda. Acima de 150 nós (277,8 km / h), o empuxo é fornecido pela hélice de impulso, de modo que as hélices principais fazem o que fazem melhor - fornecem sustentação.” Van Buyten passou a especular que as aeronaves S-97 e SB-1 "mudarão radicalmente a maneira como os pilotos militares agora voam e lutam em helicópteros". Quando a equipe da Sikorsky e da Boeing levar seu SB-1 ao ar em 2017, a Sikorsky terá seu terceiro X2 experimental em menos de 10 anos, o que pode finalmente confirmar a escalabilidade inerente do projeto ao tamanho do helicóptero multiuso médio UH. -60 Black Hawk.
Projeto X2 de Sikorsky
O objetivo do programa FVL JMR-TD é desenvolver e implantar uma aeronave com desempenho e capacidades significativamente aprimorados, capaz de realizar uma ampla gama de tarefas, que vão desde reconhecimento e ataque ao transporte de tropas e carga.
Projetos híbridos
A Airbus Helicopters (anteriormente Eurocopter) está adotando uma abordagem híbrida para desenvolver helicópteros preparados para o futuro, usando alguns dos elementos essenciais das aeronaves tradicionais, como asas retangulares curtas. Tal solução permitiu um aumento significativo nas velocidades de vôo, o que foi demonstrado em 2012 por um vôo de teste do demonstrador de tecnologia X3, que atingiu uma velocidade de 255 nós (472 km / h) (acima do recorde de velocidade X2). O projeto X3 combina um rotor superior para içar e pairar e asas curtas com motores turboélice montados nelas, fornecendo empuxo para movimento para a frente (é por isso que o termo "híbrido" é usado aqui). Ele não tem um rotor traseiro, mas sim um estabilizador horizontal com estabilizadores verticais de cauda em cada extremidade. Voando para frente a velocidades superiores a 80 nós (148 km / h), as asas começam a gerar sustentação adicional e, em alta velocidade, fornecem quase toda a sustentação para esta aeronave.
A Airbus ainda não divulgou seus planos para uma nova aeronave militar usando a abordagem demonstrada pelo projeto X3. No entanto, um porta-voz da empresa sugeriu que muitos dos helicópteros atuais poderiam incluir essas soluções de design. Como o projeto X3 é baseado no casco profundamente modernizado do helicóptero leve universal AS-365N3 Dauphin da Airbus Helicopters, isso parece perfeitamente possível. O X3 foi mostrado aos militares dos EUA, mas acabou não sendo incluído no programa FVL JMR-TD. A Airbus indicou sua intenção de se concentrar em missões de busca e resgate e está continuando a trabalhar em uma aeronave baseada no projeto X3 que pode decolar em 2019.
RACHEL
A Russian Helicopters anunciou em 2009 que está desenvolvendo um promissor helicóptero aerodinâmico de alta velocidade com trem de pouso retrátil e uma implementação patenteada do sistema SLES (Stall Local Elimination System) no projeto do rotor principal. De acordo com a empresa, o Mi-X1 terá uma velocidade de cruzeiro de 475 km / he uma velocidade máxima de até 520 km / h. Em agosto de 2015, no show aéreo MAKS em Moscou, o V. I. Mil mostrou uma demonstração do RACHEL (Russian Advanced Commercial Helicopter) anunciado como um helicóptero de alta velocidade. O helicóptero pode levar a bordo até 24 passageiros ou 2,5 toneladas de carga e transportá-la a uma velocidade máxima de 500 km / h a uma distância máxima de 900 km. A holding disse que os voos de teste começarão em dezembro, e a produção em massa em 2022. Em dezembro de 2015, um Mi-24K profundamente modernizado com novas pás de rotor curvas foi apresentado ao público. O objetivo deste desenvolvimento é reduzir o arrasto aerodinâmico, aumentar a estabilidade e velocidade do voo do helicóptero. A expectativa da empresa é que a velocidade máxima da aeronave experimental passe de 333 km / h para 400 km / h. Segundo a empresa, se for possível reequipar outra aeronave com pás curvas, isso aumentará a velocidade em 30%.
Projeto russo de um promissor helicóptero de alta velocidade RACHEL
X-PLANE
Uma pequena empresa americana AMV está desenvolvendo seu próprio projeto de um navio de decolagem vertical de alta velocidade com hélices localizadas em suas asas curtas. Protótipos sugerem claramente uma combinação de um veículo VTOL (decolagem e pouso vertical) e um helicóptero de alta velocidade. AMV lançou seu demo X-PLANE e espera que seu AMV-211 alcance uma velocidade máxima de 483 km / h, uma velocidade de cruzeiro de 402 km / he um alcance de 1110 km. Embora a empresa tenha apresentado sua proposta para o programa FVL JMR-TD, seu projeto não foi selecionado, e o projeto X-PLANE não foi interrompido e seu desenvolvimento continua.
Conceito X-PLANE da AMV
Tração controlada
Outro candidato na indústria de helicópteros de alta velocidade usa o design patenteado da Piasecki Aircraft com hélice e duzida de impulso vetorial (VTDP) em combinação com as asas principais. Um X-49 Speed Hawk de quatro pás bimotor experimental decolou pela primeira vez em 2007 e atingiu a velocidade de 268 km / h. Este modelo foi baseado no casco do helicóptero anti-submarino de convés Sikorsky SH-60F Seahawk. O trabalho foi originalmente financiado pela Marinha dos Estados Unidos e depois pelo Exército dos Estados Unidos para demonstrar maneiras de aumentar a velocidade dos helicópteros existentes para 360 km / h. Este projeto não foi selecionado para o programa FVL JMR-TD.
Projeto de aeronave Piasecki baseado no helicóptero anti-submarino de convés Sikorsky SH-60F Seahawk
O SB-1 é um desenvolvimento posterior do projeto Sikorsky S-97 e é outro candidato para o programa FVL JMR-TD, que visa atender à necessidade de um helicóptero multiuso de médio porte.
Razão prevalece
Os militares de vários países, incluindo as forças militares dos Estados Unidos e da OTAN, enfrentarão o problema do envelhecimento de suas frotas de helicópteros na próxima década. Muitos dos helicópteros de hoje foram colocados em serviço na década de 1980 e sua vida útil já se aproxima dos 30 anos. Por exemplo, os helicópteros de combate McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache começaram a fornecer as tropas em 1986 e, apesar de uma série de melhorias, têm essencialmente as mesmas características de vôo. A família UH-60 é ainda mais velha, os primeiros helicópteros foram entregues em 1974. Os mais novos helicópteros UH-60M têm sistemas de controle fly-by-wire, uma arquitetura comum, um novo motor poderoso e confiável, mas a velocidade permanece a mesma. A primeira tarefa do programa FVL JMR-TD provavelmente será a substituição dos helicópteros da série UH-60, o que explica a similaridade dos desenhos das cabines oferecidas para ele.
Assim, os operadores militares inevitavelmente procuram substituir suas aeronaves. E aqui eles se deparam com a questão de manter os designs comprovados, embora com a inclusão de eletrônica e aviônica digital, sistemas fly-by-wire e materiais compostos, ou avançar em projetos que ofereçam um novo nível de oportunidade. A segunda questão é a possibilidade de desenvolver um navio universal que possa realizar uma variedade de tarefas. Os militares dos EUA inicialmente queriam um máximo de três aeronaves para realizar todas as missões pretendidas. Essa ideia mudou várias vezes, e até agora eles se fixaram em três projetos: o helicóptero leve Light Scout (em operação desde 2030), o Medium-Light médio, o helicóptero universal / de ataque com início de operação a partir de 2028 e, finalmente, o transporte de cargas pesadas com início de operação a partir de 2035. Além disso, o Exército dos Estados Unidos conta com a implantação do projeto "Ultra", com início de operação previsto para 2025. É um novo veículo de carga de decolagem vertical com características semelhantes às de aeronaves de transporte movidas por motores turboélice, como o Lockheed Martin C-130J ou Airbus A400M. Mas, a julgar pelos resultados de um briefing do Subdiretor do Departamento de Combate Terrestre e Sistemas de Combate Tático Jose Gonzales, realizado no Departamento de Defesa dos Estados Unidos em janeiro de 2016, tudo parece estar mudando novamente. Uma categorização é sugerida com base nos recursos necessários e não no peso. Essas novas categorias ainda não foram anunciadas.
Mesmo sem a opção do Ultra, esse conceito de nova aeronave não só apresenta problemas técnicos, mas também pode afetar o atual posicionamento da Força Aérea dos Estados Unidos - com sua ambição e prazos. Provavelmente, do ponto de vista operacional, em várias tarefas, alguns projetos podem ser preferíveis a outros. A questão principal continua sendo o financiamento proporcional de tal programa e como ele pode afetar outros projetos de modernização do exército.
Voar para a frente
A experiência operacional do tiltrotor CV / MV-22B revela as vantagens desta aeronave e indica novas maneiras de usar suas capacidades exclusivas. Com base nessa experiência, o comando americano das forças de operações especiais USSOCOM já manifestou interesse em aumentar o número de tiltrotores CV / MV-22B em relação aos requisitos iniciais. A experiência suficiente do projeto X3 no âmbito do programa FVL JMR-TD mostra a realidade de alcançar alta velocidade, maior capacidade de manobra e maior alcance de voo. Atualmente, resta determinar a viabilidade, expansibilidade e adaptabilidade dos helicópteros de alta velocidade, bem como o seu custo, o que lhes permitirá realizar todo o leque de missões de combate. Helicópteros de alta velocidade estão no horizonte, mas quando e em que forma ainda é desconhecido.
