Ранцевый десантно-штурмовой вертолет

Ранцевый десантно-штурмовой вертолет «Юла».
Рисунок

Фото

Источник: Статьи - Правда.Ру и Первый в мире ранцевый вертолёт «Юла»: секретно, потому что совершенно?
Разработка омского аэрокосмического объединения «Полет», автор проекта Вячеслав Котельников.
ТТХ вертолета:
· Полная масса – 150кг
· Собственная масса –20кг
· Диаметр двухлопастного винта –3м
· Максимальная скорость –120км/час
· Потолок статический –1000м
· Дальность полета до 300км из расчета запаса топлива =40кг керосина
Двигатели – воздушно-реактивные многотопливные расположены на лопастях винта.
Аппарат жутко секретный - ИМХО потому что «сырой», но интересный – нечто подобное с прямоточными двигателями на концах лопастей несущего винта было подробно нарисовано в журнале «Техника – молодежи» еще в 60-х годах.
Самое интересное в таком аппарате конечно двигатели. Не знаю, как решает эту проблему Котельников (большой секрет!), но я бы развернул воздушно-реактивные двигатели ВДОЛЬ лопастей. Плоский воздухозаборник ближе к оси вращения и сопло на конце лопасти, между ними камера сгорания внутри профиля лонжерона – получится двигатель с S-образным трактом. Такой двигатель, строго говоря, перестает быть прямоточным – сжатие воздуха происходит за счет центробежной силы при повороте потока на 90 градусов в воздухозаборнике – аналогично центробежному компрессору с очень большим (порядка 1м) радиусом вращения лопаток. Угловая скорость вращения несущего винта у всех современных вертолетов такова, что окружная скорость концов лопастей не превышает 220м/сек. Для винта диаметром 3м это 1400об/мин. На радиусе 1м центробежное ускорение составит более 2000g. Топливо в двигатели так же будет подаваться за счет центробежного ускорения с давлением на форсунках в несколько десятков атмосфер. Запуск двигателя может производиться подачей сжатого воздуха (а лучше чистого кислорода) из баллона через ступицу винта и лонжероны в воздушные эжекторы, расположенные в воздухозаборниках. Зажигание топлива – искровой электросвечой.
Энергетически аппарат с такими характеристиками вполне возможен. Действительно, при диаметре несущего винта 3м ометаемая винтом площадь составит 7м2, Нагрузка на площадь 150/7=21кг/м2 – примерно соответствует вертолету Ми-4. Нагрузка на мощность для режима висения по аналогии с Ми-4 составит примерно 5кг/л.с. Т.е. мощность двигателей составит 150/5=30 л.с. или 22кВт. Удельная теплота сгорания керосина 44Мдж/кг, следовательно, 40кг керосина хватит для работы двигателя с КПД=20% в течение 0,2*40кг*44Мдж/кг/0,022МВт/3600сек=4,4 часа. При экономической скорости полета аппарата 75км/час 300км пролететь вполне возможно. Но летать на такие расстояния с ранцевым аппаратом нет смысла - для этого существует Ми-8.
Недорогие ранцевые аппараты (или «летающие кресла») пригодились бы для переброски мелких подразделений (до отделения - взвода) с личным и переносным групповым вооружением (типа станковый пулемет или гранатомет) на поле боя для занятия господствующих высот, крыш зданий при бое в городе, разведки и т. п. Дальность полета в 50-100км будет вполне достаточна. При полете на высоте более 500м достигается относительная неуязвимость от огня стрелкового оружия. Стрелять «Стингером» по отдельному бойцу – накладно выйдет, крупнокалиберных зенитных пулеметов на боле боя тоже не много, да и попасть в быстродвижущуюся малоразмерную цель не просто.
Профессиональные требования к пилоту такого аппарата могут быть намного ниже, чем к пилоту большого вертолета – он отвечает только за свою жизнь и сравнительно не дорогой (не дороже мотоцикла) летательный аппарат. Т.е. не намного выше чем к парашютисту - десантнику.
Если пофантазировать на тему компьютеризации подобных аппаратов, то первое, что нужно – голосовое управление движением для того что бы освободить руки бойца для использования оружия + ультразвуковой локатор (как у летучей мыши) с дальностью действия в десятки метров для автоматического облета препятствий и предотвращения столкновений с другими аппаратами. Ультразвук в отличие от радиоволн быстро затухает в атмосфере, что обеспечит относительную скрытность работы локатора.
В СССР когда-то пытались создать воздушную БМП – транспортно-боевой вертолет Ми-24 мог перевозить до отделения десантников. Но эта идея так и не нашла широкого практического применения. Лишь эпизодически имели место случаи доставки с их помощью личного состава, в основном связанные с высадкой спецгрупп.
Возможно, подразделения вооруженные индивидуальными летательными аппаратами могли бы стать настоящей «воздушной кавалерией» 21 века.


[ 17-04-2003: Message edited by: Serg Ivanov ]

А смысл? Есть же легкие автожиры, дельтапланы и парапланы с моторчиком. Кроме того вертолет с реактиаными лопастями штука заметная.

Была о нем уже речь Россия обогнала США в создании уникального ранцевого вертолета

Хотя в приведенных Вами же ссылках время активного полета аппаратика составляет 25 минут.
Но как-то на мой взгляд сравнивать привод НВ от ГТД и реактивный привод НВ не совсем правильно. Может уже и ошибаюсь.

TT

>"А смысл? Есть же легкие автожиры, дельтапланы и парапланы с моторчиком. Кроме того вертолет с реактиаными лопастями штука заметная."

- Смысл огромадный. Поскольку вес самого аппарата очень мал, в сложенном виде он может перемещаться на крыше небольшого армейского джипа. Представьте: штурм Багдада, один снайпер на таком аппарате с хорошим боекомплектом может может высадиться на любой крыше. А потом, поработав, с лёгкостью с этой крыши улететь. Чего не сделаешь ни на автожире, ни на дельтаплане, ни, даже на параплане с моторчиком - даже ему разбег небольшой нужен, если ветра нет. И диаметр винта в три метра - это совсем немного, по сравнению с остальными.
Смыл есть, удивляет отсутствие больших количеств подобных аппаратов уже сегодня - легких, дешёвых, экономичных. Но лучше, чтобы поднимал двух бойцов.

Вуду, ты хоть чуть чуть знаком с тактикой снайпера? Твое предложение смахивает на историю из особенностей национальной охоты в зимний период, помнишь когда придурок на воздушном шаре улетел? Кстати все перечисленные мною апараты тоже много места не занимают.

Знаком чуток. И с тактикой боёв в городе - чуток. И тактика эта, при взятии городов, требует как можно скорей и в возможно больших количествах рассадить своих снайперов на крышах господствующих над крупнейшими перекрёстками зданий. А ты полагал, что нужно делать "лисью нору" в местном парке культуры?

А предложенные тобой винтопрульные аппараты все обладают одним недостатком: не позволяют взлетать без разбега. То есть, если сел - так там навсегда и остался. И сам можешь пропасть и аппарат накроется... В этом и разница с вертолётом, что ж тут не понять?

Чесно говоря не представляю как снайпер, диверсант или разведчик сможет незаметно подобраться к чему бы то ни было на этом пепелаце - он же реактивный, соотв. шумный, и реактивная струя из сопел на сколько я понимаю будет в темноте заметна. Если приземляться на значительном расстоянии от объекта, то вообще непонятно зачем он нужен.

Вуду>Знаком чуток. И с тактикой боёв в городе - чуток. И тактика эта, при взятии городов, требует как можно скорей и в возможно больших количествах рассадить своих снайперов на крышах господствующих над крупнейшими перекрёстками зданий. А ты полагал, что нужно делать "лисью нору" в местном парке культуры?

Вуду>А предложенные тобой винтопрульные аппараты все обладают одним недостатком: не позволяют взлетать без разбега. То есть, если сел - так там навсегда и остался. И сам можешь пропасть и аппарат накроется... В этом и разница с вертолётом, что ж тут не понять?

Но ведь он же очень заметен. А на скорости 120 км и высоте 1 км (хотя он же должен будет приземляться, тормозить) его можно без проблем сшибить автоматическим оружием.

А такой вариант, как установка с помощью БПЛА на крышу турели с радиоуправлением? Автомат ставить нельзя - может накрыть свои войска при наступлении. Хотя, если предусмотреть, опять таки, отключение по радиосигналу...

schturmvogel

>"Но ведь он же очень заметен."

- Значительно менее, чем параплан с размахом крыла более 10 метров. значительно менее, чем дельтаплан. И повторяю: он на крышу не только сесть может, но даже и взлететь оттуда.

>"А на скорости 120 км и высоте 1 км (хотя он же должен будет приземляться, тормозить) его можно без проблем сшибить автоматическим оружием."

- А все другие аппараты - нельзя?

>"А такой вариант, как установка с помощью БПЛА на крышу турели с радиоуправлением? Автомат ставить нельзя - может накрыть свои войска при наступлении. Хотя, если предусмотреть, опять таки, отключение по радиосигналу..."

- А это всё настолько несерьёзно, что в ближайшие 40-50 лет не стоит и обсуждать... Для полевых условий - слишком дорогое, на сегодня, удовольствие...

Шум от аппарата будет не больше чем от мотоцикла без глушителя – мощности двигателей соизмеримы. На поле боя вообще довольно шумно Относительную скрытность можно получить при полете на предельно малых высотах, между домами, или за деревьями – диаметр винта позволяет. Для снайпера, диверсанта или разведчика может это и не самое подходящее средство. Хотя, например разведка боем как раз предусматривает отсутствие скрытности. Станковый гранатомет АГС-17 «Пламя» или крупнокалиберный пулемет НСВ-С-12,7 гораздо эффективнее снайпера и вполне могут перебрасываться вместе с расчетами, а незаметность тут отходит на второй план. Высокие, свыше 100 км/ч, скорость и независимость от дорог позволяют быстро занять выгодную огневую позицию, обстрелять противника, сменить позицию и быстро уйти из-под обстрела. Фактор внезапности будет играть решающую роль при действиях на индивидуальных летательных аппаратах. Это значительно уменьшит вероятность ведения контактного боя, что позволит спасти жизни солдат. ИМХО противотанковый взвод (12-16 индивидуальных летательных аппаратов) вооруженный ПТУР «Корнет» или «Конкурс - М» в городском бою был бы гораздо дешевле, эффективнее и живучее чем вертолет «Ми-28» или «Апач». ПТУР на дальности более 1,5-2км эффективнее танковой пушки – но должна быть прямая видимость. Т.е. надо забраться повыше. Конечно, можно создать и ударный вариант аппарата – пилот сидит на пусковой трубе ПТУР как ведьма на метле (заодно и яйца прикрыты), наведение при помощи нашлемного прицела, поворотом головы – но это дорогие навороты. Изюминка проекта в том, что аппараты должны действовать в боевых порядках войск, перевозиться на БМП/БТР и заправляться тем же топливом.

Угу. Эти страшные русские прилетели на метлах и сглазили нам всю технику! Они огнем дышат!

S.I.>Шум от аппарата будет не больше чем от мотоцикла без глушителя – мощности двигателей соизмеримы.

Соизмеримо-то соизмеримы, да принцип у них разный.
Да и что спорить, пока не увидим графу "Уровень шума на местности на удалении ... не более ... дБ"

S.I.>... ИМХО противотанковый взвод (12-16 индивидуальных летательных аппаратов) вооруженный ПТУР «Корнет» или «Конкурс - М» в городском бою был бы гораздо дешевле, эффективнее и живучее чем вертолет «Ми-28» или «Апач».

Устрашающее зрелище
"Карлосоны" как минимум с ревом соберут все провода и выкосят деревья. Как у этого аппаратика с управляемостью? Устойчивостью?

hcube>Угу. Эти страшные русские прилетели на метлах и сглазили нам всю технику! Они огнем дышат!
Могут и нерусские. Кой хрен разница?

Спрашивается, почему таких аппаратов нет до сих пор?
По-видимому, дело в том, что для запуска в серийное производство дешевых, надежных и эффективных ЛА необходимы дорогие исследования по аэро- термодинамике несущего винта-двигателя (или гениальная конструкторская интуиция).

S.I.>>Шум от аппарата будет не больше чем от мотоцикла без глушителя – мощности двигателей соизмеримы.

Timofey>Соизмеримо-то соизмеримы, да принцип у них разный.
Timofey>Да и что спорить, пока не увидим графу "Уровень шума на местности на удалении ... не более ... дБ"

S.I.>>... ИМХО противотанковый взвод (12-16 индивидуальных летательных аппаратов) вооруженный ПТУР «Корнет» или «Конкурс - М» в городском бою был бы гораздо дешевле, эффективнее и живучее чем вертолет «Ми-28» или «Апач».

Timofey>Устрашающее зрелище
Timofey>"Карлосоны" как минимум с ревом соберут все провода и выкосят деревья. Как у этого аппаратика с управляемостью? Устойчивостью?
Спросите у Вячеслава Котельникова

Не, вообще идея красивая Если совместить в лопасти прямоточный двигатель, бак для топлива (к примеру, пропан-бутановой смеси) и механизм регулировки угла атаки - то фактически останется только аккумулятор и стартер, которые начально раскручивают лопасти для старта ПВРД. Да и лопасти можно по стыку бака и ПВРД сделать складными... . Красивая картинка получается . Прямо как в фантастических фильмах - из рюкзака выдвинулся винт, раскрылся, завелся, и полетел человек ). Надо только два винта сделать противовращающихся.

Timofey

Почему Вы полагаете, что его устойчивость и управляемость должна быть заведомо хуже любого другого вертолёта??

Вуду>Почему Вы полагаете, что его устойчивость и управляемость должна быть заведомо хуже любого другого вертолёта?
Михаил, а разве у всех вертолетов эти характеристики одинаковы? Делают "не хуже чего-то". Это "что-то" определяется назначением аппарата.
Не каждая метелка с винтом, способная отрываться от земли, будет уверенно летать.

Да я пока и не говорю, что все плохо. Просто интересно, как этом вертолетике осуществляется путевое управление.

Timofey>Не каждая метелка с винтом, способная отрываться от земли, будет уверенно летать.
Именно. А то вон на сайте авиас.ком недели две назад такой восторженный вой подняли по поводу самоделкина из Ростова, который создал, видите ли, вертолет без хв. винта. ))

Все равно же надо положением пилота управлять Например, делать разворот на 180 в боевой обстановке . Можно, конечно, сделать какой-то генератор-двигатель на оси... но это все возьмет момент и закрутит пилота. Поэтому - двойной винт, один генератор с кольцевым токосьемником (ротор на одной оси, статор на другой, либо два статора 'снаружи' и два ротора внутри - в режиме двигателя это бесколлекторный двигатель, в режиме генератора - генератор на постоянных магнитах) и два тормоза - 'поворот вправо' и 'поворот влево' . Задействование обоих - торможение винтов ). Кстати, система получается дико резервированной. В принципе может лететь на одном ПВРД из четырех, если есть запас мощности ). Гы! Хочу! Штуку отдал бы, особенно если она может 200-250 кг нести продолжительное время (более 2-3 часов) и весит сама не больше 50.

Единственная хитрость тут - с механизмом перекоса лопастей. Ясно, что он должен располагаться на лопасти же, и выставлять угол наклона лопасти и угол поворота синусоиды по которой она наклоняется относительно 'нуля' от какого-то датчика на основании винта (оно же подвес пилота ). Но как это надежно сделать - я пока не придумал ). Вероятно, лучше всего сделать на выходе турбинку с генератором, а в основании лопасти поставить вертикально направленную катушку и ЭМУ. Ну, и соленоидом рулить. Брать же данные с магнитного поля, генерируемго кольцом соленоидов на основании. Но... некрасиво. Ненадежно. Даже с учетом резервирования. Нужно получше придумать.

[ 09-04-2003: Message edited by: hcube ]

Timofey>...и под управлением пилотов почти отрицательной квалификации отправляете выполнять выкрутасы в условиях боевых действий в городе.
Хи-с! Вспомних хохму, как Ка-50 стал одноместным (Михеев рассказывал). Приехали к ним пехотники (как раз АА создали, и там вначале "краснопогонники" рулили) и говорят: "Нам нужен вертолет такой степени автоматизации, чтобы мы на него солдатика после двух недель подготовки посадили - и он бы полетел". )) Михеев говорит: "Видимо, у нас от подобного заявления стали такие морды, что они сразу пошли на попятный: "Ладно, с солдатиком мы, конечно, загнули - мы на него сверхсрочника посадим!" )) По словам Михеева, после таких заявок стало ясно, что про двухместный вертолет вообще не имеет смысла говорить, и сделали одноместный.

Timofey>>... Как у этого аппаратика с управляемостью? Устойчивостью?
S.I.>Спросите у Вячеслава Котельникова
Так он страшно секретный
Пока сложно сказать, что он умеет и в каких условиях. А уже на него устанавливаете вооружение и под управлением пилотов почти отрицательной квалификации отправляете выполнять выкрутасы в условиях боевых действий в городе.

hcube>...Надо только два винта сделать противовращающихся.
Так реактивного момента несущего винта почти нет. Если только от сил трения в подшипниках.

Не, воздушный киль это прикольно... но не стильно . Хотя, конечно, это резко упрощает механизм автомата перекоса - всего одна ручка - поворот работает на киль, наклоны туда-сюда - на продольное и боковое перемещение, сжатие - газ ). Причем первые три можно сделать чисто механически.

Не, правда, а зачем высший пилотаж? Да и не все вертолеты его крутят. Задача этой штуки - лететь вперед-назад-вправо-влево со скоростью до 100км/ч и запасом хода километров в 100. И нести на себе грубо говоря пулеметчика или гранатометчика. Чтобы тот мог зависнуть на уровне 5-го этажа и дать в окно очередь. Этого за глаза хватит для любой операции .

ИМХО - так не выйдет. Слишком уязвим ентот агрегат и его "пилот".