На рис. 3 представлены возможности модернизированного вертолета на режимах висения и вертикального набора высоты. Поскольку мощность двигателей задавалась исходя из условия выполнения требования вертикального набора высоты со скороподъемностью 2,45 м/с на высоте 1219 м при температуре, на 20° превышающей стандартную, все приведенные ниже характеристики являются следствием выполнения такого требования.
Результаты расчетов представлены в табл. 1, где приведены значения статического потолка при разных условиях взлета.
Как видно из таблицы, вертолет, обладающий такой энерговооруженностью, будет способен взлетать, используя влияние земли, с площадок, расположенных на высотах до 3200 м. Кроме того, обеспечение требуемой скорости 2,54 м/с вертикального набора высоты эквивалентно уменьшению величины статического потолка примерно на 330 м.
Рассмотрим теперь, как изменяется значение перевозимой полезной нагрузки в зависимости от дальности полета (рис. 4) при реализации всех улучшений, предусмотренных в обсуждаемых мероприятиях по модернизации вертолета.
Прежде всего необходимо подчеркнуть, что из трех направлений, по которым должна проводиться модернизация вертолета (увеличение весовой отдачи и аэродинамического качества, а также снижение удельного расхода топлива двигателей), наибольшие результаты дало снижение удельного расхода топлива.
В результате проведения всех мероприятий по модернизации удалось получить потенциально возможную дальность 3249 вместо 2445 км. Однако этого недостаточно для обеспечения перегоночной дальности 3890 км, обозначенной в требованиях к JTR. Рассмотрим возможный вариант решения указанной проблемы. Уникальность поставленной задачи потребует для ее решения использования экстраординарных мер.
Так как вертолет способен осуществлять висение в зоне влияния земли при повышенной температуре и на высоте 1219 м с взлетной массой до 68 т (рис. 3), будем считать, что для уникальных операций, подобных беспосадочному перелету из Америки в Европу, можно допустить снижение обычно нормируемой расчетной перегрузки с 3 единиц до 2,5. При нормальной полетной массе, равной 56 т, это позволит принять 66,7 т в качестве перегрузочной полетной массы. На рис. 5 видно, что при такой взлетной массе и взлете с использованием влияния земли можно обеспечить дальность полета, требуемую для JTR.
Вероятно, для подобных перелетов будет необходимо создать специальные программы выбора скоростей и выполнения полета с учетом влияния ветра, высоты и температуры воздуха вдоль всего маршрута.
Как показали расчеты, требование по величине крейсерской скорости не может быть выполнено на вертолете Ми-26. Для принятых в расчетах зависимостей изменения удельного расхода топлива от степени дросселирования (зависимости заимствованы из характеристик реального двигателя Д-136) было получено, что минимальный километровый расход топлива получается при скорости полета, равной 245 км/ч.
В связи с требованием обеспечить более высокую крейсерскую скорость были выполнены расчеты для других скоростей крейсерского полета. В результате анализа полученных результатов было принято компромиссное решение об увеличении крейсерской скорости до 280 км/ч. При такой скорости рост километровых расходов оказывается относительно небольшим, а мощность, необходимая для полета, не превышает значений, которые могут привести к снижению ресурса главного редуктора.
На рис. 4 видно, что при полете с нагрузкой 22,4 т потеря дальности из-за увеличения крейсерской скорости составляет 43 км (460 и 503 км соответственно), что можно считать вполне приемлемой платой за это увеличение. Однако для случая, когда нужно получить предельную перегоночную дальность, разница составляет уже 306 км. Это существенная разница, и решение, на какой скорости должен выполняться полет, необходимо принимать исходя из тактических соображений и в связи с конкретной задачей, решаемой в этом случае.
Таким образом, проведенные исследования показали, что модернизированный вертолет способен обеспечить при нормальной взлетной массе 56 т:
– транспортировку полезной нагрузки 13 т на дальность 1635 км;
– взлет с вертикальной скоростью набора высоты 2,54 м/с с площадок на высоте 1219 м при температуре, превышающей стандартную на 20°С;
– перевозку внутри фюзеляжа и на внешней подвеске стандартного контейнера массой 22,4 т;
– выполнение крейсерских полетов со скоростями до 280 км/ч;
– обеспечение перегоночной дальности до 3249 км при оптимальной крейсерской скорости и дальности до 2943 км при крейсерской скорости, равной 280 км/ч.
Кроме того, при взлетном весе, превышающем нормальный (56 т), может быть обеспечена перегоночная дальность полета 3890 км с ограничениями по перегрузке.
Рис. 5. Зависимость полезной нагрузки от дальности полета для нормальной и перегрузочной взлетных масс
Как показал анализ летно-технических характеристик Ми-26, создание модернизированного варианта вертолета, отвечающего требованиям JTR. потребует решения широкого круга проблем. К их числу относятся:
– создание двигателя, обеспечивающего мощность 12000 л.с. на высоте 1219 м при температуре, на 20° превышающей стандартную. Двигатель на максимальном режиме должен обеспечивать удельный расход топлива не выше 165 г/л.с. ч;
– модернизация главного редуктора вертолета Ми-26 для обеспечения работы при максимальной мощности 12000 л.с. и 7500- 8000 л.с. на крейсерских режимах;
– создание композиционных лопастей несущего винта диаметром 32 к и хордой 0,9 м;
– создание убирающегося шасси с целью снижения вредного лобового сопротивления не несущих элементов;
– модернизация фюзеляжа для обеспечения статической и динамической прочности при нормируемой перегрузке для нормального взлетного веса 56 т;
– разработка новых комплексов электронного, гидравлического, силового, электрического и погрузочно-разгрузочного оборудования;
– проведение комплекса исследований по повышению аэродинамического качества несущего винта и вертолета в целом.
Детальная проработка данного проекта, вероятно, выявит дополнительные проблемы, требующие решения.
В настоящее время осуществление такого грандиозного проекта, каким будет проект JTR, не под силу одному государству. Вероятно, поэтому он и назван объединенным. Подобная работа, несомненно, может быть организована только на основе межправительственного соглашения, подписанного правительствами всех стран – участниц проекта.
Нам представляется, что если в качестве основы проекта будет принята концепция модернизации вертолета Ми-26, работы могут быть организованы в два этапа.
Первый этап должен быть посвящен теоретическим, экспериментальным и практическим исследованиям, связанным с дальнейшей проработкой и уточнением главных, концептуальных вопросов применения JTR. Думается, что объектом некоторых исследований может быть специально оборудованный вертолет Ми-26 в классической версии.
В частности, на таком вертолете могут быть исследованы следующие проблемы:
– существование практических ограничений, вызываемых высокой удельной нагрузкой на ометаемую несущим винтом площадь (имеющийся опыт работы с Ми-26 позволяет автору утверждать, что эта проблема не является непреодолимой);
– особенности выполнения работ по разгрузке стандартных контейнеров с судов;
– оценка возможностей использования разного типа погрузочно-разгрузочных устройств (кран-балки или роликовые дорожки), а также ряда других механизмов.
Названные работы могли бы быть проведены Московским вертолетным заводом имени М.Л. Миля совместно с какой-либо американской вертолетной фирмой, определенной Армией США, и испытательным центром Армии США.
Получение положительных результатов на первом этапе позволит приступить ко второму, посвященному полномасштабной разработке проекта модернизации.