Σάββατο, 25 Μαΐου 2019

Επανάσταση FLV: Αλλάζοντας την παραδοσιακή μορφή του ελικοπτέρου με δυο πρωτότυπα…



Μετά από 10 σχεδόν χρόνια επιχειρησιακής εμπειρίας σε επιχειρήσεις στο Ιράκ και το Αφγανιστάν, η κυβέρνηση των ΗΠΑ αποφάσισε την έναρξη του προγράμματος Future Vertical Lift το 2009. Αρχικά ως μία διευρυμένη μελέτη αντικατάστασης του συνόλου των ελικοπτέρων του Αμερικανικού Στρατού. Μέχρι το 2013 που η μελέτη αυτή πήρε τη μορφή κανονικού ερευνητικού προγράμματος, το πρόγραμμα FLV μετονομάστηκε Joint Multi Role Helicopter Program.

Η αλλαγή είναι σημαντική και δεν έχει να κάνει μόνο με την ονομασία, από τη στιγμή που η λέξη Joint υποδηλώνει ότι η ανάπτυξη νέων ελικοπτέρων όλων των ειδών και κατηγοριών θα περιλάβει, ή μάλλον θα καλύψει, και τις επιχειρησιακές ανάγκες του συνόλου των ενόπλων δυνάμεων των ΗΠΑ και όχι μόνο του Στρατού.
Ενώ επομένως αρχικά με βάση τη φιλοσοφία και τις στοχεύσεις του FLV, σκοπός ήταν η αντικατάσταση των UH-60 Block Hawk, AH-64 Apache και CH-47 Chinook, αργότερα περιλήφθηκε στο JMR και η αντικατάσταση του OH-58 σε συνδυασμό με την δημιουργία νέων μεταφορικών ελικοπτέρων με την μεταφορική ικανότητα και συγκρίσιμες επιδόσεις με αυτές των C-130J και Α-400Μ!
Το ιστορικό του προγράμματος FLV
Το πρόγραμμα JMR κατά συνέπεια έχει διευρυνθεί με τη σειρά του περιλαμβάνοντας πλέον αεροσκάφη κλίνοντος (Tilt-rotor) στροφείου και κλασικών στροφείων (ελικόπτερα), πέντε διαφορετικών κατηγοριών! Σε αντίθεση με ότι συνέβαινε στο παρελθόν, βασικά τους χαρακτηριστικά τώρα θα πρέπει να είναι ο συνδυασμός (χωρίς περιορισμούς) των επιδόσεων ενός αεροπλάνου σε ευθεία και οριζόντια πτήση και των χαρακτηριστικών ενός ελικοπτέρου.
Τα νέα ελικόπτερα ή αεροσκάφη κλίνοντος στροφείου δηλαδή που θα αναπτυχθούν στο πλαίσιο του προγράμματος JMR, θα πρέπει να έχουν ακτίνα μάχης 425 χιλιομέτρων ή ακτίνα χωρίς ανεφοδιασμό με καύσιμο 850 χιλιομέτρων, με μεγάλη ταχύτητα μετάβασης από σημείο σε σημείο, δηλαδή ταχύτητα πλεύσης σε οριζόντια πτήση 430 χ.α.ω (230 κόμβων!), ικανότητα επιχειρήσεων σε συνθήκες μεγάλων υψομέτρων και υψηλών θερμοκρασιών (hot & high με ικανότητα αιώρησης σε ύψος 1800 μέτρων υπό θερμοκρασία 35 βαθμών Κελσίου).
Αυτές είναι οι βασικές προδιαγραφές-απαιτήσεις, επιδόσεων και για τις πέντε κατηγορίες αεροσκαφών που θα αναπτυχθούν. Στο πλαίσιο του JMR, αξίζει επίσης να σημειωθεί, ότι θα αναπτυχθεί ένας κινητήρας, ο οποίος θα πρέπει να μπορεί να λειτουργήσει αποδίδοντας μέγιστη ιπποδύναμη για μεγάλα χρονικά διαστήματα, θα πρέπει να μπορεί να αποδώσει από πολύ μικρή (30 kW ή 40 shp) μέχρι πολύ μεγάλη ισχύ (7.500 kW ή 10.000 shp) και προπαντός θα πρέπει να είναι αθόρυβος. Η ανάπτυξη του δεν έχει ακόμη ξεκινήσει.
Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο της νέας γενιάς ελικοπτέρων των αμερικανικών ενόπλων δυνάμεων, θα είναι το γεγονός ότι θα διαθέτουν πακέτου κοινών συστημάτων πτήσης και αποστολής, με στόχο την εξοικονόμηση εκατομμυρίων δολαρίων από διαδικασίες εκπαίδευσης προσωπικού, συντήρησης και υποστήριξης. Την ανάπτυξη του πακέτου αυτού έχει αναλάβει η Lockheed Martin.

Οι μέχρι σήμερα εξελίξεις
Στις 5 Ιουνίου του 2013 η Bell γνωστοποίησε ότι επιλέχθηκε από τον Στρατό των ΗΠΑ στο πλαίσιο της φάσης JMR-TD (Tecnology Demonstrator). Άλλες τρεις εταιρείες υπέβαλαν τς προτάσεις τους. Οι AVX, Karem Aircraft, Piasecki και Sikorsky. Μετά από ένα χρόνο, στις 11 Αυγούστου του 2014 ανακοινώνεται και η επιλογή του SB-1 Defiant.
Το V-280 Valor και το τελευταίο λοιπόν είναι τα δύο αεροσκάφη επίδειξης τεχνολογίας του προγράμματος JMR-Medium. Η κατηγορία Medium αφορά την αντικατάσταση του μέσου μεταφορικού ελικοπτέρου UH-60 Black Hawk και του επιθετικού AH-64 Apache στο μέλλον. Το ισχύον χρονοδιάγραμμα μιλά για το 2027, αν και είναι αμφίβολο το κατά πόσο το χρονικό διάστημα που απομένει είναι επαρκές…
Γι’ αυτό τον λόγο, σε πρώτη φάση το πρόγραμμα JMR-Medium θα διαχωριστεί σε δύο υποπρογράμματα. Αυτός της ανάπτυξης του νέου αμερικανικού μέσου μεταφορικού ελικοπτέρου και ένα δεύτερο για το νέο επιθετικό ελικόπτερο.

Οι ανταγωνιστικές προτάσεις
Το V-280 Valor είναι αεροσκάφος κλίνοντος στροφείου (tilt rotor). Η Bell, που θεωρείται πρωτοπόρος σε αυτή την κατηγορία αεροσκαφών, αξιοποίησε την τεράστια εμπειρία που απέκτησε στο πλαίσιο του προγράμματος V-22 Osprey. Το οποίο ανάπτυξε και κατασκευάζει σε συνεργασία με τη Boeing.
Το Valor λοιπόν διαφοροποιείται σε σχέση με το V-22 κυρίως ως προς το ότι η μετάβαση από την αιώρηση στην οριζόντια πτήση και αντίστροφα γίνεται μέσω της κλίσης (προς τα επάνω ή προς τα κάτω) μόνο των στροφείων και όχι και των κινητήρων μαζί!
Κάτι που περιορίζει σε πολύ μεγάλο βαθμό την πολυπλοκότητα του συστήματος πρόωσης και επομένως και τις απαιτήσεις συντήρησης και τη συχνότητα βλαβών και αστοχιών υλικού. Η Bell διατείνεται ότι μέχρι σήμερα έχει επενδύσει στο Valor τετραπλάσιο ποσό από αυτό που έλαβε από τον Αμερικανικό Στρατό για τη συμμετοχή της στη φάση JMR-TD.
Το φουτουριστικό αεροσκάφος διαθέτει άτρακτο εξολοκλήρου κατασκευασμένη από σύνθετα υλικά, ουραίο πτέρωμα σχήματος V και τριπλό ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου πτήσεως (Fly-By-Wire). Μέχρι τώρα έχει συμπληρώσει 110 ώρες πτητικών δοκιμών στις οποίες έχει επιτύχει μέγιστη ταχύτητα πλεύσης λίγο μεγαλύτερη των 300 κόμβων σε ύψος 10.000 ποδών, ακτίνα μάχης 259 ναυτικών μιλίων με συνεχή ταχύτητα 222 κόμβων σε ύψος 14.200 ποδών και βαθμό ανόδου 4.500 ποδών ανά λεπτό.
Τα νούμερα αυτά είναι άπιαστα από συμβατικά ελικόπτερα. Η αμερικανική εταιρεία μάλιστα γνωστοποίησε πρόσφατα ότι ολοκληρώθηκαν με πολύ μεγάλη επιτυχία και οι δοκιμές πτητικής συμπεριφοράς και ευκολίας-ασφάλειας χειρισμού σε χαμηλές ταχύτητες πολύ κοντά στο έδαφος και σε διαδικασίες προσέγγισης και προσγείωσης.
Η Bell υποστηρίζει ότι αεροσκάφος, παρά τις ασύγκριτα ανώτερες επιδόσεις του σε σχέση με το UH-60 είναι ελαφρά πιο ευέλικτο και πιο άμεσα ελεγχόμενο σε αυτό το φάσμα ταχυτήτων και υψών αιώρησης και ελιγμών.
Από την άλλη πλευρά το ανταγωνιστικό SB-1 Defiant των Sikorsky-Boeing είναι μία πιο συντηρητική προσέγγιση. Η πρώτη πτήση του αεροσκάφους πραγματοποιήθηκε μόλις στις 21 Μαρτίου του 2019, οπότε δεν υπάρχουν ακόμη διαθέσιμα στοιχεία σχετικά με τις επιδόσεις του. Και εδώ έχουμε ευρύτατη χρήση σύνθετων υλικών στην κατασκευή της ατράκτου, αλλά οι ομοιότητες σταματούν εκεί.
Έχουμε διπλό κύριο στροφείο με αντιπεριστρεφόμενους (contra-rotating) δίσκους, από τη στιγμή που δεν υπάρχει ουραίο στροφείο για να αντισταθμίσει τη ροπή στρέψης που δημιουργεί το μονό κύριο στροφείο… Αντί αυτού υπάρχει ωστική έλικα, η οποία κατά τους κατασκευαστές θα αυξήσει την μέση ταχύτητα πλεύσης του ελικοπτέρου κατά 100 ολόκληρους κόμβους (ή 185 χιλιόμετρα ανά ώρα!).
Κάτι που με τη σειρά του θα έχει αντίκτυπο και στην αύξηση της ακτίνας μάχης (combat radius) κατά 60%! Τέλος, η υιοθέτηση αντιπεριστρεφόμενων στροφείων θα αυξήσει τις επιδόσεις αιώρησης και ασφαλούς πτήσης σε μεγάλα ύψη υπό συνθήκες hot & high κατά 50%.
Στο θέμα θα επανέλθουμε με το που θα αποδεσμευθούν περισσότερα στοιχεία. Σε κάθε περίπτωση οι εξελίξεις αναμένονται ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες από τη στιγμή που οι τεχνολογίες είναι πρωτοποριακές, επηρεάζοντας άρδην τις επιδόσεις που μέχρι σήμερα προσέφεραν τα κλασικά συμβατικά ελικόπτερα.

 https://www.defence-point.gr