Военные технологии с коммерческими последствиями

19.03.2019

Мы наблюдаем, как технологии то здесь, то там прямо сейчас переворачивают представления о возможностях вертолетной техники. Работа ведется, что называется, по всем фронтам.

Например, для защиты членов экипажа и пассажиров от стрелкового оружия создается нечто более легкое, чем стальная броня. Облегченная баллистическая защита и другие средства. Research and Markets прогнозирует рост этого рынка со среднегодовыми темпами 5,2% по 2022 год включительно.

Разумеется, «легкая броня» – это лишь первый подход к подлинной революции в использовании новейших материалов в вертолетостроении. Все новейшие армейские технологии сегодня – это новые горизонты конкурентоспособности завтрашней коммерческой авиации. На очереди – искусственный интеллект в проектировании, новейшее бортовое оборудование и альтернативные типы ВС. Но обо всем по порядку.

Броня крепка…

Необходимость вертолетной брони доказана последними конфликтами, однако стремление создать более легкую защиту незыблемо. Соблюдение компромисса между массой брони и полезной нагрузкой боевого вертолета всегда будет сложнейшей конструкторской задачей.

Вес является важным фактором. Особенно для операций с высокогорных баз, когда производительность двигателя снижена из-за разреженности атмосферы. Последний опыт борьбы с повстанцами показывает, что основная масса операций проводится на высотах ниже 900 метров. Там вертолет особенно уязвим от и обычного стрелкового оружия, и от ПЗРК. Он должен быть защищен, но и уметь взлетать без последствий. По сути, защита и масса вертолета – враги.

Типичные системы баллистической защиты в целом справляются с задачами, но их большая масса ставит целесообразность слишком толстой брони под вопрос. Разработка композитных видов защиты становится приоритетной. Хотя попытки усилить броню «Чинуков» и «Блэк Хоук» научно-исследовательским центром AMRDEC Армии США проводились и ранее, там нацелены на создание улучшенной гибридной системы баллистической защиты (HEBPS) и многослойных резиновых бронебойных швов (MITAS).

Использование композитов позволило снизить массу комплекта защиты «Чинука» от пуль калибра 7,62 мм на 909 кг. Общая масса комплекта теперь составляет всего 1500 кг, но обеспечивает защиту обеих кабин, боковых панелей и остекления. Аналогичное снижение веса было достигнуто для защиты Black Hawk (на 227 кг) за счет использование керамических и композитных панелей сложных форм, адаптированных под конкретный профиль.

Афганский опыт заставил задуматься над проблемой и британцев. Теперь их вертолеты оснащаются композитной защитой Permali Gloucester. Компания поставила такие средства для CH-47D / F голландских ВВС, а совместно с Boeing разработала несколько вариантов для других зарубежных заказчиков. Но такая защита не универсальна. Ее нельзя просто снять с одного и установить на другой тип вертолета. Панели, в которые попала пуля, не пригодны к восстановлению, хотя способны выдерживать множественные попадания.

Иракская армия в настоящее время использует Bell 407 с противопульной защитой пола и кресел кабины экипажа, созданной американской фирмой LifePort. Покрытие LifeGard эффективно герметизирует и защищает броню, увеличивая ее срок службы и делая поверхности внутри кабины совершенно нескользкими. Защита изготавливается из высокомолекулярного полиэтиленового волокна и стали. Соответствует первому классу стандарта 0108.01 по классификации Национального института юстиции США. А американская Aeronautical Accessories поставила для них комплекты защищенных передних, основных и вспомогательных топливных баков.

Индийская MKU Airborne Systems создает средства, способные устанавливаться на разные платформы без существенных модификаций. В 2014 году компания представила продукт Polyshield V6, созданный совместно с немцами. По уверениям разработчиков, материал позволяет снижать массу систем до 40%. Такие панели добавляют всего 12 кг к массе вертолета на квадратный метр и могут поставляться для Ми-8/17.

CCA Protect (Австралия) поставляет баллистическую защиту для австралийских и новозеландских CH47D/F и UH-60. Американская Armour of America за последние 35 лет поставила комплекты бронирования для более чем 300 военных и гражданских вертолетов различных типов. При разработке комплектов используется компьютерное проектирование, обеспечивающее подгонку под любой рельеф поверхности. Наконец, компания TenCate Advanced Armour при создании своих систем широко применяет композиты, уделяя особое внимание возможности скоростного монтажа/демонтажа.

Маловероятно, что спрос на системы баллистической защиты упадет. Вертолеты и далее будут активно использоваться в локальных конфликтах, поэтому угроза от стрелкового оружия вряд ли снизится.

Искусственный интеллект поможет придумывать новые решения

Американская DARPA реализует проекты, направленные на определение роли машинного обучения в создании революционных способов конструирования сложных инженерных систем. Конечная цель – новые двигатели и вертолеты с искусственным интеллектом.

Машинное обучение уже используется в некоторых областях проектирования, но проект DARPA направлен на его более широкое применение для решения задач определения функциональности и форм.

Одним из выбранных для финансирования, является совместный проект исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон и компании PARC, названный D-FOCUS. Искусственный интеллект должен служить помощником заказчикам, имеющим конкретные требования к будущей технике. Работа ведется не над созданием новых, а над возможностью предоставления альтернативы имеющимся инженерным системам.

Можно сказать, что это программа придумывания альтернативных проектов. Подход таков – если начальный этап проектирования автоматизирован, человек способен изучить больше потенциальных вариантов развития дизайна. Результат будет или лучше, или дешевле.

В рамках решения задачи DARPA разработает программное обеспечение для машин, способных решать классические инженерные задачи, например, подъема воду в гору. Используя законы физики и список функциональных требований, представленными конструктором, D-FOCUS сможет исследовать потенциальные концептуальные решения.

Например, для задачи с водой система предложила использовать эффект Лейденфроста – явление, когда капли воды на очень горячей поверхности создают тонкий слой пара под собой, вызывая отталкивающее усилие. Исследователи признают, что эта концепция в значительной степени непрактична, но такой ход мысли может заставить дизайнеров придумывать инновационные проекты. Они  полагают, что искусственный интеллект способен вывести проектирование за ограниченные рамки человеческого мышления.

Новые перспективы старого героя

Sikorsky вернула к жизни чуть было не позабытый проект S-97 Raider. Второй прототип недавно совершил первый полет, отметив возвращение программы к летным испытаниям почти после года простоя.

Компания использует Raider для развития технологий, проверенных на скоростном демонстраторе X2 с целью применения в программе FVL. Raider выступает в качестве «редуктора риска» для более крупного высокоскоростного SB-1 Defiant, проект которого разрабатывается совместно с Boeing. Кстати, в рамках программы JMRTD он конкурирует с Bell V-280 Valor.

Уникальные решения

Год назад Honeywell сертифицировала новый продукт для вертолетов. Спутниковая коммуникационная система Aspire 200 делает доступной передачу телеметрии с борта. Решение расширяет уровень контроля через спутники Inmarsat. Уникальность заключается в сложности реализации подобных решений на вертолетах из-за отражения сигнала лопастями основного ротора.  Aspire 200 ориентирована на вертолетный дизайн и способна передавать и принимать «тяжелые» данные через роторные лопасти.

Ранние системы спутниковой связи для вертолетов сталкивались с проблемами, поскольку сигнал антеннам приходилось отлавливать под углом. Здесь используется более легкая система, потребляющая меньше энергии и занимающая меньше места. Связь со спутником поддерживается при любом варианте управления антеннами, электронном или механическом.

Aspire 200 работает как маршрутизатор Wi-Fi, который через Inmarsat позволяет находящимся на борту подключать к интернету любое устройство. Система по существу создает летающий офис и отлично подходит для коммерческого или военного применения без дополнительного оборудования. Aspire 200 поддерживает передачу потокового видео, в том числе, с YouTube, вызовы Face Time, а также отправку/получение электронной почты и файловых данных. Во время демонстрации система показала способность поддерживать несколько устройств одновременно.

Интерфейс обеспечивает без дополнительной настройки варианты подсоединения через различные типы разъемов, включая USB, Ethernet и HDMI. Все эти возможности полезны для правоохранителей и пожарных. Всех, кому требуется передавать информацию в режиме реального времени. В программное обеспечение встроена функция шифрования паролем, но также допускается использование специализированного ПО.

Aspire 200 получила дополнительный сертификат типа FAA, позволяющий инсталляцию на Leonardo AW139, Airbus AS350/H125, Bell 429 и Sikorsky Black Hawk. Система в процессе сертификации для Sikorsky S-92, а также S-76. По факту, это услуга по запросу. Пилот может легко включать и выключать систему кнопкой, а платить только за пользование конкретной услугой.

Боевые нанодроны в студию!

FLIR получила заказ стоимостью $2,6 млн. от Армии США на поставку персональных разведывательных систем Black Hornet. Цель закупки – продолжение оценки возможностей по снижению рисков для солдат в зонах боевых действий. К слову, это не первая партия, поставленная американским военным. В общей сложности «Черный шершень» продавался в 30 стран мира.

Это мини-дрон вертолётного типа массой около 35 г, который легко помещается на ладони и может переноситься на поясе. Последняя модификация позволяет не только индивидуальное применение. Третье поколение способно раздавать видео по защищенному каналу на несколько бронеавтомобилей. Функционал камеры не ограничивается светлым временем суток. Скорость полета составляет до 22,5 км/ч, дальность – до 2 км, а максимальная продолжительность – до 25 минут. Black Hornet 3 способен работать в плохую, но не слишком ветреную погоду.

Разработчики считают, что возможностей для бойца вполне достаточно. Он может определять активность противника, обнаруживать взрывные устройства на пути следования колонн и позиции снайперов из укрытия. Дрон можно подключить к наземному источнику питания. Радиус и высота полета в этом случае будут ограниченными, но достаточными, чтобы осмотреться.

Теги записи: Bell, Bell V-280 Valor, Boeing, Honeywell, S-97 Raider, SB-1 Defiant, Sikorsky