De CV/MV-22B tiltrotor werd in 2007 door het US Marine Corps geadopteerd. Dit is het enige vliegtuig dat vandaag in bedrijf is dat verticaal opstijgt en landt en een hoge horizontale vliegsnelheid heeft.
Helikopters hebben, sinds hun introductie in het Franse leger en de luchtmacht tijdens de oorlog van 1954-1962 met Algerije, een nieuwe dimensie toegevoegd aan het concept van militaire operaties
Door het gebruik van helikopters ter ondersteuning van verticale manoeuvres kunnen gevechtseenheden, ongeacht geografische obstakels, worden afgeleverd op de plaats waar de tegenstander het minst kan verwachten. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor oorlogsvoering. Sinds het Algerijnse conflict hebben technologische vooruitgang en voortdurende verbeteringen in het ontwerp van de helikopter de capaciteiten vergroot, met name het laadvermogen en de lift. De maximale snelheid en het bereik van moderne middelzware en zware multifunctionele helikopters hebben echter hoogstwaarschijnlijk hun bovengrenzen bereikt.
Het nieuwste model F van Boeing van de CH-47 Chinook-familie van multifunctionele transporthelikopters heeft bijvoorbeeld een topsnelheid van 315 km / u en een bereik van 370 km. De CH-47F wordt gevolgd door de Russische Mi-35M helikopter met een maximale snelheid van 310 km/u en een bereik van 460 km. De medium AW-101 helikopter van AgustaWestland/Finmeccanica heeft een maximum snelheid van 309 km/u, terwijl de nieuwe generatie AW-139M medium helikopter van hetzelfde bedrijf een maximum snelheid heeft van 306 km/u. Zoals je kunt zien aan deze lijst met maximale snelheden, kunnen niet alle moderne helikopters een maximale snelheid bereiken van iets meer dan 300 km / u.
Kruissnelheid is belangrijk omdat het de "turnaround" van het vliegtuig beïnvloedt bij het uitvoeren van een gevechtsmissie. Hoe sneller de helikopter vliegt, hoe eerder hij zijn doel bereikt en hoe eerder hij kan terugkeren om extra troepen en voorraden op te pikken en af te leveren. Een snelle opbouw van grondtroepen is essentieel voor het succes van een luchtlandingsaanval. Het vermogen van een vliegtuig om meer vertrekken over een bepaalde periode te vliegen, is dus buitengewoon nuttig. Vliegen met hoge snelheid verhoogt ook de overlevingskansen door de tijd dat het vliegtuig wordt blootgesteld aan vijandelijke waarnemers en kanonniers op de grond te verminderen.
Een grotere actieradius is ook wenselijk, hoewel dit vooral te maken heeft met de beschikbaarheid van brandstof. In het verleden is er speciale aandacht besteed aan het vergroten van de actieradius, wat direct gerelateerd is aan de capaciteit van de brandstoftanks. Middelzware en zware helikopters, zoals de Mi-26 met een bereik van 800 km en de Sikorsky CH-53E met een bereik van 999 km, hebben precies dit bereik nodig om meerdere sorties uit te voeren zonder te tanken. Ondertussen maken tankstaven gemonteerd op vliegtuigen zoals de CH-53E-helikopter of de MH-60G / U Blackhawk-helikopter voor speciale operaties het mogelijk om langeafstandsmissies diep achter de vijandelijke linies uit te voeren. De actieradius en kruissnelheid zijn echter nauw verwant vanuit het oogpunt van praktische operationele betekenis. Hoewel het vliegtuig een bereik kan hebben dat honderden zeemijlen toelaat om het landingsgebied te bereiken, moet rekening worden gehouden met de terugvlucht en de tijd die eraan wordt besteed, omdat dit kan leiden tot een toename van de tijd van de landingskracht opbouwen. In dit geval zal het vanwege de langere vliegtijd niet in staat zijn om snel taken uit te voeren zoals "heen en terug". Dat wil zeggen, om de lange afstand het meest effectief te gebruiken, moet het vliegtuig opnieuw sneller vliegen.
Wartelschroeven
Ondanks aanvankelijke moeilijkheden en kritiek van sceptici, veranderde de Bell-Boeing CV / MV-22B Osprey tiltrotor, die in 1981 in het leven werd geroepen als onderdeel van het gezamenlijke project Vertical Take-Off / Landing Experimental (JVX), het concept van operaties met verticaal heffen. voertuigen. Deze tiltrotor werd voor het eerst ingezet door het US Marine Corps in 2007 en de US Air Force Special Forces in 2009 en wordt momenteel niet alleen gebruikt in gevechten (interventies in Irak en Afghanistan), maar ook in humanitaire en rampenbestrijdingsmissies zoals hij voorzag in noodhulp. na tyfoon Haiyart die in 2013 delen van de Filipijnen verwoestte. Vooral de mariniers zagen in de MV-22B tiltrotor een oplossing voor het probleem van het leveren van troepen vanaf schepen ver achter de horizon. Deze missie werd eerder uitgevoerd door een zware transporthelikopter CH-46E Sea Knight, maar de vliegtijd was onacceptabel. Deze helikopter duurde vrij lang om het nodige contingent landingstroepen op te bouwen, terwijl het meerdere sorties maakte, het beperkte aantal troepen bleef kwetsbaar.
De unieke kenmerken en mogelijkheden van de MV-22B tiltrotor zijn gericht op het oplossen van dergelijke problemen. Het kan verticaal opstijgen vanaf amfibische aanvalsschepen, maar bij het overschakelen naar horizontale vlucht en het uitzetten van de motoren, kan het vliegen met een snelheid van 500 km / u. Dit is meer dan het dubbele van de snelheid van de CH-46E, wat neerkomt op meer dan de helft van de vliegtijd naar dezelfde landingszone. Plus een groot vliegbereik van 722 km en een hoger laadvermogen in de cockpit van 9070 kg en op een vering van 6800 kg verhogen de efficiëntie nog verder. De praktische ervaring die is opgedaan met de MV-22B heeft de belangstelling voor tiltrotors als een type vliegtuig vergroot en de vooruitzichten voor de volgende generatie tiltrotor verbeterd. Dit geldt met name omdat de CV / MV-22B in feite technologieën, materialen en processen gebruikt voor de ontwikkeling en productie van de jaren 70 van de vorige eeuw, die zonder enige twijfel aanzienlijk zijn verbeterd in de afgelopen drie decennia.
Bell-Boeing bouwt voort op de CV / MV-22B-ervaring bij de ontwikkeling van het veelbelovende V-280 Valor tiltrotor-vliegtuig en gebruikt de nieuwste technologieën, materialen en productieprocessen om een geavanceerder tiltrotor-vliegtuig te creëren.
Voor de Sikorsky S-97-helikopter werd een schema met twee tegengesteld draaiende hoofdrotors en een staartduwrotor gebruikt. Dit maakte het niet alleen mogelijk om hoge snelheden te halen, maar ook om zijwaarts en zelfs terug te vliegen.
Veelbelovende ontwikkelingen
Zoals hierboven vermeld, werkt de luchtvaartindustrie aan het overschrijden van de maximumsnelheid voor helikopters. Het probleem van het verhogen van de snelheid houdt gedeeltelijk verband met het element dat de helikopter in staat stelt verticaal te vliegen - de bovenste rotors. De problemen die moesten worden opgelost, hadden betrekking op de aerodynamische weerstand van de propellers en het lichaam, de eliminatie van luchtuitbarsting van de bladen, omgekeerde luchtstroom en samendrukbaarheid van de lucht. Een bespreking van de technische subtiliteiten van deze problemen kan meerdere pagina's in beslag nemen, maar één ding is duidelijk: ze moeten op de een of andere manier worden opgelost om de dynamiek van de helikoptervlucht te veranderen. Ontwerpers proberen deze problemen op te lossen door in verschillende richtingen te gaan en daar naar antwoorden te 'tasten'.
Bell Helicopter nam bijvoorbeeld het beproefde CV / MV-22B roterende propellerconcept en paste het aan voor hun V280 Valor tiltrotorproject. Volgens Steve Matia, Director of Business Development for Advanced Rotary Propeller Systems: "Het ontwerp en de fabricage van de V-280 is gebaseerd op de ervaring die is opgedaan en getest met de CV / MV-22B tiltrotor, terwijl het meest geavanceerde ontwerp en de meest geavanceerde technologieën." Zoals hij uitlegde, is een van de meest interessante oplossingen geïmplementeerd in de V-280-gondel. De CV / MV-22B tiltrotor draait de gehele gondel. Op de nieuwe V-280 draaien alleen de propellers en versnellingsbakken, terwijl de gondel en de motor stationair blijven. Dit zorgt voor een veilige landing en ontscheping, omdat de motorbehuizing de landing niet hindert en ook de onderhoudsvereisten vermindert. De V-280 tiltrotor, ontworpen voor verschillende taken, is kleiner dan de CV/MV-22B tiltrotor. Het zal een kruissnelheid hebben van 520 km / u, een gevechtsbereik van meer dan 930 km, het zal kunnen zweven op een hoogte van 1828 meter en vliegen bij een temperatuur van 32 graden Celsius met een volledige gevechtsbelasting, terwijl het bestaande overtreft helikopters in manoeuvreerbaarheid. Samen met Lockheed-Martin biedt Bell de V-280 tiltrotor aan voor het FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration) helikopterprogramma. De bedrijven hebben de eerste vlucht van hun V-280 tiltrotor gepland voor augustus 2017.
Dankzij het gebruik van een pusher-staartrotor en twin-beam staartvinnen is de S-97 al merkbaar stiller dan traditionele helikopters. Wanneer hoge snelheid niet nodig is, maar weinig zicht nodig is, maakt de duwpropeller het bijna stil
De veelbelovende X3-helikopter van Airbus Helicopters heeft korte vleugels die een lift genereren bij snelheden van meer dan 80 knopen, en twee turbopropmotoren voor voorwaartse vlucht. Piloten spreken positief over de wendbaarheid van het vliegtuig van Airbus Helicopter
X2
Ondertussen werken Sikorsky en Boeing samen in het FVL JMR-TD-programma om de SB-1 Defiant-helikopter aan te bieden. Ze stellen voor om het Sikorsky X2-project met tegengesteld draaiende coaxiale propellers en een duwende propeller als basis te nemen voor een nieuw vliegtuig met een gewicht van niet meer dan 13636 kg. Deze benadering van Sikorsky-Boeing heeft voordelen, aangezien de 2.720 kg zware X2 Technology Demonstrator in 2010 verschillende testvluchten maakte, waarbij hij een recordsnelheid van 463 km/u bereikte. In 2015 presenteerde Sikorsky zijn prototype van de S-97 Raider, een lichte tactische multifunctionele helikopter met een gewicht van ongeveer 5000 kg.
Sikorsky en Boeing SB-1 Defiant helikopterproject
Chris Van Buyten, VP Innovation Projects bij Sikorsky, die het project leidt: “Verder en sneller vliegen in een coaxiale helikopter is absoluut een essentiële vereiste. Met ons S-97-project willen we echter de volgende generatie helikopters laten zien die beter kunnen presteren dan traditionele helikopters in elke prestatieparameter, vooral bij lage snelheden en tijdens het zweven. Het geheim van de X2 coaxiale is dat de tegengesteld draaiende hoofdpropellers voor lift en voorwaartse vlucht zorgen zonder staartrotor. Boven 150 knopen (277,8 km/u) wordt stuwkracht geleverd door de duwpropeller, dus de hoofdpropellers doen waar ze goed in zijn: lift leveren.” Van Buyten speculeerde verder dat de S-97- en SB-1-vliegtuigen "de manier waarop militaire piloten nu vliegen en vechten in helikopters radicaal zullen veranderen". Tegen de tijd dat het Sikorsky- en Boeing-team hun SB-1 in 2017 de lucht in gaan, zal Sikorsky zijn derde experimentele X2 in minder dan 10 jaar hebben, wat eindelijk de inherente schaalbaarheid van het project tot de grootte van de UH middelgrote multifunctionele helikopter zou kunnen bevestigen. -60 Zwarte Havik.
Sikorsky's X2-project
Het doel van het FVL JMR-TD-programma is het ontwikkelen en inzetten van een vliegtuig met aanzienlijk verbeterde prestaties en capaciteiten, dat in staat is een breed scala aan taken uit te voeren, variërend van verkenning en aanval tot het transport van troepen en vracht.
Hybride projecten
Airbus Helicopters (voorheen Eurocopter) kiest voor een hybride benadering om toekomstbestendige helikopters te ontwikkelen, waarbij gebruik wordt gemaakt van enkele van de essentiële elementen van traditionele vliegtuigen, zoals korte rechthoekige vleugels. Een dergelijke oplossing maakte een aanzienlijke toename van de vliegsnelheden mogelijk, wat in 2012 werd aangetoond door een testvlucht van de X3-technologiedemonstrator, die een snelheid van 255 knopen (472 km / h) bereikte (boven het X2-snelheidsrecord). Het X3-project combineert een bovenste rotor voor heffen en zweven en korte vleugels met daarop gemonteerde turbopropmotoren, die stuwkracht leveren voor voorwaartse beweging (daarom wordt hier de term "hybride" gebruikt). Het heeft geen achterste rotor, maar heeft in plaats daarvan een horizontale stabilisator met verticale staartstabilisatoren aan elk uiteinde. Als ze vooruit vliegen met snelheden van meer dan 80 knopen (148 km / h), beginnen de vleugels extra lift te genereren en leveren ze met hoge snelheid bijna alle lift voor dit vliegtuig.
Airbus heeft zijn plannen voor een nieuw militair vliegtuig nog niet bekendgemaakt volgens de aanpak die is aangetoond door het X3-project. Een woordvoerder van het bedrijf suggereerde echter dat veel van de huidige helikopters deze ontwerpoplossingen zouden kunnen bevatten. Aangezien het X3-project is gebaseerd op de sterk gemoderniseerde romp van de lichte universele AS-365N3 Dauphin-helikopter van Airbus Helicopters, lijkt dit heel goed mogelijk. De X3 werd getoond aan het Amerikaanse leger, maar haalde uiteindelijk het FVL JMR-TD-programma niet. Airbus heeft aangegeven van plan te zijn zich te concentreren op zoek- en reddingsmissies en blijft werken aan een vliegtuig op basis van het X3-project dat in 2019 zou kunnen opstijgen.
RACHEL
Russian Helicopters kondigde in 2009 aan dat het een veelbelovende aerodynamische helikopter met hoge snelheid ontwikkelt met een intrekbaar landingsgestel en een gepatenteerde implementatie van het SLES-systeem (Stall Local Elimination System) in het hoofdrotorontwerp. Volgens het bedrijf zal de Mi-X1 een kruissnelheid hebben van 475 km/u en een topsnelheid tot 520 km/u. In augustus 2015, op de MAKS vliegshow in Moskou, heeft de V. I. Mil toonde een demonstratie van de RACHEL (Russian Advanced Commercial Helicopter) geadverteerd als een hogesnelheidshelikopter. De helikopter kan maximaal 24 passagiers of 2,5 ton vracht aan boord nemen en vervoeren met een maximale snelheid van 500 km/u tot een maximale afstand van 900 km. De holding zei dat de testvluchten in december zullen beginnen en de massaproductie in 2022. In december 2015 werd een sterk gemoderniseerde Mi-24K met nieuwe gebogen rotorbladen aan het publiek gepresenteerd. Het doel van deze ontwikkeling is om de luchtweerstand te verminderen, de stabiliteit en snelheid van de helikoptervlucht te vergroten. Het bedrijf verwacht dat de maximale snelheid van het experimentele vliegtuig zal stijgen van 333 km/u naar 400 km/u. Als het mogelijk is om een ander vliegtuig opnieuw uit te rusten met gebogen bladen, zal dit volgens het bedrijf de snelheid met 30 procent verhogen.
Russisch project van een veelbelovende hogesnelheidshelikopter RACHEL
X-VLAK
Een klein Amerikaans bedrijf AMV ontwikkelt een eigen project voor een snel verticaal startschip met propellers op de korte vleugels. Prototypes duiden duidelijk op een combinatie van een VTOL-voertuig (Vertical Take-Off and Landing) en een hogesnelheidshelikopter. AMV heeft zijn X-PLANE-demo gelanceerd en verwacht dat zijn AMV-211 een topsnelheid van 483 km/u, een kruissnelheid van 402 km/u en een bereik van 1110 km zal halen. Hoewel het bedrijf zijn voorstel voor het FVL JMR-TD-programma had ingediend, werd het project niet geselecteerd en werd het X-PLANE-project niet stopgezet en gaat de ontwikkeling ervan door.
AMV's X-PLANE-concept
Gecontroleerde tractie
Een andere kandidaat in de high-speed helikopterindustrie gebruikt het gepatenteerde Vectored Thrust Ducted Propeller (VTDP)-ontwerp van Piasecki Aircraft in combinatie met hoofdvleugels. Een experimentele tweemotorige vierbladige X-49 Speed Hawk steeg in 2007 voor het eerst op en bereikte een snelheid van 268 km/u. Dit model was gebaseerd op de romp van de Sikorsky SH-60F Seahawk op het dek gebaseerde anti-onderzeeërhelikopter. Het werk werd oorspronkelijk gefinancierd door de Amerikaanse marine en vervolgens door het Amerikaanse leger om manieren te demonstreren om de snelheid van bestaande helikopters te verhogen tot 360 km / u. Dit project is niet geselecteerd voor het FVL JMR-TD programma.
Piasecki Aircraft-project gebaseerd op Sikorsky SH-60F Seahawk dek anti-onderzeeër helikopter
De SB-1 is een verdere ontwikkeling van het Sikorsky S-97-project en is een andere kandidaat voor het FVL JMR-TD-programma, dat tot doel heeft te voldoen aan de behoefte aan een middelgrote multifunctionele helikopter.
Reden prevaleert
De legers van verschillende landen, waaronder de strijdkrachten van de Verenigde Staten en de NAVO, zullen het komende decennium te maken krijgen met het probleem van de vergrijzing van hun helikoptervloten. Veel van de hedendaagse helikopters zijn in de jaren tachtig in gebruik genomen en hun levensduur nadert nu al 30 jaar. Zo begonnen de McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache gevechtshelikopters in 1986 de troepen te bevoorraden en hebben, ondanks een aantal verbeteringen, in wezen dezelfde vliegeigenschappen. De familie UH-60 is nog ouder, de eerste helikopters werden in 1974 geleverd. De nieuwste UH-60M helikopters hebben fly-by-wire besturingssystemen, een gemeenschappelijke architectuur, een nieuwe krachtige en betrouwbare motor, maar de snelheid blijft hetzelfde. De eerste taak van het FVL JMR-TD-programma zal hoogstwaarschijnlijk de vervanging zijn van de helikopters uit de UH-60-serie, wat de gelijkenis verklaart van de ontwerpen van de cabines die ervoor worden aangeboden.
Militaire operators proberen dus onvermijdelijk hun vliegtuig te vervangen. En hier staan ze voor de vraag of ze de beproefde ontwerpen moeten behouden, zij het met de opname van digitale elektronica en avionica, fly-by-wire-systemen en composietmaterialen, of moeten evolueren naar projecten die een nieuw niveau van kansen bieden. De tweede vraag is de mogelijkheid om een universeel vaartuig te ontwikkelen dat verschillende taken kan uitvoeren. Het Amerikaanse leger wilde aanvankelijk maximaal drie vliegtuigen om alle beoogde missies uit te voeren. Dit idee is verschillende keren veranderd en tot nu toe hebben ze zich op drie projecten gevestigd: de Light Scout lichte helikopter (operatie sinds 2030), het medium-Light medium, de universele / aanvalshelikopter met de start van de operatie sinds 2028 en tot slot, het Heavy Cargo transport met ingebruikname vanaf 2035. Bovendien rekent het Amerikaanse leger op de uitvoering van het "Ultra" -project, dat naar verwachting in 2025 van start gaat. Het is een nieuw verticaal opstijgend vrachtvoertuig met kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van transportvliegtuigen aangedreven door turbopropmotoren zoals de Lockheed Martin C-130J of Airbus A400M. Maar afgaande op de resultaten van een briefing door de adjunct-directeur van het Department of Ground Combat and Tactical Combat Systems Jose Gonzales, gehouden in het Amerikaanse ministerie van Defensie in januari 2016, lijkt alles weer te veranderen. Er wordt een indeling voorgesteld op basis van de benodigde capaciteiten in plaats van op gewicht. Deze nieuwe categorieën zijn nog niet bekend gemaakt.
Zelfs zonder de Ultra-optie heeft dit concept van nieuwe vliegtuigen niet alleen technische problemen, maar kan het ook de huidige positie van de Amerikaanse luchtmacht beïnvloeden - met zijn ambitie en deadlines. Waarschijnlijk hebben sommige projecten, vanuit operationeel oogpunt, bij verschillende taken de voorkeur boven andere. De belangrijkste kwestie blijft de evenredige financiering van een dergelijk programma en hoe het andere moderniseringsprojecten van het leger kan beïnvloeden.
Vooruit vliegen
De operationele ervaring van de CV / MV-22B tiltrotor onthult de voordelen van dit vliegtuig en geeft nieuwe manieren aan om zijn unieke mogelijkheden te gebruiken. Op basis van deze ervaring heeft het Amerikaanse commando van de speciale operatietroepen USSOCOM al interesse getoond om het aantal CV / MV-22B tiltrotors te verhogen ten opzichte van de aanvankelijke vereisten. Voldoende ervaring met het X3-project in het kader van het FVL JMR-TD-programma toont de realiteit van het bereiken van hoge snelheid, grotere manoeuvreerbaarheid en groter vliegbereik. Momenteel is er een kwestie van het bepalen van de levensvatbaarheid, uitbreidbaarheid en aanpasbaarheid van hogesnelheidshelikopters, evenals hun kosten, waardoor ze het hele scala aan gevechtsmissies kunnen uitvoeren. Hogesnelheidshelikopters zijn aan de horizon, maar hoe snel en in welke vorm is nog onbekend.
