Il convertiplano CV / MV-22B è stato adottato dal Corpo dei Marines degli Stati Uniti nel 2007. Questo è l'unico aereo in funzione oggi che decolla e atterra verticalmente e ha un'elevata velocità di volo orizzontale.
Gli elicotteri, dalla loro introduzione nell'esercito e nell'aeronautica francese durante la guerra del 1954-1962 con l'Algeria, hanno aggiunto una nuova dimensione al concetto di operazioni militari
L'uso di elicotteri per supportare la manovra verticale consente alle unità di combattimento di essere consegnate, indipendentemente dagli ostacoli geografici, nel luogo in cui l'avversario meno può aspettarsi. Questo apre nuove opportunità di guerra. Dal conflitto algerino, i progressi tecnologici e i continui miglioramenti nella progettazione dell'elicottero hanno aumentato le sue capacità, in particolare il carico utile e il sollevamento. Tuttavia, la velocità massima e la portata dei moderni elicotteri multiuso medi e pesanti, molto probabilmente, hanno raggiunto i loro limiti massimi.
Ad esempio, l'ultimo modello F di Boeing della famiglia di elicotteri da trasporto multiuso CH-47 Chinook ha una velocità massima di 315 km/he un'autonomia di 370 km. Il CH-47F è seguito dall'elicottero russo Mi-35M con una velocità massima di 310 km/he un'autonomia di 460 km. L'elicottero medio AW-101 di AgustaWestland/Finmeccanica ha una velocità massima di 309 km/h, mentre l'elicottero medio di nuova generazione AW-139M della stessa azienda ha una velocità massima di 306 km/h. Come puoi vedere da questo elenco di velocità massime, non tutti i moderni elicotteri possono raggiungere una velocità massima di poco superiore ai 300 km/h.
La velocità di crociera è importante perché influenza il "turnaround" dell'aereo durante l'esecuzione di una missione di combattimento. Più velocemente l'elicottero vola, prima raggiungerà il suo obiettivo e prima sarà in grado di tornare a raccogliere e fornire ulteriori forze e rifornimenti. Un rapido accumulo di forze di terra è essenziale per il successo di un assalto aereo. Pertanto, la capacità di un aeromobile di effettuare più partenze in un determinato periodo di tempo è estremamente utile. Volare ad alta velocità aumenta anche la capacità di sopravvivenza riducendo il tempo in cui l'aereo è esposto agli osservatori nemici e agli artiglieri a terra.
È auspicabile anche una maggiore autonomia, sebbene sia principalmente correlata alla disponibilità di carburante. In passato si è prestata particolare attenzione all'aumento dell'autonomia, che è direttamente correlata alla capacità dei serbatoi del carburante. Gli elicotteri medi e pesanti, come il Mi-26 con un'autonomia di 800 km e il Sikorsky CH-53E con un'autonomia di 999 km, necessitano proprio di questa autonomia per eseguire diverse sortite senza rifornimento. Nel frattempo, le aste di rifornimento montate su aerei come l'elicottero CH-53E o l'elicottero per operazioni speciali MH-60G / U Blackhawk consentono di eseguire missioni a lungo raggio in profondità dietro le linee nemiche. Tuttavia, l'autonomia e la velocità di crociera sono strettamente correlate dal punto di vista del significato operativo pratico. Sebbene l'aeromobile possa avere un'autonomia tale da consentire centinaia di miglia nautiche per raggiungere l'area di atterraggio, è necessario tenere conto del volo di ritorno e del tempo trascorso su di esso, poiché ciò potrebbe comportare un aumento del tempo della forza di atterraggio costruire. In questo caso, non sarà in grado di eseguire rapidamente attività come "andata e ritorno" a causa dell'aumento del tempo di volo. Cioè, per utilizzare il lungo raggio nel modo più efficace, l'aereo deve volare di nuovo più velocemente.
Viti girevoli
Nonostante le difficoltà iniziali e le critiche degli scettici, il convertiplano Bell-Boeing CV / MV-22B Osprey, nato nel 1981 come parte del progetto congiunto Vertical Take-Off / Landing Experimental (JVX), ha cambiato il concetto di operazioni che comportano il sollevamento verticale veicoli. Schierato per la prima volta dal Corpo dei Marines degli Stati Uniti nel 2007 e dalle Forze Speciali dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti nel 2009, questo convertiplano è attualmente utilizzato non solo in combattimento (interventi in Iraq e Afghanistan), ma anche in missioni umanitarie e di soccorso in caso di calamità, come ha fornito soccorso dopo il tifone Haiyart che ha devastato parti delle Filippine nel 2013. I Marines, in particolare, hanno visto nel convertiplano MV-22B una soluzione al problema di consegnare truppe da navi ben oltre l'orizzonte. Questa missione è stata precedentemente eseguita da un elicottero da trasporto pesante CH-46E Sea Knight, ma il tempo di volo era inaccettabile. Questo elicottero ha impiegato parecchio tempo per costruire il contingente necessario di forze da sbarco, mentre ha effettuato diverse sortite, il numero limitato di truppe è rimasto vulnerabile.
Le caratteristiche e le capacità uniche del convertiplano MV-22B mirano a risolvere tali problemi. Può decollare verticalmente da navi d'assalto anfibie, ma quando si passa al volo livellato e si abbassano i motori, può volare a una velocità di 500 km / h. Questa è più del doppio della velocità del CH-46E, il che significa più della metà del tempo di volo verso la stessa zona di atterraggio. Inoltre, una lunga autonomia di volo di 722 km e un carico utile maggiore nell'abitacolo di 9070 kg e su una sospensione di 6800 kg ne aumentano ulteriormente l'efficienza. L'esperienza pratica acquisita con l'MV-22B ha aumentato l'interesse per i convertiplani come tipo di aeromobile e ha migliorato le prospettive per il convertiplano di nuova generazione. Ciò è particolarmente vero dato che il CV/MV-22B, infatti, utilizza tecnologie, materiali e processi di sviluppo e produzione degli anni '70 del secolo scorso, che, senza alcun dubbio, sono notevolmente avanzati negli ultimi tre decenni.
Bell-Boeing si basa sull'esperienza CV / MV-22B nello sviluppo del promettente velivolo convertiplano V-280 Valor e incorpora le ultime tecnologie, materiali e processi di produzione per creare un velivolo convertiplano più avanzato.
Per l'elicottero Sikorsky S-97 è stato utilizzato uno schema con due rotori principali controrotanti e un rotore di spinta di coda. Ciò ha reso possibile non solo ottenere alte velocità, ma anche la capacità di volare lateralmente e persino indietro.
Sviluppi promettenti
Come notato sopra, l'industria aeronautica sta lavorando per superare il limite massimo di velocità per gli elicotteri. Il problema dell'aumento della velocità è in parte correlato all'elemento stesso che consente all'elicottero di volare verticalmente: i rotori superiori. I problemi da risolvere erano legati alla resistenza aerodinamica delle eliche e della carrozzeria, all'eliminazione delle fuoriuscite d'aria dalle pale, al flusso d'aria inverso e alla comprimibilità dell'aria. Una discussione sulle sottigliezze tecniche di questi problemi potrebbe richiedere diverse pagine, ma una cosa è chiara: devono essere risolti in un modo o nell'altro per cambiare la dinamica del volo in elicottero. I designer cercano di risolvere questi problemi andando in direzioni diverse e "cercando a tentoni" lì le risposte.
Ad esempio, Bell Helicopter ha preso il collaudato concetto di elica rotativa CV / MV-22B e lo ha adattato per il progetto del convertiplano Valor V280. Secondo Steve Matia, Direttore del Business Development for Advanced Rotary Propeller Systems: "La progettazione e la produzione del V-280 si basa sull'esperienza acquisita e testata sul convertiplano CV / MV-22B, applicando la progettazione e lo sviluppo più avanzati tecnologie". Come ha spiegato, una delle soluzioni più interessanti è implementata nella navicella V-280. Il convertiplano CV / MV-22B fa girare l'intera navicella. Sul nuovo V-280 ruotano solo le eliche e il cambio, mentre la navicella e il motore rimangono fermi. Ciò consente un atterraggio e uno sbarco sicuri, poiché l'alloggiamento del motore non interferisce con l'atterraggio e riduce anche i requisiti di manutenzione. Il convertiplano V-280, progettato per vari compiti, è più piccolo del convertiplano CV / MV-22B. Avrà una velocità di crociera di 520 km / h, un raggio di combattimento di oltre 930 km, sarà in grado di librarsi a un'altitudine di 1828 metri e volare a una temperatura di 32 gradi Celsius con un carico di combattimento completo, superando l'attuale elicotteri in manovrabilità. Insieme a Lockheed-Martin, Bell offre il convertiplano V-280 per il programma di elicotteri FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration). Le compagnie hanno programmato il primo volo del loro convertiplano V-280 per agosto 2017.
Grazie all'utilizzo di un rotore di coda a spinta e di pinne caudali a doppio raggio, l'S-97 è già notevolmente più silenzioso degli elicotteri tradizionali. Quando non è necessaria l'alta velocità, ma è necessaria una bassa visibilità, l'elica a spinta lo rende quasi silenzioso
Il promettente elicottero X3 di Airbus Helicopters ha ali corte che generano portanza a velocità superiori a 80 nodi e due motori turboelica per il volo in avanti. I piloti parlano favorevolmente della manovrabilità degli aerei di Airbus Helicopter
X2
Nel frattempo, Sikorsky e Boeing hanno collaborato al programma FVL JMR-TD per offrire l'elicottero SB-1 Defiant. Propongono di prendere il progetto Sikorsky X2 con eliche coassiali controrotanti e un'elica di spinta come base per un nuovo aeromobile di peso non superiore a 13636 kg. Ci sono vantaggi in questo approccio Sikorsky-Boeing, poiché il dimostratore tecnologico X2 da 2,720 kg ha effettuato diversi voli di prova nel 2010, in cui ha raggiunto una velocità record di 463 km / h. Nel 2015, Sikorsky ha presentato il suo prototipo dell'S-97 Raider, un elicottero polivalente tattico leggero, del peso di circa 5000 kg.
Progetto elicottero Sikorsky e Boeing SB-1 Defiant
Chris Van Buyten, VP of Innovation Projects di Sikorsky, che guida il progetto: “Volare più lontano e più veloce in un elicottero coassiale è sicuramente un requisito fondamentale. Tuttavia, con il nostro progetto S-97, vogliamo mostrare il velivolo ad ala rotante di prossima generazione in grado di superare gli elicotteri tradizionali in ogni parametro di prestazione, specialmente a basse velocità e in volo stazionario. Il segreto del coassiale X2 è che le eliche principali controrotanti forniscono sollevamento e volo in avanti senza un rotore di coda. Sopra i 150 nodi (277,8 km / h), la spinta è fornita dall'elica a spinta, quindi le eliche principali fanno ciò che sanno fare meglio: fornire sollevamento.” Van Buyten ha continuato ipotizzando che gli aerei S-97 e SB-1 "cambieranno radicalmente il modo in cui i piloti militari ora volano e combattono sugli elicotteri". Quando il team Sikorsky e Boeing porteranno in volo il loro SB-1 nel 2017, Sikorsky avrà il suo terzo X2 sperimentale in meno di 10 anni, il che potrebbe finalmente confermare la scalabilità intrinseca del progetto alle dimensioni dell'elicottero medio multiuso UH. -60 Falco Nero.
Il progetto X2 di Sikorsky
L'obiettivo del programma FVL JMR-TD è sviluppare e dispiegare un aereo con prestazioni e capacità notevolmente migliorate, in grado di svolgere un'ampia gamma di compiti, che vanno dalla ricognizione e attacco al trasporto di truppe e merci.
Progetti ibridi
Airbus Helicopters (ex Eurocopter) sta adottando un approccio ibrido allo sviluppo di elicotteri a prova di futuro, utilizzando alcuni degli elementi essenziali dei velivoli tradizionali, come le ali corte rettangolari. Tale soluzione ha permesso un significativo aumento delle velocità di volo, che è stato dimostrato nel 2012 da un volo di prova del dimostratore della tecnologia X3, che ha raggiunto una velocità di 255 nodi (472 km / h) (sopra il record di velocità X2). Il progetto X3 combina un rotore superiore per il sollevamento e il volo stazionario e ali corte con motori turboelica montati su di esse, fornendo spinta per il movimento in avanti (motivo per cui qui viene usato il termine "ibrido"). Non ha un rotore posteriore, ma ha invece uno stabilizzatore orizzontale con stabilizzatori di coda verticali a ciascuna estremità. Volando in avanti a velocità superiori a 80 nodi (148 km/h), le ali iniziano a generare portanza aggiuntiva e ad alta velocità forniscono quasi tutta la portanza per questo aereo.
Airbus non ha ancora rivelato i suoi piani per un nuovo aereo militare utilizzando l'approccio dimostrato dal progetto X3. Tuttavia, un portavoce dell'azienda ha suggerito che molti degli attuali elicotteri potrebbero includere queste soluzioni progettuali. Poiché il progetto X3 si basa sullo scafo profondamente modernizzato dell'elicottero leggero universale AS-365N3 Dauphin di Airbus Helicopters, ciò sembra del tutto possibile. L'X3 è stato mostrato all'esercito americano ma alla fine non è arrivato al programma FVL JMR-TD. Airbus ha manifestato l'intenzione di concentrarsi sulle missioni di ricerca e soccorso e sta continuando a lavorare su un velivolo basato sul progetto X3 che potrebbe decollare nel 2019.
RACHEL
Russian Helicopters ha annunciato nel 2009 che sta sviluppando un promettente elicottero aerodinamico ad alta velocità con un carrello di atterraggio retrattile e un'implementazione brevettata del sistema SLES (Stall Local Elimination System) nel design del rotore principale. Secondo l'azienda, il Mi-X1 avrà una velocità di crociera di 475 km/h e una velocità massima fino a 520 km/h. Nell'agosto 2015, al MAKS air show di Mosca, il V. I. Mil ha mostrato una dimostrazione del RACHEL (Russian Advanced Commercial Helicopter) pubblicizzato come un elicottero ad alta velocità. L'elicottero può imbarcare fino a 24 passeggeri o 2,5 tonnellate di carico e trasportarlo ad una velocità massima di 500 km/h ad una distanza massima di 900 km. La holding ha affermato che i voli di prova inizieranno a dicembre e la produzione di massa nel 2022. Nel dicembre 2015 è stato presentato al pubblico un Mi-24K profondamente modernizzato con nuove pale del rotore curve. Lo scopo di questo sviluppo è ridurre la resistenza aerodinamica, aumentare la stabilità e la velocità del volo dell'elicottero. La società prevede che la velocità massima del velivolo sperimentale aumenterà da 333 km/h a 400 km/h. Secondo la società, se è possibile riequipaggiare un altro aereo con pale curve, ciò aumenterà la velocità del 30 percento.
Progetto russo di un promettente elicottero ad alta velocità RACHEL
X-PLANE
Una piccola azienda americana AMV sta sviluppando il proprio progetto per una nave ad alta velocità a decollo verticale con eliche posizionate sulle sue ali corte. I prototipi suggeriscono chiaramente una combinazione di un veicolo VTOL (Vertical Take-Off and Landing) e un elicottero ad alta velocità. AMV ha lanciato la sua demo X-PLANE e si aspetta che il suo AMV-211 raggiunga una velocità massima di 483 km/h, una velocità di crociera di 402 km/he un'autonomia di 1110 km. Sebbene la società abbia presentato la sua proposta per il programma FVL JMR-TD, il suo progetto non è stato selezionato e il progetto X-PLANE non è stato interrotto e il suo sviluppo continua.
Il concetto di X-PLANE di AMV
Trazione controllata
Un altro candidato nel settore degli elicotteri ad alta velocità utilizza il design brevettato Vectored Thrust Ducted Propeller (VTDP) di Piasecki Aircraft in combinazione con le ali principali. Un bimotore sperimentale a quattro pale X-49 Speed Hawk è decollato per la prima volta nel 2007 e ha raggiunto una velocità di 268 km/h. Questo modello era basato sullo scafo dell'elicottero antisommergibile Sikorsky SH-60F Seahawk. Il lavoro è stato originariamente finanziato dalla US Navy e poi dall'US Army per dimostrare i modi per aumentare la velocità degli elicotteri esistenti a 360 km / h. Questo progetto non è stato selezionato per il programma FVL JMR-TD.
Progetto Piasecki Aircraft basato sull'elicottero antisommergibile Sikorsky SH-60F Seahawk
L'SB-1 è un ulteriore sviluppo del progetto Sikorsky S-97 ed è un altro candidato per il programma FVL JMR-TD, che mira a soddisfare la necessità di un elicottero medio multiruolo.
La ragione prevale
Gli eserciti di diversi paesi, comprese le forze militari degli Stati Uniti e della NATO, dovranno affrontare il problema dell'invecchiamento delle loro flotte di elicotteri nel prossimo decennio. Molti degli elicotteri di oggi sono stati messi in servizio negli anni '80 e la loro vita utile si avvicina già ai 30 anni. Ad esempio, gli elicotteri da combattimento McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache hanno iniziato a rifornire le truppe nel 1986 e, nonostante una serie di miglioramenti, hanno essenzialmente le stesse caratteristiche di volo. La famiglia UH-60 è ancora più antica, i primi elicotteri furono consegnati nel 1974. I nuovissimi elicotteri UH-60M hanno sistemi di controllo fly-by-wire, un'architettura comune, un nuovo motore potente e affidabile, ma la velocità rimane la stessa. Il primo compito del programma FVL JMR-TD sarà molto probabilmente la sostituzione degli elicotteri della serie UH-60, il che spiega la somiglianza dei progetti delle cabine offerte per esso.
Quindi, gli operatori militari cercano inevitabilmente di sostituire i loro aerei. E qui si trovano di fronte alla questione se mantenere i progetti collaudati, anche se con l'inclusione di elettronica digitale e avionica, sistemi fly-by-wire e materiali compositi, o passare a progetti che offrono un nuovo livello di opportunità. La seconda domanda è la possibilità di sviluppare una nave universale che potrebbe svolgere una varietà di compiti. L'esercito americano inizialmente voleva un massimo di tre velivoli per svolgere tutte le missioni previste. Questa idea è cambiata più volte, e finora si sono stabiliti su tre progetti: l'elicottero leggero Light Scout (operativo dal 2030), il medio-leggero medio, l'elicottero universale / d'attacco con l'inizio delle operazioni dal 2028 e, infine, il trasporto di carichi pesanti con l'inizio dell'attività dal 2035. Inoltre, l'esercito degli Stati Uniti conta sull'attuazione del progetto "Ultra", che dovrebbe entrare in funzione nel 2025. Si tratta di un nuovo veicolo cargo a decollo verticale con caratteristiche simili a quelle dei velivoli da trasporto alimentati da motori turboelica come il Lockheed Martin C-130J o l'Airbus A400M. Ma, a giudicare dai risultati di un briefing del vicedirettore del dipartimento di combattimento terrestre e sistemi di combattimento tattici Jose Gonzales, tenutosi presso il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti nel gennaio 2016, tutto sembra cambiare di nuovo. Viene suggerita una categorizzazione basata sulle capacità necessarie piuttosto che sul peso. Queste nuove categorie non sono ancora state annunciate.
Anche senza l'opzione Ultra, questo concetto di nuovo velivolo non ha solo problemi tecnici, ma può anche influenzare l'attuale posizione dell'aeronautica americana, con le sue ambizioni e le sue scadenze. Probabilmente, da un punto di vista operativo, in varie mansioni, alcuni progetti possono essere preferibili ad altri. Il problema principale rimane il finanziamento proporzionato di tale programma e come può influenzare altri progetti di modernizzazione dell'esercito.
Vola in avanti
L'esperienza operativa del convertiplano CV / MV-22B rivela i vantaggi di questo aereo e indica nuovi modi per utilizzare le sue capacità uniche. Sulla base di questa esperienza, il comando americano delle forze per le operazioni speciali USSOCOM ha già espresso interesse per aumentare il numero di convertiplani CV / MV-22B rispetto ai requisiti iniziali. L'esperienza sufficiente del progetto X3 nell'ambito del programma FVL JMR-TD mostra la realtà di raggiungere l'alta velocità, una maggiore manovrabilità e una maggiore autonomia di volo. Attualmente, si tratta di determinare la fattibilità, l'espandibilità e l'adattabilità degli elicotteri ad alta velocità, nonché il loro costo, che consentirà loro di eseguire l'intera gamma di missioni di combattimento. Gli elicotteri ad alta velocità sono all'orizzonte, ma non si sa ancora quanto presto e in quale forma.
