El motor basculante CV / MV-22B fue adoptado por el Cuerpo de Marines de EE. UU. En 2007. Este es el único avión en operación hoy que despega y aterriza verticalmente y tiene una alta velocidad de vuelo horizontal.
Los helicópteros, desde su introducción en el ejército y la fuerza aérea franceses durante la guerra de 1954-1962 con Argelia, han añadido una nueva dimensión al concepto de operaciones militares
El uso de helicópteros para apoyar la maniobra vertical permite que las unidades de combate se entreguen, independientemente de los obstáculos geográficos, al lugar donde el oponente menos puede esperar. Esto abre nuevas oportunidades para la guerra. Desde el conflicto argelino, los avances tecnológicos y las continuas mejoras en el diseño del helicóptero han aumentado sus capacidades, en particular, la carga útil y la sustentación. Sin embargo, lo más probable es que la velocidad máxima y el alcance de los helicópteros polivalentes medianos y pesados modernos hayan alcanzado sus límites superiores.
Por ejemplo, el último modelo F de Boeing de la familia de helicópteros de transporte multipropósito CH-47 Chinook tiene una velocidad máxima de 315 km / hy un alcance de 370 km. Al CH-47F le sigue el helicóptero ruso Mi-35M con una velocidad máxima de 310 km / hy un alcance de 460 km. El helicóptero mediano AW-101 de AgustaWestland / Finmeccanica tiene una velocidad máxima de 309 km / h, mientras que el helicóptero mediano AW-139M de nueva generación de la misma compañía tiene una velocidad máxima de 306 km / h. Como puede ver en esta lista de velocidades máximas, no todos los helicópteros modernos pueden alcanzar una velocidad máxima de poco más de 300 km / h.
La velocidad de crucero es importante porque afecta el "giro" de la aeronave cuando realiza una misión de combate. Cuanto más rápido vuele el helicóptero, antes alcanzará su objetivo y antes podrá regresar para recoger y entregar fuerzas y suministros adicionales. Una rápida acumulación de fuerzas terrestres es esencial para el éxito de un asalto aerotransportado. Por lo tanto, la capacidad de una aeronave para realizar más salidas durante un período de tiempo determinado es extremadamente útil. Volar a alta velocidad también aumenta la capacidad de supervivencia al reducir el tiempo que la aeronave está expuesta a los observadores y artilleros enemigos en tierra.
También es deseable una mayor autonomía, aunque está principalmente relacionada con la disponibilidad de combustible. En el pasado, se ha prestado especial atención a aumentar la autonomía, que está directamente relacionada con la capacidad de los tanques de combustible. Los helicópteros medianos y pesados, como el Mi-26 con un alcance de 800 km y el Sikorsky CH-53E con un alcance de 999 km, necesitan exactamente este alcance para realizar varias salidas sin repostar. Mientras tanto, las barras de repostaje montadas en aviones como el helicóptero CH-53E o el helicóptero de operaciones especiales MH-60G / U Blackhawk permiten llevar a cabo misiones de largo alcance muy por detrás de las líneas enemigas. Sin embargo, el alcance y la velocidad de crucero están estrechamente relacionados desde el punto de vista del significado operativo práctico. Si bien la aeronave puede tener un alcance que permita que cientos de millas náuticas alcancen la zona de aterrizaje, es necesario tener en cuenta el vuelo de regreso y el tiempo de permanencia en él, ya que esto puede conllevar un aumento en el tiempo de la fuerza de aterrizaje. construir. En este caso, no podrá realizar rápidamente tareas como "ida y vuelta" debido al aumento del tiempo de vuelo. Es decir, para utilizar el largo alcance de la forma más eficaz, la aeronave debe volver a volar más rápido.
Tornillos giratorios
A pesar de las dificultades iniciales y las críticas de los escépticos, el rotor basculante Bell-Boeing CV / MV-22B Osprey, que comenzó a funcionar en 1981 como parte del proyecto conjunto Vertical Take-Off / Landing Experimental (JVX), cambió el concepto de operaciones que implican elevación vertical. vehículos. Desplegado por primera vez por el Cuerpo de Marines de EE. UU. En 2007 y las Fuerzas Especiales de la Fuerza Aérea de EE. UU. En 2009, este rotor basculante se está utilizando actualmente no solo en combate (intervenciones en Irak y Afganistán), sino también en misiones humanitarias y de socorro en casos de desastre, como las que proporcionó. después del tifón Haiyart que devastó partes de Filipinas en 2013. Los infantes de marina, en particular, vieron en el rotor basculante MV-22B una solución al problema de enviar tropas desde barcos más allá del horizonte. Esta misión fue realizada anteriormente por un helicóptero de transporte pesado CH-46E Sea Knight, pero el tiempo de vuelo fue inaceptable. Este helicóptero tardó bastante en reunir el contingente necesario de fuerzas de desembarco, mientras que realizó varias salidas, el número limitado de tropas permaneció vulnerable.
Las características y capacidades únicas del rotor basculante MV-22B están destinadas a resolver tales problemas. Puede despegar verticalmente desde barcos de asalto anfibios, pero cuando cambia a vuelo nivelado y apaga los motores, puede volar a una velocidad de 500 km / h. Esto es más del doble de la velocidad del CH-46E, lo que significa más de la mitad del tiempo de vuelo a la misma zona de aterrizaje. Además, un largo alcance de vuelo de 722 km y una mayor carga útil en la cabina de piloto de 9070 kg y en una suspensión de 6800 kg aumentan aún más su eficiencia. La experiencia práctica obtenida con el MV-22B ha aumentado el interés en los rotores basculantes como tipo de aeronave y ha mejorado las perspectivas para el rotor basculante de próxima generación. Esto es especialmente cierto dado que el CV / MV-22B, de hecho, utiliza tecnologías, materiales y procesos para el desarrollo y fabricación de los años 70 del siglo pasado, que, sin duda alguna, han avanzado significativamente en las últimas tres décadas.
Bell-Boeing se basa en la experiencia CV / MV-22B en el desarrollo de la prometedora aeronave de rotor basculante V-280 Valor e incorpora las últimas tecnologías, materiales y procesos de fabricación para crear una aeronave de rotor basculante más avanzada.
Para el helicóptero Sikorsky S-97, se utilizó un esquema con dos rotores principales que giran en sentido contrario y un rotor de empuje de cola. Esto hizo posible no solo obtener altas velocidades, sino también la capacidad de volar hacia los lados e incluso hacia atrás.
Desarrollos prometedores
Como se señaló anteriormente, la industria de la aviación está trabajando para superar el límite de velocidad máxima para helicópteros. El problema de aumentar la velocidad está relacionado en parte con el mismo elemento que permite que el helicóptero vuele verticalmente: los rotores superiores. Los problemas que debían resolverse estaban relacionados con la resistencia aerodinámica de las hélices y la carrocería, la eliminación del escape de aire de las palas, el flujo de aire inverso y la compresibilidad del aire. Una discusión sobre las sutilezas técnicas de estos problemas podría llevar varias páginas, pero una cosa está clara: deben resolverse de una forma u otra para cambiar la dinámica del vuelo del helicóptero. Los diseñadores intentan resolver estos problemas yendo en diferentes direcciones y "tanteando" allí en busca de respuestas.
Por ejemplo, Bell Helicopter tomó el probado concepto de hélice rotativa CV / MV-22B y lo adaptó para su proyecto de motor basculante V280 Valor. Según Steve Matia, Director de Desarrollo Comercial de Sistemas Avanzados de Hélice Rotatoria: "El diseño y fabricación del V-280 se basa en la experiencia adquirida y probada en el motor basculante CV / MV-22B, aplicando el diseño y desarrollo más avanzados. tecnologías ". Según explicó, una de las soluciones más interesantes se implementa en la góndola V-280. El rotor basculante CV / MV-22B hace girar toda la góndola. En el nuevo V-280, solo giran las hélices y las cajas de cambios, mientras que la góndola y el motor permanecen estacionarios. Esto permite un aterrizaje y desembarque seguro, ya que la carcasa del motor no interfiere con el aterrizaje y también reduce los requisitos de mantenimiento. El rotor basculante V-280, diseñado para diversas tareas, es más pequeño que el rotor basculante CV / MV-22B. Tendrá una velocidad de crucero de 520 km / h, un rango de combate de más de 930 km, podrá flotar a una altitud de 1828 metros y volar a una temperatura de 32 grados centígrados con una carga de combate completa, a la vez que superará los existentes. helicópteros en maniobrabilidad. Junto con Lockheed-Martin, Bell ofrece el motor basculante V-280 para el programa de helicópteros FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration). Las compañías han programado el primer vuelo de su motor basculante V-280 para agosto de 2017.
Gracias al uso de un rotor de cola de empuje y aletas de cola de doble haz, el S-97 ya es notablemente más silencioso que los helicópteros tradicionales. Cuando no hay necesidad de alta velocidad, pero se necesita poca visibilidad, la hélice de empuje lo hace casi silencioso.
El prometedor helicóptero X3 de Airbus Helicopters tiene alas cortas que generan sustentación a velocidades superiores a los 80 nudos y dos motores turbohélice para el vuelo hacia adelante. Los pilotos hablan favorablemente sobre la maniobrabilidad de los aviones de Airbus Helicopter
X2
Mientras tanto, Sikorsky y Boeing se han asociado en el programa FVL JMR-TD para ofrecer el helicóptero SB-1 Defiant. Proponen tomar el proyecto Sikorsky X2 con hélices coaxiales contrarrotantes y una hélice de empuje como base para un nuevo avión que no pese más de 13636 kg. Hay ventajas en este enfoque Sikorsky-Boeing, ya que el Demostrador de Tecnología X2 de 2.720 kg realizó varios vuelos de prueba en 2010, en los que alcanzó una velocidad récord de 463 km / h. En 2015, Sikorsky presentó su prototipo del S-97 Raider, un helicóptero táctico ligero polivalente, que pesa alrededor de 5000 kg.
Proyecto de helicópteros Sikorsky y Boeing SB-1 Defiant
Chris Van Buyten, vicepresidente de proyectos de innovación de Sikorsky, quien lidera el proyecto: “Volar más lejos y más rápido en un helicóptero coaxial es definitivamente un requisito clave. Sin embargo, con nuestro proyecto S-97, queremos mostrar la próxima generación de helicópteros que pueden superar a los helicópteros tradicionales en todos los parámetros de rendimiento, especialmente a bajas velocidades y en vuelo estacionario. El secreto del coaxial X2 es que las hélices principales que giran en sentido contrario proporcionan elevación y vuelo hacia adelante sin rotor de cola. Por encima de 150 nudos (277,8 km / h), el empuje lo proporciona la hélice de empuje, por lo que las hélices principales hacen lo que mejor saben hacer: proporcionar sustentación ". Van Buyten continuó especulando que los aviones S-97 y SB-1 "cambiarán radicalmente la forma en que los pilotos militares ahora vuelan y luchan en helicópteros". Para cuando el equipo de Sikorsky y Boeing lleve su SB-1 al aire en 2017, Sikorsky tendrá su tercer X2 experimental en menos de 10 años, lo que finalmente podría confirmar la escalabilidad inherente del proyecto al tamaño del helicóptero multipropósito mediano UH. -60 Black Hawk.
Proyecto X2 de Sikorsky
El objetivo del programa FVL JMR-TD es desarrollar y desplegar una aeronave con rendimiento y capacidades significativamente mejorados, capaz de realizar una amplia gama de tareas, que van desde reconocimiento y ataque hasta el transporte de tropas y carga.
Proyectos híbridos
Airbus Helicopters (antes Eurocopter) está adoptando un enfoque híbrido para desarrollar helicópteros preparados para el futuro, utilizando algunos de los elementos esenciales de los aviones tradicionales, como las alas rectangulares cortas. Tal solución permitió un aumento significativo en la velocidad de vuelo, lo que quedó demostrado en 2012 con un vuelo de prueba del demostrador de tecnología X3, que alcanzó una velocidad de 255 nudos (472 km / h) (por encima del récord de velocidad X2). El proyecto X3 combina un rotor superior para la elevación y el vuelo estacionario y alas cortas con motores turbohélice montados en ellos, que proporcionan empuje para el movimiento hacia adelante (razón por la cual el término "híbrido" se usa aquí). No tiene un rotor trasero, sino que tiene un estabilizador horizontal con estabilizadores de cola verticales en cada extremo. Volando hacia adelante a velocidades superiores a 80 nudos (148 km / h), las alas comienzan a generar sustentación adicional y, a alta velocidad, proporcionan casi toda la sustentación de esta aeronave.
Airbus aún no ha revelado sus planes para un nuevo avión militar utilizando el enfoque demostrado por el proyecto X3. Sin embargo, un portavoz de la empresa sugirió que muchos de los helicópteros actuales podrían incluir estas soluciones de diseño. Dado que el proyecto X3 se basa en el casco profundamente modernizado del helicóptero ligero universal AS-365N3 Dauphin de Airbus Helicopters, esto parece bastante posible. El X3 se mostró al ejército de los EE. UU. Pero finalmente no llegó al programa FVL JMR-TD. Airbus ha indicado su intención de centrarse en misiones de búsqueda y rescate y sigue trabajando en un avión basado en el proyecto X3 que podría despegar en 2019.
RAQUEL
Russian Helicopters anunció en 2009 que está desarrollando un prometedor helicóptero aerodinámico de alta velocidad con un tren de aterrizaje retráctil y una implementación patentada del sistema SLES (Stall Local Elimination System) en el diseño del rotor principal. Según la compañía, el Mi-X1 tendrá una velocidad de crucero de 475 km / hy una velocidad máxima de hasta 520 km / h. En agosto de 2015, en la exhibición aérea MAKS en Moscú, el V. I. Mil mostró una demostración del RACHEL (helicóptero comercial avanzado ruso) anunciado como un helicóptero de alta velocidad. El helicóptero puede llevar a bordo hasta 24 pasajeros o 2,5 toneladas de carga y transportarlo a una velocidad máxima de 500 km / h hasta una distancia máxima de 900 km. El holding dijo que los vuelos de prueba comenzarán en diciembre y la producción en masa en 2022. En diciembre de 2015, se presentó al público un Mi-24K profundamente modernizado con nuevas palas de rotor curvadas. El propósito de este desarrollo es reducir la resistencia aerodinámica, aumentar la estabilidad y la velocidad del vuelo del helicóptero. La compañía espera que la velocidad máxima del avión experimental aumente de 333 km / ha 400 km / h. Según la compañía, si es posible volver a equipar otro avión con palas curvas, esto aumentará la velocidad en un 30 por ciento.
Proyecto ruso de un prometedor helicóptero de alta velocidad RACHEL
X-PLANO
Una pequeña empresa estadounidense AMV está desarrollando su propio proyecto para un buque de despegue vertical de alta velocidad con hélices ubicadas en sus alas cortas. Los prototipos insinúan claramente una combinación de un vehículo VTOL (despegue y aterrizaje vertical) y un helicóptero de alta velocidad. AMV ha lanzado su demo X-PLANE y espera que su AMV-211 alcance una velocidad máxima de 483 km / h, una velocidad de crucero de 402 km / hy una autonomía de 1110 km. Si bien la empresa presentó su propuesta para el programa FVL JMR-TD, su proyecto no fue seleccionado, y el proyecto X-PLANE no se paró y su desarrollo continúa.
El concepto X-PLANE de AMV
Tracción controlada
Otro candidato en la industria de los helicópteros de alta velocidad utiliza el diseño patentado de Hélice con conductos de empuje Vectored (VTDP) de Piasecki Aircraft en combinación con las alas principales. Un bimotor experimental de cuatro palas X-49 Speed Hawk despegó por primera vez en 2007 y alcanzó una velocidad de 268 km / h. Este modelo se basó en el casco del helicóptero antisubmarino con base en cubierta Sikorsky SH-60F Seahawk. El trabajo fue financiado originalmente por la Marina de los EE. UU. Y luego por el Ejército de los EE. UU. Para demostrar formas de aumentar la velocidad de los helicópteros existentes a 360 km / h. Este proyecto no fue seleccionado para el programa FVL JMR-TD.
Proyecto de aeronave Piasecki basado en el helicóptero antisubmarino de cubierta Sikorsky SH-60F Seahawk
El SB-1 es un desarrollo adicional del proyecto Sikorsky S-97 y es otro candidato para el programa FVL JMR-TD, que tiene como objetivo satisfacer la necesidad de un helicóptero multipropósito mediano.
La razón prevalece
Los ejércitos de varios países, incluidas las fuerzas militares de los Estados Unidos y la OTAN, enfrentarán el problema del envejecimiento de sus flotas de helicópteros en la próxima década. Muchos de los helicópteros actuales se pusieron en servicio en la década de 1980 y su vida útil ya se acerca a los 30 años. Por ejemplo, los helicópteros de combate McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache comenzaron a suministrar a las tropas en 1986 y, a pesar de una serie de mejoras, tienen esencialmente las mismas características de vuelo. La familia UH-60 es aún más antigua, los primeros helicópteros se entregaron en 1974. Los helicópteros UH-60M más nuevos tienen sistemas de control fly-by-wire, una arquitectura común, un nuevo motor potente y confiable, pero la velocidad sigue siendo la misma. Lo más probable es que la primera tarea del programa FVL JMR-TD sea la sustitución de los helicópteros de la serie UH-60, lo que explica la similitud de los diseños de las cabinas que se le ofrecen.
Entonces, los operadores militares inevitablemente buscan reemplazar sus aviones. Y aquí se enfrentan a la pregunta de si mantener los diseños probados, aunque con la inclusión de electrónica digital y aviónica, sistemas fly-by-wire y materiales compuestos, o avanzar hacia proyectos que ofrezcan un nuevo nivel de oportunidad. La segunda pregunta es la posibilidad de desarrollar un recipiente universal que pueda realizar una variedad de tareas. El ejército estadounidense inicialmente quería un máximo de tres aviones para llevar a cabo todas sus misiones previstas. Esta idea ha cambiado varias veces, y hasta el momento se han asentado en tres proyectos: el helicóptero ligero Light Scout (operación desde 2030), el mediano Medium-Light, el helicóptero universal / de ataque con inicio de operación desde 2028 y, finalmente, el transporte de Carga Pesada con inicio de operación a partir de 2035. Además, el Ejército de Estados Unidos cuenta con la implementación del proyecto "Ultra", que está programado para comenzar a operar en 2025. Se trata de un nuevo vehículo de carga de despegue vertical con características similares a las de los aviones de transporte propulsados por motores turbohélice como el Lockheed Martin C-130J o el Airbus A400M. Pero, a juzgar por los resultados de una sesión informativa del Subdirector del Departamento de Combate Terrestre y Sistemas de Combate Táctico, José Gonzales, celebrada en el Departamento de Defensa de EE. UU. En enero de 2016, todo parece estar cambiando nuevamente. Se sugiere una categorización basada en las capacidades necesarias más que en el peso. Estas nuevas categorías aún no se han anunciado.
Incluso sin la opción Ultra, este concepto de nueva aeronave no solo tiene problemas técnicos, sino que también puede afectar la posición actual de la Fuerza Aérea de EE. UU., Con su ambición y plazos. Probablemente, desde un punto de vista operativo, en diversas tareas, algunos proyectos pueden ser preferibles a otros. La cuestión principal sigue siendo la financiación proporcionada de dicho programa y cómo puede afectar a otros proyectos de modernización del ejército.
Volar hacia adelante
La experiencia operativa del motor basculante CV / MV-22B revela las ventajas de esta aeronave e indica nuevas formas de utilizar sus capacidades únicas. Con base en esta experiencia, el comando estadounidense de las fuerzas de operaciones especiales USSOCOM ya ha expresado su interés en aumentar el número de rotores basculantes CV / MV-22B por encima de los requisitos iniciales. La experiencia suficiente del proyecto X3 en el marco del programa FVL JMR-TD muestra la realidad de lograr alta velocidad, mayor maniobrabilidad y mayor rango de vuelo. Actualmente, se trata de determinar la viabilidad, capacidad de ampliación y adaptabilidad de los helicópteros de alta velocidad, así como su coste, que les permitirá realizar toda la gama de misiones de combate. Los helicópteros de alta velocidad están en el horizonte, pero aún se desconoce cuándo y en qué forma.
