Kaman K-MAX (фирменное обозначение K-1200 ) — вертолёт с взаимозацепляющимися несущими винтами (синхроптер), разработанный и выпускаемый американским производителем Kaman Aircraft .
Разработанный в 1980-х и 1990-х годах, K-MAX основан на работах немецкого авиационного инженера Антона Флеттнера . Совершив свой первый полет 23 декабря 1991 года, он был специально разработан для оптимального выполнения внешних грузовых операций и способен поднимать полезную нагрузку, превышающую 6000 фунтов (2700 кг), что превышает вес пустого вертолета и почти в два раза больше. как и конкурирующий Bell 205, несмотря на то, что у него аналогичный двигатель. Будучи синхроптером, он имеет больший КПД по сравнению с традиционной роторной технологией. Помимо транспортировки внешних грузов по воздуху , разработаны специализированные конфигурации для тушения пожаров с воздуха и эвакуации раненых . Он производился как для военных, так и для гражданских операторов.
Кейман стремился превратить K-MAX в беспилотный летательный аппарат с дополнительным дистанционным управлением . В начале 2010-х годов пара беспилотных K-Max прошла расширенную боевую проверку в качестве грузового БПЛА, для чего они были развернуты для оказания логистической поддержки сухопутным войскам Корпуса морской пехоты США (USMC) во время войны в Афганистане . Несмотря на многочисленные награды, ВМС США в конечном итоге отказались от K-MAX в пользу беспилотной версии Boeing H-6U Little Bird . Компания заявила о своем намерении продолжить разработку и искать других клиентов для реализации этой возможности. Опционально пилотируемая конфигурация, получившая название K-Max Titan, прошла летные испытания в 2021 году.
Первоначальный производственный цикл K-MAX длился с 1991 по 2003 год, после чего линия была закрыта после завершения производства 38 вертолетов из-за низкого спроса со стороны клиентов. В июне 2015 года Kaman объявила о возобновлении производства после получения десяти коммерческих заказов на K-MAX. [1] В мае 2017 года состоялся первый полет K-MAX, построенного на перезапущенной производственной линии; два месяца спустя первый самолет новой постройки с 2003 года был доставлен заказчику в Китае. Однако в январе 2023 года на фоне спада спроса Kaman объявила о намерении снова прекратить производство K-MAX.
В 1947 году немецкий авиационный инженер Антон Флеттнер был доставлен в США в рамках операции «Скрепка» . [2] Он был разработчиком двух более ранних конструкций синхроптеров из Германии во время Второй мировой войны : Flettner Fl 265 , который стал пионером в конструкции синхроптера, и чуть более позднего Flettner Fl 282 Kolibri («Колибри»), предназначенного для дальнейшего производства. В обеих конструкциях использовался принцип встречно вращающихся бок о бок взаимно зацепляющихся несущих винтов в качестве средства решения проблемы компенсации крутящего момента, которой в одновинтовых вертолетах обычно противостоит хвостовой винт , фенестрон , NOTAR или вентилируемый выхлоп нагнетателя, который может использовать 10-25% мощности двигателя. [3] Флеттнер остался в США и стал главным конструктором компании «Каман». [4] В этом качестве он разработал множество новых вертолетов, в которых использовался двойной ротор Флеттнера.
Серия K-MAX — последняя в длинной линейке синхроптеров Kaman , самым известным из которых является HH-43 Huskie . Первым вертолетом с турбинным двигателем также был синхроптер Кеймана. [5] Заказчики HH-43 запросили у компании Kaman аналогичный вертолет, оптимизированный для подъема. [3]
Соответственно, K-MAX опирается на два основных преимущества синхроптеров по сравнению с обычными вертолетами: повышенная эффективность по сравнению с традиционной технологией подъема несущего винта; и естественная тенденция синхроптера зависать. Это повышает устойчивость, особенно при выполнении точных работ по размещению подвешенных грузов. В то же время синхроптер лучше реагирует на команды пилотного управления, что позволяет легко поворачивать груз или разбрасывать семена, химикаты или воду на большую площадь. K-MAX был сертифицирован для полетов в 1994 году. [3]
«Воздушный грузовик» K-1200 K-MAX — это первый в мире вертолет, специально разработанный, испытанный и сертифицированный для повторяющихся операций внешнего подъема и вертикального эталонного полета (Каман получил сертификат IFR в 1999 году), что является важной функцией для работы с внешней нагрузкой. Другие винтокрылые машины, используемые для этих задач, адаптированы на основе вертолетов общего назначения или тех, которые предназначены в основном для перевозки пассажиров или внутренних грузов.
K-MAX может поднять 6000 фунтов (2700 кг), что почти вдвое больше, чем Bell 205, использующий другую версию того же двигателя. [6] Узкий клиновидный профиль самолета и выпуклые боковые окна дают пилоту хороший обзор груза, смотрящего вниз и наружу с любой стороны самолета, [7] при этом наиболее важные пилотажные приборы продублированы снаружи самолета, вблизи прямой видимости пилота, прямо до груза. [3] Грузовой крюк свободно скользит по изогнутому подшипнику под центром тяжести вертолета , улучшая управляемость груза во время полета. [3] Сиденье одобрено Федеральным управлением гражданской авиации США по ударопрочности . [3]
Трансмиссия имеет трехступенчатое передаточное число 24,3:1 и рассчитана на неограниченный срок службы. [8] Две мачты роторов установлены под углом 25 градусов друг от друга, чтобы роторы могли взаимодействовать друг с другом. Мачты передают вращение от трансмиссии к лопастям несущего винта. [3] Лопасти несущего винта (которые вращаются в противоположных направлениях [6] со скоростью 250–270 об/мин) состоят из деревянного лонжерона из ситкинской ели и задней кромки из стекловолокна Nomex . [3] Древесина была выбрана из-за ее устойчивости к повреждениям и усталостной прочности; а также воспользоваться полевым опытом и квалификационными данными, полученными при использовании аналогичного лонжерона на вертолете HH-43 Huskie, построенном для ВВС США в 1950-х и 1960-х годах. [9] Пилот контролирует шаг лопастей с помощью стальных трубок, проходящих внутри мачты и лопастей несущего винта, чтобы перемещать сервозакрылки , которые регулируют наклон лопастей, уменьшая требуемое усилие и избегая дополнительного веса, затрат и обслуживания гидравлического управления . [6] [10] Из-за принципа ротора управление вертолетом немного отличается от обычных вертолетов, а пилоты проходят программу летной подготовки на HH-43 Huskie. [6] [3]
В период с 1991 по 2003 год компания Kaman построила тридцать восемь вертолетов K-MAX. [11] [12] В 2003 году, на фоне более широкого спада, который повлиял на всю авиационную промышленность, было решено закрыть производственную линию. [13] Однако этот шаг не привел к остановке работ по развитию; вместо этого такие инициативы продолжались в течение длительного периода и искались новые партнеры по программе. [11]
Еще в 1998 году Кейман работал над разработкой беспилотной версии K-MAX. В марте 2007 года Кейман и Lockheed Martin (команда K-MAX) подписали Соглашение о стратегических отношениях (SRA) для совместного использования возможностей Министерства обороны США. [14] [15] Беспилотный многоцелевой вертолет K-MAX, в основном автономно летающий, с возможностью дистанционного управления и с возможностью пилотирования (OPV), был разработан для опасных миссий . Его можно использовать в бою для доставки припасов на поле боя, а также в гражданских ситуациях, связанных с химическими, биологическими или радиологическими опасностями. Прототип этого самолета был показан в 2008 году для потенциального использования в военных целях пополнения запасов тяжелых грузов [16] и снова в 2010 году. [17] В декабре 2010 года командование военно-морских авиационных систем заключило с компанией Kaman контракт на сумму 46 миллионов долларов на поставку двух самолетов [18] . ] , а в 2011 году они завершили пятидневную оценку быстрого реагирования. [19] На Парижском авиасалоне 2013 года Каман продвигал беспилотный K-MAX иностранным покупателям. Компания заявила, что несколько стран проявили интерес к системе. [20]
В середине 2010-х годов беспилотный K-MAX конкурировал с Boeing H-6U Little Bird, выполняя требования Корпуса морской пехоты к беспилотным подъемникам и ISR. [21] В апреле 2014 года морские пехотинцы в Квантико объявили, что они успешно приземлили беспилотный K-MAX, а также Little Bird, автономно с помощью портативного мини-планшета. Вертолеты были оснащены технологией автономной воздушной грузовой/служебной системы (AACUS), которая сочетает в себе передовые алгоритмы с лидаром и электрооптическими/инфракрасными датчиками, что позволяет пользователю выбрать точку для посадки вертолета на неподготовленной посадочной площадке. [22] Управление военно-морских исследований выбрало Aurora Flight Sciences и Unmanned Little Bird для завершения разработки прототипа системы AACUS, однако Lockheed заявила, что продолжит продвигать K-MAX и разрабатывать автономные системы доставки грузов. [23]
В феврале 2014 года Кейман заявил, что рассматривает возможность возобновления производства K-MAX, недавно получив более 20 запросов о требованиях к пожаротушению, лесозаготовкам и промышленному транспорту, а также запросы на военную беспилотную версию. Десять твердых заказов убедили Кеймана снова запустить конструкцию в производство. [24] [25] [26] К 2014 году совокупный налет самолетов K-MAX составил 300 000 часов, а эксплуатация стоила 1200 долларов за час полета. [26]
На выставке Heli-Expo 2015 в Орландо Каман сообщил, что продолжает продвигаться к открытию производственной линии. [27] После получения многочисленных залогов от клиентов сборочная линия была перезапущена в январе 2017 года. [28] 12 мая 2017 года компания Kaman Test совершила полет на первом K-MAX, произведенном с 2003 года; [29] [30] 13 июля 2017 года он был доставлен китайскому торговому агенту Kaman Lectern Aviation, который доставил его в компанию Guangdong Juxiang General Aviation, провинция Гуандун, для тушения пожара, а второй должен быть доставлен на следующей неделе. [31] [32]
Чтобы облегчить правильное планирование и подготовку, Кейману нужно было решить в 2017 году, стоит ли расширять производство за пределы производства первых 10 винтокрылых самолетов K-MAX. В июне 2017 года Кейман принял решение произвести еще 10 самолетов, продлив производственный цикл как минимум до 2019 года. [33] [34] В середине 2017 года компания публично заявила, что рассчитывает производить один K-MAX каждые восемь недель. . [35]
Основываясь на трехлетнем эксперименте по автономии в Афганистане с Корпусом морской пехоты США, [36] [37] Кейман в какой-то момент занимался разработкой K-Max Titan, опционально пилотируемого варианта, предназначенного для коммерческих клиентов, летающих в опасные зоны, такие как лесные пожары или стихийные бедствия , а также длительная эксплуатация без отдыха пилота; Утверждалось, что он пригоден для работы до 100 часов полета, прежде чем потребуются какие-либо обязательные проверки. После сертификации FAA систему предполагалось устанавливать на новые и бывшие в употреблении вертолеты за пределами завода. В апреле 2021 года технология «Титан» совершила свой первый полет. [38] [39]
18 января 2023 года Каман объявил, что позже в том же году снова закроет производственную линию K-MAX; заявленными причинами закрытия были «низкий спрос и колебания годовых поставок в сочетании с низкой рентабельностью и большими требованиями к запасам оборотного капитала». Линию планируется закрыть в первом квартале 2023 финансового года после завершения производственного цикла из 60 платформ. [40] Кейман отметил, что потребуется 54 миллиона долларов неденежных расходов в связи с списанием существующего инвентаря и самолетов. [11]
В 2008 году для работ по сносу использовался одиночный K-MAX , оснащенный разрушающим шаром массой 1400 кг (3000 фунтов) в качестве подвешенного груза . [41] [42]
В декабре 2011 года сообщалось, что беспилотный K-MAX работает в Афганистане. [43] 17 декабря 2011 года Корпус морской пехоты США осуществил первую доставку грузов с помощью беспилотной воздушной системы в зону боевых действий с использованием беспилотного корабля K-MAX, доставив около 3500 фунтов (1600 кг) продовольствия и припасов для войск на боевой заставе Пейн. [44] [45] Третий беспилотный K-MAX в США был испытан в 2012 году для доставки груза на небольшой самонаводящийся маяк для достижения трехметровой точности. [46] К февралю 2013 года K-MAX доставил два миллиона фунтов (910 метрических тонн) груза в рамках 600 беспилотных миссий, в ходе которых было зарегистрировано более 700 летных часов. [47]
31 июля 2012 г. Lockheed объявила о втором продлении срока службы K-MAX в Афганистане для поддержки Корпуса морской пехоты; [48] 18 марта 2013 года Корпус морской пехоты объявил о бессрочном продлении срока использования беспилотных вертолетов K-MAX, заявив, что сохранит эти два самолета в эксплуатации «до тех пор, пока не будет иного указания». На момент объявления они совершили более 1000 вылетов и перевезли более трех миллионов фунтов (1400 метрических тонн) припасов; также изучаются оценки их использования после развертывания. [49] Беспилотный K-MAX получил награды от Popular Science и Aviation Week & Space Technology , [50] и был номинирован на премию Collier Trophy 2012 года . [51]
.jpg/1280px-Kaman_K-MAX_-_Marine_Corps_Air_Station_Yuma_(cropped).jpg)
5 июня 2013 г. один из беспилотных вертолетов K-MAX разбился в Афганистане во время выполнения миссии по снабжению. Травм не произошло, последующее расследование происшествия исключило как ошибку пилота, так и механическую проблему, [52] винтокрылый аппарат летел автономно в заданную точку и в тот момент выполнял заключительные этапы доставки груза. [53] Эксплуатационные полеты оставшихся беспилотных K-MAX были приостановлены после крушения, ВМС тогда заявили, что они могут возобновить полеты к концу августа. Первоначально основной причиной крушения считалась маховая нагрузка. [54] Расследование установило, что причиной крушения стал неожиданный попутный ветер, который испытал вертолет при доставке, а не встречный ветер, из-за которого он начал раскачиваться. Операторы применили эффект флюгера , чтобы попытаться восстановить контроль, но его груз массой 2000 фунтов (910 кг) начал раскачиваться, что усугубило эффект и заставило его коснуться земли. В отчете об авиационном происшествии было указано, что его можно было бы предотвратить, если бы пилоты вмешались раньше, а планировщики миссии получили обновленные сводки погоды; различные условия и недостаточное программирование означали, что он не мог восстановиться самостоятельно и требовал вмешательства человека. [55]
Планировалось, что K-MAX, поддерживающий морскую пехоту в Афганистане, будет использоваться там как минимум до августа 2014 года. Корпус морской пехоты рассматривал возможность приобретения беспилотного K-MAX в качестве официальной программы , и армия Соединенных Штатов также рассматривала возможность его приобретения. определить экономическую эффективность. На театре военных действий винтокрылая машина выполняла большую часть миссий ночью и успешно поднимала грузы массой до 4500 фунтов (2000 кг). Подключение оборудования выполнялось совместно с людьми на земле, однако Lockheed рассматривала возможность выполнения этого действия автоматически с помощью устройства, установленного на вершине корпуса, к которому вертолет может подключиться самостоятельно; эта функция была продемонстрирована в 2013 году. [56] Рассматривались и другие функции, в том числе возможность автоматического изменения маршрута в полете и возможность летать в строю с другими самолетами. [57] Беспилотный K-MAX успешно смог доставить 30 000 фунтов (14 000 кг) груза за один день в течение шести миссий (в среднем 5 000 фунтов (2300 кг) перевозимого груза за миссию). Локхид и Кейман обсудили закупку 16 вертолетов с ВМФ и Корпусом морской пехоты для базового запуска программы. [52]
В мае 2014 года оба беспилотных вертолета K-MAX, используемые Корпусом морской пехоты, вернулись в США, вскоре после того, как Корпус определил, что они больше не нужны для поддержки миссий в Афганистане. После развертывания в декабре 2011 года, первоначально запланированного на шесть месяцев, они действовали в регионе почти три года и перевезли 2250 тонн грузов. Пока оборудование поступило на хранение, служба обдумывала возможность превратить беспилотный K-MAX из экспериментального проекта в рекордную программу. Официальные требования к доставке грузов с помощью беспилотных летательных аппаратов разрабатываются для устранения ожидаемых будущих угроз, включая электронные атаки , кибервойну и эффективный вражеский огонь; в Афганистане их можно было избежать быстро и дешево, летая ночью на больших высотах против противника, не имеющего возможности ухудшения сигнала. [58] [59] Официальные лица осмотрели разбившийся вертолет K-MAX и планировали отремонтировать его в 2015 году. Вертолеты, наземные станции управления и дополнительное оборудование хранятся на предприятии Lockheed в Овего. [60] Два беспилотных K-MAX, получившие обозначение CQ-24A , должны были быть переброшены на базу Корпуса морской пехоты в Аризоне к концу сентября 2015 года для разработки тактических и операционных концепций, которые станут основой официальной программы создания грузового БПЛА. [61]
В ноябре 2014 года компания Lockheed Martin продемонстрировала противопожарную версию, [27] еще одна демонстрация была проведена в октябре 2015 года, в ходе которой K-MAX доставил более 24 000 фунтов (11 000 кг) воды за один час. [62] [63] В марте 2015 года были проведены учения по эвакуации раненых в координации с беспилотным наземным транспортным средством (UGV) и системой планирования миссии. [64] Медик запустил UGV, чтобы оценить пострадавшего, использовал планшет для вызова и автоматической посадки K-MAX, а затем привязал манекен к сиденью на борту вертолета. [65]
По сообщениям, к январю 2015 года 11 вертолетов K-MAX были выведены из строя, некоторые из них были списаны в результате аварий. Кроме того, еще пять находились на хранении в Кеймане. [66] [67] По сообщениям, к марту 2015 года количество действующих K-MAX составляло 21, общий налет 250 пилотов составил 315 000 часов. [6] Несмотря на то, что производство этого типа было прекращено в 2023 году, Кейман пообещал, что продолжит поддерживать существующий парк K-Max в эксплуатации, что включает в себя предоставление запасных частей, обслуживание, обучение и ремонт операторов в обозримом будущем. будущее. [68]
Лихтенштейн [73]
Данные Jane's All the World's Aircraft 2000-01 , [88] Характеристики и характеристики K-MAX, [89] Технические характеристики Kaman K-MAX [90]
Общие характеристики
Производительность
Связанные разработки
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Первоначальные конструктивные особенности, возникшие в результате действий оператора, включали: свинцово-кислотную батарею, электрическую систему, работающую только на постоянном токе, конструкцию из «механически закаленного» листового металла и прочный крюк, ударопрочную кабину, капоты и панели с легким доступом, сепаратор частиц на входе в двигатель. и простые рабочие процедуры.
переплетающиеся несущие винты, которые вращаются в противоположных направлениях, «как пловец, плывущий брассом», как выразились инструкторы Кеймана.
в течение двух месяцев будет принято решение о продлении производства за пределы первых 10 самолетов. Решение необходимо было принять до июня, чтобы избежать сбоя в производственной системе.
.svg/1280px-Flag_of_Canada_(Pantone).svg.png){kind=small}
.svg/1280px-Flag_of_Switzerland_(Pantone).svg.png){kind=small}
.png/1280px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small}