V-22 Оспреy

Белл-Боеинг V-22

V-22 Оспреy
Модел	Оспреy
Произвођач	Белл-Боеинг
Први лет	19. марта 1989.
Први комерцијални лет	8. децембра 2005.
Главни корисник	САД

V-22 Оспреy је вишенамјенски војни авион са ВТОЛ и СТОЛ особинама. Пројектован је за обављање мисија као дугодолетни хеликоптер и турбо-проп авион са великом брзином путовања. Развила га је компанија Белл Хелицоптер, а израђиван је у сурадњи са Боеинг Роторцрафт Сyстемс-ом. Први корисници овог авиона су УС Марине Цорп и УСАФ. По ФАА овај авион је класифициран као летјелица која може узлетјети вертикално као хеликоптер али у хоризонталном лету се понаша као авион.

Развој

CV-22 Оспреy изнад обале Емералд

Авион је још од I. свјетског рата доведо до револуције у начину ратовања, отварајући бојно поље и у трећој димензији. Својим летним способностима, авион је омогућио дјеловање на циљеве у кратком времену и на великим удаљеностима, преносећи рат са линије бијног поља на готово цијело подручје зараћених земаља. Ипак, највећи недостаци авиона очитовали су се у потреби за великом и скупо инфраструктуром која је била лако видљива из зрака, те као таква примарни циљ непријатељских напада. Исто тако, допрема ратног материјала и људства на неприпремљене површине била је само у једном смјеру, тј. достављање избацивањем из летјелица. У Корејском рату авиону се придружио хеликоптер који је елиминирао наведене проблеме али, на жалост са два велика недостатка: мали долет те мала брзина лета која је повећавала вријеме маневра, а самим тиме је хеликоптер постао лаки плијен ловачким авионима. Незамјењиве могућности вертикалног маневра осигурале су мјесто хеликоптеру као летјелици која ће у надолазећем раздобљу заузимати све важније мјесто у зракопловству. Идеална летјелица стога би била она која би имала брзину, долет и економичност авиона спојене са јединственим маневарским особинама хеликоптера. Рјешењу проблема приступило се употребом изравног окретног потиска млазног мотора или упоребом вучне силе путем ротора или пропелера. Велики број летјелица, који се користио потиском млазног мотора, у већини случајева доживио је неуспјех, а најпознатије летјелице које су ушле у оперативну службу свакако су авиони БА Харриер и Јаковљев Јак-38. Ипак, незамјењива могућност окомитог слијетања и полијетања тих авиона повлачила је за собом и велике недостатке који су се прво показали у ограниченим маневарским способностима у "хеликоптерској" фази лета, као и у великој потрошњи горива у таквим режимима рада. Зато ти авиони уколико користе своје могућности вертикалног полијетања и слијетања, тада имају врло мали долет или могућност ношења мале количине корисног терета (борбени радијус приликом максималног искориштења хеликоптерског полијетања и слијетања Харриера је 371 км, а Јак-а 38 370 км).

Прибјегло се и употреби авиона са великим пропелерима у носу, који су имали могућност окомитог слијетања и полијетања с могућностима преласка у авионски режим лета. Али, посебно су слијетања била врло комплицирана те су захтијевала посебне слетне рампе. Свакако, постојало је још много покушаја рјешавања тог проблема, али најоптималније резултате понудила је варијанта тзв. тилт-ротора, чије се радни принцип темељи на окретању носећег ротора из вертикалног (хеликоптерског) у водоравни (авионски) положај. Иако је више земаља радило у смјеру израде такве летјелице, највише успјеха у томе имали су Американци, који су своју прву тилтротор летјелицу XV-3 одвојили од земље 1955. године.

XV-3 је имао свој први прелазни лет из хеликоптерског у авионски режим и обратно 1958. године, а укупно је изведено још 110 таквих успјешних летова ради испитивања нове технологија, као и уопће оправданости таквог концепта. Иако је тај програм био велик успјех, показало се да примјена тилтротор технологије пати због великих технолошких ограничења погонске групе, управљачких команди, те могућности структуралне изведбе летјелице у то доба. Почетком 1970.-их година, америчка се војска охрабрена технолошким напретком одлучила за израду друге варијанте технолошког тилтротор прототипа. Израђена су два примјерка летјелице СВ-15 која је имала полетну тежину од приближно 6.500 кг, а први лет са прелазом из хеликоптерског у авионски режим лета изведен је 1979. године. У авионском режиму постигнута је брзина лета од 555 км/х, те висина лета од приближно 6.700 м. Такав успјех у тилтротор технологији, имао је за посљедицу стварање ЈВX програма (енг.: Јоинт Сервицес Адванцед Вертицал Лифт Аирцрафт) са намјером развоја средњег транспортног авиона са могућностима вертикалног слијетања и полијетања (ВТОЛ), којим би се користили сви родови америчке војске.

Израда V-22

Шематски приказ

Министарство одбране САД-а почео је заједнички пројект авиона са вертикалним узлијетањем- слијетањем (ЈВX) у 1981. години под водством Копнене војске САД-а а касније је вођење пројекта преузело УС Маринес. ЈВX требао је задовољити захтјеве морнаричког пјешаштва. Зрачних снага, војске и ратне морнарице. Захтјев за предпројекте (РФП) био је издан у децембру 1982. а заинтересовани за његову израду били су Аéроспатиале, Белл Хелицоптер, Боеинг Вертол, Грумман, Лоцкхеед и Wестланд. Белл удружен са Боеинг Вертолом је представио свој увећани прототип Белл XV-15 17. фебруара 1983 што је био и једини прихваћени приједлог.

Програм V-22 покренут је како би се испунили захтјеви наведени у ЈВX програму, захваљујући којем би се амерички маринци и зракопловство опремили летјелицом способном да изведе задатке на великим удаљеностима и са великом брзином лета, те које требају могућности вертикалног слијетања и полијетања. За стварање такве летјелице основна препрека била је технолошки ниво који је 1986 године, када се започело са развојем V-22, достигао висину која је гарантовала успјех пројекта . Прве процјене о цијени поједине оперативне летјелице кретале су се око 24 милиона долара са планираном производњом 923 примјерка. Године 1989. Бусхева је администрација укинула пројект када је предвиђена цијена примјерка достигла високих 35 милиона долара и готово за трећину смањила производњу на 602 примјерка. Ипак, такав велики и скупи пројект имао је и политичку позадину која је одлучивала о његовој будућности. Главни противник тог пројекта био је сам министар обране Рицхард Б. Цхенеy, који је тврдио да ће пројект коштати много више од планираних средстава која су неопходна за улагање у друге војне пројекте. Године 1992, на упозорење да пројект Оспреy штети Бусхевој кампањи, посебно у Тексасу и Пеннсyлванији, гдје се Оспреy и требао производити, Цхенеy је одобрио 1,5 милијарди долара у фискалној 1992. и 1993. години за даљњи развој тог пројекта, иако се и даље јавно супротстављао развоју V-22.

На крају је Цлинтонова администрација прихватила планове за развој Оспреyа, чија је цијена достигла вртоглавих 37,3 милијарди долара, а цијена појединог примјерка чак 80 милиона долара, при чему је планирано да маринци добију 360, морнарица 48, а зракопловство 50 примјерака Оспреyа у разним и њима прилагођеним варијантама.

Наоружани резултатима добивеним током развоја СВ-15, модерна технологија омогућила је надопуну недостатака тог пројекта и стварање нове летјелице будућности. Технолошке новине, које су биле препрека тадашњем развоју, а сада су основе у стварању такве летјелице, базирају се на удвострученој дигиталној контроли турбо-осовинских мотора (тзв. систем ФАДЕЦ), композитна израда већег дијела структуре летјелице, флy-бy-wире систем управљања летом, те интегрирани систем авио-електронике. Напредак у производњи мотора, као и у систему за његово управљање, смањио је радно оптерећење посаде те је дуго био највећа препрека у развоју Оспреyа, али касније и његов највећи успјех. Главна одлика система ФАДЕЦ резултира се у потпуној контроли мотора и ограничавању његовог рада како не би дошло до прекорачења допуштених вриједности. Тиме је пилот растерећен бриге око оптималног рада мотора што је посебно корисно у прелазним режимима лета, што би у супротном захтијевало много више пилотског ангажмана, те успоравало пролаз кроз критичне фазе лета.

V-22 покрећу два турбо-осовинска мотора Роллс Роyце/Аллисон Т406-АД-400. Сваки од њих преко два заједничка редуктора покреће роторе размјера 11,61 м. Снага појединог мотора је довољна да у случају отказа једног, други преузме покретање оба ротора и осигурава довољно снаге за даљњи лет, али се у том случају слијетање врши са протрчавањем (слијетање врло слично авионском начину слијетања). Тај се мотор у врло сличним варијантама налази и на другим летјелицама различите намјене, попут C-130Ј, Алениа C-27, Глобал Хаwк, Сааб 200 итд., а током 10.200 сати лета испитивања није дошло ни до једног отказа мотора.

Слиједећи технолошки успјех који је омогућио развој Оспреyа је обилна употреба композитних материјала у структури летјелице. Не само да су постигнуте велике уштеде на тежини, већ би неки дијелови и били тешко изведиви са металним легурама због изложености специфичним механичким напорима. Чак 43,7% V-22 израђено је од карбон-графит композита, 3,4% фибергласа, 46,1% метала, те 6,8% других материјала, што има за резултат 22% лакшу летјелицу него да је израђена у потпуности од легура метала. Употреба композитних материјала повећава и сигурносне особине летјелице, јер за разлику од релативно "изненадног" пуцања метала, структурална чврстоћа композитних материјала се поступно деградира, чиме се даје довољно времена за уочавање оштећења. Исто тако, композитни материјали нису подложни утицају корозије, што је важно у увјетима дјеловања на мору. Сљедећа технолошка новост је уградња управљачког система типа флy-бy-wире. Укратко, помак управљачких команди преноси се до управљачких површина путем оптичких водова који уз помоћ рачунара дају сигнал систему који преко покретача и серво-система помиче управљачке површине. На тај начин на Оспреyу су постигнути сљедећи резултати:

• смањена је тежина цјелокупног система управљања ( свега 322 кг),
• повећана поузданост,
• омогућено рано откривање оштећења и његово изолирање или поправљање у лету,
• већа отпорност на вањска оштећења због удвостручења система (чак и ако је оптички вод оштећен, довољно је само неколико микрона неоштећеног вода да и даље буде омогућен потпуни пренос података),
• овим системом лакше је контролирати лет и ограничити управљање летом до максимално допуштених вриједности које неће оштетити структуру летјелице.

Посљедња битна технолошка новост је уградња интегрираног система електронике (ИАС) који међусобно повезује све системе летјелице те омогућује једноставнију и квалитетнију комуникацију, прецизну навигацију, преглед и контролу система, као и бржу обраду података који се у оптимираним оквирима презентирају посади. Основу тог система чине два удвостручена рачунара преко којих се уносе подаци и контролира рад осталих система. Посада надзире системе и уноси податке преко четири вишенамјенска екрана у боји (МФД), двије јединице за приказ података (ЦДУ), те систем за контролу и сигнализацију рада мотора (ЕИЦАС). Сви ти системи су тако функционално, али и ергономски постављени, да оба члана посаде и при максимално могућем обиму послова могу на вријеме провести све потребне радње.

Конструкцијске карактеристике

Заротирано крило

Закретни мотори на врховима крила

Иако је V-22 заправо летјелица, при чијем је стварању идеја била да је то хеликоптер са могућношћу велике брзине лета и долета авиона, Оспреy, гледано с вана, по мало чему одаје предности класичног хеликоптера. У бити то је лаки транспортни авион са великим пропелерима на крајевима крила. Труп летјелице у свом пресјеку стандардног је кутијастог изгледа који извана надопуњују прилично велика бочна избочења на његовој доњој страни. Њихова основна намјена је смјештај подвозја те резервоара за гориво, чиме се не смањује теретни простор, а истодобно су точкови главног стајног трапа тиме смјештени на међусобно већој удаљености што придоноси стабилности летјелице на земљи. Пилот, кокпит, те један до два техничара (овисно о врсти лета) у пилотску кабину улазе на десна бочна врата која су пројектирана и као секундарни улаз у теретни простор. Улазак терета и људства, као и излазак на тлу или избацивање у лету, омогућено је кроз велику спуштајућу рампу чиме је могуће преносити терет готово истих димензија, као што је сам теретни простор. У унутрашњости трупа могућ је смјештај 32 потпуно опремљена војника или 24 војника у сједећем положају смјештених на сједалима која штите путника и при удару од 16 г. Уколико се Оспреy користи за превоз повређених особа, тада је у трупу могућа уградња 12 носила уз припадајуће особље. Унутар теретног простора (дужина 7,37 м, висина 1,83 м и висина 1,83 м) могуће је носити максимално 9.100 кг терета који може бити смјештен унутар стандардних палета 463Л. Тежина вањског терета, уколико се носи на једној подтрупној овисној тачки, износи дупло мање, тј. 4.500 кг, а уколико је терет овјешен на двије тачке, тада је допуштена тежина терета максимално 5.500 кг.

Уочљива је и необична концепција репног дијела који се састоји од хоризонталног стабилизатора прилично мале површине, смјештеног између два велика вертикална стабилизатора. На хоризонталном стабилизатору налази се и кормило дубине које има улогу као и на авиону када се Оспреy налази у авионском режиму лета. Што се тиче вертикалних стабилизатора, разматрала се опција постављања само једног стабилизатора, како би се смањила тежина летјелице, али и цијена израде али то је убрзо одбачено, јер један вертикални стабилизатор није у могућности осигурати довољну уздужну стабилност током лета. Један од главних разлога за постављање два вертикална стабилизатора јесу велики промјери два трокрака пропелера, чија би струјања око једног вертикалног стабилизатора током авионског режима лета смањивала његову учинковитост. Као и у случају хоризонталних репних површина, тако се и на вертикалним стабилизаторима налазе кормила правца ради управљања око вертикалне осе током авионског режима лета.

Ипак, оно што највише разликује V-22 од било које друге летјелице јесу његова крила и оно што се налази на њима. Крила релативно малог размјера, ако се Оспреy проматра као авион (14,2м) и велике релативне дебљине, има и прилично необичну механизацију. На излазном крају крила по његовом цијелом распону налазе се закрилца и крилца која током лета на малим брзинама имају и улогу закрилаца (флаперони). Будући да на тим брзинама крилца имају мање прострујавање зрака, па им је тиме и мања учинковитост потребна за окретање око уздужне оси, задаћу нагињања преузимају ротори који разликом вучне силе у окомитом положају узрокују и на нагиб летјелице у страну мање вучне силе. Управо је разлика узгона са својим утицајем на стабилност летјелице дуго био један од најдискутиранијих проблема у развоју Оспреy.

На крајевима крила налазе се врло велике окретне гондоле у којима се налазе турбо-осовински мотори Аллисон Т406-АД-400, сваки снаге 6150 КС, са припадајућим системом преноса снаге. Чак је и сиситем преноса снаге карактеристичан сам по себи, будући да због рјешења окретања цјелокупног система мотора захтијева посебну израду која је врло различита од онога хеликоптерског типа. Наиме, систем, преноса снаге састоји се од укупно пет редуктора: два редуктора за погон ротора, два редуктора који преносе снагу на заједничку осовину у увјетима окретања мотора, те редуктор који се налази у средишњем дијелу крила, а осигурава синкронизацију рада оба ротора. Композитна осовина спаја средишњи редуктор и оба мотора те пролази кроз задњи дио крила цијелим његовим распоном, а у случају прекида рада једног од мотора на себе преузима функцију расподјеле снаге другог мотора на оба ротора.

Напој мотора горивом из резервоара врши се аутоматски, а директан довод горива у мотор врши се из расходних резервоара сваки запремине 272 кг. Преостало гориво налази се у још 5 фиксних резервоара смјештених у крилима и бочним проширењима на трупу, док је за потребе великог долета могућа уградња два резервоара у транспортној кабини укупне запремине 1.910 кг. На тај начин варијанта MV-22 има могућност ношења укупно 4.480 кг, а CV-22 варијанта 6.295 кг горива. Цијело крило могуће је хоризонтално окренути за 90° захваљујући чему је могуће смјестити V-22 на врло мали простор или шта више транспортирати већим транспортним авионом не одвајајући крила, а да при томе укупна дужина не прелази 19,20 м што је нешто мање од дужине хеликоптера Блацк Хаwк. На тим су могућностима особито инзистирали маринци којима је та летјелица намијењена за дјеловање са десантних бродова, па не треба посебно истицати колико је ту важно максимално искориштење простора. Окретање крила контролира се електричним путем преко хидрауличних покретача који уједно и склапају кракове носећег ротора за шта је потребно само 90 секунди.

Видјети кракове ротора у раду доиста је необично. Сваки крак својим промјером готово додирује труп летјелице, а када га се посматра током авионског режима лета, такви ротори доиста дјелују необично и одају дојам незграпности. Ипак, са доказаним летним карактеристикама Оспреy је све само не незграпан. Велики ротори повећавају и укупан распон Оспреyа са 14,2 м на чак 25,78 м са роторима у раду, док му је укупна дужина трупа само 14,47 м. Иако са носивости корисног терета од 9.100 кг, својим димензијама много је мањи од хеликоптера које насљеђује, па за успореду хеликоптер Цхиноок има укупну дужину са роторима 30,14 м, а ЦХ-53Е Супер Сталлион 30,19 м, иако је максимална полетна тежина V-22 већа од та два хеликоптера.

Подвозје је типа трицикл са великом међусобном удаљеношћу главних точкова и носног точка. Подвозје је у потпуности увлачиво, на земљи Оспреyу даје релативно мали размак од земље омогућујући лакши приступ летјелици. Подвозје је једно од битних карактеристика у повећању сигурности летјелице, јер у случају удара у земљу оно ће осим апсорбирања велике количине кинетичке енергије, њу пренијети на кључне тачке конструкције које ће својим савијањем и ломом ублажити деформацију путничког простора.

Различити захтјеви

Слијетање на носач зракоплова

Слијетање на полетно-слетну стазу

Још од почетка развоја ЈМВX програма, планирана је израда двије основне верзије Оспреyа: MV-22, која је прилагођена потребама маринаца који њиме планирају замијенити хеликоптере ЦХ-46Е и ЦХ-53Д, док америчка копнена војска својом верзијом CV-22 намјерава замијенити МХ-53Ј и Сикорскy ХХ-60МХ-60Г уз истодобно надопуњавање дјеловања транспортног авиона C-130 Херцулес. Како се накнадно укључила и америчка морнарица са својим захтјевима, њима је намијењена прилагођена верзија MV-22 која ће се наћи у улози трагања и спашавања те логистичкој потпори, а у појединим изворима наводи се и као ХВ-22. Иако се чини да осим мање прилагодљивости опреме и уређаја нема веће разлике између појединих верзија, од главних компоненти Оспреyа, само је мотор потпуно исти. Због прилагодљивости специфичним захтјевима маринаца и копнене војске, "костур" летјелице једнак је у 90% дијелова, док електроника и опрема имају само 20-40% заједничких компоненти. Иако се верзије разликују опремом и структуралним изведбама, заједнички циљ маринаца, морнарице и копнене војске је исти: имати летјелицу која ће ујединити летне могућности хеликоптера са долетом и брзином турбо-проп авиона, а V-22 све више доказује како је дорастао тој улози.

Верзије

• V-22А – прототип верзија кориштена за испитивања. Након редизајна 1993. водила се као А-верзија.
• ХВ-22 – планирана али још неостварена верзија за Ратну морнарицу САД-а, која би требала омогућити борбено трагање и спашавање, логистичку потпору превоза и извлачења посебних ратних тимова.
• СВ-22 - предложена верзија за против-подморничка дјеловања ратне морнарице. Морнарица је у разматрању СВ-22 пројекта 1980.-тих планирала замијенити С-3Б и СХ-2 авионе.
• MV-22Б – основна верзија Корпуса морнаричког пјешаштва САД-а за транспорт. Првобитно је захтјевано 552 летјелице (сада 360). Корпуса морнаричког пјешаштва САД-а је водио са својим захтјевима развој V-22 Оспреyа. MV-22Б намијењен је првенствено за превоз ударних јединица војске, опреме и материјала; оперативан је са бродова или из зрачних база.
• CV-22Б – је верзија Ратног зракопловства САД-а у служби Команде специјалних операција (УССОЦОМ). Летјелица је намијењена за дугодолетне, специјалне мисије, те је опремљена са додатним резервоарима за гориво и радаром за праћење конфигурације терена.

Технички подаци (MV-22Б)

Подаци	Јединице
Година продукције	1989-
Фирма	Белл-Боеинг
Распон крила	14,00 м
Дужина	17,5 м
Висина	6,73 м са подигнутим моторима
Површина крила	28 м2
Тежина (празан)	15.032 кг
Могући товар	-
Тежина (максимална при старту)	27.400 кг
Путници	-
Посада	2
Брзина	565 км/х
Висина лета	7.925 м
Дужина лета	4.476 км
Погон	2× Роллс-Роyце Аллисон Т406/АЕ 1107Ц-Либертy
Снага
Наоружање

Вањске везе

V-22 Оспреy на Wикимедијиној остави

• Службена страница - боеинг.цом
• Службена страница - беллхелицоптер.цом Архивирано 2010-03-28 на Wаyбацк Мацхине-у