Pierwsza myśl przy spotkaniu Kaman K-MAX jest niemożliwa!
Helikopter łamie kontinuum czasoprzestrzenne i prawa geometrii euklidesowej, inaczej jak wytłumaczyć wzór ruchu jego łopat? W przeciwieństwie do schematu współosiowego, w którym płaszczyzny obrotu śmigieł są do siebie równoległe, czy schematu poprzecznego, w którym piasty śmigieł są rozstawione w znacznej odległości przekraczającej długość łopat, dzieje się tu coś niewyobrażalnego – Rotory K-MAX przecinają się w przestrzeni! Jeszcze chwila, a rozwalą piasty śmigieł i posiekają się na kawałki! Ale nie… ostrza cudem przechodzą przez materię i rozchodzą się na boki. Śmigłowiec kontynuuje bezpieczny lot.
Powyższy schemat ze skrzyżowanymi wirnikami nazywa się „synchropterem”. Genialny wynalazek należy do niemieckiego inżyniera Antona Flettnera, który eksperymentował z takimi maszynami na przełomie lat 30. i 40. (Fl.265 i Fl.282 „Kolibri”).
Synchropter to poprzeczny śmigłowiec dwuwirnikowy z krzyżującymi się wirnikami. Śruby obracają się w przeciwnych kierunkach, a ich osie obrotu są ustawione pod niewielkim kątem względem siebie. Obroty śmigieł są zsynchronizowane za pomocą sztywnego połączenia mechanicznego, aby zapobiec kolizji łopat.
Podobnie jak śmigłowce ze współosiową konstrukcją wirnika (na przykład śmigłowce z Biura Projektowego Kamov), synchronizatory nie mają nieporęcznego wysięgnika ogonowego i strat mocy dla napędu wirnika ogonowego. Inne zalety w porównaniu z „klasycznymi” śmigłowcami jednowirnikowymi to niższy poziom hałasu i wibracji. Mniejszy moment bezwładności - a tym samym lepsza zwrotność.
Jednocześnie schemat ze skrzyżowanymi wirnikami pozwala zrezygnować ze złożonej kolumny wirników: prosta i lekka przekładnia pomaga obniżyć koszt synchroptera i ułatwia jego konserwację w porównaniu z helikopterami ze współosiowymi śmigłami.
Kluczową wadą synchroperów jest mniejsza sprawność wirnika w locie poziomym ze względu na ich wzajemny wpływ na siebie. Ponadto płaszczyzny śmigła są lekko skręcone w różnych kierunkach - ciąg maleje (wektor ciągu na cosinus kąta). W rezultacie synchronizatory są nieco wolniejsze od śmigłowców zbudowanych według innych schematów. Kolejną nieprzyjemną cechą jest występowanie momentu wzdłużnego i problemy z wyważeniem wiropłatu. Serwoklapy na łopatach wirnika służą do sterowania helikopterem.
Specyficzny układ to swego rodzaju „wizytówka” Kaman Aircraft. Ta niewielka firma śmigłowcowa tradycyjnie zajmuje wąskie nisze na cywilnym rynku śmigłowców specjalnych i tworzy specjalistyczne pojazdy dla klientów wojskowych. Wielkość produkcji seryjnej jest ograniczona do kilkudziesięciu (w najlepszym wypadku setek) egzemplarzy. Wśród najbardziej znanych dzieł - Kaman (lekki śmigłowiec przeciw okrętom podwodnym / wielozadaniowy SH-2 „Sea Sprite”, który był wyposażony we wszystkie krążowniki i fregaty marynarki wojennej USA w latach 60. i 70.).
Oprócz SeaSprite, który został zbudowany zgodnie ze zwykłą konstrukcją jednowirnikową z wirnikiem ogonowym, Kaman Aircraft odniósł duży sukces w tworzeniu śmigłowców z wirnikiem krzyżowym. Założyciel Charles Kaman zbudował swój pierwszy synchropter K-125 w 1945 roku, ale pierwszy komercyjny model pojawił się dwa lata później. Synchronizator poszukiwawczo-ratowniczy i przeciwpożarowy Kaman HH-43 Huski był seryjnie budowany na zlecenie Sił Powietrznych USA i eksportowany do innych krajów świata.
Pół wieku po sukcesie Husky, Kaman Aircraft postanowił powrócić do tworzenia śmigłowców z krzyżowym wirnikiem. W 1991 roku w powietrze wystartował prototyp latającego dźwigu K-MAX, przeznaczonego do transportu towarów na zewnętrznym zawiesiu.
Zdaniem specjalistów Kaman Aircraft, synchroptery są najbardziej efektywne w operacjach związanych z pionowym podnoszeniem ładunku, ponieważ dwa wirniki tworzą dużą siłę nośną, a układ zapewnia koncentrację siły nośnej w środku ciężkości śmigłowca. Konstrukcja pozwala na stworzenie sylwetki w kształcie klina, co poprawia widoczność dolnej półkuli z kabiny - gdy trzeba sprawdzić stan ładunku na zewnętrznym zawiesiu, a także wybrać z dużą precyzją miejsce do rozładunku lub odbioru.
Ważnym warunkiem jest brak śmigła ogonowego: w warunkach, w których zwykle pracują latające dźwigi (plac budowy, zręby), istnieje duże prawdopodobieństwo przypadkowego „spotkania się” z liniami energetycznymi, gałęziami drzew i pobliskimi budynkami. Pod tym względem synchroopter jest znacznie bezpieczniejszy niż konwencjonalne śmigłowce.
Jeśli chodzi o prędkość (maksymalna dopuszczalna prędkość K-MAXa wynosi tylko 185 km/h), nie odgrywa ona dużej roli w charakterystyce latających dźwigów, które zazwyczaj latają na krótkich dystansach.
Śmigłowiec K-MAX powstał z myślą o interesach firm zajmujących się pozyskiwaniem drewna i drewna: mały, niezwykle niezawodny latający dźwig do zrywki drewna. Przygotowany do pracy w zimnym klimacie i ograniczonej konserwacji w terenie. Lepsza widoczność, wzmocnione podwozie trójkołowe, odrzucenie skomplikowanego i kapryśnego sprzętu.
Praca na zrębach, na trudno dostępnych zboczach oraz na budowach stanowi znaczne zagrożenie dla życia i zdrowia pilota. Na pierwszy plan wysuwają się środki bezpieczeństwa: śmigłowiec K-MAX jest standardowo wyposażony w fotel z amortyzacją Simula z pięciopunktowym pasem bezpieczeństwa, który może uratować życie pilota podczas zderzeń z przeciążeniem do 20g.
Warto zauważyć, że na 38 zbudowanych egzemplarzy Kaman K-MAX, dwanaście samochodów zaginęło w wyniku różnych wypadków i sytuacji awaryjnych. Niemniej jednak pozostałe śmigłowce nadal są aktywnie eksploatowane przez firmy zajmujące się wyrębem i budową w USA, Niemczech, Szwajcarii, Kolumbii i Nowej Zelandii.
… Był świetnym facetem i sumiennie pracował. Ale ciche, spokojne życie nie wyszło - Pentagon zainteresował się ciężko pracującym helikopterem.
- Wezwij, podpisz.
Jak K-MAX wyciągnął pasek żołnierza
We współczesnych wojnach lokalnych główna część lotów bojowych przypada na transport różnych ładunków w strefie konfliktu. Szczególnie podkreślani są piloci śmigłowców, na których barkach spoczywa zaopatrzenie tysięcy armii, rozproszonych w osobnych punktach kontrolnych na rozległym terytorium, często w trudnym terenie, otoczonym przez wrogą populację.
To jest niewątpliwie Afganistan. Po raz pierwszy Siły Powietrzne 40. Armii stanęły w obliczu podobnych trudności: piloci helikopterów musieli wykazać się cudami wytrzymałości zimą, dostarczając 100-tysięcznemu kontyngentowi wojskowemu wszystko, czego potrzebowali - od żywności, amunicji i nafty, po namioty, ciepłe ubrania, książki i inne specyficzne ładunki.
Wiedzą o tym także Jankesi, którzy od wielu lat prowadzą bezowocną walkę z terrorystami z Al-Kaidy w górskich wąwozach Afganu. Podaż żołnierzy stale rośnie. Ruch towarowy rośnie.
Na to i postanowił zagrać firma Kaman, która zaoferowała wojsku nieoczekiwane rozwiązanie problemu - bezzałogowy pojazd zdolny do automatycznego dostarczania towarów w strefie konfliktu.
W obecnej sytuacji taki transport wygląda na uzasadnioną decyzję: nie ma potrzeby, aby człowiek ryzykował życiem w tak banalnych i prostych misjach, przelatując codziennie nad wrogim terytorium. Przelecieć z punktu A (lotnisko Bagram) do punktu B (odległy punkt kontrolny w pobliżu Dżalalabadu) i ostrożnie rozładować ładunek na skalistym płaskowyżu - taka misja nie wymaga zaawansowanych superkomputerów, specjalnych umiejętności pilotażowych ani skomplikowanych rozwiązań technicznych. Cały lot odbywa się zgodnie z danymi systemu GPS, sygnałami z radiolatarni oraz w razie potrzeby pod zdalnym sterowaniem operatora.
Pierwszy prototyp transportowego bezzałogowego śmigłowca K-MAX Unmanned Multi-Mission Helicopter, stworzony we współpracy z Lokheed Martin Corporation, został przedstawiony wojsku w 2008 roku. Zaktualizowana wersja pojawiła się w 2010 roku.
W tym samym roku Kaman otrzymał dotację w wysokości 46 milionów dolarów na budowę dwóch dronów transportowych, aby zademonstrować możliwości systemu w praktyce. Projekt był nadzorowany przez Dowództwo Systemów Lotnictwa Morskiego (NAVAIR). Pod koniec 2011 roku oba zamówione śmigłowce, po otrzymaniu odpowiedniego malowania lotnictwa Korpusu Piechoty Morskiej, przybyły w góry afgańskie i rozpoczęły loty testowe.
Pierwsza misja transportowa w warunkach zbliżonych do bojowych miała miejsce 17 grudnia 2011 roku. Dron dostarczył 1,5 tony żywności na zewnętrznym zawiesiu do zdalnej bazy Combat Outpost Payne.
Marines spodobał się pomysł – drony były regularnie wysyłane na misje. Do lutego 2013 r. oba K-MAXy wykonały 600 lotów nad afgańskimi górami, spędzając w powietrzu ponad 700 godzin i przewożąc w tym czasie około 900 ton różnych ładunków. W tym czasie Kaman otrzymał nagrodę magazynu Popular Science, a bezzałogowa wersja śmigłowca K-MAX nauczyła się latać w ciemności i dostarczać towary z dokładnością do 3 metrów.
18 marca 2013 r. dowództwo ILC przedłużyło projekt na czas nieokreślony z dopiskiem „do czasu otrzymania specjalnych zamówień”. Nie ma pieniędzy na zakup nowych dronów, ale nikt nie chce rezygnować z transportowych bezzałogowców.
Jednak 5 czerwca 2013 r. pojawiła się uciążliwość. Podczas jednej z misji transportowych po zbliżeniu się do „punktu”, dron upadł na ziemię, poważnie uszkadzając kadłub. Śledztwo wykazało, że nie był to błąd operatora - BSP w tym momencie był w trybie autonomicznym, podążając zaprogramowaną trasą. Komisja nie znalazła śladów ognia wroga ani awarii w części „mechanicznej” i silniku śmigłowca. Nie trzeba poważnie rozważać wersji z pojawieniem się wśród afgańskich Basmachów stacji walki elektronicznej podobnych do rosyjskiej Avtobaza. Wygląda na to, że usterka była w programie lub nieprawidłowy sygnał z jednego z czujników BSP.
We wrześniu rozbity K-MAX został wysłany do Stanów Zjednoczonych na remont, drugi dron kontynuował wykonywanie zadań związanych z transportem towarów nad Afganistanem.
Epizod z katastrofą UAV nie zmniejszył zainteresowania bezzałogową wersją latającego dźwigu: Kaman z powodzeniem zaprezentowała swój pomysł na Paris Air Show, otrzymując ciepłe recenzje od przyszłych zagranicznych klientów.
Nowa wersja BSP otrzymała możliwość automatycznego przechwytywania ładunku (wymagany jest specjalny moduł na nadwoziu kontenera, który dostarcza sygnał radiowy BSP) oraz umiejętność lotu grupowego w tej samej formacji z innymi pojazdami bezzałogowymi i załogowymi. Znamionowa ładowność - 5000 funtów ładunku (2270 kg) na podróż.
Są powody, by sądzić, że zapotrzebowanie na takie maszyny może pojawić się nie tylko na polu bitwy, ale także w strefach katastrof spowodowanych przez człowieka - wystarczy przypomnieć ryzyko, jakie grozili likwidatorom katastrofy w Czarnobylu, którzy zostali zmuszeni do zrzucenia worki z piaskiem z helikopterów do krateru zniszczonego czwartego bloku energetycznego.
Ze względu na niewątpliwą przydatność takiego systemu Kaman i Lokheed Martin spodziewają się w najbliższym czasie otrzymać od lotnictwa ILC kontrakt na dostawę co najmniej 16 seryjnych UAV tego typu.
Święte miejsce nigdy nie jest puste. Wyczuwając zapach przybycia, na miejsce podjechał Boeing ze swoją wersją transportowego UAV opartego na lekkim wojskowym helikopterze Little Bird.
Testy porównawcze dronów Kaman K-MAX i Boeing H-6U Little Bird rozpoczęły się w lutym 2014 roku w bazie wojskowej Quantico w Wirginii.
