Czy śmigłowce się zmienią?
Począwszy od lat 50. ub.w., tj. od wojny na Półwyspie Koreańskim, śmigłowce zaczęły bardzo dynamicznie zdobywać uznanie w armiach całego świata. Szczególnie wojna wietnamska udowodniła, że to uniwersalne i niezastąpione maszyny, zapewniające nie tylko transport i ewakuację medyczną, ale również wsparcie ogniowe. Obecnie śmigłowce, co dobitnie pokazały wojny także w Iraku czy Afganistanie, stanowią nieodłączny element działań wszystkich rozwiniętych armii. Tym bardziej zaskakuje, że nowe propozycje opierają się niemal zawsze na już sprawdzonych rozwiązaniach. Nie ziściły się prognozy sprzed kilkunastu lat, że szybki rozwój techniki pozwoli wprowadzić do służby rewolucyjne konstrukcje. Wręcz przeciwnie – obecna generacja żołnierzy lata śmigłowcami, których bazowa wersja powstała w czasach, gdy w armii służyli ich ojcowie, a nawet dziadkowie.
Odmładzanie emerytów
Banałem jest stwierdzenie, że najbardziej zaawansowaną technologicznie i najlepiej finansowaną armią świata jest amerykańska. O ile jednak jej lotnictwo cieszyć się może z nowych samolotów, takich jak F-35 czy F-22, o tyle wojska lądowe bezowocnie wypatrują śmigłowców nowych generacji. Według obecnych planów dzięki modernizacjom i remontom znany jeszcze z czasów zimnej wojny śmigłowiec bojowy AH-64 Apache ma pozostać w służbie do lat 60. XXI w. Zapewne nie inaczej będzie w przypadku wielozadaniowego UH- 60 Black Hawk oraz transportowego CH-47 Chinook, których wycofywanie ma się rozpocząć najwcześniej za 30 lat. Ten ostatni typ maszyny wszedł do służby w 1962 r., kiedy w Polsce rządził Gomułka, a stanowisko prezydenta Stanów Zjednoczonych piastował Kennedy.
Proces modernizacji konstrukcji śmigłowcowych dotyczy nie tylko Stanów Zjednoczonych, lecz wszystkich państw. Wyraźnie dominującym trendem w tej branży jest ewolucja, a nie rewolucja. Sięgające genezą zimnej wojny płatowce buduje się obecnie z nowych lżejszych metali, a także wyposaża w zupełnie nowe zdolności. Tłumaczyć to można ostrożnością – na nowe rozwiązania trzeba wydać dużo pieniędzy, a powodzenie nie jest gwarantowane. To także efekt pragmatyki. Obecne konstrukcje są sprawdzone, a ich zakup tańszy niż tworzenie drogich nowatorskich programów. „Niektórzy użytkownicy cenią sobie prostotę i znajomość starszych typów – zauważa na łamach branżowego «Military Technology» Jon Lake. – Jednocześnie nie mają potrzeby dysponowania bardziej zaawansowanymi maszynami. Wojsko patrzy na całkowicie nowe rozwiązania z pewną podejrzliwością. Takie produkty sprzedają się dość słabo”. Trudno nie przyznać mu racji. Dość wymienić dwa europejskie programy śmigłowców – bojowego Tigera i wielozadaniowego NH90. Mimo zainwestowania dużych sum programy były opóźnione. Zanotowano również liczne problemy konstrukcyjne. Z kolei Amerykanie polegli na programie nowego śmigłowca dla prezydenta. Ostatecznie program zamknięto, a głowa państwa wróciła do lotów kilkudziesięcioletnimi maszynami.
Nowe zdolności
Na pierwszy rzut oka obecne śmigłowce mogą nie różnić się niczym od swych dawnych wersji. Posiadają jednak nowoczesne radary o większym zasięgu, dysponują lepszymi systemami łączności i często zintegrowane są z nowymi typami amunicji (w tym z rakietami). Przykładem niech będzie zaprezentowany w 2019 r. nowy model śmigłowca Mi-26 (T2W). Podobnie jak inne konstrukcje, także i te wyposażono w szklany kokpit (cyfrowe wskaźniki zamiast mechaniczno-analogowych) oraz cyfrową awionikę. Jej testy zakończą się w 2020 r. Standardem jest, że nowe-stare śmigłowce otrzymują system fly-by-wire, dzięki czemu mechaniczne połączenia zastępuje się sterowaniem sygnałem cyfrowym. Zwiększa to niezawodność konstrukcji i komfort pracy pilota, a także zmniejsza masę śmigłowca.
Nowsze śmigłowce wojskowe często mają zwiększony udźwig i szybciej latają (głównie dzięki mocniejszym silnikom i zastosowaniu kompozytów). Nowy trend polega na integrowaniu ich z bezzałogowcami. Przykładem jest AH-64, którego operatorzy pokładowi mogą w locie sterować dronem. To element szerszego planu współczesnego wojska, który ma połączyć poszczególne elementy (samoloty, śmigłowce, pojazdy, żołnierzy) w jeden sprawny i zarządzany w czasie rzeczywistym system.
Nie zmienia to jednak faktu, że konstrukcje bazowe są modyfikowane w stopniu ograniczonym. Powoli kończą się możliwości modernizacyjne starych typów. W przypadku śmigłowca AH-1 Cobra, oblatanego w 1965 r., Amerykanie doszli do wariantu Z (Viper), który niedawno został zamówiony przez Pakistan i Bahrajn, a dla amerykańskiej piechoty morskiej to podstawowa maszyna bojowa. CH-47 dotarł do wariantu F i G, a w przypadku UH-60 standardem jest model M, produkowany od 2006 r. Obecnie trwają prace nad UH- 60V. Generał brygady US Army Anthony Crutchfield stwierdził jakiś czas temu: „Nie chcę, by moje wnuki latały na śmigłowcach UH-60 w wersji Z”.
Pokonywanie ograniczeń
Oczywiście trwają prace nad śmigłowcami opartymi na zupełnie nowych rozwiązaniach, aczkolwiek ich zaawansowanie technologiczne jest na tyle duże, że projekty te zajmują długie lata, a nawet dekady. Kiedyś było taniej, łatwiej i szybciej. Przykładowo twórcy Bell UH-1 (który doczekał się niezliczonych wariantów, w tym obecnie oferowanego UH-1Y) potrzebowali zaledwie czterech lat od momentu złożenia zamówienia na nowy typ (w 1952 r.) do wyprodukowania maszyny zdolnej do pierwszego lotu (w 1956 r.). Ale projektanci śmigłowca RAH-66 Comanche, mającego być następcą AH-64, mają za sobą trudne przeżycie. Po ponad dwóch dekadach prac wyprodukowano zaledwie dwie maszyny – obie trafiły do muzeum. Łącznie Pentagon stracił na tym programie 7 mld dol.
Opracowanie nowej konstrukcji jest trudne, bo inżynierowie doszli do granic rozwoju – przynajmniej tradycyjnie rozumianych śmigłowców, które nie mogą latać szybciej niż ok. 350 km/h bez ryzyka wystąpienia zbyt dużych sił odśrodkowych działających na wirnik przy dużej prędkości oraz bez zagrożenia przeciągnięcia łopaty cofającej się (oddalającej się od kierunku lotu). Przekroczenie tych ograniczeń wymaga nowych rozwiązań. Niezwykle obiecującym kierunkiem jest tu tzw. przemiennopłat, będący hybrydą śmigłowca i konwencjonalnego samolotu. Taka maszyna ma niezwykle przydatną zdolność zmiany położenia skrzydeł i silników względem kadłuba w czasie lotu. W odpowiednim momencie gondole napędowe zmieniają kąt, a helikopter staje się samolotem. W ten sposób łączy się zaletę śmigłowców, czyli pionowy start i lądowanie, oraz samolotów, tj. szybki i dynamiczny lot poziomy.
Przykładem rewolucyjnego projektu zacierającego granice między samolotem a śmigłowcem jest demonstrator technologii V-280 Valor koncernu Bell Helicopter. W grudniu 2017 r. maszyna wzbiła się pierwszy raz w powietrze, a w styczniu 2019 r. osiągnęła imponującą prędkość 518 km/h. Nie jest to jednak rozwiązanie docelowe. Terminy wprowadzenia konkretnych wersji nie zostały ogłoszone, choć przewiduje się, że wariant podstawowy ma się pojawić ok. 2030 r., a uzbrojony – pięć lat później. Wersję bojową (szturmową) zobaczymy najwcześniej w 2045 r., a ciężki wariant transportowy, przeznaczony do zastąpienia CH-47, dopiero ok. 2050 r. Wymiana maszyn potrwa wiele lat, a nawet kilka dekad.
Zmiennopłat, pozwalający obejść ograniczenia śmigłowców, nie jest rozwiązaniem jedynie teoretycznym, gdyż istnieją już co najmniej dwie zaawansowane konstrukcje tego typu. To będący już w służbie amerykański V-22 Osprey oraz europejski AW609. Klienci wykazują jednak ograniczone zainteresowanie – większość sił zbrojnych woli sprawdzone rozwiązania.
Mniej dojrzała jest koncepcja śmigłowca nie tylko z tradycyjnym wirnikiem głównym, pozwalającym poruszać się w osi pionowej, ale także ze śmigłami pchającymi. Takie rozwiązanie ma zapewnić odpowiedni ciąg w locie poziomym. Redukuje to największy wspomniany wcześniej problem, to jest zagrożenie przeciągnięcia łopaty cofającej się. Takich konstrukcji wojsko nie otrzyma jednak w najbliższej przyszłości, aczkolwiek prace trwają. Dość wymienić zaprezentowany przez Boeinga w 2018 r. nowy wariant AH-64, który wyposażono w śmigło pchające i większe skrzydła. Cywilny model, znany jako Racer, już w przyszłym roku oblatać ma Airbus Helicopters.
Robert Czulda
Uniwersytet Łódzki