Новите вертолети от среден клас, създадени в света през последните 20 години, съвсем не са много – по-малко са от пръстите на едната ръка. Особено място сред тях заема АW130 – 6-тонният модел на италианския производител AgustaWestland (Агуста Уестланд). Александър МЛАДЕНОВ описва историята и възможностите на машината, която днес заема лидерски позиции в средния клас.
Статията е публикувана оригинално в сп. АЕРО бр. 9 (май 2009 г.)
Оригинално AW139 е замислен в средата на 90-те години като заместник на стотиците едно- и двудвигателни модели от фамилното семейство Bell 204/205/212/412. Маркетинговите специалисти на производителя AgustaWestland предвиждат, че продажбите ще надхвърлят 900 броя, от които близо 60% ще са за цивилни клиенти, а останалите 40% ще отидат при военни и правителствени клиенти. Реално в този клас (машини с максимална излетна маса между 4 и 9 тона) липса нов модел, създаден в последните две десетилетия, и това е ниша, която италианският производител успешно може да запълни. Прогнозата за продажбите обаче се оказва твърде скромна – към декември 2009 г. броят на поръчаните вертолети вече надхвърля 430 за общо 110 клиенти в цял свят, като по всичко личи, че общото производство на AW139 ще бъде повече от 1000 броя. Производителят, известен до 2000 г. под името Agusta (Агуста), базиран в Касчина Коста до Милано в северната част на Италия, произвежда от 60-те години по лиценз едно- и двудвигателните модели на Bell Helicopter (Бел Хеликоптер) от среден клас под съответните означения АВ-204/205/212/412 и има добра представа, с какво трябва да ги превъзхожда техният потенциален заместник. На първо място това са ниски нива на шума и вибрациите вътре във вертолета, много по-голям запас от мощност на двигателите, повишена ефективност на опашния винт, подобрена устойчивост и управляемост особено на голяма надморска височина, опростено опериране при излитане и кацане по Категория А. Също така новият вертолет трябва да има намалени директни оперативни разходи – това се постига благодарение на опростената планова поддръжка, тоест по-малък брой на плановите прегледи, преминаването на експлоатация по състояние и там където не е възможно това, осигуряване на повишен междуремонтен ресурс на частите и агрегатите. Минималният междуремонтен ресурс на части и агрегати на AW139 е 5000 часа.
Историята на създаването на AW139 пряко е свързана с въвеждането на новите и значително по-строги правила за конструиране на вертолети и осигуряване на тяхната летателна годност, въведени през 90-те години (FAR 29 Ьппехапхеш 35). В тях е обобщен горчивият опит, придобит при експлоатацията и анализа на аварийността на вертолетите от по-старо поколение (оригинално създадени през 60-те и 70-те години). Анализът на произшествията с тях води до извод, че животът на екипажи и пътници при много от случаите е възможно да се спаси чрез въвеждане на промени в основни елементи от конструкцията. Целта на тези промени е вертолетът да стане по-издръжлив при удар в земята с голяма вертикална скорост, при удар в птици, когато двигателят се повреди и части от него (останки от лопатки на турбината или компресора) да не могат да нанесат повреди на конструкцията или другия двигател. Също така промените трябва да дават възможност на вертолета да продължи полета или да извърши безопасно кацане, когато единият от двигателите откаже в критичен етап на полета (излитане, кацане или висене).
Конструкцията и нововъведенията
Програмата за създаването на новия модел е стартиран от Agusta през 1997 г., а на следващата година получава сериозен тласък с присъединяването към проекта на американската фирма Bell Helicopter. Двете фирми създават съвместното предприятие Bell/Agusta Aerospace Company (ВААС) което има за дейност съвместната разработка както на нов 12-местен вертолет от 6-тонен клас, означен като АВ139, така и нов конвертоплан (хибриден летателен апарат, съчетаващ елементи от конструкцията на вертолет и самолет). Междувременно Agusta и британският вертолетостроител Westland се обединяват в една фирма през юли 2000 г., която получава името AgustaWestland (АгустаУестланд), под което е известна днес.
Програмата АВ139 е замислена още от самото начало като истинско международно начинание, като двигателите например се доставят от американската фирма Pratt&Whitney (Прати и Уитни), авиониката е от Honeywell (Хъниуел), а централната част на тялото се изработва от полската фирма PZL Swidnik (ПЗЛ „Свидник”). Концепцията на вертолета предполага създаването на конструкция с максимална излетна маса 6000 kg с компактни размери, които не надвишават тези на АВ212 и са малко по-големи от тези на 3-тонния вертолет А109. При излетна маса 6400 kg и пълни горивни резервоари (1200 kg) полезният товар е в пределите на 1050 kg. Горивната консумация в крейсерски полет е от 350 до 400 kg на час. Масата празен при серийните машини е около 4000 kg, като първоначално максималната излетна маса е определена на 6000 kg. По-късно на базата на резултатите от летателните изпитания е решено тя да се повиши до 6400 kg, а в края на 2008 г. е направено още едно увеличение – до 6800 kg. При избора на основни конструкционни материали за планера екипът, ръководен от главния конструктор Сатнино Панкоти, се отказва от ползване на сега модерните композити и предпочита изцяло метална конструкция. Тя е сравнително проста, достъпна и евтина както по отношение на материали, така и по технологии за масово производство. От своя страна композитните материали (на неметална основа), въпреки че осигуряват намалена маса на конструкцията в сравнение с металната, излизат много по-скъпи като суровини, има сериозни забележки както към тяхната издръжливост на удар, така и към техните свойства за електромагнитно екраниране. При проектирането на отделните елементи стремежът на конструкторите е бил да се намалят колкото се може повече броят на сложните криви, за да може максимално да се ползват плоски алуминиеви панели и структури тип „пчелна пита”. Особено внимание е обърнато на динамиката на вертолета – тоест на взаимодействието на носещия винт и конструкцията. Резултатът е конструкция, която при полет на висока скорост има извънредно ниски вибрации. Опашният винт е поставен под наклон от 15 градуса и теглителната сила, създавана от него, има две съставни – хоризонтална, която противодейства на жироскопичния момент, създаван от носещия винт, и вертикална, която се прибавя към подемната сила, създавана от носещия винт. Тази комбинация от опашен и носещ винт спомага за поддържане на почти нулев ъгъл на атака на тялото по време на хоризонтален полет, което намалява челното съпротивление.
Общата конфигурация включва прибираем триопорен колесник с възможност да поема големи ударни натоварвания при кацания с голяма вертикална скорост. Двигателите и трансмисията са монтирани от горната част на тялото с осигурен лесен достъп за поддръжка. В същото време такава компановка дава възможност да се оформи просторна товарна кабина с кутиеобразно сечение с размери: дължина 2,7 m, широчина 2,1 m и височина 1,4 m. Тя е снабдена с големи плъзгащи се врати от двете страни и способна да поема товар до 2500 kg. На външно окачване максималният товар достига 2800 kg. Опашният винт е монтиран високо и под ъгъл, като под него спокойно може да преминава човек в цял ръст. Горивните резервоари (обща вместимост 1275 l) вече не се намират под пода на кабината, както е при всички вертолети от предишно поколение, а са изнесени в задната част на тялото, като са направени с U-образна форма. Те са проектирани да издържат удар при аварийно кацане. Товарната кабина е с достатъчно големи размери, за да може да се конфигурира за различни предназначения – пътнически транспорт, превоз на товари, изпълнение на задачи по търсене и спасяване, бърза медицинска помощ, тактически транспорт, морско и гранично патрулиране и др. Общият полезен обем за транспорт на пътници и багаж е над 10 m3. Зад кабината се намира голяма багажно отделение, поемащо товари с максимална маса до 200 kg. Кабината на пилотите е оборудвана с изключително авангардния за края на 90-те години (а и за днес) комплекс авионика Primus Epic, производство на Honeywell, с три или четири големоформатни цветни дисплея за изобразяване на информацията (полетна, навигационна, за работата на двигателите и системите) с размери 15х20 cm всеки. За изпълнение на специални задачи в средата на таблото се добавя и пети дисплей за изобразяване на информация от системата за наблюдение и цифрова карта. Комплексът Primus Epic се управлява от два компютъра и позволява значително намаляване на работното натоварване на екипажа. Това дава възможност вертолетът да се сертифицира за еднопилотно опериране при правила за полети по прибори (IFR). Вертолетът се предлага с три- или четириканална система за автоматично управление (автопилот) и командна система за автопилота (флайт-директор). Четириканалният автопилот осигурява режими – поддържане на зададена барометрична височина, на скорост, предварително зададена височина, заемане на зададен от пилота курс, поддържане на вертикална скорост, автоматичен заход на летище, оборудвано с инструментална система за кацане (ILS или MLS), курс за връщане, простартиране, поддържане на височина по данни от висотомера и автоматично висене. Управлението е с дублирани хидроусилватели. Вертолетът е оборудван със система за следене състоянието на конструкцията и трансмисията (HUMS), записваща и анализираща над 40 параметъра в реално време, което значително улеснява поддръжката.
Силовата установка се състои от два газотурбинни двигателя Pratt & Whitney РТ-6-67С с напълно автоматична система за управление (FADEC) и сумарна мощност от 3350 shp (2500 kW). Това е двигателят, с доказана експлоатация, изкючително здрав и надежден, като съотношението му маса/мощност е точно такова, каквото трябва да бъде на един вертолет от 6-тонен клас. Всеки един от двигателите развива мощност 1697 shp (1250 kW) при излитане (за време от 5 минути), максимална продължителна мощност 1531 shp (1140 kW), а на извънреден режим мощността достига до 1872 shp (1390 kW) за време от 2,5 минути. Двигателите са монтирани в индивидуални и изолирани срещу пожар отсеци над кабината. Основният редуктор има възможности да поеме максималната мощност на двигателите и може да работи без смазване за време от 30 минути, което се приема за достатъчно за намиране на място за аварийно кацане. Това е един от многото параметри, осигуряващи подобрена безопасност на полета и задължително изисквани от най-новите варианти на европейските и американските правила за летателна годност (JAR 29 и FAR 29). Тези правила също изискват двигателите, редукторът, горивните резервоари и седалките за екипажа и пътниците да издържат на аварийно кацане. Първоначалната енергия на удара при подобно кацане се гаси от колесника, след това за двигателите и редуктора допълнително се гаси от специално конструираната структура на тавана на кабината. Носещият винт е с диаметър 13,8 m и има пет лопати на шарнирно окачване. Втулката е титанова, с еластомерни възли за закрепване на лопатите и хидравлични демпфери. Лопатите са изработени от композитни материали с нови профили, специално създадени с високи аеродинамични характеристики и с ниско ниво на шум. Създаваният шум е с 4 db по-нисък от ограниченията на ИКАО. Опашният винт е с четири лопати. Носещата система е област, където Agusta заема позиции на световен лидер и нейните технологии осигуряват изключително ниски нива на вибрациите.
Изпитания и пускане в производство
АВ139 за първи път е представен публично (под формата на макет) на авиосалона в Бурже през юни 1999 г. По това време вече са започнали работите по производството на четири предсерийни машини за летателните изпитания и сертификацията. Първият образец (сериен номер 31000) е използван за наземни изпитания в привързано положение. При него основно е проверена работата на динамичните елементи и първата проба датира от декември 2000 г. Следват го три предсерийни образеца за летателни изпитания (към които по-късно е добавен още един). Първият от тях, носещ сериен номер 31001, се вдига за първи път във въздуха на 3 февруари 2001 г. от заводското летище на Agusta в Касчина Коста и има продължителност 45 минути, през което време пилотите проверяват летателните характеристики, развивайки скорост до 222 km/h. По това време твърдите поръчки за новия вертолет наброяват 20 и към новата машина вече има голям интерес от търговски оператори.
Сертификат за летателна годност за АВ139 е издаден от Италианските авиационни власти (ENAC) през юни 2003 г. – 26 месеца след първия полет. По това време четирите прототипа са налетели общо 1600 часа, а образецът за наземни изпитания има наработка от 750 часа. Две години по-късно AW139 получава сертификат от EASA за еднопилотно пилотиране в условия за полети по прибори. Първият сериен АВ139 е доставен на стартовия клиент – италианският вертолетен оператор Elilario през декември 2003 г. Първоначално производството на АВ139 се осъществява в завода във Верджате, а от 2007 г. и в новопостроения завод на Agusta в Ред Лайън Рок, щата Пенсилвания в САЩ. През юни 2007 г. по време на авиосалона в Бурже тържествено беше отбелязана доставката на 100-тния сериен вертолет – на бразилския оператор за обслужване на крайбрежни брегови нефтодобивни платформи Synergy Aerospace. През 2009 г. производителят отбеляза доставката на 200-ния вертолет и обяви, че общият брой на поръчаните от началото на доставките машини надхвърля 400 броя. През 2009 г. Bell продаде на AgustaWestland своя дял от 25% в програмата АВ139 и това логично доведе до промяна в означението на вертолета – от сериен номер – нататък всички машини, произведени в Италия и в завода на Agusta в САЩ, носят означението AW139.
Новите пазарни позиции
С появата на пазара на AW139 благодарение на икономическите и летателно техническите характеристики той бързо започва да „подпира” пазарните позиции на вертолетите от по-висок клас (8–9 тона), защото се оказва, че може да изпълнява голяма част от техните задачи, но на чувствително по-ниска цена. AW139 e вертолетът, с който Agusta прави сериозен пробив на огромния пазар за обслужване на морски платформи за добив на нефт и газ – пазар, на който допреди четири-пет години фирмата имаше минимално присъствие. В тази си роля AW139 може да превозва до 12 души на разстояние 555 km, а когато се налага да се обслужват отдалечени платформи – шест души на 900 km. Именно този пазар принуди конструкторите през 2008 г. да сертифицират вертолета с максимална излетна маса от 6800 kg, което вече позволява при пълен товар от 15 души (срещу 19 на по-големия конкурент EC225) да има увеличена с най-малко 150 km далечина на полета в сравнение с базовия вариант. Това е напълно в съзвучие с тенденциите за развитие на нуждите на нефто- и газодобивна индустрия – по-малко хора за превоз, но до платформи все по-навътре в морето. Наличието на голям запас от мощност и прекрасната устойчивост и управляемост, които спомагат за успеха на AW139 в пазара за превози до нефто- и газодобивни морски платформи, са все фактори, които го правят извънредно подходящ и за аварийно-спасителни работи. Мощността на двигателите спомага да запазване на летателните характеристики (както са определени при международно стандартна атмосфера – МСА) при температура на околния въздух до 500 С – нещо, което вертолетите от предишно поколение не са способни да направят. Така например при спасителна операция със зависване за работа с лебедката на 3500 m надморска височина вертолетът е способен да работи при максимална маса от 6200 kg, вкл. полезен товар от 2000 kg.
При отказ на двигателя при критичен момент от полета – например при зависване за вдигане с лебедка на пострадал, работещият двигател автоматично се извежда на максимален режим за време от 2,5 минути, като това не води до пропадане на вертолета и проваляне на спасителната операция. Друго съществено преимущество при спасителни операции е увеличената продължителност на полета, която достига до три часа. Първият оператор с AW139, специално конфигуриран за планинско търсене и спасяване, е италианският Airgreen, използващ от януари 2006 г. две машини. Те се ползват за операции на голяма надморска височина във Вали д’ Аоста (популярна ски-дестинация в северната част на Италия, където има планниски върхове, достигащи 4000 m) и предлагат чувствителни подобрения в сравнение с преди това използваните AВ412. Най-значими са те в безопасността на полета, където новата машина въвежда фюзелаж, колесник и седалки със свойства да поглъщат енергията при удар (неща, които липсват при АВ412), предпазвайки по този начин хората в машината. Също така има резервоари, издържащи при удар, излишък на мощност и автоматично управление на двигателите, все неща, важни при изпълнение на мисии за спасяване във високопланинска местност и сложни метеоусловия. При опериране при условия МСА и максимална маса от 6400 kg вертолетът може да зависне на надморска височина до – m. Във вариант за търсене и спасяване може да се оборудва с единична или двойна лебедка и носилки за пострадали. При варианта с четириканален автопилот са заложени режими на автоматично търсене. В момента в етап на разработка е противообледенителна система (за носещия, опашния винт и входните устройства на двигателите) с компютърно управление, от която ще се възползват операторите на AW139 в северни райони или зони в умерените географски ширини в Европа и САЩ, където в студената част на годината има най-благоприятни условия за обледеняване (околонулеви температури, комбинирани с висока влажност на въздуха). За търсене и спасяване AW139 се използва или е поръчан за доставка от Обединеното кралство, Италия, Испания, ОАЕ, Корея и Малайзия и Кипър.
За гранична охрана и полицейски мисии
Най-известният оператор на AW139, ползващ го за изпълнение на задачи по наблюдение и охрана на границата, са митническата и граничната служба на САЩ. Офисът за морска и въздушна охрана в Маями, Флорида, който има за задача да открива и предотвратява нелегално влизане на хора и стоки в САЩ, получи първоначално два AW139, предназначени да заменят сега използваните UH-60. Те се използват основно за задачи по линия на вътрешната сигурност, основно наблюдение на сухопътните и морските граници, транспорт на затворници и екипи за специални операции и задържане на заподозрени. За целта са оборудвани от фирма L-3 Communications в завода й в Уейко, Тексас, със специален комплекс оборудване, базиран на наблюдателната система МХ-15 (включва инфрачервени и ТВ-сензори, както лазерни устройства за указване и измерване на далечината, монтирани на обща жиростабилизирана платформа), прожектор и система за тактическа комуникация, а пилотската кабина и товарният отсек са снабдени с осветление, съвместимо с очила за нощно виждане. Коментарите на пилотите от Офиса за морска и въздушна охрана са изключително положителни особено що се касае до системата за управление на полета (четириканален автопилот) и навигация, допринасящи за значително намаляване на работното натоварване на пилотите. Максималната скорост на AW139 e 165 kt (305 km/h) и нивото на вибрациите е изключително ниско. Лети се с екипаж от четирима – двама пилоти, сензорен оператор и тактически член на екипажа. При нощните патрулни полети над море се лети с очила за нощно виждане, като се следи за нарушители – нелегални имигранти, трафиканти на хора и наркотици. Други страни, където AW139 се ползва за гранична охрана, като това се комбинира с търсене и спасяване, са Естония (по линия на Шенгенската инициатива), Япония и Италия. Тук може да се отбележи, че Службата за брегова охрана на Япония в момента разполага с най-добре оборудваните машини за патрулиране от семейството на AW139, които имат система за наблюдение Star Safire HD, производство на FLIR Systems (с HD-възможности на картината от термовизионната и ТВ-камера), система за комуникация (радиостанции за свръзка с кораби, самолети и други средства при съвместни операции) и оборудване за спасяване на бедстващи на море.
Засега има три военни оператора, използващи AW139 за задачи от общ характер, основно превоз на персонал и тактически транспорт. Това са Ирландия с четири поръчани (първият клиент), Обединените арабски емирства с осем и Кипър с три машини.
За борба с пожари в Лос Анджелис
През октомври 2008 г. първите AW139 в специализиран вариант за борба с пожари влязоха в действие. Противопожарната служба на Лос Анджелис хвърли своите две току-що доставени машини в гасене на огромни пожари в долината Сан Фернандо. Конфигурацията на тези машини е за многоцелево използване и освен за гасене на пожари служат за медицински въздушен транспорт, търсене и спасяване, водно спасяване и транспорт на персонал и оборудване. Тези два вертолета са първите със специална система за противопожарна атака модел 326, производство на фирмата Simplex, представляващи подтелен резервоар с добра аеродинамика (без да налага ограничения на максималната скорост) и устройство за пълнене при зависване. Пълненето и изпразването на резервоара може да се наблюдава от екипажа с помощта на вградените камери, като картината се извежда на един от дисплеите в кабината. Специалното оборудване включва медицински интериор Life Port, спасителна лебедка и прожектор за нощна работа. Както обяснява началникът на авиационния отряд на противопожарната служба на Лос Анджелис Глен Смит, с големите врати на кабината и голямата кабина, AW139 е идеалната многоцелева машина. При максимална излетна маса от 6400 kg, както обяснява Смит, AW139 e единственият самолет в своя клас с характеристики по Категория 1/Клас 1, което дава на екипажа ново разбиране за комфорт и безопасност на полета. За други страни, които нямат интерес от въвеждането на системата Simplex 326, AgustaWestland предлага AW139 с гъвкава кофа тип “Бамби бакет” с обем 2800 литра.
AW139 – третата производствена линия се изгражда в Русия
През ноември 2008 г. фирмата майка на AgustaWestland – италианският индустриален конгломерат Finmeccanica и руското промишлено обединение “Оборонпром” (контролира всички руски фирми от вертолетната промишленост) подписаха базово споразумение за организиране на лицензното производство на AW139 в Русия. Съвместното руско-италианско предприятие е с 50:50 участие на страните и ще извършва сглобяването на AW139 в специално построен завод в Панки недалеч от Москва. Първи клиент в Русия е голямата авиокомпания UTair (Ютейр) от Тюмен (най-големият оператор на вертолети от тежък клас в света) – поръчката е за от 35 до 49 вертолета, които да се доставят в течение на 5–7 години. Първите от тях ще бъдат готови през 2011 г. На първия етап производството ще включва сглобяване на вертолетите от готови комплекти, доставяни от италианския завод, като се планира постепенно да се премине към производство на отделни части и агрегати в Русия. Годишният темп на производството се планира да достигне 25 машини.
Летателно-технически характеристики на AW139 (вариант с макс. излетна маса 6400 kg)
Пътнически места – до 12–15; Маса, kg: – макс. стоянъчна 6450 – макс. излетна 6400 – екипиран за мисия – полезен товар за мисията – полезен товар на външно окачване – до 2200 кг., Размери, m: – дължина 16,66 – височина 4,95 – диаметър на НВ 13,8 Скорост, km/h (kt): – максимална 310 (167) – крейсерска 306 (165) Скороподемност, m/s (ft/min) 10,9 (2140) Макс. височина на зависване, m (ft) – с ефект на въздушната възглавница – без ефекта на въздушната възглавница 2483 (8000) Таван, m (ft) – на два двигателя 6096 (20 000) – на един двигател 3535 (11 600) – за верт. излитане/кацане по Cat A 945 (3100) Макс. далечина (без резерв)*, km (nm) 1061 (573) Макс. продължителност (без резерв)* 5 ч, 12 мин. * С допълнителен резервоар
