A160 Колибри YMQ-18 | |
---|---|
Общая информация | |
Тип | БПЛА вертолет |
Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
Производитель | Передовые системы Boeing |
Статус | заброшен в 2012 году |
Количество построенных | 4+? |
История | |
Первый полет | 2002 |
Boeing A160 Hummingbird (военное обозначение: YMQ-18A ) — беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолет . Его конструкция включает в себя множество новых технологий, никогда ранее не применявшихся в вертолетах, что обеспечивает большую выносливость и высоту полета, чем у любого вертолета, находящегося в эксплуатации в настоящее время.
Разработка Hummingbird была начата Frontier Aircraft для DARPA в 1998 году. С 2003 года в финансировании проекта также принимали участие армия и флот США. В мае 2004 года компания была приобретена Boeing и вошла в состав Boeing Phantom Works , а затем в группу Advanced Systems компании Boeing Integrated Defense Systems . [1] Ранние A160 оснащались модифицированными автомобильными двигателями Subaru, но более новые версии используют турбовальные двигатели Pratt & Whitney PW207D . [2]
A160 продолжил летные испытания в 2010 году, но испытательные полеты уже продемонстрировали большую выносливость, большую высоту, большую автономность и большую полезную нагрузку. [ по сравнению с? ] Программа имела амбициозные цели: дальность полета 2500 миль (4000 км), 24-часовую выносливость и высоту 30 000 футов (9100 м). Полеты были в значительной степени автономными, при этом самолет принимал собственные решения о том, как лететь самостоятельно, чтобы достичь определенных целей, а не полагался на управление человеком в реальном времени. A160 достиг максимальной скорости более 140 узлов (260 км/ч), хотя его целями были выносливость и высота, а не скорость. Длина самолета от носа до хвоста составляет 35 футов (11 м), а диаметр ротора — 36 футов (11 м). [3]
Проект был закрыт армией США в декабре 2012 года.
В ходе первоначальной разработки планера и роторной системы A160 в 1999–2000 годах компания Frontier Systems одновременно спроектировала беспилотный летательный аппарат Maverick с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL) в качестве испытательного стенда для авионики, программного обеспечения и систем управления полетом. Maverick был сильно модифицированной версией легкого гражданского вертолета Robinson R22 . Используя проверенный планер вертолета, инженеры смогли сосредоточиться на разработке систем, которые впоследствии можно было бы перенести на A160. [4] [5]
Программа Maverick началась в 1998 году, а первый полет состоялся менее чем через год в 1999 году. Хотя R22 был двухместным пилотируемым вертолетом в своей первоначальной конфигурации, Maverick был важен тем, что никогда не использовал «пилота безопасности» (пилота-человека, находящегося на борту и способного восстановить самолет в случае отказа беспилотной системы управления полетом). Поскольку большая часть программного обеспечения и систем авионики была общей для Maverick и A160, Maverick оставался в эксплуатации еще долгое время после того, как A160 начал летать. После приобретения Frontier Systems в 2004 году Boeing остановил большую часть разработки Maverick, но он продолжал летать в качестве учебного средства и для снижения риска при разработке технологий для A160. [5]
Четыре самолета Maverick летали в ВМС США, оснащённые системой электрооптических/инфракрасных датчиков Wescam, возможно, среди других датчиков. [4] После приобретения военными большинство операций Maverick не афишируются.
В марте 2006 года была завершена программа Software Enabled Control, спонсируемая Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). С помощью исследователей из Калифорнийского университета в Беркли , Массачусетского технологического института и Технологического института Джорджии компания Boeing разработала вариант своей платформы Maverick UAV, которая стала известна как Renegade UAV. Этот самолет успешно выполнял различные маневры и летал по маршрутам без участия человека в реальном времени. [6] [7]
Программа разработки A160 началась, когда в марте 1998 года DARPA заключило 30-месячный контракт на демонстрацию технологий с базирующейся в Сан-Диего компанией Frontier Systems, принадлежащей пионеру БПЛА Эйбу Карему . [8] В июне 1999 года Frontier провела испытания автономной системы управления полетом с помощью Maverick-A, модифицированного Robinson R22. Этот испытательный стенд был утерян во время крушения в 2000 году, пролетев 215 часов. Первый прототип, трехлопастной A160, продемонстрировал короткое зависание 7 декабря 2001 года и совершил свой первый полет вперед 29 января 2002 года. [9]
Четырехлопастная версия A160 поднялась в воздух в ноябре 2002 года, используя четырехцилиндровый двигатель Subaru , а позже шестицилиндровый поршневой двигатель. [3] [10] Frontier Systems получила контракт еще на четыре A160 в октябре 2003 года. [11] Всего Frontier Systems выпустила три машины. Машины 1 и 3 были потеряны в результате аварий. Frontier начала планировать дизельный двигатель KW600 для машины, но так и не завершила его. Дизельный двигатель почти удвоил бы выносливость машины из-за более низкого расхода топлива. [12] [13] [14]
Frontier Aircraft, а позднее и Boeing, реализовали программу A160 в рамках серии контрактов с Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), армией США и ВМС США с 2003 года. [3] [15] В сентябре 2003 года DARPA заключило с Frontier контракт на 75 миллионов долларов на проектирование, разработку и испытание четырех самолетов A160. [15]
Ротор A160 включает лопасти, жесткость и поперечное сечение которых изменяются по длине. Их низкая нагрузка и жесткая, бесшарнирная конструкция позволяет изменять обороты в минуту от 140 до 350 [16] с помощью двухскоростной трансмиссии [14] [17] для оптимизации эффективности на разных скоростях и высотах, технология, называемая «технологией ротора оптимальной скорости», изобретенная Абе Каремом. [1] [18] Именно благодаря этим особенностям Hummingbird может летать с меньшей мощностью — и, следовательно, потреблять меньше топлива — по сравнению с сопоставимыми обычными вертолетами, [10] которые только регулируют шаг лопастей и поддерживают ротор на постоянном уровне оборотов. [19] [20] [21] [22] [14]
В августе 2005 года компания Frontier Systems, к тому времени дочерняя компания Boeing, получила контракт на 50 миллионов долларов от авиационного подразделения Центра боевых действий ВМС США «для оценки военной полезности и доступности БПЛА вертикального взлета и посадки большой дальности, использующего широкий спектр адаптивных полезных нагрузок». [15]
В октябре 2007 года DARPA заключило с Boeing контракт на 6,3 млн долларов на поставку самолета A160T и модифицированного контейнера для программы Autonomous Real-time Ground Ubiquitous Surveillance-Imaging System (ARGUS-IS). В 2008 году DARPA рассматривало возможность использования крыла-коромысла с оружием. [14]
Hummingbird совершил свой первый полет в январе 2002 года, используя 4-цилиндровый двигатель Subaru. [23] [24] [25] 20 сентября 2004 года Hummingbird совершил свой первый полет с тех пор, как Boeing взял на себя управление программой в мае предыдущего года. [26] Испытательная программа проводилась из аэропорта Southern California Logistics Airport около Викторвилля, Калифорния . [27] [28]
В августе 2005 года Hummingbird совершил полет вокруг Викторвилля протяженностью 1200 миль на скорости 60 узлов и высоте 4000 футов, что стало одним из самых длинных полетов вертолетов в истории. [29] [ требуется проверка ] Механическая неисправность привела к падению вертолета ближе к концу полета, и летные испытания продолжились несколько месяцев спустя после завершения расследования катастрофы. 30 ноября 2005 года самолет успешно выполнил свой первый полет с новым 6-цилиндровым поршневым бензиновым двигателем мощностью 290 кВт (390 л. с.), зависнув над аэродромом примерно на полчаса. [24]
Последующая версия с турбовальным двигателем , A160T, впервые поднялась в воздух 15 июня 2007 года. [30] 27 сентября 2007 года она летала в течение 8 часов, неся 1000-фунтовую полезную нагрузку. 12 октября она летала в течение 12 часов, неся 500-фунтовую полезную нагрузку, имитируя многосенсорную военную разведывательную миссию. Этот последний полет израсходовал менее 60% максимального запаса топлива Hummingbird. [31]
10 декабря 2007 года один из прототипов A160T потерпел крушение во время летных испытаний на испытательном полигоне Boeing Advanced Systems в Викторвилле. [32] [33] Расследование Boeing установило, что инцидент был вызван тем, что данные датчиков перестали обновляться в бортовом компьютере: из-за того, что контур обратной связи для системы управления был фактически разорван, вертолет «вышел из контролируемого полета и врезался в землю под углом, близким к вертикальному». Большая часть улик сгорела в пожаре после крушения. Было обнаружено несколько потенциальных областей, которые могли привести к остановке потока обновления обратной связи программного обеспечения, и эти известные проблемные области были устранены, и летные испытания возобновились 26 марта 2008 года. [34]
9 мая 2008 года на испытательном полигоне Юма в Аризоне A160T продемонстрировал свою способность зависать вне зоны влияния земли (HOGE) на высоте 15 000 футов, чтобы достичь своего рубежа DARPA . Затем он превзошел рубеж во время того же полета, повторив HOGE на высоте 20 000 футов. Неделю спустя, начиная с ночи 14 мая, A160T продемонстрировал свои возможности по выносливости без дозаправки, совершив 18,7-часовой полет, приземлившись с более чем 90 минутами топлива на борту. [35] Это было признано самым длительным полетом без дозаправки среди всех винтокрылых машин, и Международная авиационная федерация (FAI) присудила Boeing официальный рекорд выносливости в классе автономно управляемых БПЛА весом от 500 кг до 2500 кг за этот полет. [36]
Ранее, в мае 2004 года, Командование по связи и электронике армии США заключило с Syracuse Research Corp. контракт на сумму 13,3 млн долларов на поставку сверхвысокочастотного, проникающего сквозь листву радара с синтезированной апертурой и функцией индикации движущихся целей в реальном времени для использования в самолете A160. [15] В августе 2008 года самолет A160T начал летные испытания системы, которая впоследствии стала известна как радарная система DARPA FORESTER .
В августе 2009 года Корпус морской пехоты США выбрал A160T вместе с Kaman K-MAX для демонстрации способности перемещать 6000 фунтов (2722 кг) груза менее чем за 6 часов в течение трех последовательных дней. [37] A160T успешно завершил демонстрацию пополнения запасов в начале марта 2010 года. [38] В декабре 2010 года NAVAIR заключила контракт на 29,9 млн долларов с Boeing на два A160T и системы управления. Kaman получила аналогичный контракт на 46 млн долларов. [39] NAVAIR издала приказ о прекращении работ по A160 в декабре 2011 года, до проведения оценки быстрого реагирования. [40] В конечном итоге K -MAX был выбран вместо A160T для беспилотной роли пополнения запасов морскими пехотинцами и был отправлен в Афганистан в 2011 году. [41]
28 июля 2010 года самолет A160T потерпел крушение в аэропорту Southern California Logistics . Он совершил авторотацию, рухнул на землю и перевернулся на бок. [42]
В августе 2010 года A160T прошел испытательные полеты в джунглях Белиза для Командования специальных операций США. [43] Два планера были задействованы в испытаниях способности радара DARPA FORESTER, проникающего через листву, проникать через джунгли. Испытания были остановлены на неделю раньше, когда один самолет разбился 4 сентября 2010 года на аэродроме Central Farm в Кайо, Белиз [44] [45] , когда Командование специальных операций передало свои A160 армии в 2011 году. [46] Еще одна авария, вызванная вибрацией, произошла в Викторвилле 17 апреля 2012 года, повредив датчик ARGUS и самолет. [47]
A160 должен был быть развернут в Афганистане с камерой ARGUS-IS в июне 2012 года. Но как раз перед развертыванием армия выдала приказ о прекращении работ Boeing, поскольку самолет имел высокую «вероятность продолжения технических и плановых задержек», а расходы и риски «настолько значительно возросли, что продолжение программы больше не отвечало наилучшим интересам правительства». Вибрация была одной из проблем. [48] [49] [47] Приказ о прекращении работ оставил A160 официально на стадии разработки, но близкой к завершению. [22] К декабрю 2012 года армейское командование по подготовке и доктрине рассмотрело идею армии о вертолетном БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой для миссий разведки и наблюдения и решило, что из-за бюджетных ограничений они не будут продолжать развивать эту идею. Вместо этого они решили, что армия продолжит использовать БПЛА с фиксированным крылом, которые у них уже были для этой роли. [50]
Данные Boeing. [51]
Общая характеристика
Производительность
вращения ротора типичного вертолета может варьироваться в пределах 95–102%
A160 впервые поднялся в воздух в январе 2002 года на бывшей базе ВВС США в Викторвилле, Калифорния.
недавних летных испытаний было открытие диапазона полетных характеристик A160 для новейшей конфигурации самолета, поскольку предыдущие самолеты использовали четырехцилиндровые двигатели Subaru.