Der Kamow Ka-50 "Black Shark" russisch: Чёрная акула, romanisiert: Chyornaya akula, englisch: kitefin shark), NATO-Berichtsname Hokum A, ist ein sowjetischer/russischer Einsitzer-Kampfhubschrauber mit dem markanten Koaxialrotorsystem des Konstruktionsbüros Kamow. Er wurde in den 1980er Jahren entworfen und 1995 in die russische Armee eingeführt. Die Ka-50 wird von der Firma Progress in Arsenjew hergestellt. Sie wird als schwer bewaffneter Aufklärungshubschrauber eingesetzt[2] und verfügt über ein Rettungsschleudersitzsystem, was für Hubschrauber selten ist.

Eine Kanone

Der Hubschrauber ist mit einer 30-mm-einläufigen, nicht abnehmbaren automatischen Kanone 2A42 ausgerüstet. Die Kanone wird durch ein Gurtband mit selektiver Zuführung gespeist. Der Pilot hat die Möglichkeit, panzerbrechende oder hochexplosive Geschosse sowie die Feuerrate (550 oder 350 Schuss pro Minute) zu wählen. Die maximale Munitionskapazität der Kanone in zwei Patronenkästen beträgt 460 Schuss [15]. Die Feuerstöße erfolgen mit automatischer Begrenzung auf 20 oder 10 Schüsse. Für die Kanonenanlage wird ein hydraulischer Nachführantrieb verwendet, der im Gegensatz zu einem elektrischen eine höhere Geschwindigkeit und ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist und zudem die Vibrationen der Waffe beim Feuern teilweise dämpft und aufgrund des geringen Energieverbrauchs das Bordnetz des Hubschraubers im Betrieb nicht "belastet". Die Munitionskästen wurden im Rumpf des Hubschraubers installiert, was eine Verdoppelung der Munitionskapazität und die Beseitigung flexibler Versorgungsschläuche ermöglichte, die eine ständige Ursache für Verzögerungen beim Feuern waren. Der Verbrauch von Geschossen führt nicht zu einer Änderung der Schwerpunktlage des Hubschraubers[16].

Die Entscheidung, eine schwerere Kanone zu verwenden, die ursprünglich von V. P. Grjasew für den BMP-2 entwickelt wurde, anstelle der standardmäßigen Flugzeugkanone GSH-301, war von dem Bestreben diktiert, maximale Zuverlässigkeit des Feuerns unter Bedingungen starken Staubs und schlechter Kühlung (fehlender Anströmung) bei niedrigen Geschwindigkeiten und Höhen zu gewährleisten. Die Kanone befindet sich im Bereich des Massenschwerpunkts des Hubschraubers, was eine Zielgenauigkeit von etwa 1-2 mrad gewährleistet (viermal höher als bei der beweglichen Kanone der AH-64A). Bei der Zielausrichtung mit Hilfe des Komplexes Shkval-V kann die Kanone horizontal um -2°...+9° und vertikal um +3°...-37° abgelenkt werden. Aufgrund der hohen Stabilität des statischen Flugs sowie der allgemeinen Beweglichkeit des Hubschraubers verursachen kleine Zielwinkel keine Schwierigkeiten beim Zielen. Mit der Kanone können Ziele in einer Entfernung von vier Kilometern getroffen werden, also ohne in die Nahbereichs-Luftverteidigungszone des Feindes einzudringen[12].

An den inneren Aufhängepunkten der Außenlastaufhängung der Waffen können 4 Behälter UPK-23-250 mit GSH-23L-Kanonen vom Kaliber 23 mm und einer Gesamtmunition von 500 Schuss aufgehängt werden.

Lenkflugkörper

Das Hauptkaliber des Hubschraubers sind die vom Tulaer Konstruktionsbüro für Instrumentenbau entwickelten Panzerabwehrlenkflugkörper (PALR) Vortex, die sich zu je sechs an zwei beweglichen UPP-800-Geräten befinden und stark befestigte und gepanzerte Ziele in einer Entfernung von 8.000-10.000 m treffen können. Zur Zielausrichtung auf einen Laserstrahl ohne Änderung der Flughöhe ist es möglich, die Einstellungen vertikal um -12° abzulenken[12].

Die Ideologie des Waffensystems für die Kanone, für ungelenkte Flugzeugraketen (NAR) und für die Vortex ist nahezu dieselbe, nur die Visiermarken sind unterschiedlich, die als Zeichen der gewählten Waffe dienen, und der Handlungsalgorithmus des Piloten ist derselbe, sodass der Pilot beim Abfeuern ungelenkter Raketen keine zusätzlichen Schwierigkeiten erfährt.

Die Nachtmodifikation Ka-50SH (sowie die Ka-52) sah die Möglichkeit vor, gelenkte Luft-Boden-Raketen X-25ML an Startvorrichtungen APU-68-UM2 aufzuhängen, und darüber hinaus Kurzstrecken-Luft-Luft-Raketen R-73 an Startvorrichtungen APU-62-1M. Außerdem sahen diese Hubschrauber (Ka-50SH/52) auch das Aufhängen von Kurzstrecken-Luft-Luft-Raketen Igla-V vor, einer Hubschraubermodifikation der Flugabwehrlenkrakete 9M39 des tragbaren Flugabwehrsystems 9K38 Igla[18][19] (die nach dem Bewaffnungs-Aufhängeschema an der Ka-50 laut einigen Quellen Ende der 1990er Jahre nicht an den standardmäßigen Aufhängepunkten der Außenlastaufhängung, sondern an den Flügelspitzen - an den Einbauorten der Behälter mit passiven Störgeräten UV-26 - aufgehängt werden sollten)

Ungelenkte Raketen

Die ungelenkte Raketenbewaffnung wird durch vier B-8V20A-Einheiten (zwanzig 80-mm-Raketen C-8) oder zwei B-13L5-Einheiten (fünf 122-mm-Raketen C-13) dargestellt. Das Aufhängen der NAR S-24 ist möglich

Bombenbewaffnung

Der Hubschrauber kann ein breites Spektrum an Bombenwaffen tragen, wie hochexplosive Bomben FAB-100, -120, -250, -500, Einweg-Bombenkassetten RBK-500, -250, Brandstofftanks ZB-500, kleinformatige Munitionsbehälter KMGU-2.

Der Rumpf eines Hubschraubers in Flugzeugbauweise, hergestellt unter umfangreicher Verwendung von Verbundwerkstoffen und Aluminiumlegierungen.

Verbundwerkstoffe machen bis zu 30 % der Gesamtmasse der Konstruktion aus. Diese weite Verbreitung von Polymer-Verbundwerkstoffen ermöglichte es, im Vergleich zu Metallanaloga das Gewicht einzelner Konstruktionselemente um 20-30 % zu reduzieren, die Zuverlässigkeit und Überlebensfähigkeit des Hubschraubers zu erhöhen, die Lebensdauer einzelner Zellenbaugruppen um das 2- bis 2,5-Fache zu steigern, den Herstellungsaufwand komplexer Konstruktionselemente um das 1,5- bis 3-Fache zu senken (durch Verringerung der Teilezahl, Verkürzung des Nietzyklus-Montageaufwands) und den Aufwand für planmäßige Arbeiten um das 2-Fache zu reduzieren[7].

Der Rumpf ist durch technologische Trennstellen in Vorder-, Hinter- und Heckteil unterteilt[7]. Der Längskraftaufbau des Rumpfes wird durch Holme und Stringer dargestellt, der Queraufbau wird durch Spanten gebildet. Die Außenkonturen des Gehäuses, die dreischichtige Verbundpaneele aus einem Metallrahmen und einem Wabenfüllstoff sind,

Die Spannweite von 7,34 m ist gerade mit einer Pfeilung entlang der Hinterkante, was die Entlastung der Rotoren bei hohen Fluggeschwindigkeiten gewährleistet. An den Flügeln befinden sich vier Aufhängepunkte der Außenlastaufhängung für Waffen mit einem Gesamtgewicht von bis zu 2000 kg oder Kraftstofftanks. Um die Autonomie des Hubschrauberbetriebs zu gewährleisten und die Bodenabfertigung zu beschleunigen, sind die Waffenaufhängepunkte mit Handwinden zur selbständigen Aufhängung von Lasten bis 500 kg ausgestattet. An den Flügelspitzen sind Geräte zur Aussendung passiver Störungen UV-26 angebracht.

Das Heck umfasst einen Stabilisator, ein Kiel, ein Seitenruder großer Fläche mit aerodynamischer Ausgleichung und zwei Seitenflossen.

Das Fahrwerk des Hubschraubers ist dreistrebig und im Flug einziehbar. Das vordere Fahrgestell mit zwei 400 × 150 mm Rädern, selbstausrichtend mit einem Shimmy-Dämpfer, wird in eine Nische im Bug des Rumpfes eingefahren. Die Hauptfahrgestelle (Spurweite 2600 mm), ausgestattet mit 700 × 250 mm Bremsträdern, werden an die Seite des hinteren Rumpfes gedrückt. Die Fahrwerksbasis beträgt 4910 mm.

Das Fahrwerk ist mit Schwingungsdämpfern vom Typ "Bodenresonanz" ausgestattet, die bei Überschreitung der Überlastgrenze sicher brechen können. Ist ein Ausfahren des Fahrwerks unmöglich, kann der Hubschrauber eine Notlandung "auf dem Bauch" durchführen. Im letzteren Fall wird die Sicherheit des Piloten durch einen zusammenlegbaren Wabenfüllstoff unter dem Sitz gewährleistet, und ein Flügel großer Streckung schützt den Hubschrauber vor dem Umschlagen[7][12].

Der Hubschrauber ist mit zwei Gasturbinen-Wellentriebwerken mit freier Turbine TV3-117VMA mit einer Leistung von jeweils 2203 PS ausgestattet.

Die Triebwerke befinden sich in zwei Gondeln und sind seitlich am Rumpf beabstandet angeordnet. Die Leistung beider Triebwerke ist synchronisiert. Jedes Triebwerk verfügt über ein autonomes Ölsystem, das die Schmierung und Wärmeabfuhr von den Lagern aller Stützen, Antriebe und Zahnradgetriebe der Triebwerke gewährleistet [7]. Die Konstruktion des Kraftwerks gewährleistet den Notbetrieb der Triebwerke für 30 Minuten nach vollständigem Ölverlust unter Gefechtsbedingungen.

Um das Eindringen von Staub zu verhindern, sind die Triebwerke mit Zentrifugal-Staubschutzvorrichtungen ausgestattet. Es können auch Sieb-Abgaseinrichtungen installiert werden, die die Abgase mit der Atmosphärenluft vermischen und die Sichtbarkeit des Hubschraubers im Infrarotspektrum verringern [12]. Zum Starten der Triebwerke befindet sich ein Hilfstriebwerk (APU) AI-9V an Bord [13].

Die Triebwerks- und Hilfstriebwerksräume sind von den angrenzenden Räumen durch Brandschutzwände getrennt.

Das Getriebe des Hubschraubers besteht aus einem Haupt- und zwei Zwischengetrieben, die die Kraftübertragung vom Kraftwerk mit einer Änderung der Drehzahl gewährleisten.

Für den Flug mit einem arbeitenden Triebwerk oder im Autorotationsmodus ist das Hauptgetriebe mit Freilaufkupplungen ausgestattet, mittels derer ein oder beide Triebwerke vom Hauptgetriebe getrennt werden[7][12].

Das Tragsystem des Hubschraubers ist nach dem Koaxialschema ausgeführt. Dieses System besteht aus zwei Naben (obere und untere) des Hauptrotors, von denen jede 3 Buchsen zur Befestigung von Blättern mit einem Durchmesser von 14,45 m aufweist. Die Blätter sind mit den Buchsen über gelenklose Naben und Torsionsstäbe verbunden. Die Naben der Hauptrotorsäule sind auf der Welle des Hauptgetriebes installiert. Die Ausrichtung der Blätter wird durch die oberen und unteren Taumelscheiben gesteuert.

Der obere Rotor dreht sich im Uhrzeigersinn (Draufsicht), der untere gegen den Uhrzeigersinn.

Die im ZAGI entwickelten Blätter aus glasfaserverstärktem Kunststoff, im Grundriss rechteckig (Sehne 0,53 m), bestehen aus einem hohlen Holm veränderlicher Krümmung, der mit dem Heckabschnitt verbunden ist, dessen Beplankung und Endrippen aus Hartfaserplatte bestehen. Die Blattspitzen sind gepfeilt.

Die Blätter bleiben nach mehrfachen Treffern von Geschossen bis zu einem Kaliber von 20 mm funktionsfähig und sind mit pyrotechnischen Vorrichtungen zum Absprengen beim Schleudersitzausstieg ausgestattet[7][12].

Das Kraftstoffsystem wird durch zwei Haupt-Kraftstofftanks im Rumpf, weich (aus kerosinbeständigem Gummi und Gewebe), dargestellt (sie sind Verbrauchstanks) und kann zusätzlich durch vier Außentanks für Überführungsflüge ergänzt werden [13].

Der vordere Haupttank befindet sich hinter dem Cockpit, der hintere vor dem Heckabschnitt [7].

Aus dem vorderen Tank wird Kraftstoff zum linken Triebwerk zugeführt, aus dem hinteren zum rechten Triebwerk und zur APU, beide Tanks sind miteinander verbunden. Bei Ausfall eines der Triebwerke wird Kraftstoff aus beiden Tanks zum zweiten zugeführt, und bei Ausfall der Förderpumpen in einem der Tanks wird Kraftstoff aus dem zweiten Haupttank beiden Triebwerken zugeführt [7] [12].

Die Außentanks sind an Flügelträgerhaltern aufgehängt und über Rohrleitungen mit den Haupttanks verbunden: die linken mit dem hinteren, die rechten mit dem vorderen. Die Haupttanks werden aus den Außentanks nach Maßgabe des Kraftstoffverbrauchs nachgefüllt[13].

Die Böden und Wände der Haupttanks sind geschützt (teilweise zu 2⁄3 der Wände). Um Explosion und Brand bei Beschädigung zu verhindern, sind die Haupttanks mit zelligem Polyurethanschaum gefüllt[7][12][13].

Das Hydrauliksystem der Ka-50 ist in zwei unabhängige Systeme unterteilt - ein allgemeines und ein Hauptsystem, die von zwei Pumpen angetrieben werden[12][13]:

das allgemeine Hydrauliksystem gewährleistet die Kanonenführung, das reguläre Aus- und Einfahren des Fahrwerks, die Versorgung der Bremskammern der Räder der Hauptfahrgestelle mit Arbeitsflüssigkeit und gewährleistet bei Ausfall des Haupthydrauliksystems den Betrieb der Steuereinheit;

das Haupthydrauliksystem treibt die Steuereinheit an und gewährleistet bei Ausfall des allgemeinen Hydrauliksystems das Noteinfahren des Fahrwerks.

Die Hydraulikpumpen beider Systeme arbeiten bei Drehung der Rotoren sowohl im Motorbetrieb als auch im Autorotationsmodus, und die Hydraulikpumpe des ersten Systems - auch bei laufender bordeigener APU[7].

Das Steuerungssystem des Hubschraubers umfasst Längs-, Quer- und Richtungssteuerungssysteme sowie die Steuerung der gemeinsamen Blattverstellung der Rotoren. Das Steuerungssystem verfügt über Trimmmechanismen und außerdem über eine Vorrichtung, die die Belastung der Steuerhebel erhöht, wenn sich die Rotorblätter gefährlich nähern. Die Steuerstangen sind aus Aluminiumrohren gefertigt[7][13].

Steuerungssystem

Das Steuerungssystem des Hubschraubers umfasst Längs-, Quer- und Richtungssteuerungssysteme sowie die Steuerung der gemeinsamen Blattverstellung der Rotoren. Das Steuerungssystem umfasst Trimmmechanismen sowie eine Vorrichtung, die die Belastung der Steuerhebel erhöht, wenn sich die Rotorblätter gefährlich nähern. Die Steuerstangen sind aus Aluminiumrohren gefertigt[7][13].

Elektrisches System

Das elektrische System des Hubschraubers umfasst 2 Wechselstromgeneratoren, einen Gleichrichter und Ersatzbatterien. Die Generatoren erzeugen dreiphasigen Wechselstrom mit einer Spannung von 115 V und einer Frequenz von 400 Hz. Die Generatoren werden von den Triebwerken des Hubschraubers oder einem Turbinenantrieb von der APU angetrieben[13].

Die elektronischen Geräte werden mit Gleichstrom mit einer Spannung von 27 V versorgt[12].

Der Hubschrauber kann auch aus einer Bodenspannungsquelle für Wechselstrom 115 V / 400 Hz versorgt werden[7].

Anti-Eis-System

Die Rotorblätter, die Windschutzscheibe, die Anstellwinkel- und Schräglagensensoren, die Uhr und die visuelle Vereisungsanzeige werden durch ein elektrisches Anti-Eis-System beheizt[7].

Die Lufteinlässe und Staubschutzvorrichtungen werden durch einen Warmluftstrom beheizt, der hinter den Verdichtern der Haupttriebwerke entnommen wird[12].

Darüber hinaus sind die Cockpit-Windschutzscheibe und das Schutzglas des Systems Shkval-V mit Waschanlagen und Scheibenwischern ausgestattet. Das Vorhandensein und die Dicke von Eis werden visuell, sowohl tagsüber als auch nachts, anhand der Markierungen auf der am Paneel des Bugabteils angebrachten Anzeige festgestellt[7].

Sauerstoffsystem, Klimaanlage und Belüftungssystem

Aus den Triebwerken entnommene Luft wird zur Belüftung und Aufrechterhaltung des Überdrucks in der Kabine verwendet. Dasselbe System hält die erforderliche Temperatur in der Kabine und im Batterieraum aufrecht und bläst auch die Fenster an.

Für den Einsatz in großen Höhen bis 6 km ist eine leicht abnehmbare Sauerstoffausrüstung KKO-VK-LP vorgesehen (das Fassungsvermögen der Sauerstoffversorgungsflasche beträgt 2 Liter, die Nutzungsdauer 1,5 Stunden) [13]. Bei Bedarf wird eine Fluggasmaske verwendet. Zur Kühlung der Geräte wird Außenluft verwendet [7] [12].

Rettungssystem der Besatzung

Ka-50 auf der MAKS-2007.

Das Rettungssystem der Besatzung basiert auf dem Raketen-Fallschirmsystem K-37-800 des Herstellers NPP Swesda. Beim Eintreffen des Befehls zum Schleudersitzausstieg werden die Rotorblätter und der obere Teil der Cockpitkanzel abgeworfen. Danach wird das Strahlsystem aktiviert, das die Sitzlehne mit dem angeschnallten Piloten an der Fangvorrichtung herauszieht. Nach dem Abschalten des Strahltriebwerks werden die Sicherheitsgurte automatisch durchtrennt und die Sitzlehne trennt sich vom Piloten und zieht den Fallschirm heraus. Dieses System gewährleistet die Rettung der Besatzung bei Geschwindigkeiten von 0 bis 400 km/h und Höhen von 0 bis 4000 Metern[12].

Da die abgesprengten Blätter eine Gefahr für nahe gelegene verbündete Technik darstellen können und auch angesichts des erhöhten Kampfpotenzials des Hubschraubers, wurden Vorschläge gemacht, die Taktik des Kampfeinsatzes von Angriffshubschraubern zu ändern.

Neben dem Schleudersitzausstieg kann der Pilot den Hubschrauber mit einem Fallschirm verlassen[7].

Lastentransportsystem

Das System ist dazu gedacht, die Transportmöglichkeiten des Hubschraubers unter Bedingungen der autonomen Stationierung zu erweitern. Der Hubschrauber kann bis zu 3 Tonnen Fracht an einem Außenlastseil tragen. Der Kraftteil des Seils ist in einer Nische unter dem mittleren Rumpfabteil rechts von der Symmetrieachse des Hubschraubers montiert. Das Außenlastseilsystem umfasst ein 20 m langes Kabel[7].

Navigations-, Steuerungs-, Waffenführungs- und Kontrollsysteme, Kommunikation

Das Cockpit einer Serien-Ka-50 (Seitennummer 28, Werknummer 3538054903005), hergestellt im Jahr 2009.[14]

Auf dem Instrumentenbrett unter dem Head-up-Display ILS-31 befindet sich der Bildschirm des Fernsehindikators IT-23MV, rechts davon der Bildschirm des Navigationssystems ABRIS, installiert anstelle des automatischen Tablets PA-4-3.

Das elektronische System des Hubschraubers basiert auf dem Visier-, Flug- und Navigationskomplex PrPNK-80 Rubicon (K-041). Der Komplex bestimmt die Koordinaten, die Geschwindigkeit und den Kurs des Hubschraubers. Im Speicher des Komplexes sind Informationen über die Koordinaten von Flugplätzen, Routenwendepunkten, Zielen und Orientierungspunkten gespeichert[12]. Der Komplex Rubicon führt eine automatisierte Selbstüberwachung ohne Verwendung von Bodengeräten durch und erkennt Ausfälle (bis hinunter zum Teilsystem und in den wichtigsten Systemen - bis zum Block). Die Basis des Komplexes ist ein digitales Rechensystem, das fünf Bordrechner (OBDCM) umfasst [7] [13]:

vier 20-751 ZVM (Modifikation der OBDCM-Serie der zweiten Generation "Orbita-20") - Kampf- und Navigation (die einander bei Ausfall eines von ihnen duplizieren), Informationsanzeigesysteme und externe Zielzuweisungssysteme;

ein 80-30201 ZVM (mit eingebauter Ein-/Ausgabevorrichtung) - Waffenkontrollsystem.

Das digitale Rechensystem des Komplexes Rubicon umfasst auch die Ein-/Ausgabevorrichtung UVV 20M-800 [13].