El Kamov Ka-50 "Tiburón " (en ruso: Чёрная акула, romanizado: Chyornaya akula, en inglés: kitefin shark), designación de la OTAN Hokum A, es un helicóptero de ataque monoplaza soviético/ruso con el distintivo sistema de rotores coaxiales de la oficina de diseño Kamov. Fue diseñado en la década de 1980 y adoptado en servicio en el ejército ruso en 1995. El Ka-50 es fabricado por la empresa Progress en Arsenyev. Se utiliza como un helicóptero de reconocimiento fuertemente armado[2] y cuenta con un sistema de eyección de rescate, raro para helicópteros.

Cañón

El helicóptero está equipado con un cañón automático 2A42 monotubo, no desmontable, de 30 mm. El cañón es alimentado por cinta, con alimentación selectiva. El piloto tiene la opción de elegir proyectiles perforantes o de alto explosivo, así como la cadencia de tiro (550 o 350 disparos por minuto). La munición máxima del cañón en dos cajas de cartuchos es de 460 proyectiles [15]. Las ráfagas se realizan con un corte automático de 20 o 10 disparos. Para la instalación del cañón se utiliza un accionamiento de seguimiento hidráulico que, a diferencia de uno eléctrico, tiene una mayor velocidad y un menor peso específico, y además el accionamiento amortigua parcialmente las vibraciones del arma al disparar y, debido a su bajo consumo de energía, no "sobrecarga" la red eléctrica del helicóptero durante su funcionamiento. Las cajas de municiones se instalaron en el fuselaje del helicóptero, lo que permitió duplicar la capacidad de munición y eliminar las mangueras flexibles de alimentación, causa constante de retrasos en el disparo. El consumo de proyectiles no provoca un cambio en el centrado del helicóptero[16].

La decisión de utilizar un cañón más pesado, originalmente desarrollado por V. P. Gryazev para el BMP-2, en lugar del cañón de aeronave estándar GSH-301, estuvo dictada por el deseo de garantizar la máxima fiabilidad del disparo en condiciones de mucho polvo y escasa refrigeración (falta de flujo de entrada) a bajas velocidades y altitudes. El cañón está situado en la zona del centro de masas del helicóptero, lo que garantiza una precisión de puntería de aproximadamente 1-2 mrad (cuatro veces superior a la del cañón móvil del AH-64A). Al apuntar con la ayuda del complejo Shkval-V, el cañón es capaz de desviarse -2°...+9° en horizontal y +3°...-37° en vertical. Debido a la alta estabilidad del vuelo estático, así como a la movilidad general del helicóptero, los pequeños ángulos de puntería no causan dificultades al apuntar. Utilizando el cañón, es posible alcanzar objetivos a una distancia de cuatro kilómetros, es decir, sin entrar en la zona de defensa aérea de corto alcance del enemigo[12].

En los soportes internos de ala del suspensorio externo de armas se pueden suspender 4 contenedores UPK-23-250 con cañones GSH-23L de calibre 23 mm y una munición total de 500 proyectiles.

Misiles guiados

El calibre principal del helicóptero son los misiles guiados antitanque (ATGM) Vortex, desarrollados por la Oficina de Diseño de Ingeniería de Instrumentos de Tula, situados seis en cada uno de los dos dispositivos móviles UPP-800, capaces de alcanzar objetivos fuertemente fortificados y blindados a una distancia de 8.000-10.000 m. Para apuntar por haz láser sin cambiar la altitud de vuelo, es posible desviar los ajustes -12° en vertical[12].

La ideología del sistema de armas para el cañón, para los misiles aéreos no guiados (NAR) y para los Vortex es casi la misma, solo cambian las marcas de puntería, que sirven como señal del arma elegida, y el algoritmo de acción del piloto es el mismo, por lo que el piloto no experimenta ninguna dificultad adicional al lanzar misiles no guiados.

La modificación nocturna Ka-50SH (así como el Ka-52) preveía la posibilidad de suspender misiles guiados aire-tierra X-25ML en lanzadores APU-68-UM2 y, además, misiles aire-aire de corto alcance R-73 en lanzadores APU-62-1M. Además, estos helicópteros (Ka-50SH/52) también preveían la suspensión de misiles aire-aire de corto alcance Igla-V, una modificación para helicópteros del misil guiado antiaéreo 9M39 del sistema de defensa aérea portátil 9K38 Igla[18][19] (que, según el esquema de suspensión de armamento en el Ka-50, según algunas fuentes a finales de los años 1990, debían colgarse no en los soportes estándar del suspensorio externo, sino en las puntas de las alas, en los lugares de instalación de contenedores con dispositivos de interferencia pasiva UV-26)

Misiles no guiados

El armamento de misiles no guiados está representado por cuatro unidades B-8V20A (veinte misiles C-8 de 80 mm) o dos unidades B-13L5 (cinco misiles C-13 de 122 mm). Es posible la suspensión de los NAR S-24

Armamento de bombas

El helicóptero es capaz de transportar una amplia gama de armamento de bombas, como bombas de alto explosivo FAB-100, -120, -250, -500, cartuchos de bombas de un solo uso RBK-500, -250, tanques incendiarios ZB-500, contenedores de municiones de pequeño tamaño KMGU-2.

El fuselaje de un helicóptero de tipo avión, fabricado con un uso extensivo de materiales compuestos y aleaciones de aluminio.

Los materiales compuestos constituyen hasta el 30% de la masa total de la estructura. Un uso tan generalizado de materiales compuestos poliméricos permitió, en comparación con los análogos metálicos, reducir el peso de elementos estructurales individuales en un 20-30%, aumentar la fiabilidad y la supervivencia del helicóptero, aumentar la vida útil de conjuntos individuales de la célula en 2-2,5 veces, reducir la complejidad de fabricación de elementos estructurales complejos en 1,5-3 veces (al reducir el número de piezas, reducir el ciclo de remachado-trabajo de montaje), reducir la complejidad de los trabajos programados en 2 veces[7].

El fuselaje está dividido por conectores tecnológicos en parte delantera, trasera y de cola[7]. El conjunto de fuerza longitudinal del casco está representado por largueros y larguerillos, el transversal está formado por cuadernas. Los contornos exteriores del casco, que son paneles compuestos de tres capas hechos de un marco metálico y un relleno de panal,

La envergadura de 7,34 m es recta con un barrido a lo largo del borde de salida, lo que proporciona la descarga de los rotores a altas velocidades de vuelo. En las alas hay cuatro nodos del suspensorio externo de armas, con un peso total de hasta 2000 kg, o tanques de combustible. Para garantizar la autonomía de la operación del helicóptero y acelerar el manejo en tierra, las unidades de suspensión de armas están equipadas con cabrestantes manuales para la suspensión independiente de cargas de hasta 500 kg. En las puntas de las alas se colocan dispositivos de emisión de interferencia pasiva UV-26.

La cola incluye un estabilizador, una quilla, un timón de gran superficie con compensación aerodinámica y dos aletas laterales.

El tren de aterrizaje del helicóptero es de tres columnas, retráctil en vuelo. El soporte delantero con dos ruedas de 400 × 150 mm, autoalineable con un amortiguador de shimmy, se retrae en un nicho en la nariz del fuselaje. Los soportes principales (vía de 2600 mm), equipados con ruedas de freno de 700 × 250 mm, se presionan contra el costado del fuselaje trasero. La base del chasis es de 4910 mm.

El chasis está equipado con amortiguadores de vibraciones del tipo "resonancia terrestre", capaces de romperse de forma segura cuando se supera el límite de sobrecarga. Si es imposible soltar el tren de aterrizaje, el helicóptero puede realizar un aterrizaje de emergencia "sobre su vientre". En este último caso, la seguridad del piloto está garantizada por un relleno de panal desmontable bajo el asiento, y el ala de gran alargamiento protege al helicóptero de volcar[7][12].

El helicóptero está equipado con dos motores de turbina de gas, turboeje con turbina libre, TV3-117VMA con una potencia de 2203 hp cada uno.

Los motores están situados en dos barquillas y están separados a los lados del fuselaje. La potencia de ambos motores está sincronizada. Cada motor tiene un sistema de aceite autónomo que proporciona lubricación y eliminación de calor de los cojinetes de todos los soportes, accionamientos y transmisiones por engranajes de los motores [7]. El diseño de la central eléctrica garantiza el funcionamiento de emergencia de los motores durante 30 minutos después de una pérdida total de aceite en condiciones de combate.

Para evitar la entrada de polvo, los motores están equipados con dispositivos centrífugos de protección contra el polvo. También se pueden instalar dispositivos de escape de pantalla, que mezclan los gases de escape con el aire atmosférico y reducen la visibilidad del helicóptero en el espectro infrarrojo [12]. Para arrancar los motores, hay a bordo una unidad de potencia auxiliar (APU) AI-9V [13].

Los compartimentos del motor principal y del motor de la unidad de potencia auxiliar están separados de los compartimentos adyacentes por mamparos cortafuegos.

La transmisión del helicóptero consta de una caja de cambios principal y dos intermedias, que proporcionan la transmisión de potencia desde la central eléctrica con un cambio en la velocidad de rotación.

Para el vuelo con un solo motor en funcionamiento o en modo de autorrotación, la caja de cambios principal está equipada con embragues de rueda libre, mediante los cuales uno o ambos motores se desconectan de la caja de cambios principal[7][12].

El sistema de sustentación del helicóptero está realizado según el esquema coaxial. Este sistema consta de dos bujes (superior e inferior) del rotor principal, cada uno de los cuales tiene 3 manguitos para la sujeción de palas con un diámetro de 14,45 m. Las palas están conectadas a los manguitos mediante bujes sin articulación y barras de torsión. Los bujes de la columna del rotor principal están instalados en el eje de la caja de cambios principal. La orientación de las palas se controla mediante los platos cíclicos superior e inferior.

El tornillo superior gira en sentido horario (vista superior), el inferior, en sentido antihorario.

Las palas de plástico reforzado con fibra de vidrio, de planta rectangular (cuerda de 0,53 m) desarrolladas en el TsAGI, constan de un larguero hueco de curvatura variable conectado a la sección de cola, cuyo revestimiento y costillas extremas están hechos de cartón piedra. Las puntas de las palas están barridas.

Las palas siguen siendo operativas tras múltiples impactos de proyectiles de hasta 20 mm de calibre, y están equipadas con dispositivos pirotécnicos para su eyección durante la expulsión[7][12].

El sistema de combustible está representado por dos tanques de combustible principales, blandos (hechos de caucho y tela resistentes al queroseno), en el fuselaje (son consumibles), y también puede complementarse con cuatro tanques externos para vuelos de traslado [13].

El tanque principal delantero está situado detrás de la cabina, el trasero delante de la sección de cola [7].

Desde el tanque delantero se suministra combustible al motor izquierdo, desde el trasero al motor derecho y a la APU, ambos tanques están interconectados. En caso de fallo de uno de los motores, el combustible se suministra al segundo desde ambos tanques, y si fallan las bombas de refuerzo en uno de los tanques, el combustible del segundo tanque principal se suministra a ambos motores [7] [12].

Los tanques de combustible externos se suspenden en los soportes de viga del ala y se conectan a los tanques principales mediante tuberías: los izquierdos al trasero, los derechos al delantero. Los tanques principales se reponen desde los tanques externos a medida que se consume el combustible[13].

Los fondos y las paredes de los tanques principales están protegidos (parcialmente por 2⁄3 de las paredes). Para evitar explosiones e incendios en caso de daños, los tanques principales se rellenan con espuma de poliuretano celular[7][12][13].

El sistema hidráulico del Ka-50 se divide en dos sistemas independientes: uno común y uno principal, accionados por dos bombas[12][13]:

el sistema hidráulico común proporciona la puntería del cañón, la extensión y retracción estándar del chasis, el suministro de fluido de trabajo a las cámaras de freno de las ruedas del tren de aterrizaje principal y, en caso de fallo del sistema hidráulico principal, garantiza el funcionamiento de la unidad del mecanismo de dirección;

el sistema hidráulico principal acciona la unidad del mecanismo de dirección y, en caso de fallo del sistema hidráulico común, garantiza la liberación de emergencia del chasis.

Las bombas hidráulicas de ambos sistemas funcionan cuando las hélices giran tanto en modo motor como en modo de autorrotación, y la bomba hidráulica del primer sistema también cuando la APU de a bordo está en funcionamiento[7].

El sistema de control del helicóptero incluye los sistemas de control longitudinal, transversal, direccional y el control del paso colectivo de los rotores. El sistema de control tiene mecanismos de compensación, y también hay un dispositivo que aumenta la carga sobre las palancas de control cuando las palas del rotor se acercan peligrosamente. Las varillas del sistema de control están hechas de tubos de aluminio[7][13].

Sistema de control

El sistema de control del helicóptero incluye los sistemas de control longitudinal, lateral, direccional y el control del paso colectivo de los rotores. El sistema de control incluye mecanismos de compensación, así como un dispositivo que aumenta la carga sobre las palancas de control cuando las palas del rotor se acercan peligrosamente. Las varillas de control están hechas de tubos de aluminio[7][13].

Sistema eléctrico

El sistema eléctrico del helicóptero incluye 2 generadores de corriente alterna, un rectificador y baterías de reserva. Los generadores producen corriente alterna trifásica con una tensión de 115 V y una frecuencia de 400 Hz. Los generadores son accionados por los motores del helicóptero o por un turboaccionamiento de la APU[13].

Los dispositivos electrónicos se alimentan con corriente continua con una tensión de 27 V[12].

El helicóptero también puede alimentarse desde una fuente terrestre de corriente alterna de 115 V / 400 Hz[7].

Sistema antihielo

Las palas del rotor, el parabrisas, los sensores de ángulo de ataque y de ángulo de deslizamiento, el reloj y el indicador visual de formación de hielo se calientan mediante un sistema antihielo eléctrico[7].

Las tomas de aire y los dispositivos de protección contra el polvo se calientan mediante un flujo de aire caliente tomado de detrás de los compresores del motor principal[12].

Además, el parabrisas de la cabina y el cristal de protección del sistema Shkval-V están equipados con sistemas de lavado y limpiaparabrisas. La presencia y el grosor del hielo se determinan visualmente, tanto de día como de noche, mediante las marcas del indicador instalado en el panel del compartimento de la nariz[7].

Sistema de oxígeno, sistema de aire acondicionado y ventilación

El aire tomado de los motores se utiliza para la ventilación y para mantener la sobrepresión en la cabina. El mismo sistema mantiene la temperatura requerida en la cabina y el compartimento de baterías, y también sopla sobre las ventanas.

Para trabajar a grandes altitudes de hasta 6 km, se proporciona un equipo de oxígeno fácilmente desmontable KKO-VK-LP (la capacidad del cilindro de suministro de oxígeno es de 2 litros, la duración de uso es de 1,5 horas) [13]. Si es necesario, se utiliza una máscara antigás de vuelo. Se utiliza aire exterior para refrigerar el equipo [7] [12].

Sistema de rescate de la tripulación

Ka-50 en MAKS-2007.

El sistema de rescate de la tripulación se basa en el sistema de cohete-paracaídas K-37-800 fabricado por NPP Zvezda. Cuando se recibe la orden de eyección, se expulsan las palas del rotor y la parte superior de la cúpula de la cabina. Después de lo cual se activa el sistema de chorro, que extrae el respaldo del asiento con el piloto sujeto mediante el arnés. Después de apagar el motor de chorro, los cinturones de seguridad se cortan automáticamente y el respaldo del asiento se separa del piloto, extrayendo el paracaídas. Este sistema garantiza el rescate de la tripulación a velocidades de 0 a 400 km/h y altitudes de 0 a 4000 metros[12].

Dado que las palas expulsadas pueden suponer un peligro para el equipo aliado cercano, y también teniendo en cuenta el mayor potencial de combate del helicóptero, se han hecho propuestas para cambiar la táctica de uso de combate de los helicópteros de ataque.

Además de la eyección, el piloto puede abandonar el helicóptero utilizando un paracaídas[7].

Sistema de transporte de carga

El sistema está diseñado para ampliar las capacidades de transporte del helicóptero en condiciones de basificación autónoma. El helicóptero puede transportar hasta 3 toneladas de carga en eslinga externa. La parte de fuerza de la eslinga está montada en un nicho bajo el compartimento medio del fuselaje a la derecha del eje de simetría del helicóptero. El sistema de eslinga externa incluye un cable de 20 m de longitud[7].

Navegación, pilotaje, guiado y control de armas, comunicaciones

La cabina de un Ka-50 de serie (número de costado 28, número de fábrica 3538054903005), fabricado en 2009.[14]

En el panel de instrumentos, bajo el visor de presentación frontal ILS-31, se encuentra la pantalla del indicador de televisión IT-23MV; a su derecha está la pantalla del sistema de navegación ABRIS, instalada en lugar de la tableta automática PA-4-3.

El sistema electrónico del helicóptero se basa en el complejo de puntería, vuelo y navegación PrPNK-80 Rubicon (K-041). El complejo determina las coordenadas, la velocidad y el rumbo del helicóptero. En la memoria del complejo se almacena información sobre las coordenadas de los aeródromos, los puntos de giro de la ruta, los objetivos y los puntos de referencia[12]. El complejo Rubicon realiza un autocontrol automatizado sin el uso de equipos terrestres y detecta fallos (hasta el subsistema y, en los sistemas más importantes, hasta el bloque). La base del complejo es un sistema informático digital, que incluye cinco computadoras digitales de a bordo (OBDCM) [7] [13]:

cuatro TsVM 20-751 (modificación de la serie de OBDCM de segunda generación "Orbita-20") - de combate y navegación (que se duplican entre sí en caso de fallo de una de ellas), sistemas de visualización de información y sistemas externos de designación de objetivos;

una TsVM 80-30201 (con dispositivo de entrada-salida incorporado) - sistema de control de armas.

El sistema informático digital del complejo Rubicon también incluye el dispositivo de entrada-salida UVV 20M-800 [13].