Le Kamov Ka-50 « Black Shark » (en russe : Чёрная акула, romanisé : Chyornaya akula, en anglais : kitefin shark), nom de code OTAN Hokum A, est un hélicoptère d'attaque monoplace soviétique/russe doté du système distinctif de rotors coaxiaux du bureau d'études Kamov. Il a été conçu dans les années 1980 et adopté pour le service dans l'armée russe en 1995. Le Ka-50 est fabriqué par la société Progress à Arseniev. Il est utilisé comme hélicoptère de reconnaissance lourdement armé[2] et dispose d'un système d'éjection de sauvetage, rare pour les hélicoptères.

Canon

L'hélicoptère est équipé d'un canon automatique 2A42 de 30 mm, non amovible, à un seul canon. Le canon est alimenté par une bande, à alimentation sélective. Le pilote a la possibilité de choisir des obus perforants ou explosifs, ainsi que la cadence de tir (550 ou 350 coups par minute). La munition maximale du canon dans deux caisses à cartouches est de 460 coups [15]. Les rafales se font avec une coupure automatique de 20 ou 10 coups. Un entraînement hydraulique de suivi est utilisé pour l'installation du canon, qui, contrairement à un entraînement électrique, a une vitesse plus élevée et un poids spécifique plus faible, et en outre, l'entraînement amortit partiellement les vibrations de l'arme lors du tir et, en raison de sa faible consommation d'énergie, ne « pompe » pas le réseau électrique de l'hélicoptère pendant le fonctionnement. Les caisses à munitions ont été installées dans le fuselage de l'hélicoptère, ce qui a permis de doubler la capacité de munitions et d'éliminer les flexibles d'alimentation souples, cause constante de retards de tir. La consommation d'obus n'entraîne pas de modification de l'alignement de l'hélicoptère[16].

La décision d'utiliser un canon plus lourd, initialement développé par V. P. Gryazev pour le BMP-2, plutôt que le canon d'avion standard GSH-301, a été dictée par la volonté d'assurer une fiabilité maximale du tir dans des conditions de forte poussière et de mauvais refroidissement (absence de flux entrant) à basse vitesse et basse altitude. Le canon est situé dans la zone du centre de masse de l'hélicoptère, ce qui assure une précision sur cible d'environ 1-2 mrad (quatre fois supérieure à celle du canon mobile de l'AH-64A). Lors du pointage à l'aide du complexe Shkval-V, le canon est capable de dévier de -2°...+9° horizontalement et de +3°...-37° verticalement. En raison de la grande stabilité du vol statique, ainsi que de la mobilité générale de l'hélicoptère, les petits angles de pointage ne posent pas de difficultés lors du pointage. À l'aide d'un canon, il est possible d'atteindre des cibles à une distance de quatre kilomètres, c'est-à-dire sans entrer dans la zone de défense aérienne à courte portée de l'ennemi[12].

Quatre conteneurs UPK-23-250 avec canons GSH-23L d'un calibre de 23 mm et d'une munition totale de 500 coups peuvent être suspendus sur les supports internes d'ailes de la suspension externe d'armes.

Missiles guidés

Le calibre principal de l'hélicoptère est constitué des missiles guidés antichars (ATGM) Vortex développés par le Bureau d'études d'ingénierie d'instruments de Toula, situés à six chacun sur deux dispositifs mobiles UPP-800 capables d'atteindre des cibles lourdement fortifiées et blindées à une distance de 8 000-10 000 m. Pour le pointage sur faisceau laser sans changer l'altitude de vol, il est possible de dévier les paramètres de -12° verticalement[12].

L'idéologie du système d'armement pour le canon, pour les missiles d'avion non guidés (NAR) et pour les Vortex est presque la même, seuls les repères de visée diffèrent, qui servent de signe de l'arme choisie, et l'algorithme d'action du pilote est identique, de sorte que le pilote ne rencontre aucune difficulté supplémentaire lors du lancement de missiles non guidés.

La modification nocturne Ka-50SH (ainsi que le Ka-52) prévoyait la possibilité de suspendre des missiles guidés air-sol X-25ML sur des lanceurs APU-68-UM2, et en outre, des missiles air-air à courte portée R-73 sur des lanceurs APU-62.-1M. En outre, ces hélicoptères (Ka-50SH/52) prévoyaient également la suspension de missiles air-air à courte portée Igla-V, une modification pour hélicoptère du missile guidé antiaérien 9M39 du système de défense antiaérienne portable 9K38 Igla[18][19] (qui, selon le schéma de suspension d'armement sur le Ka-50, selon certaines sources à la fin des années 1990, devaient être suspendus non pas sur les supports standard de suspension externe, mais sur les extrémités des ailes - aux emplacements d'installation des conteneurs avec les dispositifs de brouillage passif UV-26)

Missiles non guidés

L'armement de missiles non guidés est représenté par quatre blocs B-8V20A (vingt missiles C-8 de 80 mm), ou deux blocs B-13L5 (cinq missiles C-13 de 122 mm). La suspension du NAR S-24 est possible

Armement de bombes

L'hélicoptère est capable de transporter un large éventail d'armes de bombes, telles que les bombes explosives FAB-100, -120, -250, -500, les cartouches de bombes à usage unique RBK-500, -250, les réservoirs incendiaires ZB-500, les conteneurs de munitions de petite taille KMGU-2.

Le fuselage d'un hélicoptère de type avion, réalisé avec une large utilisation de matériaux composites et d'alliages d'aluminium.

Les matériaux composites représentent jusqu'à 30 % de la masse totale de la structure. Cette utilisation généralisée de matériaux composites polymères a permis, par rapport aux analogues métalliques, de réduire le poids de certains éléments structurels de 20 à 30 %, d'augmenter la fiabilité et la survivabilité de l'hélicoptère, d'augmenter la durée de vie de certains ensembles de cellule de 2 à 2,5 fois, de réduire la complexité de fabrication des éléments structurels complexes de 1,5 à 3 fois (en réduisant le nombre de pièces, en réduisant le cycle de rivetage-assemblage), de réduire la complexité des travaux planifiés de 2 fois[7].

Le fuselage est divisé par des connecteurs technologiques en parties avant, arrière et queue[7]. L'ensemble de puissance longitudinal du corps est représenté par des longerons et des lisses, le transversal est formé par des cadres. Les contours extérieurs du corps, qui sont des panneaux composites à trois couches constitués d'un cadre métallique et d'un remplissage en nid d'abeilles,

L'envergure de 7,34 m est droite avec une flèche le long du bord de fuite, ce qui assure le déchargement des rotors à haute vitesse de vol. Sur les ailes se trouvent quatre nœuds de suspension externe d'armes, d'un poids total allant jusqu'à 2000 kg, ou de réservoirs de carburant. Pour assurer l'autonomie de fonctionnement de l'hélicoptère et accélérer le traitement au sol, les unités de suspension d'armes sont équipées de treuils manuels pour la suspension indépendante de charges pesant jusqu'à 500 kg. Les dispositifs d'émission de brouillage passif UV-26 sont placés aux extrémités des ailes.

La queue comprend un stabilisateur, une quille, un gouvernail de grande surface avec compensation aérodynamique et deux dérives latérales.

Le train d'atterrissage de l'hélicoptère est à trois colonnes, escamotable en vol. Le support avant avec deux roues de 400 × 150 mm, auto-orientable avec un amortisseur de shimmy, se rétracte dans une niche dans le nez du fuselage. Les supports principaux (voie de 2600 mm), équipés de roues freinées de 700 × 250 mm, sont plaqués contre le côté du fuselage arrière. L'empattement du châssis est de 4910 mm.

Le châssis est équipé d'amortisseurs de vibrations de type « résonance terrestre », capables de se rompre en toute sécurité lorsque la limite de surcharge est dépassée. S'il est impossible de sortir le train d'atterrissage, l'hélicoptère peut effectuer un atterrissage d'urgence « sur le ventre ». Dans ce dernier cas, la sécurité du pilote est assurée par un remplissage en nid d'abeilles écrasable sous le siège, et une aile de grande allongement protège l'hélicoptère du retournement[7][12].

L'hélicoptère est équipé de deux moteurs à turbine à gaz, turbomoteurs à turbine libre, TV3-117VMA d'une puissance de 2203 ch chacun.

Les moteurs sont situés dans deux nacelles et sont espacés sur les côtés du fuselage. La puissance des deux moteurs est synchronisée. Chaque moteur dispose d'un système d'huile autonome qui assure la lubrification et l'évacuation de la chaleur des roulements de tous les supports, entraînements et transmissions à engrenages des moteurs [7]. La conception de l'installation motrice assure le fonctionnement d'urgence des moteurs pendant 30 minutes après une perte totale d'huile dans des conditions de combat.

Pour éviter la pénétration de poussière, les moteurs sont équipés de dispositifs centrifuges de protection contre la poussière. Des dispositifs d'échappement à écran peuvent également être installés, mélangeant les gaz d'échappement avec l'air atmosphérique et réduisant la visibilité de l'hélicoptère dans le spectre infrarouge [12]. Pour démarrer les moteurs, il y a une unité de puissance auxiliaire (APU) AI-9V à bord [13].

Les compartiments du moteur principal et du moteur de l'unité de puissance auxiliaire sont séparés des compartiments adjacents par des cloisons coupe-feu.

La transmission de l'hélicoptère se compose d'une boîte de vitesses principale et de deux boîtes de vitesses intermédiaires, qui assurent la transmission de la puissance de l'installation motrice avec un changement de vitesse de rotation.

Pour le vol avec un seul moteur en fonctionnement ou en mode autorotation, la boîte de vitesses principale est équipée d'embrayages à roue libre, au moyen desquels un ou les deux moteurs sont déconnectés de la boîte de vitesses principale[7][12].

Le système porteur de l'hélicoptère est réalisé selon le schéma coaxial. Ce système se compose de deux moyeux (supérieur et inférieur) du rotor principal, chacun ayant 3 manchons pour la fixation des pales d'un diamètre de 14,45 m. Les pales sont reliées aux manchons au moyen de moyeux sans articulation et de barres de torsion. Les moyeux de la colonne du rotor principal sont installés sur l'arbre de la boîte de vitesses principale. L'orientation des pales est contrôlée par les plateaux cycliques supérieur et inférieur.

Le rotor supérieur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (vue de dessus), le rotor inférieur - dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Les pales en plastique renforcé de fibre de verre, de forme rectangulaire en plan (corde 0,53 m) développées au TsAGI, se composent d'un longeron creux de courbure variable relié à la section de queue, dont le revêtement et les nervures d'extrémité sont en panneau de fibres dur. Les extrémités des pales sont en flèche.

Les pales restent opérationnelles après de multiples impacts d'obus d'un calibre allant jusqu'à 20 mm, et sont équipées de dispositifs pyrotechniques pour le tir lors de l'éjection[7][12].

Le système de carburant est représenté par deux réservoirs de carburant principaux, souples (en caoutchouc résistant au kérosène et en tissu), dans le fuselage (ils sont consommables), et peut également être complété par quatre réservoirs externes pour les vols de convoyage [13].

Le réservoir principal avant est situé derrière le cockpit, le réservoir arrière est devant la section de queue [7].

Du réservoir avant, le carburant est fourni au moteur gauche, du réservoir arrière au moteur droit et à l'APU, les deux réservoirs sont bouclés. En cas de défaillance de l'un des moteurs, le carburant est fourni au second depuis les deux réservoirs, et si les pompes de surpression de l'un des réservoirs tombent en panne, le carburant du second réservoir principal est fourni aux deux moteurs [7] [12].

Les réservoirs de carburant externes sont suspendus sur des supports de poutre d'aile et reliés aux réservoirs principaux par des pipelines : les gauches à l'arrière, les droits à l'avant. Les réservoirs principaux sont réapprovisionnés à partir des réservoirs externes au fur et à mesure de la consommation de carburant[13].

Les fonds et les parois des réservoirs principaux sont protégés (partiellement par 2⁄3 des parois). Pour éviter l'explosion et l'incendie en cas de dommage, les réservoirs principaux sont remplis de mousse de polyuréthane cellulaire[7][12][13].

Le système hydraulique du Ka-50 est divisé en deux systèmes indépendants - un système commun et un système principal, entraînés par deux pompes[12][13] :

le système hydraulique commun assure le pointage du canon, l'extension et la rétraction standard du châssis, l'alimentation en fluide de travail des chambres de frein des roues du train d'atterrissage principal, et en cas de défaillance du système hydraulique principal - assure le fonctionnement de l'unité de direction ;

le système hydraulique principal entraîne l'unité de direction, et en cas de défaillance du système hydraulique commun - assure la sortie d'urgence du châssis.

Les pompes hydrauliques des deux systèmes fonctionnent lorsque les rotors tournent à la fois en mode moteur et en mode autorotation, et la pompe hydraulique du premier système - également lorsque l'APU de bord est engagée[7].

Le système de commande de l'hélicoptère comprend les systèmes de commande longitudinale, transversale, directionnelle et de commande du pas collectif des rotors. Le système de commande dispose de mécanismes de compensation, et il existe également un dispositif qui augmente la charge sur les leviers de commande lorsque les pales du rotor se rapprochent dangereusement. Les tringles du système de commande sont en tuyaux d'aluminium[7][13].

Système de commande

Le système de commande de l'hélicoptère comprend les systèmes de commande longitudinale, latérale, directionnelle et de commande du pas collectif des rotors. Le système de commande comprend des mécanismes de compensation, ainsi qu'un dispositif qui augmente la charge sur les leviers de commande lorsque les pales du rotor se rapprochent dangereusement. Les tringles de commande sont en tuyaux d'aluminium[7][13].

Système électrique

Le système électrique de l'hélicoptère comprend 2 générateurs à courant alternatif, un redresseur et des batteries de secours. Les générateurs produisent un courant alternatif triphasé d'une tension de 115 V et d'une fréquence de 400 Hz. Les générateurs sont entraînés par les moteurs de l'hélicoptère ou par un turbomoteur à partir de l'APU[13].

Les dispositifs électroniques sont alimentés en courant continu d'une tension de 27 V[12].

L'hélicoptère peut également être alimenté à partir d'une source terrestre de courant alternatif 115 V / 400 Hz[7].

Système antigivre

Les pales du rotor, le pare-brise, les capteurs d'angle d'attaque et d'angle de dérapage, l'horloge et l'indicateur visuel de givrage sont chauffés par un système antigivre électrique[7].

Les entrées d'air et les dispositifs de protection contre la poussière sont chauffés par un flux d'air chaud prélevé derrière les compresseurs du moteur principal[12].

En outre, le pare-brise du cockpit et le verre de protection du système Shkval-V sont équipés de systèmes de lavage et d'essuie-glaces. La présence et l'épaisseur de la glace sont déterminées visuellement, de jour comme de nuit, par les marques sur l'indicateur installé sur le panneau du compartiment de nez[7].

Système d'oxygène, système de climatisation et de ventilation

L'air prélevé sur les moteurs est utilisé pour la ventilation et le maintien de la pression excédentaire dans la cabine. Le même système maintient la température requise dans la cabine et le compartiment des batteries, et souffle également sur les vitres.

Pour le travail à haute altitude jusqu'à 6 km, un équipement d'oxygène facilement amovible KKO-VK-LP est prévu (la capacité de la bouteille d'alimentation en oxygène est de 2 litres, la durée d'utilisation est de 1,5 heure) [13]. Si nécessaire, un masque à gaz de vol est utilisé. L'air extérieur est utilisé pour refroidir l'équipement [7] [12].

Système de sauvetage de l'équipage

Ka-50 au MAKS-2007.

Le système de sauvetage de l'équipage est basé sur le système fusée-parachute K-37-800 fabriqué par NPP Zvezda. Lorsque la commande d'éjection est reçue, les pales du rotor et la partie supérieure de la verrière du cockpit sont larguées. Après quoi le système à réaction est activé, qui extrait le dossier du siège avec le pilote attaché par la sangle. Après l'arrêt du moteur à réaction, les ceintures de sécurité sont automatiquement coupées, et le dossier du siège se sépare du pilote, déployant le parachute. Ce système assure le sauvetage de l'équipage à des vitesses de 0 à 400 km/h et des altitudes de 0 à 4000 mètres[12].

Étant donné que les pales détachées peuvent présenter un danger pour les équipements alliés à proximité, et compte tenu également du potentiel de combat accru de l'hélicoptère, des propositions ont été faites pour modifier la tactique d'utilisation au combat des hélicoptères d'attaque.

Outre l'éjection, le pilote peut quitter l'hélicoptère à l'aide d'un parachute[7].

Système de transport de marchandises

Le système est conçu pour élargir les capacités de transport de l'hélicoptère dans des conditions de basing autonome. L'hélicoptère peut transporter jusqu'à 3 tonnes de marchandises sur une élingue externe. La partie motrice de l'élingue est montée dans une niche sous le compartiment médian du fuselage à droite de l'axe de symétrie de l'hélicoptère. Le système d'élingue externe comprend un câble de 20 m de long[7].

Navigation, pilotage, guidage et commande des armes, communications

Le cockpit d'un Ka-50 de série (numéro de côté 28, numéro d'usine 3538054903005), fabriqué en 2009.[14]

Sur le panneau d'instruments, sous l'affichage tête haute ILS-31, se trouve l'écran de l'indicateur de télévision IT-23MV, à sa droite se trouve l'écran du système de navigation ABRIS, installé à la place de la tablette automatique PA-4-3.

Le système électronique de l'hélicoptère est basé sur le complexe de visée, de vol et de navigation PrPNK-80 Rubicon (K-041). Le complexe détermine les coordonnées, la vitesse et le cap de l'hélicoptère. La mémoire du complexe stocke des informations sur les coordonnées des aérodromes, des points de virage de l'itinéraire, des cibles et des points de repère[12]. Le complexe Rubicon effectue un auto-contrôle automatisé sans l'utilisation d'équipements au sol et détecte les défaillances (jusqu'au sous-système, et dans les systèmes les plus importants - jusqu'au bloc). La base du complexe est un système informatique numérique, comprenant cinq ordinateurs numériques de bord (OBDCM) [7] [13] :

quatre TsVM 20-751 (modification de la série OBDCM de deuxième génération « Orbita-20 ») - combat et navigation (se dupliquant mutuellement en cas de défaillance de l'un d'eux), systèmes d'affichage d'informations et systèmes de désignation de cible externe ;

un TsVM 80-30201 (dispose d'un dispositif d'entrée-sortie intégré) - système de contrôle des armes.

Le système informatique numérique du complexe Rubicon comprend également le dispositif d'entrée-sortie UVV 20M-800 [13].