カモフ Ka-50「ブラックシャーク」(ロシア語: Чёрная акула、ラテン文字表記: Chyornaya akula、英語: kitefin shark)、NATOコードネーム Hokum A は、カモフ設計局特有の同軸ローター方式を採用したソ連/ロシアの単座攻撃ヘリコプターである。1980年代に設計され、1995年にロシア陸軍で採用された。Ka-50はアルセーニエフのプログレス社で製造されている。重武装の偵察ヘリコプターとして使用され[2]、ヘリコプターとしては珍しい救難用射出座席システムを備えている。

機関砲

本ヘリコプターは、30 mm、着脱不可の単銃身2A42自動機関砲を装備している。機関砲はベルト給弾方式で、選択給弾が可能である。パイロットは徹甲弾または榴弾を選択でき、また発射速度(毎分550発または350発)も選択できる。2つの弾薬箱に収められた機関砲の最大弾薬数は460発である[15]。連射は20発または10発で自動的にカットオフされる。機関砲架には油圧追従駆動装置が使用されており、電動式とは異なり高速かつ低比重であり、さらに駆動装置は発射時に武器の振動を部分的に減衰させ、消費電力が少ないため作動中にヘリコプターの電源系統に負荷を「かけない」。弾薬箱はヘリコプターの胴体内に設置され、これにより弾薬容量を2倍にするとともに、発射の遅延の常原因であった可撓性給弾ホースを排除することが可能となった。弾薬の消費はヘリコプターの重心位置の変化を引き起こさない[16]。

標準的なGSH-301航空機関砲ではなく、もともとV. P. グリャーゼフがBMP-2用に開発したより重い機関砲を採用する決定は、低速・低高度での激しい粉塵と不十分な冷却(流入気流の不足)条件下で発射の最大の信頼性を確保したいという願望によるものであった。機関砲はヘリコプターの重心領域に配置されており、約1~2 mradの照準精度を確保している(AH-64Aの旋回式機関砲の4倍高い)。Shkval-V複合体を用いた照準時、機関砲は水平方向に-2°...+9°、垂直方向に+3°...-37°偏向することができる。静的飛行の高い安定性、およびヘリコプターの全体的な機動性により、小さな照準角は照準時に困難を引き起こさない。機関砲を使用して、4キロメートルの距離で目標を命中させることができ、つまり敵の短距離防空圏に入ることなく攻撃できる[12]。

翼内側の外部武器懸架装置には、口径23 mmのGSH-23L機関砲を備え、総弾薬数500発のUPK-23-250コンテナ4基を懸架することができる。

誘導ミサイル

ヘリコプターの主口径は、トゥーラ計器設計局が開発した対戦車誘導ミサイル(ATGM)「ヴォルテックス」であり、2基のUPP-800可動装置に各6発ずつ搭載され、8,000~10,000 mの距離で重防御・装甲目標を命中させることができる。飛行高度を変えずにレーザービームで照準するため、設定部を垂直方向に-12°偏向することが可能である[12]。

機関砲、無誘導航空ロケット(NAR)、ヴォルテックス用の兵器システムの思想はほぼ同一であり、照準マークのみが異なり、選択した兵器の標識として機能し、パイロットの行動アルゴリズムも同じであるため、パイロットは無誘導ロケット発射時に追加の困難を経験することはない。

Ka-50SH夜間改修型(およびKa-52)では、APU-68-UM2発射装置にX-25ML誘導空対地ミサイルを、さらにAPU-62-1M発射装置にR-73短距離空対空ミサイルを懸架できる可能性が提供されていた。さらに、これらのヘリコプター(Ka-50SH/52)では、携帯式防空システム9K38「イグラ」の9M39防空誘導ミサイルのヘリコプター改修型である「イグラ-V」短距離空対空ミサイルの懸架も提供されていた[18][19](Ka-50の兵器懸架方式によれば、一部の情報源によると1990年代後半には標準の外部懸架装置ではなく、翼端のUV-26受動妨害装置用コンテナの設置箇所に吊るす予定であった)。

無誘導ロケット

無誘導ロケット兵器は、B-8V20Aユニット4基(80 mm C-8ロケット20発)、またはB-13L5ユニット2基(122 mm C-13ロケット5発)で代表される。NAR S-24の懸架も可能である。

爆弾兵器

本ヘリコプターは、高性能爆弾FAB-100、-120、-250、-500、単用途爆弾カセットRBK-500、-250、ZB-500焼夷タンク、小型弾薬コンテナKMGU-2など、幅広い爆弾兵器を搭載することができる。

航空機型ヘリコプターの胴体は、複合材料とアルミニウム合金を多用して製造されている。

複合材料は構造全体の質量の最大30%を占める。このようなポリマー複合材料の広範な使用により、金属製の類似品と比較して、個々の構造要素の重量を20~30%削減し、ヘリコプターの信頼性と生存性を高め、個々の機体アセンブリの使用寿命を2~2.5倍に延ばし、複雑な構造要素の製造の複雑さを1.5~3倍に低減し(部品数の削減、リベット打ち・組立作業のサイクル削減による)、計画作業の複雑さを2倍に低減することが可能となった[7]。

胴体は技術的な接続部によって前部、後部、尾部に分割されている[7]。機体の縦方向の動力セットは桁と縦通材で表され、横方向はフレームによって形成されている。金属フレームとハニカム充填材からなる三層複合パネルでできた機体の外郭は、

翼幅7.34 mは後縁に沿った後退角を持つ直線翼であり、高速飛行時にローターの荷重を軽減する。翼には4つの外部武器懸架装置、総重量最大2000 kg、または燃料タンクが設置されている。ヘリコプター運用の自律性を確保し、地上での取り扱いを加速するため、武器懸架装置には最大500 kgの荷重を独立して懸架するための手動ウインチが装備されている。翼端にはUV-26受動妨害装置が配置されている。

尾部は、安定板、竜骨、空気力学的補償を備えた大面積の舵、および2つの側面フィンを含む。

ヘリコプターの降着装置は3本柱式で、飛行中に格納される。400 × 150 mmの車輪2つを備えた前部支持装置は、シミー・ダンパー付きの自動整列式で、胴体前部のニッチに格納される。700 × 250 mmのブレーキ付き車輪を備えた主支持装置(ゲージ2600 mm)は、後部胴体の側面に押し付けられる。シャシーのベースは4910 mmである。

シャシーには「地共振」タイプの振動ダンパーが装備されており、過負荷限界を超えると安全に破断することができる。降着装置を展開できない場合、ヘリコプターは「機体腹部」での緊急着陸を行うことができる。後者の場合、パイロットの安全は座席下の折り畳み式ハニカム充填材によって確保され、大きな細長比の翼がヘリコプターの転倒を防ぐ[7][12]。

本ヘリコプターは、それぞれ2203 hpの出力を持つTV3-117VMAエンジン(自由タービン付きターボシャフト式ガスタービンエンジン)2基を装備している。

エンジンは2つのナセルに配置され、胴体の両側に離間して設置されている。両エンジンの出力は同期されている。各エンジンは独立したオイルシステムを備え、エンジンの全支持部、駆動部、歯車伝達部の軸受への潤滑と除熱を提供する[7]。動力装置の設計は、戦闘条件下でオイルを完全に失った後30分間のエンジンの緊急運転を確保する。

エンジンへの粉塵の侵入を防ぐため、エンジンには遠心式防塵装置が装備されている。また、排気ガスを大気と混合し、赤外線スペクトルにおけるヘリコプターの視認性を低減するスクリーン排気装置を設置することもできる[12]。エンジンを始動するため、機上には補助動力装置(APU)AI-9Vが搭載されている[13]。

主エンジンおよび補助動力装置エンジンの区画は、防火壁によって隣接する区画から分離されている。

ヘリコプターのトランスミッションは、1つの主ギアボックスと2つの中間ギアボックスで構成され、回転速度を変更しながら動力装置から動力を伝達する。

1基のエンジンでの飛行またはオートローテーション・モードでの飛行のため、主ギアボックスにはフリーホイール・クラッチが装備されており、これによって1基または両方のエンジンが主ギアボックスから切り離される[7][12]。

ヘリコプターの支持システムは同軸方式で製造されている。このシステムは、メインローターの2つのハブ(上部と下部)で構成され、それぞれに直径14.45 mのブレードを取り付けるための3つのスリーブを備えている。ブレードは、ヒンジレス・ブッシングとトーションバーを用いてスリーブに接続されている。メインローター・コラムのハブは、主ギアボックスのシャフトに取り付けられている。ブレードの方向は、上部および下部のスワッシュプレートによって制御される。

上部ローターは時計回り(上面図)に回転し、下部ローターは反時計回りに回転する。

TsAGIで開発されたガラス繊維強化プラスチック製の平面形状が長方形(コード0.53 m)のブレードは、後部セクションに接続された可変曲率の中空スパーで構成され、その外皮と端部リブはハードボード製である。ブレードの先端は後退角が付けられている。

ブレードは、口径最大20 mmの砲弾の複数回の命中後も運用可能であり、射出時の発射用火工装置が装備されている[7][12]。

燃料システムは、2つの主燃料タンク(灯油耐性ゴムと布製の軟式タンク、胴体内に設置)で代表され(これらは消耗タンクである)、さらにフェリーフライト用に4つの外部タンクで補完することができる[13]。

前部主燃料タンクはコックピットの後方に、後部主燃料タンクは尾部セクションの前方に位置している[7]。

前部タンクから左エンジンへ、後部タンクから右エンジンおよびAPUへ燃料が供給され、両タンクはループ接続されている。いずれかのエンジンが故障した場合、両タンクから第2のエンジンへ燃料が供給され、いずれかのタンクのブースターポンプが故障した場合、第2の主燃料タンクから両エンジンへ燃料が供給される[7][12]。

外部燃料タンクは翼のビーム・ホルダーに懸架され、配管によって主燃料タンクに接続されている: 左側は後部に、右側は前部に。主燃料タンクは燃料の消費に応じて外部タンクから補給される[13]。

主燃料タンクの底部と壁は保護されている(壁の2/3が部分的に保護されている)。損傷時の爆発や火災を防ぐため、主燃料タンクは多孔質ポリウレタン・フォームで充填されている[7][12][13]。

Ka-50の油圧システムは、2つの独立したシステム、すなわち共通システムと主システムに分割され、2つのポンプによって駆動される[12][13]:

共通油圧システムは、機関砲の照準、シャシーの標準的な展開と格納、主降着装置車輪のブレーキ室への作動流体の供給を提供し、主油圧システムが故障した場合には操舵装置ユニットの動作を確保する。

主油圧システムは操舵装置ユニットを駆動し、共通油圧システムが故障した場合にはシャシーの緊急展開を確保する。

両システムの油圧ポンプは、プロペラがモーターモードでもオートローテーション・モードでも回転しているときに動作し、第1システムの油圧ポンプは機上APUが作動しているときにも動作する[7]。

ヘリコプターの操縦システムは、縦方向、横方向、方向制御システム、およびローターの集合ピッチ制御を含む。操縦システムにはトリム機構が備わっており、またローター・ブレードが危険なほど接近したときに操縦レバーの荷重を増加させる装置もある。操縦システムのロッドはアルミニウム管でできている[7][13]。

操縦システム

ヘリコプターの操縦システムは、縦方向、横方向、方向制御システム、およびローターの集合ピッチ制御を含む。操縦システムにはトリム機構が含まれ、またローター・ブレードが危険なほど接近したときに操縦レバーの荷重を増加させる装置もある。操縦ロッドはアルミニウム管でできている[7][13]。

電気システム

ヘリコプターの電気システムは、2つの交流発電機、整流器、および予備バッテリーを含む。発電機は電圧115 V、周波数400 Hzの三相交流を生成する。発電機はヘリコプターのエンジン、またはAPUからのターボ駆動によって駆動される[13]。

電子機器には電圧27 Vの直流が供給される[12]。

ヘリコプターは、地上の交流電源115 V / 400 Hzから電力供給を受けることもできる[7]。

防氷システム

ローター・ブレード、風防、迎角および横滑り角センサー、時計、視覚的着氷指示器は、電気防氷システムによって加熱される[7]。

空気取り入れ口と防塵装置は、主エンジンのコンプレッサー後方から取り出された温風の流れによって加熱される[12]。

さらに、コックピットの風防とShkval-Vシステムの保護ガラスには、洗浄システムとワイパーが装備されている。氷の存在と厚さは、昼間でも夜間でも、機首区画パネルに設置された指示器の目盛りによって視覚的に判断される[7]。

酸素システム、空調および換気システム

エンジンから取り出された空気は、キャビンの換気と過剰圧力の維持に使用される。同じシステムがキャビンとバッテリー区画の必要な温度を維持し、窓にも送風する。

高度6 kmまでの高高度での作業のため、容易に取り外し可能な酸素装備KKO-VK-LPが提供されている(酸素供給ボンベの容量は2リットル、使用時間は1.5時間)[13]。必要に応じて、飛行用ガスマスクが使用される。機器の冷却には外気が使用される[7][12]。

乗員救難システム

MAKS-2007でのKa-50。

乗員救難システムは、NPPズヴェズダ製のK-37-800ロケット・パラシュート・システムに基づいている。射出の指令を受けると、ローター・ブレードとコックピット・キャノピーの上部が投棄される。その後、ジェット・システムが作動し、テザーによってパイロットが固定された座席背もたれを引き出す。ジェット・エンジンが停止した後、シートベルトが自動的に切断され、座席背もたれがパイロットから分離してパラシュートを引き出す。このシステムは、速度0~400 km/h、高度0~4000メートルで乗員の救難を確保する[12]。

射ち出されたブレードが近くの味方装備に危険をもたらす可能性があること、およびヘリコプターの戦闘ポテンシャルの向上を考慮して、攻撃ヘリコプターの戦闘使用戦術を変更する提案がなされた。

射出に加えて、パイロットはパラシュートを使用してヘリコプターから脱出することができる[7]。

貨物輸送システム

このシステムは、自律的な基地条件下でヘリコプターの輸送能力を拡張するために設計されている。ヘリコプターは外部スリングで最大3トンの貨物を運ぶことができる。スリングの動力部分は、ヘリコプターの対称軸の右側、胴体中央区画下のニッチに取り付けられている。外部スリング・システムには、長さ20 mのケーブルが含まれる[7]。

航法、操縦、武器誘導および制御システム、通信

2009年製の量産型Ka-50(機体番号28、製造番号3538054903005)のコックピット。[14]

計器パネルのILS-31ヘッドアップ・ディスプレイの下には、IT-23MVテレビ指示器画面があり、その右側にはPA-4-3自動タブレットの代わりに設置されたABRIS航法システム画面がある。

ヘリコプターの電子システムは、PrPNK-80「ルビコン」(K-041)照準・飛行・航法複合体に基づいている。複合体はヘリコプターの座標、速度、針路を決定する。複合体のメモリには、飛行場、経路の転換点、目標、および陸標の座標に関する情報が保存されている[12]。「ルビコン」複合体は、地上設備を使用せずに自動化された自己監視を実行し、故障を検出する(サブシステムまで、最も重要なシステムではブロックまで)。複合体の基礎はデジタル計算システムであり、5つの機上デジタル・コンピュータ(OBDCM)を含む[7][13]:

4つの20-751 TsVM(第2世代OBDCMシリーズ「Orbita-20」の改修型) - 戦闘および航法(いずれかが故障した場合に互いをバックアップ)、情報表示システム、および外部目標指示システム。

1つの80-30201 TsVM(内蔵入出力装置を備える) - 武器制御システム。

「ルビコン」複合体のデジタル計算システムには、UVV 20M-800入出力装置も含まれる[13]。