Kamow Ka-50 "Czarny Rekin" (ros. Чёрная акула, trb. Chyornaya akula, ang. kitefin shark), oznaczenie NATO Hokum A, to radziecki/rosyjski jednomiejscowy śmigłowiec szturmowy z charakterystycznym współosiowym systemem wirników biura konstrukcyjnego Kamow. Został zaprojektowany w latach 80. XX wieku i przyjęty do służby w armii rosyjskiej w 1995 roku. Ka-50 jest produkowany przez firmę Progress w Arsienjewie. Jest używany jako silnie uzbrojony śmigłowiec zwiadowczy[2] i posiada system ratunkowy z katapultowaniem, rzadko spotykany w śmigłowcach.

Działo

Śmigłowiec jest wyposażony w 30-mm, niewymienne, jednolufowe działo automatyczne 2A42. Działo jest zasilane z taśmy z selektywnym podawaniem. Pilot ma możliwość wyboru pocisków przeciwpancernych lub odłamkowo-burzących, a także szybkostrzelności (550 lub 350 strzałów na minutę). Maksymalny zapas amunicji działa w dwóch skrzynkach nabojowych wynosi 460 nabojów [15]. Serie są wystrzeliwane z automatycznym odcięciem 20 lub 10 strzałów. Do instalacji działa stosowany jest hydrauliczny napęd śledzący, który w przeciwieństwie do napędu elektrycznego ma wyższą prędkość i mniejszy ciężar właściwy, a dodatkowo napęd częściowo tłumi drgania broni podczas strzelania i dzięki niskiemu zużyciu energii nie „obciąża” sieci elektrycznej śmigłowca podczas pracy. Skrzynki amunicji zainstalowano w kadłubie śmigłowca, co umożliwiło podwojenie zapasu amunicji i wyeliminowanie elastycznych przewodów zasilających, będących stałą przyczyną zacięć podczas strzelania. Zużycie pocisków nie prowadzi do zmiany wyważenia śmigłowca[16].

Decyzja o zastosowaniu cięższego działa, pierwotnie opracowanego przez W. P. Griaziewa dla BMP-2, zamiast standardowego działa lotniczego GSH-301, była podyktowana dążeniem do zapewnienia maksymalnej niezawodności strzelania w warunkach silnego zapylenia i słabego chłodzenia (brak napływu powietrza) przy niskich prędkościach i wysokościach. Działo znajduje się w rejonie środka masy śmigłowca, co zapewnia celność trafienia około 1-2 mrad (czterokrotnie wyższą niż w przypadku działa ruchomego na AH-64A). Przy celowaniu za pomocą kompleksu Szkwał-W działo może odchylać się o -2°...+9° w poziomie i +3°...-37° w pionie. Dzięki wysokiej stabilności lotu statycznego, a także ogólnej zwrotności śmigłowca, małe kąty celowania nie powodują trudności przy celowaniu. Za pomocą działa można razić cele w odległości czterech kilometrów, to znaczy bez wchodzenia w strefę bliskiego zasięgu obrony przeciwlotniczej wroga[12].

Na wewnętrznych węzłach skrzydłowych zewnętrznego zawieszenia uzbrojenia można podwiesić 4 kontenery UPK-23-250 z działami GSH-23L kalibru 23 mm i łącznym zapasem amunicji 500 nabojów.

Pociski kierowane

Głównym kalibrem śmigłowca są przeciwpancerne pociski kierowane (PPK) Wichr opracowane przez Tульское конструкторское бюро przyborostrojenija, umieszczone po sześć na dwóch ruchomych urządzeniach UPP-800, zdolne do rażenia silnie ufortyfikowanych i opancerzonych celów na odległość 8000-10000 m. Do celowania wiązką laserową bez zmiany wysokości lotu możliwe jest odchylenie ustawień o -12° w pionie[12].

Ideologia systemu uzbrojenia dla działa, dla niekierowanych pocisków lotniczych (NAR) i dla Wichrów jest niemal taka sama, różnią się jedynie znaczniki celownicze, które służą jako znak wybranej broni, a algorytm działania pilota jest taki sam, więc pilot nie odczuwa żadnych dodatkowych trudności przy odpalaniu niekierowanych pocisków.

Nocna modyfikacja Ka-50SH (podobnie jak Ka-52) przewidywała możliwość podwieszenia kierowanych pocisków powietrze-ziemia X-25ML na wyrzutniach APU-68-UM2, a dodatkowo pocisków powietrze-powietrze krótkiego zasięgu R-73 na wyrzutniach APU-62-1M. Ponadto te śmigłowce (Ka-50SH/52) przewidywały również podwieszenie pocisków powietrze-powietrze krótkiego zasięgu Igła-W, śmigłowcowej modyfikacji przeciwlotniczego pocisku kierowanego 9M39 zestawu przenośnego 9K38 Igła[18][19] (które, według schematu zawieszenia uzbrojenia na Ka-50, według niektórych źródeł pod koniec lat 90. XX wieku miały być wieszane nie na standardowych węzłach zawieszenia zewnętrznego, lecz na końcach skrzydeł - w miejscach instalacji kontenerów z urządzeniami zakłóceń pasywnych UV-26)

Niekierowane pociski

Uzbrojenie w niekierowane pociski rakietowe jest reprezentowane przez cztery bloki B-8W20A (dwadzieścia 80-mm pocisków S-8) lub dwa bloki B-13L5 (pięć 122-mm pocisków S-13). Możliwe jest podwieszenie NAR S-24

Uzbrojenie bombowe

Śmigłowiec jest zdolny do przenoszenia szerokiego wachlarza uzbrojenia bombowego, takiego jak bomby odłamkowo-burzące FAB-100, -120, -250, -500, jednorazowe kasety bombowe RBK-500, -250, zbiorniki zapalające ZB-500, kontenery amunicyjne małogabarytowe KMGU-2.

Kadłub śmigłowca typu samolotowego, wykonany z szerokim zastosowaniem materiałów kompozytowych i stopów aluminium.

Materiały kompozytowe stanowią do 30% całkowitej masy konstrukcji. Tak szerokie zastosowanie polimerowych materiałów kompozytowych umożliwiło, w porównaniu z metalowymi odpowiednikami, zmniejszenie masy poszczególnych elementów konstrukcji o 20-30%, zwiększenie niezawodności i przeżywalności śmigłowca, wydłużenie resursu poszczególnych zespołów płatowca 2-2,5-krotnie, zmniejszenie pracochłonności wytwarzania złożonych elementów konstrukcji 1,5-3-krotnie (poprzez zmniejszenie liczby części, skrócenie cyklu nitowania i prac montażowych), zmniejszenie pracochłonności prac planowych 2-krotnie[7].

Kadłub jest podzielony za pomocą złączy technologicznych na część przednią, tylną i ogonową[7]. Wzdłużny zespół siłowy kadłuba jest reprezentowany przez dźwigary i podłużnice, poprzeczny tworzą wręgi. Zewnętrzne obrysy kadłuba, będące trójwarstwowymi panelami kompozytowymi wykonanymi z metalowej ramy i wypełniacza o strukturze plastra miodu,

Rozpiętość skrzydeł wynosi 7,34 m, są one proste ze skosem wzdłuż krawędzi spływu, co zapewnia odciążenie wirników przy dużych prędkościach lotu. Na skrzydłach znajdują się cztery węzły zewnętrznego zawieszenia uzbrojenia o łącznej masie do 2000 kg lub zbiorniki paliwa. Aby zapewnić autonomię eksploatacji śmigłowca i przyspieszyć obsługę naziemną, węzły zawieszenia uzbrojenia są wyposażone w ręczne wciągniki do samodzielnego podwieszania ładunków o masie do 500 kg. Na końcach skrzydeł umieszczono urządzenia zakłóceń pasywnych UV-26.

Część ogonowa obejmuje statecznik poziomy, statecznik pionowy, ster o dużej powierzchni z kompensacją aerodynamiczną oraz dwa boczne stateczniki.

Podwozie śmigłowca jest trzyzespołowe, chowane w locie. Przednia podpora z dwoma kołami 400 × 150 mm, samonastawialna z tłumikiem shimmy, chowa się do wnęki w dziobie kadłuba. Podpory główne (rozstaw 2600 mm), wyposażone w koła hamowane 700 × 250 mm, są dociskane do boku tylnej części kadłuba. Baza podwozia wynosi 4910 mm.

Podwozie jest wyposażone w tłumiki drgań typu „rezonans ziemi”, zdolne do bezpiecznego złamania się po przekroczeniu granicy przeciążenia. W przypadku niemożności wypuszczenia podwozia śmigłowiec może wykonać lądowanie awaryjne „na brzuchu”. W tym drugim przypadku bezpieczeństwo pilota zapewnia składany wypełniacz o strukturze plastra miodu pod fotelem, a skrzydło o dużym wydłużeniu chroni śmigłowiec przed przewróceniem[7][12].

Śmigłowiec jest wyposażony w dwa silniki turbowałowe z wolną turbiną TV3-117VMA o mocy 2203 KM każdy.

Silniki znajdują się w dwóch gondolach i są rozmieszczone po bokach kadłuba. Moc obu silników jest synchronizowana. Każdy silnik ma autonomiczny układ olejowy zapewniający smarowanie i odprowadzanie ciepła z łożysk wszystkich podpór, napędów i przekładni zębatych silników [7]. Konstrukcja zespołu napędowego zapewnia awaryjną pracę silników przez 30 minut po całkowitej utracie oleju w warunkach bojowych.

Aby zapobiec przedostawaniu się pyłu, silniki są wyposażone w odśrodkowe urządzenia odpylające. Można również zainstalować urządzenia ekranowo-wylotowe, mieszające gazy spalinowe z powietrzem atmosferycznym i zmniejszające widoczność śmigłowca w spektrum podczerwieni [12]. Do rozruchu silników na pokładzie znajduje się pomocnicza jednostka napędowa (APU) AI-9W [13].

Przedziały silnika głównego i silnika pomocniczej jednostki napędowej są oddzielone od sąsiednich przedziałów przegrodami przeciwpożarowymi.

Przekładnia śmigłowca składa się z jednej przekładni głównej i dwóch przekładni pośrednich, które zapewniają przenoszenie mocy z zespołu napędowego ze zmianą prędkości obrotowej.

Do lotu z jednym pracującym silnikiem lub w trybie autorotacji przekładnia główna jest wyposażona w sprzęgła jednokierunkowe, za pomocą których jeden lub oba silniki są odłączane od przekładni głównej[7][12].

System nośny śmigłowca jest wykonany według schematu współosiowego. System ten składa się z dwóch piast (górnej i dolnej) wirnika głównego, z których każda ma 3 tuleje do mocowania łopat o średnicy 14,45 m. Łopaty są połączone z tulejami za pomocą tulei bezprzegubowych i drążków skrętnych. Piasty kolumny wirnika głównego są zainstalowane na wale przekładni głównej. Orientacja łopat jest sterowana przez górny i dolny tarczowy układ sterowania.

Górny wirnik obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara (widok z góry), dolny - przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Łopaty z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym, prostokątne w planie (cięciwa 0,53 m), opracowane w CAGI, składają się z pustego dźwigara o zmiennej krzywiźnie połączonego z częścią tylną, której pokrycie i żebra końcowe są wykonane z twardej płyty. Końcówki łopat są skośne.

Łopaty pozostają sprawne po wielokrotnych trafieniach pociskami kalibru do 20 mm i są wyposażone w urządzenia pirotechniczne do odstrzelenia podczas katapultowania[7][12].

Układ paliwowy jest reprezentowany przez dwa główne, miękkie (wykonane z odpornej na naftę gumy i tkaniny) zbiorniki paliwa w kadłubie (są one zbiornikami zużywalnymi), a dodatkowo może być uzupełniony czterema zbiornikami zewnętrznymi do lotów promowych [13].

Przedni zbiornik główny znajduje się za kabiną, tylny - przed częścią ogonową [7].

Z przedniego zbiornika paliwo jest dostarczane do lewego silnika, z tylnego do prawego silnika i APU, oba zbiorniki są połączone w obieg. W przypadku awarii jednego z silników paliwo jest dostarczane do drugiego z obu zbiorników, a jeśli pompy wspomagające w jednym ze zbiorników zawiodą, paliwo z drugiego zbiornika głównego jest dostarczane do obu silników [7] [12].

Zewnętrzne zbiorniki paliwa są podwieszone na belkowych uchwytach skrzydłowych i połączone z zbiornikami głównymi rurociągami: lewe z tylnym, prawe z przednim. Zbiorniki główne są uzupełniane ze zbiorników zewnętrznych w miarę zużywania paliwa[13].

Dna i ściany zbiorników głównych są chronione (częściowo przez 2⁄3 ścian). Aby zapobiec wybuchowi i pożarowi w przypadku uszkodzenia, zbiorniki główne są wypełnione komórkową pianką poliuretanową[7][12][13].

Układ hydrauliczny Ka-50 jest podzielony na dwa niezależne układy - ogólny i główny, napędzane przez dwie pompy[12][13]:

ogólny układ hydrauliczny zapewnia naprowadzanie działa, standardowe wypuszczanie i chowanie podwozia, dostarczanie płynu roboczego do komór hamulcowych kół głównych podpór podwozia, a w przypadku awarii głównego układu hydraulicznego - zapewnia działanie zespołu sterowania;

główny układ hydrauliczny napędza zespół sterowania, a w przypadku awarii ogólnego układu hydraulicznego - zapewnia awaryjne wypuszczenie podwozia.

Pompy hydrauliczne obu układów działają, gdy wirniki obracają się zarówno w trybie silnikowym, jak i w trybie autorotacji, a pompa hydrauliczna pierwszego układu - również przy włączonym pokładowym APU[7].

Układ sterowania śmigłowca obejmuje układy sterowania wzdłużnego, poprzecznego, kierunkowego i sterowania skokiem ogólnym wirników. Układ sterowania ma mechanizmy trymowania, a także urządzenie zwiększające obciążenie dźwigni sterowania przy niebezpiecznym zbliżeniu łopat wirników. Pręty układu sterowania są wykonane z rur aluminiowych[7][13].

Układ sterowania

Układ sterowania śmigłowca obejmuje układy sterowania wzdłużnego, poprzecznego, kierunkowego i sterowania skokiem ogólnym wirników. Układ sterowania zawiera mechanizmy trymowania, a także urządzenie zwiększające obciążenie dźwigni sterowania przy niebezpiecznym zbliżeniu łopat wirników. Pręty sterowania są wykonane z rur aluminiowych[7][13].

Układ elektryczny

Układ elektryczny śmigłowca obejmuje 2 generatory prądu przemiennego, prostownik i akumulatory zapasowe. Generatory wytwarzają trójfazowy prąd przemienny o napięciu 115 V i częstotliwości 400 Hz. Generatory są napędzane przez silniki śmigłowca lub napęd turbinowy z APU[13].

Urządzenia elektroniczne są zasilane prądem stałym o napięciu 27 V[12].

Śmigłowiec może być również zasilany z naziemnego źródła prądu przemiennego 115 V / 400 Hz[7].

System przeciwoblodzeniowy

Łopaty wirników, szyba przednia, czujniki kąta natarcia i kąta znoszenia, zegar i wizualny wskaźnik oblodzenia są ogrzewane przez elektryczny system przeciwoblodzeniowy[7].

Wloty powietrza i urządzenia odpylające są ogrzewane strumieniem ciepłego powietrza pobieranego zza sprężarek silnika głównego[12].

Ponadto szyba przednia kabiny i szkło ochronne systemu Szkwał-W są wyposażone w układy mycia i wycieraczki. Obecność i grubość lodu określa się wizualnie, zarówno w dzień, jak i w nocy, na podstawie oznaczeń na wskaźniku zainstalowanym na panelu przedziału dziobowego[7].

Układ tlenowy, układ klimatyzacji i wentylacji

Powietrze pobierane z silników jest wykorzystywane do wentylacji i utrzymywania nadciśnienia w kabinie. Ten sam układ utrzymuje wymaganą temperaturę w kabinie i przedziale akumulatorów, a także przedmuchuje szyby.

Do pracy na dużych wysokościach do 6 km zapewniono łatwo zdejmowane wyposażenie tlenowe KKO-VK-LP (pojemność butli zapasu tlenu wynosi 2 litry, czas użytkowania 1,5 godziny) [13]. W razie potrzeby stosuje się lotniczą maskę tlenową. Do chłodzenia sprzętu wykorzystuje się powietrze zewnętrzne [7] [12].

System ratowania załogi

Ka-50 na MAKS-2007.

System ratowania załogi opiera się na systemie rakietowo-spadochronowym K-37-800 produkowanym przez NPP Zwiezda. Po otrzymaniu komendy katapultowania odstrzeliwane są łopaty wirników i górna część osłony kabiny. Następnie uruchamiany jest system rakietowy, który za pomocą liny wyciąga oparcie fotela wraz z przypiętym pilotem. Po wyłączeniu silnika rakietowego pasy bezpieczeństwa są automatycznie przecinane, a oparcie fotela oddziela się od pilota, wyciągając spadochron. System ten zapewnia ratowanie załogi przy prędkościach od 0 do 400 km/h i wysokościach od 0 do 4000 metrów[12].

Ponieważ odstrzelone łopaty mogą stanowić zagrożenie dla pobliskiego sprzętu sojuszniczego, a także biorąc pod uwagę zwiększony potencjał bojowy śmigłowca, wysunięto propozycje zmiany taktyki bojowego użycia śmigłowców szturmowych.

Oprócz katapultowania pilot może opuścić śmigłowiec za pomocą spadochronu[7].

System transportu ładunków

System jest przeznaczony do rozszerzenia możliwości transportowych śmigłowca w warunkach bazowania autonomicznego. Śmigłowiec może przenosić do 3 ton ładunku na zawieszeniu zewnętrznym. Część siłowa zawieszenia jest zamontowana we wnęce pod środkowym przedziałem kadłuba po prawej stronie osi symetrii śmigłowca. System zawieszenia zewnętrznego obejmuje linę o długości 20 m[7].

Systemy nawigacji, pilotażu, naprowadzania i kierowania uzbrojeniem, łączność

Kabina seryjnego Ka-50 (numer boczny 28, numer fabryczny 3538054903005), wyprodukowanego w 2009 roku.[14]

Na tablicy przyrządów, pod wyświetlaczem przeziernym ILS-31, znajduje się ekran telewizyjnego wskaźnika IT-23MV, po jego prawej stronie ekran systemu nawigacji ABRIS, zainstalowany zamiast automatycznej tablety PA-4-3.

System elektroniczny śmigłowca opiera się na kompleksie celowniczo-lotowo-nawigacyjnym PrPNK-80 Rubikon (K-041). Kompleks określa współrzędne, prędkość i kurs śmigłowca. W pamięci kompleksu przechowywane są informacje o współrzędnych lotnisk, punktów zwrotnych trasy, celów i punktów orientacyjnych[12]. Kompleks Rubikon wykonuje zautomatyzowane samokontrolę bez użycia sprzętu naziemnego i wykrywa awarie (do poziomu podsystemu, a w najważniejszych systemach - do poziomu bloku). Podstawą kompleksu jest cyfrowy system obliczeniowy obejmujący pięć pokładowych maszyn cyfrowych (OBDCM) [7] [13]:

cztery 20-751 CWM (modyfikacja OBDCM drugiej generacji serii „Orbita-20”) - bojowe i nawigacyjne (dublujące się nawzajem w przypadku awarii jednej z nich), systemy wyświetlania informacji i systemy zewnętrznego oznaczania celów;

jedna 80-30201 CWM (posiada wbudowane urządzenie wejścia-wyjścia) - system kierowania uzbrojeniem.

Cyfrowy system obliczeniowy kompleksu Rubikon obejmuje również urządzenie wejścia-wyjścia UVV 20M-800 [13].