Ка-50 «Чёрная акула» (англ. kitefin shark — «ложнокунья акула»), по классификации НАТО — Hokum A, — советский/российский одноместный ударный вертолёт с характерной соосной системой несущих винтов конструкции ОКБ Камова. Он был разработан в 1980-х годах и принят на вооружение Российской армии в 1995 году. Ка-50 выпускается компанией «Прогресс» в Арсеньеве. Он используется как тяжеловооружённый разведывательный вертолёт[2] и имеет спасательную систему катапультирования, редкую для вертолётов.

Пушка

Вертолёт оборудован 30-мм несъёмной одноствольной автоматической пушкой 2А42. Пушка имеет ленточное избирательное питание. Пилот может выбирать бронебойные или осколочно-фугасные снаряды, а также темп стрельбы (550 или 350 выстрелов в минуту). Максимальный боекомплект пушки в двух патронных коробах — 460 снарядов [15]. Очереди идут с автоматической отсечкой по 20 или 10 выстрелов. Для пушечной установки используется гидравлический следящий привод, который, в отличие от электрического, имеет более высокое быстродействие и меньший удельный вес, а кроме того, привод частично гасит вибрации оружия при стрельбе и благодаря низкому энергопотреблению не «сажает» электросеть вертолёта при работе. Патронные короба были установлены в фюзеляже вертолёта, что позволило удвоить боекомплект и исключить гибкие рукава питания — постоянную причину задержек при стрельбе. Расход снарядов не приводит к изменению центровки вертолёта[16].

Решение использовать более тяжёлую пушку, изначально разработанную В. П. Грязевым для БМП-2, а не стандартную авиационную пушку ГШ-301, было продиктовано стремлением обеспечить максимальную надёжность стрельбы в условиях сильной запылённости и плохого охлаждения (отсутствие набегающего потока) на малых скоростях и высотах. Пушка расположена в зоне центра масс вертолёта, что обеспечивает точность наведения около 1-2 мрад (в четыре раза выше, чем у подвижной пушки на AH-64A). При прицеливании с помощью комплекса «Шквал-В» пушка способна отклоняться на -2°...+9° по горизонтали и +3°...-37° по вертикали. Благодаря высокой устойчивости статического полёта, а также общей манёвренности вертолёта малые углы наведения не вызывают трудностей при прицеливании. С помощью пушки можно поражать цели на расстоянии четырёх километров, то есть не входя в зону ближней ПВО противника[12].

На внутренних держателях внешней подвески вооружения на крыле могут подвешиваться 4 контейнера УПК-23-250 с пушками ГШ-23Л калибра 23 мм и общим боекомплектом 500 снарядов.

Управляемые ракеты

Основным калибром вертолёта являются противотанковые управляемые ракеты (ПТУР) «Вихрь», разработанные Тульским КБ приборостроения, размещаемые по шесть на двух подвижных устройствах УПП-800, способных поражать сильно укреплённые и бронированные цели на расстоянии 8000-10000 м. Для наведения по лазерному лучу без изменения высоты полёта возможно отклонение установок на -12° по вертикали[12].

Идеология системы вооружения для пушки, для неуправляемых авиационных ракет (НАР) и для «Вихрей» практически одинакова, различаются лишь прицельные марки, служащие признаком выбранного оружия, а алгоритм действий пилота одинаков, поэтому пилот не испытывает никаких дополнительных трудностей при пуске неуправляемых ракет.

Ночная модификация Ка-50Ш (как и Ка-52) предусматривала возможность подвески управляемых ракет «воздух—земля» Х-25МЛ на пусковых установках АПУ-68-УМ2, а кроме того, ракет «воздух—воздух» малой дальности Р-73 на пусковых установках АПУ-62-1М. Кроме того, эти вертолёты (Ка-50Ш/52) также предусматривали подвеску ракет «воздух—воздух» малой дальности «Игла-В» — вертолётной модификации зенитной управляемой ракеты 9М39 переносного зенитного ракетного комплекса 9К38 «Игла»[18][19] (которые, согласно схеме подвески вооружения на Ка-50, по некоторым данным в конце 1990-х годов должны были подвешиваться не на штатные держатели внешней подвески, а на законцовки крыла — в местах установки контейнеров с устройствами пассивных помех УВ-26).

Неуправляемые ракеты

Неуправляемое ракетное вооружение представлено четырьмя блоками Б-8В20А (двадцать ракет С-8 калибра 80 мм) или двумя блоками Б-13Л5 (пять ракет С-13 калибра 122 мм). Возможна подвеска НАР С-24

Бомбовое вооружение

Вертолёт способен нести широкий спектр бомбового вооружения, такого как фугасные бомбы ФАБ-100, -120, -250, -500, разовые бомбовые кассеты РБК-500, -250, зажигательные баки ЗБ-500, малогабаритные контейнеры авиационных боеприпасов КМГУ-2.

Фюзеляж вертолёта самолётного типа, выполненный с широким применением композитных материалов и алюминиевых сплавов.

Композитные материалы составляют до 30% общей массы конструкции. Столь широкое применение полимерных композитных материалов позволило по сравнению с металлическими аналогами снизить массу отдельных элементов конструкции на 20-30%, повысить надёжность и живучесть вертолёта, увеличить ресурс отдельных агрегатов планера в 2-2,5 раза, снизить трудоёмкость изготовления сложных элементов конструкции в 1,5—3 раза (за счёт сокращения числа деталей, уменьшения цикла клёпально-сборочных работ), снизить трудоёмкость плановых работ в 2 раза[7].

Фюзеляж разделён технологическими разъёмами на носовую, среднюю и хвостовую части[7]. Продольный силовой набор корпуса представлен лонжеронами и стрингерами, поперечный образован шпангоутами. Внешние обводы корпуса, представляющие собой трёхслойные композитные панели из металлического каркаса и сотового заполнителя,

Размах крыла 7,34 м — прямое со стреловидностью по задней кромке, что обеспечивает разгрузку несущих винтов на больших скоростях полёта. На крыле расположены четыре узла внешней подвески вооружения общей массой до 2000 кг или топливных баков. Для обеспечения автономности эксплуатации вертолёта и ускорения наземного обслуживания узлы подвески вооружения оборудованы ручными лебёдками для самостоятельной подвески грузов массой до 500 кг. На законцовках крыла размещены устройства выброса пассивных помех УВ-26.

Хвостовая часть включает стабилизатор, киль, руль направления большой площади с аэродинамической компенсацией и два боковых гребня.

Шасси вертолёта трёхопорное, убирающееся в полёте. Передняя опора с двумя колёсами 400 × 150 мм, самоориентирующаяся с демпфером шимми, убирается в нишу в носовой части фюзеляжа. Основные опоры (колея 2600 мм), оборудованные тормозными колёсами 700 × 250 мм, прижаты к борту хвостовой части фюзеляжа. База шасси 4910 мм.

Шасси оборудовано виброгасителями типа «земной резонанс», способными безопасно разрушаться при превышении предела перегрузки. При невозможности выпуска шасси вертолёт может совершить аварийную посадку «на брюхо». В последнем случае безопасность пилота обеспечивается разрушаемым сотовым заполнителем под сиденьем, а крыло большого удлинения предохраняет вертолёт от опрокидывания[7][12].

Вертолёт оборудован двумя газотурбинными турбовальными двигателями со свободной турбиной ТВ3-117ВМА мощностью по 2203 л. с.

Двигатели расположены в двух гондолах и разнесены по бортам фюзеляжа. Мощность обоих двигателей синхронизирована. Каждый двигатель имеет автономную масляную систему, обеспечивающую смазку и отвод тепла от подшипников всех опор, приводов и зубчатых передач двигателей [7]. Конструкция силовой установки обеспечивает аварийную работу двигателей в течение 30 минут после полной потери масла в боевых условиях.

Для предотвращения попадания пыли двигатели оборудованы центробежными пылезащитными устройствами. Также могут устанавливаться экранно-выхлопные устройства, смешивающие выхлопные газы с атмосферным воздухом и снижающие заметность вертолёта в инфракрасном спектре [12]. Для запуска двигателей на борту имеется вспомогательная силовая установка (ВСУ) АИ-9В [13].

Отсеки основного двигателя и двигателя вспомогательной силовой установки отделены от смежных отсеков противопожарными перегородками.

Трансмиссия вертолёта состоит из одного главного и двух промежуточных редукторов, обеспечивающих передачу мощности от силовой установки с изменением частоты вращения.

Для полёта с одним работающим двигателем или в режиме авторотации главный редуктор оборудован муфтами свободного хода, посредством которых один или оба двигателя отключаются от главного редуктора[7][12].

Несущая система вертолёта выполнена по соосной схеме. Эта система состоит из двух втулок (верхней и нижней) несущего винта, каждая из которых имеет 3 втулки для крепления лопастей диаметром 14,45 м. Лопасти соединены со втулками с помощью бесшарнирных втулок и торсионов. Втулки колонки несущего винта установлены на валу главного редуктора. Ориентация лопастей управляется верхним и нижним автоматами перекоса.

Верхний винт вращается по часовой стрелке (вид сверху), нижний — против часовой стрелки.

Лопасти из стеклопластика, прямоугольные в плане (хорда 0,53 м), разработанные в ЦАГИ, состоят из полого лонжерона переменной кривизны, соединённого с хвостовой секцией, обшивка и концевые нервюры которой выполнены из оргалита. Концы лопастей стреловидные.

Лопасти сохраняют работоспособность после множественных попаданий снарядов калибром до 20 мм и оборудованы пиротехническими устройствами для отстрела при катапультировании[7][12].

Топливная система представлена двумя основными мягкими (из керосиностойкой резины и ткани) фюзеляжными топливными баками (они расходные), а также может быть дополнена четырьмя внешними баками для перегоночных полётов [13].

Передний основной бак расположен за кабиной, задний — перед хвостовой частью [7].

Из переднего бака топливо подаётся в левый двигатель, из заднего — в правый двигатель и ВСУ, оба бака закольцованы. В случае отказа одного из двигателей топливо подаётся во второй из обоих баков, а при отказе подкачивающих насосов в одном из баков топливо из второго основного бака подаётся в оба двигателя [7] [12].

Внешние топливные баки подвешиваются на балочных держателях крыла и соединены с основными баками трубопроводами: левые — с задним, правые — с передним. Основные баки пополняются из внешних баков по мере расхода топлива[13].

Днища и стенки основных баков защищены (частично — на 2⁄3 стенок). Для предотвращения взрыва и пожара при повреждении основные баки заполнены ячеистым пенополиуретаном[7][12][13].

Гидравлическая система Ка-50 разделена на две независимые системы — общую и основную, приводимые в действие двумя насосами[12][13]:

общая гидросистема обеспечивает наведение пушки, штатный выпуск и уборку шасси, подачу рабочей жидкости в тормозные камеры колёс основных опор шасси, а в случае отказа основной гидросистемы — обеспечивает работу блока рулевых агрегатов;

основная гидросистема приводит в действие блок рулевых агрегатов, а в случае отказа общей гидросистемы — обеспечивает аварийный выпуск шасси.

Гидравлические насосы обеих систем работают при вращении винтов как в моторном режиме, так и в режиме авторотации, а гидронасос первой системы — также при работающей бортовой ВСУ[7].

Система управления вертолётом включает системы продольного, поперечного, путевого управления и управления общим шагом несущих винтов. Система управления имеет механизмы триммирования, а также устройство, повышающее нагрузку на рычагах управления при опасном сближении лопастей несущих винтов. Тяги системы управления выполнены из алюминиевых труб[7][13].

Система управления

Система управления вертолётом включает системы продольного, поперечного, путевого управления и управления общим шагом несущих винтов. Система управления включает механизмы триммирования, а также устройство, повышающее нагрузку на рычагах управления при опасном сближении лопастей несущих винтов. Тяги управления выполнены из алюминиевых труб[7][13].

Электрическая система

Электрическая система вертолёта включает 2 генератора переменного тока, выпрямитель и резервные аккумуляторные батареи. Генераторы вырабатывают трёхфазный переменный ток напряжением 115 В и частотой 400 Гц. Генераторы приводятся в действие двигателями вертолёта или турбоприводом от ВСУ[13].

Электронные устройства питаются постоянным током напряжением 27 В[12].

Вертолёт также может питаться от наземного источника переменного тока 115 В / 400 Гц[7].

Противообледенительная система

Лопасти несущих винтов, лобовое стекло, датчики углов атаки и скольжения, часы и визуальный индикатор обледенения обогреваются электрической противообледенительной системой[7].

Воздухозаборники и пылезащитные устройства обогреваются потоком тёплого воздуха, отбираемого за компрессорами основного двигателя[12].

Кроме того, лобовое стекло кабины и защитное стекло комплекса «Шквал-В» оборудованы системами омывания и стеклоочистителями. Наличие и толщина льда определяются визуально, как днём, так и ночью, по меткам на индикаторе, установленном на панели носового отсека[7].

Кислородная система, система кондиционирования и вентиляции

Воздух, отбираемый от двигателей, используется для вентиляции и поддержания избыточного давления в кабине. Эта же система поддерживает требуемую температуру в кабине и аккумуляторном отсеке, а также обдувает стёкла.

Для работы на больших высотах до 6 км предусмотрено легкосъёмное кислородное оборудование ККО-ВК-ЛП (ёмкость баллона кислородной подачи — 2 литра, продолжительность использования — 1,5 часа) [13]. При необходимости используется полётная кислородная маска. Для охлаждения оборудования используется наружный воздух [7] [12].

Система спасения экипажа

Ка-50 на МАКС-2007.

Система спасения экипажа основана на ракетно-парашютной системе К-37-800 производства НПП «Звезда». При получении команды на катапультирование сбрасываются лопасти несущих винтов и верхняя часть фонаря кабины. После этого срабатывает реактивная система, которая вытягивает спинку кресла с пристёгнутым пилотом за фал. После выключения реактивного двигателя автоматически перерезаются привязные ремни, и спинка кресла отделяется от пилота, вытягивая парашют. Эта система обеспечивает спасение экипажа на скоростях от 0 до 400 км/ч и высотах от 0 до 4000 метров[12].

Поскольку отстреливаемые лопасти могут представлять опасность для находящейся рядом союзной техники, а также учитывая возросший боевой потенциал вертолёта, были высказаны предложения об изменении тактики боевого применения ударных вертолётов.

Помимо катапультирования, пилот может покинуть вертолёт с помощью парашюта[7].

Система транспортировки грузов

Система предназначена для расширения транспортных возможностей вертолёта в условиях автономного базирования. Вертолёт может нести до 3 тонн груза на внешней подвеске. Силовая часть подвески смонтирована в нише под средним отсеком фюзеляжа справа от оси симметрии вертолёта. Система внешней подвески включает трос длиной 20 м[7].

Навигация, пилотирование, системы наведения и управления вооружением, связь

Кабина серийного Ка-50 (бортовой номер 28, заводской номер 3538054903005), выпущенного в 2009 году.[14]

На приборной панели под индикатором на лобовом стекле ИЛС-31 находится экран телевизионного индикатора ИТ-23МВ, справа от него — экран навигационной системы ABRIS, установленный вместо автоматического планшета ПА-4-3.

Электронная система вертолёта основана на прицельно-пилотажно-навигационном комплексе ПрПНК-80 «Рубикон» (К-041). Комплекс определяет координаты, скорость и курс вертолёта. В памяти комплекса хранится информация о координатах аэродромов, поворотных пунктов маршрута, целей и ориентиров[12]. Комплекс «Рубикон» осуществляет автоматизированный самоконтроль без применения наземного оборудования и обнаруживает отказы (до подсистемы, а в наиболее важных системах — до блока). Основой комплекса является цифровая вычислительная система, включающая пять бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ) [7] [13]:

четыре ЦВМ 20-751 (модификация БЦВМ второго поколения серии «Орбита-20») — боевые и навигационные (дублирующие друг друга при отказе одной из них), системы отображения информации и системы внешнего целеуказания;

одна ЦВМ 80-30201 (имеет встроенное устройство ввода-вывода) — система управления вооружением.

В цифровую вычислительную систему комплекса «Рубикон» также входит устройство ввода-вывода УВВ 20М-800 [13].