Repülés, repülőgépek

jetplanes

Egy rendkívüli helikopter, a Super Hawk

2018. november 04. - stonefort2

                                              

A közelmúltban jelentették be, hogy egy mifelénk kevéssé ismert típus, az amerikai Sikorsky S-92/H-92-es helikopter üzemben lévő példányai összesítve megközelítették az 1,5 millió  repült órát. Ez önmagában nem sokat jelent, de akkor már másként fest a dolog, ha figyelembe vesszük azt, hogy eddig még csak 300 példányt adtak át a megrendelőknek. A sorozatgyártása 2004 végén kezdődött, és azóta  számos üzemeltetőnél havi átlagban 150 óránál több időt töltenek a levegőben a szóban forgó helikopterek, ami elképesztően magas kihasználtságnak számít.

dscn5585_resize.jpg

Még egy további adatot is meg kell említeni a típus minősítésénél. Mindössze négy példány szenvedett balesetet, három megsemmisült, egy pedig súlyos, de javítható sérüléseket szenvedett. 1,5 millió óra alatt ilyen kevés gépveszteség párját ritkítóan jó arány, emellett a gépek  95% -a folyamatosan üzemképes.

A típus története 1992-re nyúlik vissza, amikor a Sikorsky marketinges szakértői úgy ítélték meg, hogy az ezredforduló után jó piaci esélyei lennének egy olyan kettős hasznosítású, polgári és katonai célokra egyaránt megfelelő közepes szállító helikopternek, amely átvehetné a stafétabotot az igencsak elterjedt, de már akkor is elavult S-61/H-3-as típustól.

Az igényt azonban rosszul mérték fel. A régi S-61-esek nem akarnak „kipusztulni”, üzemidő hosszabbítás után még mindig repül számos példányuk, a piaci rést pedig  betöltötte az Eurocopter Super Puma/Cougar és az oroszok Mi-17-ese. Hosszú távon azonban akkor még nem lehetett ezt előre látni, így hozzáfogtak a fejlesztéshez.

p1040749_resize_1.JPG

Kiindulási alap a jól bevált Sikorsky S-70-es, vagy ahogy katonai típusjelzéséről jobban ismert, az UH-60-as Black Hawk volt. Aki azonban rápillant a két helikopter képére, első látásra nem sok hasonlóságot vél felfedezni. Az új helikopter legfontosabb részegységei, a dinamikus rendszer, az erőátvitel és a transzmisszió lett átvéve, a törzs teljesen új kialakítású, hiszen más feltételeknek kellett megfelelnie.

Az UH-60-as a maga kategóriáján belül szokatlan típus, átlagon aluli befogadó képességgel. A katonai elvek alapján kialakított törzs rendkívül alacsony, nagy méretű terhek szállítására belső tereiben alkalmatlan, azonban a hadseregek leggyakrabban felmerülő légi szállítási igényeit mégis magas szinten képes kielégíteni. Nincs teherrámpája, nem férnek el benne terepjáró járművek, ha  légi úton kell továbbítani, akkor külső függesztményként juttatja a szükséges helyre azokat. A Black Hawk teljes egészében katonai igények alapján született, mindet a célszerűségnek, és magas „túlélő” képességnek rendeltek alá, így a civil igényeknek kevésbé felel meg.

p1270056_resize.jpg

Az új helikopter kényelmesebb belső elhelyezést ígért, ami alapfeltétel volt, hiszen polgári célokra is alkalmassá kellett tenni. A teher vagy utastér magasságát 1,82 méterben határozták meg, ez azt jelenti, hogy az átlagos magasságú emberek felegyenesedve képesek mozogni benne. A civil változat 19 főt szállíthat az utasszállító repülőgépeken is megszokott kényelmű üléseken, a katonai verziónál két oldalt 11-11 lehajtható ülés elhelyezését tervezték. Az üléssorok között bőséges hely marad a katonák fegyvereinek, felszerelésének elhelyezésére is.

p1040760_resize.JPG

Ha a gépet teherszállításra használják, akkor a kabin padlóba helyezhető görgősor könnyíti meg a rakodást. A meredek rámpán beépített csörlő húzza be a szabvány LD3-as konténereket, amelyek rögzítésére minden megerősített törzskeretnél találhatók csatlakozók.

Mivel a civil lajstromozású gépek jóval többet repülnek, mint a katonai típusok, ezért a sárkányszerkezet tervezésénél sokszoros élettartammal számoltak. Hogy csak néhány példát említsünk, a főrotoragy legfontosabb részegysége, a négy lapátot tartó teherviselő rész titánból készült üzemidő korlát nélkül, vagyis a sohasem kell cserélni. A benne elhelyezett elasztomer csapágyak, amelyeken a rotorlapátok csatlakoznak, 5-6 ezer órát bírnak ki. Sajnos a nagyobb méretű helikoptereknél nem lehetséges alkalmazni a könnyű forgószárnyasok csukló nélküli rotorlapát bekötését, ezért még szükségesek a hagyományos fel-le, előre-hátra mozgást biztosító csuklók és az állásszög változtatás is a megszokott módon történik.

p1040750_resize.JPG

Az új helikopter rotoragya mégis különbözik a legtöbb típusétól, a vibráció csökkentésére új megoldásokat alkalmaztak. Az aktív rendszer miatt lényegesen alacsonyabb a vibráció szintje a tehertérben, emellett még ugyancsak aktív zajcsökkentő rendszert is terveztek, mindezek a civil változat kényelmét javítják. Egy utasok szállítására szolgáló helikopternél nem megengedhető olyan bődületes rázkódás, ami például a Mi-8/17 típus sajátossága kis sebességű repülésnél.

A főreduktor nagyrészt hasonló kialakítású lett, mint az UH-60-asé, de erősebb, tartósabb anyagok felhasználásával 6000 órára növelték a javításközi üzemidejét. Összehasonlításképpen, a sokak által „etalonnak” tekintett Mi-17-es helikopternek ennyi a teljes  élettartama, amin belül 1500 óránként szükséges ipari szintű nagyjavítás.

Mivel az új helikopter tömege meghaladja az UH-60-asét, ezért annak erőátviteli és rotor rendszerén módosítani kellett. A teljesen kompozit építésű négy lapát húrhosszát megnövelték, a nagyobb hajtómű teljesítményt a főreduktor négy fokozatú fordulatszám csökkentő bolygómű segítségével adja át. A transzmissziós rendszer csak kisebb mértékben módosult és hasonló az ugyancsak négy lapátos faroklégcsavar is.

p1040755_resize.JPG

A két hajtómű az UH-60-asoknál és AH-64-eseknél is alkalmazott General Electric T700-as módosított változata. A polgári típusokon is alkalmazott erőforrás civil jelölése CT7-8A, amely 1880 KW felszálló teljesítményt biztosít.

Az S-92 Helibus számára bőségesen elegendő volt ez a teljesítmény, a katonai S-92-eshez azonban több kellett. Nem csak azért, mert ez a változat nehezebb, hanem azért is, mivel jobb manőver képességet vártak tőle. A GE kifejlesztette CT7-8C változatú hajtóművet, amelyek egyenként már 2260 KW (kb. 3070 LE) teljesítményre képesek. A korszerű elveknek megfelelően digitális elektronikus a hajtóművek vezérlése, a helikopter kormányzását először azonban még hagyományos hidromechanikus elv alapján képzelték el, de a későbbi verziók már „fly-by-wire” rendszert kaptak.

p1270047_resize.JPG

Az autonóm, földi eszközöktől független üzemelés biztosításában nagy része van a Honeywell 36-150 típusú segéd gázturbinának. Az APU egy 35KVA teljesítményű generátort hajt és sűrített levegőt szolgáltat a fedélzeti rendszerek földi működtetéséhez és a hajtóművek indításához. A helikopter szokatlanul rövid reakció idejű, ami egy kutató-mentő feladatnál létfontosságú. A felszállás elrendelésétől számítva mindössze kettő percre van szükség az APU és hajtóművek indításához, a rendszerek üzemkész állapotba hozásához és a felszálláshoz.

Az üzemanyagot a törzs két oldalán kialakított áramvonalas tartályokban helyezték el, 2877 literes befogadó képességgel. Ha a hatótávolság növelése szükséges, ez a teher rovására megoldható, két további tartály elhelyezhető a törzsben, ezek 1400 literrel növelik meg a kerozin mennyiségét. A külső tartályok oldalán kialakítottak olyan csomópontokat, amelyekre áramvonalas ledobható, akár 1800 literes póttartályok szerelhetők, ez természetesen a katonai változat számára opció. A beépített tartályok puhafalú kivitelűek, öntömítő bevonatot kaptak, és baleset esetén csak extrém mértékű terhelésnél szakadnak ki. Ekkor lépnek működésbe azok az egyirányú szelepek, amelyek elzárják a kerozin kiáramlásának útját.

p1040751_resize.JPG

További opció a légi utántöltő berendezés, amelyet teleszkóp-szerűen lehet előre kinyújtani.

Az oldaltartályok nem töltik ki teljes egészében a rendelkezésre álló teret. Hátul található a két kerekes főfutók gondolája, a helikopter ugyanis behúzható futókat kapott. A nagy távolságú útvonal repülés közben már komoly előnyt jelent a kisebb légellenállás, emiatt érdemes volt megoldani a dolgot. Ez jelentkezik a kategória típusaihoz kéoest szokatlanul nagy, 300 km/h feletti sebességben is. A tartály előtti szekcióban mindkét oldalon egy-egy automatikusan kibocsátott és felfúvódó mentőtutaj található, amelyek befogadó képessége nagyobb, mint a fedélzeten szállítható személyek száma. Ez mentési feladatoknál lehet hasznos, bár a helikopter nem képes leszállni a vízre. Ha kényszerhelyzetben mégis erre kerülne sor, akkor, az orr két oldalán és a faroktartó alatt elhelyezett „úszóhólyagok” automatikusan működésbe lépnek. A rendszerbe gáznyomás jut, és a felfúvódó úszók kiszakítják a külső műanyag burkolatot.

p1270053_resize.JPG

Ha a kényszerleszállásra szárazföldön kerül sor, akkor válnak fontossá az angol Martin Baker cégtől rendelt ülések. Nem közismert, hogy a híres vállalat nem csak katapultokat gyárt, hanem számos egyéb vészmentő eszközt is, köztük az akár 16 g-s becsapódást is felemésztő üléseket. Nem csak a pilótafülke, hanem a tehertér ülései is ilyenek. A helikopter 67 km/h függőleges sebességű becsapódás esetén még megvédi a benne ülők életét. A futómű szárakban lévő olaj-nitrogén rugóstagok a teljes berugózást követően kiszakítják a felső részen lévő gyengített szekciót, ezt követően éri a gép törzse a talajt. Addigra azonban a becsapódás energiájának nagy része már felemésztődött. A balesetet követően gyorsan el kell hagyni a gépet, amire oldalanként két-két ajtó/vészkijárat áll rendelkezésre, ezen felül a hátsó teherrámpa is ledobható kivitelű. Ahogy az más típusoknál is megszokott, a két pilóta az oldalablak ledobását követően hagyhatja el a gépet vészhelyzet esetén. A tehertér oldalablakainál külön megerősített csomópontok találhatók, amelyek a géppuska állványok rögzítésére szolgálnak. Más fegyverzetet az első lépcsőben nem terveztek a géphez, de ez csak igény kérdése, hiszen az oldaltartályokon lévő pontokon egyéb fegyverek, gépágyú konténerek, rakéta blokkok, stb. elhelyezhetők.

Az S-92/H92 fedélzeti elektronikájának kialakítása a korszerű elvek alapján történt. A megrendelő igénye alapján a polgári szabványú ARINC 429 vagy a katonai MIL 1553B digitális adatbusz rendszer köti össze a berendezéseket, amelyek integrációja a nyitott architektúrának köszönhetően szoftver módosításokkal megoldható.

Az áramellátásról a főreduktorra szerelt két 75KVA teljesítményű generátor gondoskodik, ezek 115V 400 Hz váltóáramot szolgáltatnak. A 28V-os egyenáramú rendszert konvertereken keresztül részben ezek, részben pedig a 15 Amperórás akkumulátor biztosítja. Mindkét rendszer táplálható a földi forrásból is a műszaki munkák és előkészítés során, a csatlakozók közvetlenül egymás mellett találhatók a tehertér bejárati ajtaja mellett.

p1040775_resize.JPG

A Hamilton Sundstrand fejlesztette ki a robotpilóta rendszert.  Ez nem csak az olyan alapfunkciók ellátására képes, mint például a navigációs rendszerrel együttműködve végzett útvonalrepülés, stabilizálás stb, hanem egy a mentési feladatoknál nagyon hasznos üzemmódot is beiktattak. A GPS-el meghatározott pontot a helikopter automatikus üzemmódban közelíti meg, és ott „magától” átmegy függeszkedésbe. Közben a pilóták is kereshetik vizuálisan a mentendő személyt, és nem kell a gép vezetésével foglalkozniuk. A korszerű helikoptereknél már alapkövetelmény az egy pont feletti automatikus lebegés képessége, az S-92-es is képes erre, a robot korrigálja a szél eltérítő hatását.

A Rockwell Collins cégtől rendelték meg a műszerfal berendezéseit. Öt színes 152X203 mm-es méretű folyadékkristályos képernyő szolgál a szükséges információk kijelzésére. A repülési alapadatok mellett a képernyőkön megjeleníthető a digitális térkép, az időjárás radar, a térképező radar képe, a navigációs rendszer adatai, a gép törzse alá szerelt FLIR infra kamera képe, stb. A funkciók felcserélhetőek, valamelyik képernyő hibája esetén a másik átveheti a funkcióját. A középső display szolgál a helikopter fedélzeti rendszerinek, hajtóműveinek ellenőrzésére. Ha minden rendben működik, akkor felesleges adatokkal terhelni a pilótákat, a különféle rendszer információk csak akkor jelennek meg, ha rendellenes működés, vagy hiba lépett fel. Minden képernyő és az egyéb kezelőszervek éjszakai világítása együttműködhet a sisakra szerelt (NVG) fényerősítőkkel. A repülésbiztonságot javító legkorszerűbb rendszerek, mint például a légi ütközést megelőző TCAS (Traffic Collision Alert System) vagy a földnek repülés veszélyét kiküszöbölő EGPWS (Enhanced Ground Proximity Warning System) alap felszerelés. Utóbbi rendszer csak a közelmúltban kezdett elterjedni az utasszállítókon, a GPS és a számítógépben tárolt topográfiai adatbázis alapján a rendszer „tudja”, hogy a gép útjába mikor kerül terep akadály.

p1040764_resize.jpg

Az elektronika miniatürizálása ma már olyan szintű, hogy a fedélzeti elektronika berendezései elférnek a jobb oldali pilóta ülés mögött kialakított „polcokon”.

A helikoptert három független hidraulika rendszerrel szerelték fel. Ezek közül a két fő rendszer táplálja a kormányzást végző busztereket, a harmadik szolgál a futóművek és a kabin ajtó felett lévő 270 kg-os teherbírású csörlő működtetésére. A nyomás 276 bar, vagyis 4000 PSI, ezzel sikerült csökkenteni a buszterek és munkahengerek méretét, tömegét. Utóbbi kiemelt fontosságú tervezési szempont volt, így nem véletlen, hogy a helikopter szerkezeti anyagainak 40%-a kompozit műanyag. Azonban a teherviselő elemek és a sárkány azon részei, ahol nagyobb az esélye a sérülésnek, hagyományos fémötvözetekből készültek aminek nagyon egyszerű az oka. A kompozit javítása ugyanis nagyon idő és munkaigényes dolog, az ebből készült elemeket kivétel nélkül úgy alakították ki, hogy cserélhetőek legyenek.

p1040752_resize.JPG

A Sikorsky konstruktőrei ahol csak lehetett, törekedtek a minél egyszerűbb műszaki megoldásokra, aminek fontos hozadéka a költségek alacsonyabb szintje. Nem véletlen, hogy az S-92-es alapváltozatának ára a fele a hasonló kategóriájú, bár némileg kisebb NH90-esének, amelynek törzse teljes egészében kompozitból készült.

A tervezés még javában tartott, amikor a Sikorsky egy sor külföldi partnert vont be a gép későbbi gyártásába. Az akkor várt exportsiker azonban ennek ellenére elmaradt. A prototípus 1998. december 23-án repült először a cég floridai kísérleti üzemének repülőterén. A berepülés tapasztalatai alapján jelentős módosításokra került sor. A tehertér hosszát megnövelték, ezzel párhuzamosan a faroktartó rövidebb lett. A vízszintes vezérsíkot jobb oldalra helyezték át, az eltolható oldalajtó szélességét pedig 1,27 méterre növelték, hogy megkönnyítsék a csörlőn függő teher fedélzetre juttatását.

Az amerikai hatósági engedélyt 2002-ben kapta meg a típus, az európait két évvel később, ezzel megnyílt az útja a rendszeresítésének. A megrendelések azonban lassan csordogáltak, noha máig 25 országban rendszeresítették, többségében csak néhány példányt vásároltak. Sok helyen VIP szállításra kialakított változatot rendeltek, ami megint csak utal a típus rendkívüli megbízhatóságára. A helikopter joggal pályázhatott a „világ legbiztonságosabb forgószárnyasa” címre, amit sajnálatosan keresztül árnyalt a 2009. március 12-én bekövetkezett katasztrófa, amelynek során egy  fúrószigetről visszatérő S-92-es  kényszerleszállt a tengeren, de a viharos időjárás miatt a rajta lévő 18 emberből csak egyet sikerült élve kimenteni. Az esemény oka a főreduktoron lévő olajszűrő volt. A szűrőt tartó „pohár” egyik titán rögzítő csavarja eltört, és a kifolyó olaj miatt megszűnt a reduktor kenése. A tervezésnél erre is gondoltak, de „csak” fél óra volt az az idő, amit kenés nélkül szárazon is képes volt károsodás nélkül elviselni a fogaskerekes szerkezet. A reduktor még működött, amikor a kényszerleszállásra sor került, mert ha beékelődik,  a gép azonnal lezuhan. Sajnos így is kevés volt az esély főként az időjárás miatt, de a végeredmény szempontjából ez mindegy. A csavar törésének oka  annak túlhúzása lehetett. A világon mindenhol vannak olyan műszakiak, akik azt hiszik, hogy valami akkor működik jól, ha annak csavarjait „ész nélkül megtépik”. Ezzel szemben nem véletlenül szerepel szinte minden kötőelemnél az előírt meghúzási nyomaték, talán hihetetlen, de például egyes hajtóműveken szigorúan csak kézi erővel szabad csak betekerni a szűrőpoharakat, szerszám alkalmazása nélkül. Hasonló vonatkozik a mágnesdugókra is, és a sort még lehetne folytatni.

p1270044_resize.JPG

Az amerikai légügyi hatóság a katasztrófa vizsgálatát követően azonnal kötelező módosítást (AD=Airworthiness Directive) adott ki, a szóban forgó csavarokat acélra cserélték, amelyek jobban elviselik az önfejű, nem dokumentációból dolgozó szerelők mancsát is.

Az egyik legjelentősebb megrendelést Kanadából kapták. 28 helikoptert rendeltek kutató-mentő és egyéb katonai célra, többek között a Halifax osztályú fregattok fedélzetére. A CH-148 Cyclone típusjelzésű helikopterek szolgálatba állítása azonban rendszer integrációs problémák miatt alapos késést szenvedett, ez azonban nem a platformon múlt, hiszen azzal sem konstrukciós, sem üzemeltetési problémákról nincsenek hírek.  

Jelentős mennyiséget rendeltek az angolok is, ahol a saját fejlesztésű EH101 Merlin volt a versenytárs. 2010 februárjában nyert el egy újabb angol tendert a típus, a következő évtizedekben a kutató-mentő feladatkört tucatnyi angol tengerparti bázisról 24 S-92-es látja majd el. Úgy tűnik, hogy érdemes volt kivárni, mert kezd beindulni az üzlet. A Super Hawk VH-92 jelzésű változata hamarosan megjelenik az amerikai elnöki légiflottában is, ugyanis ezzel váltják le a matuzsálemi korú VH-3-at. Ennél jobb ajánlólevél nem kell egy típusnak, hiszen csak olyan helikopter jöhet szóba, amely átlagon felüli műszaki megbízhatósággal rendelkezik. Nem meglepő, hogy több más országban is alkalmazzák kormányzati szállítási feladatokra.

p1040771_resize.JPG

Az export esélyek javítása érdekében a Sikorsky 2008-ban bemutatta a már elektronikus „fly-by-wire” kormányvezérlő rendszerrel  felszerelt katonai H-92-es változatot Farnborough-ban, amit követően további nyolc európai országot kerestek fel. A H-92-es Super Hawk volt Magyarországon is, de a Budaörsön tartott demonstráció nem tudni mi okból,  zártkörű volt, így nem szerezhettünk tudomást róla, csak utólag. Furcsa üzletpolitika.

A kétségtelenül jó képességű, és versenytársaihoz képest sokkal kedvezőbb költségű helikoptert nem véletlenül ismertetem, ugyanis hamarosan meg kell kezdeni a Mi-8/17-esek váltótípusának keresését, mivel néhány év múlva menthetetlenül lejár közepes szállító helikoptereink naptári üzemideje. Noha kevés az esély rá, de az S-92-es a szóba jöhető típusok között van.

 A szerző fotói

                                              

A bejegyzés trackback címe:

https://jetplanes.blog.hu/api/trackback/id/tr1714343199

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.