Repülés, repülőgépek

jetplanes

Nagy Széltoló

2019. október 10. - stonefort2

                                                 

Az utóbbi években Magyarországon megrendezett nemzetközi hadgyakorlatok résztvevői között ott voltak az amerikai hadsereg egységei is, amelyek egyik legfontosabb légi szállító eszköze a tandem rotoros Boeing CH-47 Chinook. A szokatlan kialakítású helikopter nem véletlenül kelt feltűnést amerre jár, hiszen nem csak a hangja, hanem a kialakítása sem szokványos.

p1210530_resize.jpg

A „Big Windy” azaz „Nagy Széltoló” becenevű gép már régebben is vendégeskedett hazánkban, a délszláv válság idején a Kaposújlak mellett lévő repülőtérről kiindulva hajtottak végre légi szállítási feladatokat Boszniába. Napjainkban azonban a legújabb és legkorszerűbben felszerelt CH-47F verziót láthattuk, amely még mindig gyártásban van, és még évtizedeken keresztül, egyes vélemények szerint akár 2060-ig maradhat szolgálatban.

p1220481_resize.JPG

A Chinook (az amerikai helikoptereket indián törzsekről nevezték el) létrejötte, fejlesztése és hosszú jövője „párhuzamosítható” a C-130 Hercules-el. Ugyanúgy egy rendkívüli módon sikeres és bevált konstrukció, amely több mint fél évszázadon keresztül maradt gyártásban, és közben  az alap koncepció, a kialakítás változatlan maradt, „csak” a hajtóművek, a szerkezeti anyagok és az elektronika változott.

dscn3218_resize.jpg

A CH-47 gyökerei az ötvenes évekre nyúlnak vissza. Már akkor volt több tandem rotoros típus, amely megoldás érdekes módon csak néhány típusra jellemző, noha több jelentős előnye van. A hagyományos helikoptereknél a főrotor nyomatékát ellensúlyozni hivatott faroklégcsavar hosszan hátranyúló faroktartón található, amely kihasználatlan, és csak a gép méretét növeli. A tandem rotoros helikoptereknél nincs szükség erre, az egymással ellentétes irányban forgó két rotor nyomatéke kioltja egymást. A tehertér mérete ennél a megoldásnál nagyobb lehet, gyakorlatilag a pilótafülke és egy rövid hátsó szakasz kivételével teljes a helykihasználás. Természetesen a tandem rotor nem csak előnyökkel jár, például komplexebb a gép kormányzása, ami azonban ugyancsak jól működik, hiszen a Chinook méretét és tömegét meghazudtoló manőverező képességgel rendelkezik.

p1220441_resize.jpg

A pennsylvaniai Mortonban üzemelő Vertol cégnél 1957-ben kezdték meg egy új tandem rotoros közepes szállító helikopter tervezését az US ARMY igénye alapján. Az előtanulmányok alapján 1958 januárjában megrendelték a Model 107 típus prototípusát, amely később YHC-1A típusjelzéssel repült. A hadsereg azonban nem volt elégedett a géppel, és nagyobb kapacitásra tartott igényt. A munka azonban nem veszett kárba, ugyanis az amerikai tengerészet számára pont megfelelt, így később ebből lett a CH-46 Sea Knight.

A Vertol mérnökei alaposan átdolgozták a terveket, és hamarosan elkészült a Model 114, amely YHC-1B típusjelzéssel 1961. szeptember21-én emelkedett első alkalommal  a levegőbe. Ez külsőre apró eltérésekkel megfelelt a mind a mai napig gyártásban lévő Chinook-al. A munkát nem érintette, hogy a Vertol céget időközben megvásárolta a Boeing, amely további fejlesztési lehetőségeket, és sokkal bőségesebb pénzügyi hátteret tudott biztosítani az ígéretes programok számára.

p1220500_resize.jpg

Az akkori időkre jellemző, hogy egy új típus nagyon rövid idő alatt vált széria éretté, ugyanakkor nem egy esetben a megrendelő által szabott rövid határidők miatt már az üzemeltetési tapasztalatok figyelembe vételével fejeződött be a fejlesztés. Tény, hogy az US ARMY állományában CH-47 típusjelzéssel szereplő új helikopter 1962-ben szolgálatba állt.

A hasonló kategóriájú típusokhoz képest az új forgószárnyas kitűnt a képességeivel, több mint 5,5 tonna terhet, vagy 33 felfegyverzett katonát szállíthatott, maximális sebessége meghaladta a 300 km/h-t, és nem kevesebb mint három külső teher felfüggesztési pontot alakítottak ki a törzs alsó részén. Az Avco Lycoming T55-ös hajtóművek egyenként 1940 lóerős teljesítménye kevésnek bizonyult, amire különösen a hamarosan eszkalálódó vietnami konfliktus világított rá. A magas környezeti hőmérsékleten nagy szükség volt a továbbfejlesztett T55-L-7C hajtóművekre, amelyek már 2850 lóerőt adtak le, így a hasznos terhet is 6,5 tonnára lehetett növelni.  1966-tól 349 darab CH-47A átadását  követően átálltak a Mortonban lévő üzemben a továbbfejlesztett CH-47B széria gyártására, amelyre nagy szükség volt Vietnamban, hiszen  ez a gép már képes volt a tüzérség M198-as tarackjának és felszerelésének légi szállítására, ami már hét tonnás terhelhetőséget jelentett.

A következő CH-47C teljesítményét továbbnövelték, ez a 3750 lóerős T55-L-11 hajtóművekkel már kilenc tonnát emelt fel, bár ekkora tömeget már csak minimális üzemanyag mennyiség mellett rövid távolságra juttathatott el. A 108 darab B verziót 270 C követte.

p1220439_resize.jpg

Az US ARMY és az egyre több külföldi megrendelő elégedettsége ellenére a fejlesztés jókora szünettel 1976-tól tovább folyt, ekkor tervezték meg a CH-47D verziót mégpedig úgy, hogy az összes addig készült régebbi ugyanerre a szintre legyen korszerűsíthető. A gép 11 alapvető rendszere teljesen átalakult, a hajtóművek teljesítménye ugyan nem nőtt, de a T55-L-712 jelentősen hosszabb üzemidővel, egyszerűbb üzemeltetési jellemzőkkel bírt. A régi rotorok helyett módosított aerodinamikájú üvegszál erősítésű lapátokat alkalmaztak, amelyek javították a repülési jellemzőket. Az első CH-47D 1979 májusában repült először, és 1982-től állt szolgálatba és 453 darab készült, de ezek közül mindösszesen három volt teljesen új, a többi a meglévők átalakításával jött létre. Az előző változatoknál sok problémát okozott, hogy a gép hidraulika rendszerében a vibráció miatt fáradásos törések, szivárgások fordultak elő. Ezt kiküszöbölendő, a Boeing az utasszállító gépeknél már bevált csőhálózatokat alkalmazta a helikoptereknél is, hétszáz (!)  csőszakaszt, és kétszer ennyi szivárgás esélyes csatlakozási pontot szüntetett meg az a technológia, amely hideg sajtolással egyesítette a csővégződéseket.

p1220463_resize.JPG

Egypontos túlnyomásos üzemanyag feltöltés, Solar T62-T-2B fedélzeti APU alkalmazása egyszerűsítette a kiszolgálást. Utóbbi egy generátor mellett hidraulika szivattyút is működtetett, így a helikopter függetleníthető volt a külső energia forrásoktól. A pilóták munkáját könnyítette, hogy az éjszakai bevethetőség lehetőségei is kibővültek, mivel a műszerfal belső világítását kompatibilissé tették az NVG éjjellátókkal.

A Chinook tehát igazi siker sztorinak bizonyult, de néhány súlyos esemény árnyékot vetett rá. Strukturális hibák miatt több katasztrófa is bekövetkezett, és pont nem a nehéz terhek szállítása közben, hanem katonákkal a tehertérben. A szükséges módosítások végrehajtásáig komoly korlátozásokkal repültek, és hosszú időnek kellett eltelni a bizalom visszaszerzéséig.

p1220466_resize.JPG

A következő lépcsőfok a CH-47F verzió volt, amelynek fejlesztését az ezredforduló után kezdték meg. A fő cél nem a teherbírás további növelése, hanem az üzemeltetési jellemzők javítása, és a fedélzeti elektronika generációs előrelépést jelentő korszerűsítése volt. Ennek részeként a Honeywell (amely bekebelezte a régi Lycoming gyárat) a T55 hajtómű további korszerűsítését végezte. Alapjaiban nem változott az erőforrás, amely a tervezése idején megelőzte a korát, hiszen már akkor gyűrűs égőtérrel rendelkezett. Érdekessége, hogy hossza alig több egy méternél, ezt úgy érték el, hogy a gázáram az égőtérben fordított, majd egy újabb 180 fokos irányváltás után jut a turbinába. Gyakorlatilag az égőtér körülveszi a turbinát, amely 15 ezres percenkénti fordulattal hajtja  a hét fokozatú axiális és  egy centrifugális kompresszort.

p1220451_resize.JPG

Az alkalmazott szerkezeti anyagok természetesen a mai igényeknek megfelelőek, javarészt ennek köszönhető az eredeti változathoz képest több mint kétszeresére emelt teljesítmény. A T55-714A változat a több mint négyezer lóereje mellé mindössze 377 kg tömegű, és mindehhez hosszabb üzemidő, valamint alacsonyabb tüzelőanyag fogyasztás járul. A 3000 órás nagyjavításközi üzemidő természetesen csak „normál” üzemeltetési körülmények esetén érvényes. Az afganisztáni hadszíntéren bevetett gépek esetében azonban már 500-700 óra után cserélni kellett az erőforrásokat, mivel hiába van a szívócsatorna előtt porszűrő, az apró szemű finom homok bejut a hajtóműbe és ott „elvégzi” az eróziós munkát, ami a forgó alkatrészek idő előtti kopását eredményezi.

p1220462_resize.JPG

A hajtómű továbbfejlesztése során igazodtak a hadsereg igényeihez, amit többek között az UH-60-ashoz fogalmaztak meg, hogy a helikopterek hajtóművein végzett munkához egy mindössze tíz darabos szerszámkészlet legyen elegendő. Természetesen ez csak a közvetlen üzemeltetésre, üzemanyag és olajszűrők, valamint mágnesdugók ki- és beszerelésére, valamint a hajtómű cserére vonatkozik, a szakműhelyekben végzett nagyobb mélységű munkákra nem. A leglényegesebb különbség a régi hajtómű verziókhoz képest, hogy a jelenlegi már megkapta a FADEC (Full Authority Digital Engine Control) elektronikus vezérlést, ami optimalizálja a különböző üzemmódokat és a fogyasztást.

A rotorrendszer csak kismértékben változott, természetesen már kompozit lapátokat használnak, amelyek élettartama , sérülésállósága nagyságrenddel jobb az előzőhöz képest. A Chinook jellegzetessége, hogy a rotoragyak kialkítása nagyon egyszerű. Amíg több típusnál cső és elektromos vezetékhálózat kuszasága látszik addig ennél „minimalista” módon oldották meg. Cserében nincs lehetőség a lapátok gombnyomásra történő „összehajtogatására”, ami a tárolást és légi szállítást megkönnyíthetné- A Chinook esetében az utóbbira egyébként is csak akkor van mód, ha teljes rotoragyakat leszerelik, hiszen ez egy nagyméretű helikopter.

dsc_9633_resize.JPG

Az első rotor felülről nézve az óramutató járásával ellentétesen, a hátsó azonos irányban forog szinkronizálva, tehát a forgássíkok átfedik egymást, de a lapátok nem ütközhetnek össze. Megoldott hogy egyetlen működő hajtómű esetén is repülőképes maradjon a gép.

A Chinook négypontos fix, nem behúzható futómű rendszere merőben szokatlan. A törzs első harmadában találhatók a kétkerekes főfutók, és hátul a kisebbek. Utóbbiak közül a jobb oldali hidraulikusan kormányozható, a bal oldali pedig önbeálló. A gép földi mozgatása ennek megfelelően furán néz ki, hiszen hátrafelé húzza a vontató jármű.

p1220465_resize.JPG

A CH-47 sárkányszerkezete az évtizedek során alig változott, legalábbis látszólag. A tehertár hossza 9,2 méter, szélessége 2,5 méter, magassága pedig 1,98 méter, azaz a katonák felegyenesedve közlekedhetnek benne. A ki és beszállásra két oldalt és hátul találhatók ajtók, utóbbi egyben teherrámpa is, mivel kisebb járművek is elférnek a belső térben. A leggyakrabban azonban külső függesztéssel szállítják a nagy tömegű terheket. Az F változat az eredeti méretek és forma mellett alapjaiban változott meg. Úgynevezett „monolitikus” szerkezetű, töredékére csökkent a szegecskötések száma, többnyire ragasztott méhsejt paneleket alkalmaznak és a nem teherviselő részeken pedig a kompozit anyagok is jelen vannak. Az új sárkány sokkal jobban tűri a vibrációt, amit a helikopterek többségénél csak csökkenteni lehet, teljesen kiküszöbölni nagyon nehéz, és sok esetben nem is  megoldható.

p1210536_resize_1.JPG

A gép üzemanyag rendszere a törzsön lévő oldaltartályokban helyezkedik el. A D verzióig oldalanként három-három tartály volt, külön kifogyasztó szivattyúkkal, és mennyiségmérő rendszerrel, az F verziónál már csak egy-egy tartályt találunk, de megoldott az, hogy sérülés esetén csak az adott szekciójából folyjon el a kerozin, a hullámzást is gátló válaszfalakon lévő visszacsapó szelepek bent tartják a többit. A korszerű elveknek felel meg a passzív védelem, a tartályokat öntömítő bevonattal látták el. Ha a repülési távolság növelésre van szükség, ezt a tehertér rovására történhet. Három egyenként háromezer literes póttartály szerelhető be, de ekkor már nem marad hely és kapacitás egyéb rakományra, de ezzel közel tíz órán keresztül repülhet a gép. A légi utántöltés lehetősége a különleges erők állományába került változatoknál van csak meg.

p1220447_resize.JPG

A CH-47F kormányvezérlő rendszere maradt hidromechanikus, vagyis a pilóták ciklikus és kollektív vezérlőkarjainak mozgását tolórudak közvetítik a rotoragyak alatt lévő hidraulikus erősítőkhöz. Azonban a robotpilóta már digitalizált rendszeren keresztül segíti a gép vezetését.

p1220453_resize.JPG

A fedélzeti elektronika fejlesztését a Rockwell Collins cég végezte. A CAAS (Common Avionics Architecture System) digitális adatbusz rendszerrel kommunikál a fedélzeti berendezésekkel, amelyek adatait öt egyforma 150X200 mm-es méretű színes folyadékkristályos MFD-268C3 képernyőn jelenítik meg. A helikopterek egy részét ellátták milliméteres hullámsávú fedélzeti radarral, és megvan az előbeépítése az infravörös kamerákat tartalmazó kupolának is, bár ezek egyelőre csak a különleges erők MH-47-esein állnak rendelkezésre. Digitális térkép, műholdas adatvonalon megkapott céladatok, kijelzése alap feladat, és megoldott, hogy a rendszerek biztosítsák akár rossz látási viszonyok között éjszaka is a terepkövető mélyrepülést nem csak lézi vezérléssel, hanem a robotpilóta segítségével a digitális terep domborzati adatbázis, a műholdas helymeghatározás és szükség esetén az AN/AAQ-174 típusú fedélzeti radar együttműködésének segítségével.

p1220443_resize.jpg

Az önvédelem követelmény rendszere egységesített az US ARMY repülő eszközeinél, ennek megfelelően a CH-47F rendelkezik a radar besugárzás jelző mellett a közeledő rakéták észlelésére szolgáló optikai rendszerrel, és a zavarásra szolgáló eszközökkel is. Ezek hosszú időn keresztül a hagyományos infracsapda és dipól szóró kazetták voltak, de ma már a gépek egy része rendelkezik a DIRCM (Directed Infra Red Counter Measures) rendszerrel, amely a közeledő rakéta irányába fordulva lézerrel vakítja meg annak önirányító rendszerét. A berendezés az oldaltartályok végén az utolsó ablak alatt kapott helyet, és költségessége miatt többnyire csak a konfliktus zónákba vezényelt gépekre szerelik fel.

p1220454_resize.JPG

Noha a Chinook szállító helikopter, önvédelmi fegyverzet ezen is elhelyezhető, az oldalajtókban lévő kihajtható állványokon hatcsövű 7,62 mm-es Minigun, vagy akár 12,7 mm-es géppuska is alkalmazható.

A gyártást  a Boeing áthelyezte a georgiai Macon-ba, de itt „csak” a törzs legnagyobb része készül, a pilótafülkét a teljesen új kábel rendszerekkel az L3 cég készíti a floridai Crestview-ben, de a végszerelés változatlanul Philadelphiában történik.  

p1220438_resize.jpg

2019-ig már több mint 400 CH-47F hagyta el a végszerelő üzemet, tehát a gyártás a vége felé jár, már amennyiben nem születik további megrendelés. Márpedig hiába rendelkezik ősrégi gyökerekkel a típus, a nemzetközi érdeklődés talán még élénkült is az utóbbi időben. Legutóbb a franciák részéről merült fel annak lehetősége, hogy rendszeresítik a Chinook-ot, mivel annak csak a hasznos terhe akkora, mint a rendelkezésükre álló legnagyobb helikopter teljes felszálló tömege. És az afrikai hadműveletek során nagy szükség lenne egy nagyobb teherbírású forgószárnyasra. Érdekes módon a német Luftwaffe is esélyes új megrendelő lehet, mivel náluk napirenden van a régi CH-53G Stallion gépek cseréje. A potenciális Sikorsky CH-53K King Stallion lett volna elvileg a leginkább esélyes, de a három hajtóműves monstrum egyelőre megoldatlan műszaki problémáktól szenved, emellett csillagászati áron érhető el. Az amerikai tengerészgyalogság megrendelésre fejlesztett gép már csökkentett ütemű széria gyártásban van, de nem zárható ki, hogy felülvizsgálják a programot és helyette az egyharmad annyiba kerülő Chinook-ot választják. A Boeing elébe ment a lehetőségnek, és dolgoznak a CH-53K számára fejlesztett General Electric T408 típusú hajtómű beépítésén, amely jelentősen növelné a CH-47 teherbírását, hiszen ez mér egyenként 7500 lóerő leadására képes. Ez természetesen maga után vonná a rotorrendszer módosítását is. Ez már a gyakorlatban is megvalósult, mivel elkészült a CH-47F Block II változat, de ennek jövője még vitatott, és végleges szerződés nincs rá.

(saját fotók)

 

A bejegyzés trackback címe:

https://jetplanes.blog.hu/api/trackback/id/tr10015215932

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.