Pošalji dalje

Kralj helikoptera

Kad je početkom rujna ove godine objavljeno da je Sikorsky sklopio ugovor o prodaji prvih dvaju novih transportnih helikoptera CH-53K King Stallion, američkim medijima nisu bili zanimljivi tehnički podaci koliko cijena. To ne čudi jer je helikopter skuplji i od najmodernijeg borbenog aviona F-35B koji će također rabiti Marinski korpus…

Ugovorom između Lockheed Martina i američkog mornaričkog zapovjedništva za zračne sustave (Naval Air Systems Command) objavljenim početkom rujna 2017. određeno je da će Sikorsky tijekom 2020. isporučiti dva serijska helikoptera CH-53K King Stallion po ukupnoj cijeni od 303 974 406 dolara. Iako je u ugovor uključena i isporuka pričuvnih dijelova te obuka tehničkog osoblja, ipak je pojedinačna cijena tek malo niža od 152 milijuna dolara. S obzirom na to da je cijena novog VTOL aviona F-35B Lightning II oko 132 milijuna dolara, kralj je očigledni pobjednik u skupoći nad munjom. Pa što američki Marinski korpus dobiva za toliki novac? King Stallion nije potpuno novi helikopter, iako Sikorsky u promotivnim materijalima voli navoditi da jest. I ime mu govori da je on zapravo nastavak razvoja Sea Stalliona, koji je pak nastao na osnovama transportnog helikoptera za teške terete Sikorsky CH-53 Tarhe (tvorničke oznake S-64A Skycrane). Potonji je postao slavan u Vijetnamu gdje je služio kao glavni helikopter za izvlačenje oborenih zrakoplova. Letjelice tog tipa izvukle su više od 380 ostataka zrakoplova vrijednih više od 210 milijuna dolara (po vrijednosti valute iz 1970-ih). Svako izvlačenje olupine smanjivalo je mogućnost da se Sovjeti dočepaju najsuvremenije američke tehnologije, što je bilo vrlo važno.

Korijeni i korisnici
Od S-64 je preuzet rotor, reduktor, sustav upravljanja i kabina. Sve je to ukomponirano u novi helikopter s velikim teretnim prostorom. Tako je nastao S-65. Za novi je helikopter najviše zanimanja pokazao mornarički korpus koji ga je označio kao CH-53A. Na toj su osnovi razvijeni i RH-53A za čišćenje morskih mina i HH-53B za borbeno traganje i spašavanje. Sa svakom novom inačicom zadržavana je pogonska skupina s dvama motorima, samo im je povećavana snaga.

Izraelska flota CH-53 više je puta modernizirana, no isključivo u Izraelu (Foto: IDF)

Kao najveći transportni helikopter na zapadu Sea Stallion je postigao i veliki izvozni uspjeh. Izraelskim oružanim snagama on je glavni transportni helikopter koji često rabe u specijalnim zadaćama. U operativnoj su uporabi od 1969. pod imenom Yas'ur, te su od tada više puta modernizirani, no gotovo isključivo sustavima proizvedenim u Izraelu. Još uvijek su 33 u operativnoj uporabi. Zračne snage zapadnonjemačke kopnene vojske naručile su 1968. godine 110 CH-53G. Zapravo je kupljena licencija za proizvodnju helikoptera u tvrtki VFW-Fokker. I njemački su CH-53 prošli brojne modernizacije. Trenutačno imaju u operativnoj uporabi 64 primjerka u inačicama CH-53/GA/GE/GS. Nakon što su Njemačka i Francuska, zbog prevelikih troškova, odustale od zajedničkog razvoja Future Transport Helicoptera, njemačko ministarstvo obrane objavilo je da razmatra kupnju ili CH-53K ili CH-47F. Iako je odabir trebao biti definiran još 2016. godine, zasad nema službenih objava koji je na kraju pobijedio. Vjerojatno kao zamjena, 2017. je objavljena odluka o modernizaciji preostalih operativnih CH-53 kako bi im se operativni vijek produžio do 2030. godine.
Inačicu Stalliona imaju i Japanske oružane snage, rabe 11 MH-53J Pave Low III namijenjenih za izvršavanje specijalnih zadaća letom na vrlo malim visinama vrlo velikim brzinama.

S dva na tri motora
Sredinom šezdesetih godina prošlog stoljeća američki Marinski korpus zaključio je da mu Sea Stallion  nije dovoljno velik, tj. da nema dovoljnu nosivost. Zbog toga je 1967. godine zatražio službene ponude za novi transportni helikopter koji će imati 1,8 puta veću nosivost od CH-53D. Projektanti u Sikorskom znali su da toliko povećanje nosivosti ne mogu ostvariti jačim motorima. Trebali su novo rješenje.

Neobični Sikorsky CH-53 Tarhe postao je slavan u Vijetnamu kao glavni helikopter za izvlačenje oborenih zrakoplova, a osnova je za sve današnje Stallione (Foto: Facebook/US Army Transportation Museum)

I ovog puta nađeno je u S-64, ali u inačici B. S-64B Super Skycrane bila je tromotorna izvedenica teškog transportnog helikoptera S-64A Skycrane. Zanimljivo je da je Super Skyrcane bio privatni projekt tvrtke i nikad nije ušao u serijsku proizvodnju. No Sikorsky je ponovno iskoristio cijeli pogonski sklop s trima motorima i spario ga s trupom CH-53D. Na taj su način i Sikorsky i Marinski korpus htjeli izbjeći raspisivanje novog natječaja i provođenje cijelog procesa odabira. Ovako su naveli da je CH-53E tek razvojna izvedenica Sea Stalliona.
No, tijekom razvoja, snaga triju motora zahtijevala je značajne izmjene. Morao se ugraditi značajno veći reduktor i vratilo glavnog rotora. Broj krakova povećan je na sedam, a promjer na 24 m. Kako bi novi krakovi izdržali opterećenje, napravljeni su od kombinacije titana i fiberglasa.

Iskorištavanje nosivosti
Letna su testiranja prvog prototipa YCH-53E (prvi je put poletio 1. ožujka 1974.) pokazala da nova kombinacija omogućuje podizanje tereta mase veće od 17 tona. Kako mali trup CH-53D nije ni približno omogućavao iskorištavanje nove nosivosti, projektanti su izradili novi trup dužine povećane za 1,88 metara. Novi je helikopter dobio ojačani rep jer su morali ugraditi i veći repni rotor koji se mogao nositi s povećanim obrtnim momentom većeg glavnog rotora. Ugrađen je i automatski nadzor leta koji je sprečavao da piloti preopterete pogonski sustav i trup helikoptera. To je bilo potrebno jer su helikopteri u vodoravnom letu mogli dosegnuti brzinu od 310 km/h, i to pri masi od 17 770 kg. Na kraju je CH-53E bio potpuno novi helikopter, pa je dobio i novo ime – Super Stallion.

CH-53E Super Stallion osnovni je transportni helikopter američkog Marinskog korpusa (Foto: USMC)

Veliki tromotorni helikopter jako je skup za održavanje. Zbog toga se nije ponovio izvozni uspjeh Sea Stalliona i glavni su korisnici američki Marinski korpus i ratna mornarica. Za potrebe američke ratne mornarice razvijena je inačica MH-53E Sea Dragon za čišćenje morskih minskih polja. Jedini strani kupac bila je japanska ratna mornarica koja je kupila izvoznu inačicu MH-53E tvorničke oznake S-80M. Svih 11 japanskih primjeraka povučeno je iz operativne uporabe do 2017. godine.

Još veće - još bolje
Iako je CH-53E bio najveći transportni helikopter izgrađen na Zapadu (od njega je veći jedino sovjetski Mil Mi-26), marinci su zaključili da bi im dobro došlo još nešto veće. Zapravo su prvotno planirali modernizirati cijelu flotu CH-53E. No, zbog brojnih ratova i intervencija tijekom zadnjih dvaju desetljeća svi su marinski Super Stallioni nakupili velik broj sati naleta, često leteći pod velikim opterećenjima. Njihova bi modernizacija zahtijevala i obnovu gotovo svih glavnih komponenti, a to bi bilo vrlo skupo. Ugovor za modernizaciju CH-53E trebao je biti potpisan u proračunskoj godini 2004., a početak isporuke prvih moderniziranih helikoptera u proračunskoj godini 2011. Na taj bi im se način operativni vijek trebao produžiti do 2025. godine. Marinci su planirali modernizirati 111 primjeraka troškom od 21 milijun dolara po helikopteru.

Bundeswehr trenutačno ima u operativnoj uporabi 64 primjerka Sea Staliona u inačicama CH-53/GA/GE/GS CH-53E (Foto: Bundeswehr)

Sikorskog takav ishod nije iznenadio. Još krajem devedesetih godina prošlog stoljeća nudili su dva koncepta kao zamjenu za CH-53E. Prvi su nazvali CH-53X a drugi CH-53X+. CH-53X bio je konzervativniji i donio bi manja poboljšanja. Tako bi promjer glavnog rotora ostao 24 m, ali bi bio napravljen od suvremenijih materijala te bi mogao podnijeti veća opterećenja. Kako bi se do kraja iskoristile mogućnosti novog rotora morali bi se ugraditi jači motori. S korisnim teretom mase 12 250 kg mogao bi preletjeti 204 km.
CH-53X+ bio je znatno radikalniji. Promjer glavnog rotora povećao bi se na 35 ili čak 36,5 m. Novi bi rotor zahtijevao značajno jače motore, ali i ojačanje trupa. Rep bi se morao produžiti i ojačati, a repni rotor povećati. Zato bi s korisnim teretom od 18 tona dolet bio 463 km. Definitivna odluka o odustajanju od modernizacije CH-53E i kupnje novog helikoptera donesena je 2004. godine. Prijedlog CH-53X bio je osnova.

Očekivani motor
Ugovor o razvoju novog helikoptera Sikorsky je dobio u siječnju 2006., što je tvrtki značilo da treba početi odabir motora i avionike. U ugovoru je specificirano da će američki Marinski korpus kupiti 156 primjeraka po cijeni od 18,8 milijardi dolara s rokom isporuke zadnjeg helikoptera u 2021. godini. Marinski je korpus planirao iz uporabe početi povlačiti prve dotrajale CH-53E 2009. godine, najkasnije 2012. Zbog toga je planirano da letna testiranja prvog CH-53K počnu 2011. godine.
U najuži odabir za motore ušli su Pratt and Whitney Canada PW150, Rolls-Royce AE 1107C-Liberty i General Electric GE38-1B. Zbog logističkih razloga najviše izgleda imali su Rolls-Royce (rabi se na marinskim MV-22B) i General Electric. Konačni odabir General Electrica nije bio iznenađenje s obzirom na to da njihovi motori General Electric T64-GE-416/416A pokreću CH-53E. Za isporučitelja avionike odabran je Rockwell Collins.

King Stallion vanjski teret mase 12 200 kg može prenijeti na udaljenost od 204 km (Foto: Lockheed Martin)

Marinski je korpus u kolovozu 2007. povećao narudžbu na 227 helikoptera. U to su vrijeme planovi još uvijek predviđali da će prvi prototip poletjeti u studenom 2011., a da će prvi serijski primjerci ući u ograničenu operativnu uporabu do kraja 2015. godine.
Razvoj je dobro tekao sve do 2010. godine, kad su dovršeni nacrti i tehnička dokumentacija. Usprkos tome Sikorsky je objavio da su planovi o uvođenju u operativnu uporabu nerealno kratki, te da će prvi serijski primjerci biti spremni za ograničenu operativnu uporabu tek 2018. godine. Predložio je i izradu četiriju prototipova. Njihova je izrada odgođena nakon što su otkriveni nedostaci u komponentama helikoptera koje su isporučili podugovarači. Najveći je nedostatak bio preslab reduktor koji nije mogao izdržati snagu triju motora. Zbog toga je odobrenje za njihovu izradu dano tek u svibnju 2013. Prvi je prototip prvi put poletio 27. listopada 2015. Iako su letna testiranja četiriju prototipova još uvijek u tijeku, Lockheed Martin (vlasnik Sikorskog) dobio je ugovor za izradu prvih dvaju serijskih primjeraka. Isporuka je planirana u 2020. godini, dokad će sva testiranja biti obavljena.

U skladu s trendom
Kašnjenja s razvojem dovela su do povećanja cijene CH-53K za 22 %. Stoga je cijena za prva dva serijska primjerka veća od 120 milijuna dolara po primjerku. Usprkos tome što je King Stallion skup kao i najsuvremeniji višenamjenski borbeni avion F-35B Lightning II, Marinski korpus i dalje tvrdi da mu je potreban. Doduše, i slučaj F-35 pokazuje da je kupnja sve skupljih zrakoplova u skladu s najnovijim trendom.

Krakovi glavnog rotora Kralja napravljeni su od kompozita, baš kao i najveći dio trupa (Foto: Lockheed Martin) (Foto: Lockheed Martin)

Za proračunsku godinu 2017. Marinski je korpus za nabavu oružja i opreme za svoju desantno-kopnenu komponentu dobio 1,5 milijardi dolara. Istodobno za zračnu komponentu dobio je 5,3 milijarde dolara. I to za samo pet zrakoplova: F-35B Lightning II, CH-53K King Stallion, MV-22B Osprey, AH-1Z Viper i KC-130J. Takav debalans u odnosu između zračne i desantne komponente najbolje pokazuje novi trend u razvoju ne samo Marinskog korpusa nego i američkih oružanih snaga. Poanta je neprijatelja pobijediti i prije nego što on uspije odgovoriti na napad. Želi mu se preciznim napadima s velike udaljenosti neutralizirati protuzračnu obranu i zapovjedni sustav te ga tako obezglavljenog sustavno uništavati brzim i iznenadnim udarima. Ako je ikako moguće, natjerati ga da se preda i bez slanja kopnenih snaga u borbene operacije.
Američki Marinski korpus takvu politiku nabave provodi već dosta vremena. Tijekom razvoja programa Joint Strike Fighter, iz kojeg je na kraju proizišao F-35, prioritet je bio razvoj STOVL inačice, sadašnji F-35B. Tiltrotor MV-22 Osprey je također primarno razvijan za potrebe Marinskog korpusa, kao i King Stallion. Zanimljiv je i primjer jurišnog helikoptera AH-1. Iako je Marinski korpus mogao prijeći na AH-64 Apache, on je desetljećima inzistirao na daljnjem razvoju njihova AH-1. Tako je i nastala najnovija inačica AH-1Z Viper, koju uz marince rabi još jedino pakistansko ratno zrakoplovstvo.

Prednosti triju motora
U promotivnim materijalima Sikorskog i Lockheed Martina ističe se da je King Stallion najveći helikopter izgrađen na Zapadu. Naravno, opremljen je najsuvremenijim sustavima, počevši od digitalno nadziranih motora, fly-by-wire sustava upravljanja letom, glass kokpita itd. Najveća nosivost CH-53K je 15 900 kg (manje od proklamirane nosivosti Mi-26 od 20 000 kg), a Sikorsky rado navodi podatak da vanjski teret mase 12 200 kg može prenijeti na udaljenost od 204 km, što je više nego trostruko od onoga što može CH-53E.

MH-53E Sea Dragon namijenjen je čišćenju morskih minskih polja za potrebe američke ratne mornarice (Foto: USMC)

Osnovna su komponenta King Stalliona tri turbovratilna motora General Electric GE38-1B, svaki snage 5600 kW (7500 KS). Rad motora nadgleda računalo preko fly-by-wire sustava. Digitalnim nadzorom motora omogućeno je optimiziranje njihova rada, što pak dovodi do smanjenja potrošnje goriva, motori su manje opterećeni pa se i manje kvare, a i popravci su pojednostavnjeni jer računalo automatski dojavljuje gdje je kvar. Konfiguracija s trima motorima ima svoje prednosti i mane. Najveća je prednost povećana sigurnost letenja. Vršna snaga motora potrebna je tijekom polijetanja pri velikim opterećenjima (teret velike mase). U letu tromotorni helikopteri često mogu isključiti jedan od motora. Zbog otkazivanja jednog od motora gubi se samo 1/3 ukupne snage, što je u pravilu dovoljno za sigurno slijetanje i pri najvećim opterećenjima. U obzir treba uzeti i faktor potrošnje goriva koji smanjuje ukupnu masu helikoptera, posebno pri dužem letu. Prije prinudnog slijetanja piloti mogu izbaciti dio goriva i tako smanjiti ukupnu masu helikoptera.

Skupocijeni titan
Međutim, ništa od nabrojenog ne vrijedi ako dođe do kvara na reduktoru preko kojeg se objedinjuje snaga motora i prenosi na glavni i repni rotor. Zbog toga je posebna pažnja posvećena razvoju upravo te komponente, pa je i cijeli razvoj King Stalliona kasnio baš zbog nje. Tijekom testiranja četiriju reduktora 2013. godine na jednom su uočene pukotine. Kako na ostalim trima nisu, zaključeno je da pogreška nije u konstrukciji već u izradi. No to je bilo dovoljno za kašnjenje. U izradi reduktora, glavnjače glavnog rotora i cijelog sustava prijenosa snage obilno je rabljen titan. Titan je čvrst ali lagan pa donosi uštedu na masi. No iznimno je skup i težak za obradu i to povećava cijenu. Usprkos uporabi skupih materijala masa cijelog pogonskog sklopa bez rotora je čak 5900 kg. Masa samog reduktora je 2400 kg.

Sovjetsko-ruski Mi-26 još uvijek je najveći helikopter na svijetu (Foto: Russian Helicopters)

Projektanti su posebnu pažnju posvetili smanjenju mase praznog helikoptera. Instalirana snaga motora je konačna i relativno je lako izračunati koliko će njihova kombinacija s glavnim rotorom moći podići tereta. Isto tako zna se koliko motori troše goriva u određenom režimu rada, a to znači određenu masu goriva kako bi se dobili zahtijevani doleti. Znači da se povećanje korisne nosivosti najlakše može dobiti smanjenjem mase praznog helikoptera, ili se izgubiti ako se prazna masa otrgne kontroli. Jedan od načina smanjenje prazne mase jest što veća uporaba kompozitnih materijala, koji objedinjuju čvrstoću i malu masu. Zbog toga su kompoziti obilato rabljeni u konstrukciji King Stalliona.

Više prostora od Ospreya
Sedam krakova glavnog rotora gotovo su potpuno napravljeni od kompozita. Iako je zadržan isti promjer glavnog rotora od 24 m kao i na CH-53E, znatno je povećano opterećenje koje rotor može podnijeti. Kod CH-53E lopatice glavnog rotora mogu podnijeti opterećenje od 0.599654 kg po m2. Kompozitne lopatice CH-53K mogu podnijeti opterećenje od 0.686884 kg po m2. To je bio jedini način da se postigne postupna iskoristivost povećane snage motora i nosivost jer je Marinski korpus od samog početka odredio da do velikog povećanja dimenzija helikoptera ne smije doći zbog ograničenog prostora na njihovim desantnim brodovima.

Proširenje trupa za 30 cm omogućilo je prijevoz HMMWV-a, trup je širi za gotovo metar nego kod tiltrotora MV-22 Osprey (Foto: Lockheed Martin)

Jedino povećanje u dimenzijama helikoptera koje je Marinski korpus dopustio jest proširenje teretnog prostora za jednu stopu (30,48 cm).Tako je otklonjen jedan od velikih nedostataka CH-53E kod kojeg je teretni prostor preuzak da bi primio najbrojnije terensko vozilo američkih oružanih snaga Humvee (HMMWV- High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle). Ništa manje bitna nije ni činjenica da se u tako prošireni teretni prostor King Stalliona može smjestiti i europsko lako oklopno vozilo Fenneck. Proširenje teretnog prostora znatno će olakšati i ubrzati ukrcaj i iskrcaj standardiziranih kargo paleta 463L. Tako je King Stallion dobio teretni prostor dugačak 9,14 m, širok 2,74 m i visok 1,98 m. Za usporedbu teretni prostor Ospreya je dugačak 7,41 m, širok 1,8 m i visok 1,83 m. Najveća korisna nosivost Ospreya je 9072, a King Stalliona 15 900 kg.

Veća pouzdanost
U tim se podacima krije odgovor zašto je Marinski korpus, iako u planovima ima kupnju čak 360 Ospreya, inzistirao na razvoju i kupnji King Stalliona. Osprey je puno brži i ima znatno veći dolet, ali i manju nosivost. Specifičan način uporabe Ospreya čini ga nepodobnim za neke zadaće. S dvama velikim rotorima na krajevima, krila zone slijetanja su ograničene. Osim toga, Osprey se pokazao kao sklon nesrećama, dosad je u njemu poginulo više desetaka osoba. Zadnja se nesreća dogodila 5. kolovoza 2017. kad se marinski MV-22B srušio tijekom vježbe pokraj Australije i trojica vojnika su poginula.
Marinski korpus se nada da će s CH-53K dobiti pouzdani zrakoplov za vertikalni transport koji se neće tako često rušiti. Isto tako, žele da se ostvari najava da će se s početkom serijske proizvodnje nabavna cijena King Stalliona sa sadašnjih 152 milijuna dolara po primjerku spustiti na još uvijek visokih, ali ipak prihvatljivijih 122 milijuna.

Mario Galić

 


 

Slični članci