Na področju letal z navpičnim vzletom in pristankom nesporno vodstvo pripadajo helikopterjem. Vendar se iskanje alternativnih shem, ki imajo resnične možnosti, nadaljuje. Zlasti trenutno ruski strokovnjaki preučujejo koncept tako imenovanega. ciklolet ali ciklokopter. V okviru programa Cyclone so že ustvarjeni in preizkušeni klopni modeli in prototip letala, v bližnji prihodnosti pa naj bi se pojavilo letalo polne velikosti.
Brezplačen vzlet
Ruska fundacija za napredne študije (FPI) je leta 2017 objavila natečaj Free Takeoff. Njegova naloga je bila najti alternativne sheme za navpična / ultra kratka vzletna letala, ki bi lahko konkurirala helikopterju. Eno od prijav na natečaj je oddalo podjetje "Flash-M" (Krasnojarsk), ki je združilo predstavnike ustvarjalne skupine "Arey" in Inštituta za termofiziko Sibirske podružnice Ruske akademije znanosti (IT SB RAS).
"Flash-M" je prišel s predlogom za ustvarjanje t.i. ciklolet. Znanstveniki IT SB RAS že dolgo delajo na tem konceptu in izvajajo teoretske in eksperimentalne raziskave. Zbranih je bilo veliko podatkov in demonstriran je bil klopi vzorec obetavnega cikličnega pogona / cikloidnega propelerja. Predlog Flash-M je zanimal FPI in prav ta organizacija je postala zmagovalka prostega vzleta.
Leta 2018 je FPI začel projekt Cyclone, med katerim je bilo načrtovano nadaljevanje dela na temo ciklolete, pa tudi izdelava in preizkušanje prvih prototipov. V okviru tega projekta se preučujejo tudi vprašanja nadaljnje proizvodnje, izvajanja in delovanja opreme polne velikosti, primerne za resnično uporabo.
Julija 2020 je "Flash-M" izvedel prve letalske teste izkušenega brezpilotnega letala. Aparat, ki tehta 50 kg, je prejel štiri originalne ciklične propelerje. Njegove sposobnosti za navpični vzlet in pristanek, raven let in manevri so bile potrjene. Poleg tega so pokazali nekaj zmogljivosti, ki helikopterjem niso na voljo. Kmalu zatem je bil na forumu Army 2020 prikazan še en poskusni dron, imenovan Cyclone 2020.
Načrti za prihodnost
Aprila letos je bil napovedan začetek nove faze dela. Sedaj je cilj projekta Cyclone ustvariti letalo s polno velikostjo in možnostjo posadke, ki tehta do 2 tone, z nosilnostjo 600 kg. Takšen "Cyclocar" naj bi bili sojeni prihodnje leto. Srednjeročno se lahko začne množična proizvodnja in uvajanje takšne tehnologije na različnih področjih.
Razvijalci ciklona nameravajo ustvariti celotno linijo opreme, ki bo temeljila na skupnih načelih in tehnologijah. Breme, ki tehta do 20 kg, bo prevažalo 60-kilogramsko brezpilotno letenje "Cyclodron". Večji tovor, vklj. potniki bodo morali nositi 2-tonski ciklokar. V daljni prihodnosti se lahko pojavi težki ciklotrak, ki bo z vzletno maso 10 ton lahko prevažal do 4 tone tovora.
Predvideva se, da bodo nove vrste cikloletov našle uporabo na področju tovornega in potniškega prometa. Zanje se lahko zanimajo tudi vojska, reševalci itd. Na nekaterih področjih s posebnimi zahtevami lahko takšna tehnologija nadomesti helikopterje. Njegove prednosti so manjše dimenzije in teža ter večja okretnost in stabilnost.
Za izpolnitev naročil opreme se načrtuje ustanovitev nove tovarne za gradnjo letal. Razvojna organizacija že ima poslovni načrt, poročajo pa, da obstajajo vlagatelji, ki so pripravljeni zagotoviti njegovo izvajanje.
Tehnične lastnosti
V okviru programa Cyclone se preučuje in preizkuša univerzalna shema kolesarskega letala, ki bo nato uporabljena pri vseh načrtovanih projektih. Ta shema je prilagodljiva, zaradi česar sta kompaktni "Cyclodron" in težki "Cyclotrac" med seboj podobna.
Predlagana shema predvideva izdelavo letala s štirimi cikličnimi propelerji, ki se v parih nahajajo ob straneh poenostavljenega trupa. Zasnova predlaga najširšo možno uporabo plastike in kompozitnih materialov, kar bo povečalo težo.
Kolesarji bodo prejeli hibridno ali popolnoma električno elektrarno. V obeh primerih vrtenje propelerjev zagotavljajo elektromotorji. Razvija se krmilni sistem fly-by-wire z največjo avtomatizacijo. Delati bo morala popolnoma samostojno ali slediti pilotovim ukazom in ga raztovoriti.
Glavna novost projekta je t.i. ciklični premik. Ta naprava je sklop petih rezil omejene dolžine, nameščenih med stranskimi diski. Rezila imajo možnost svobodnega vrtenja okoli vzdolžne osi; poseben mehanizem - podobno kot ploščica na helikopterju - določa njihov skupni in ciklični korak.
Ko se propeler vrti, se lopatice premikajo po krožni poti. V zgornjem in spodnjem delu jih nadzorni mehanizem izpostavi napadnemu kotu, kar zagotavlja ustvarjanje dviga. Podobno načelo se uporablja za ustvarjanje vodoravnega potiska. Hkratna uporaba štirih takih propelerjev ustvarja dovolj možnosti za navpični in vodoravni let, različne manevre itd.
Zasnova cikličnega motorja je lahko različnih velikosti. Tako je bil na stojnici že preizkušen izdelek s premerom in širino 1,5 m. Pogonska naprava te velikosti je namenjena Cyclocarju, ki tehta 2 tone, kar pomeni, da ena takšna naprava ustvari potisk 500 kg. Po izračunih bo takšna naprava lahko dosegla hitrost do 250 km / h in preletela 500 km. Dolžina in širina izdelka bosta na ravni 6 m.
Prednosti in perspektive
Glavna prednost cikloopterja / ciklokopterja pred helikopterjem je manjša velikost ključnih enot. Z enakimi kazalniki potiska se cikloidni propeler izkaže za precej manjšega od propelerja. Propeler cikloleta nenehno deluje v enem položaju; odsotnost potrebe po nagibanju omogoča ustvarjanje vodoravnega potiska brez zmanjšanja navpičnice.
Letalo z več cikloidnimi propelerji lahko ustvari potisk v različnih smereh in zaradi tega izvaja različne manevre, vklj. nedostopna za helikopter. Z izboljšanjem sistemov za nastavitev kota rezil je mogoče razširiti dovoljene kote nagiba med letom. Zahvaljujoč temu je ciklolet za razliko od helikopterja sposoben vzleteti z nagnjenih površin in pristati na njih.
Razvijalci ugotavljajo varnost letala. Cikloidne propelerje je enostavno opremiti s ščitniki. Na primer, na razstavi "ciklodron" je bila uporabljena naprava, sestavljena iz para diskov s skakalci med njimi. V notranjosti te naprave je bil postavljen propeler. Ciklokar na objavljenih slikah je zaščiten z mrežo. Poleg tega naprava ne bo hrupna: v tem pogledu se ne sme razlikovati od običajnega avtomobila.
Vendar ima prvotna shema nekatere pomanjkljivosti, ki se jih je težko znebiti. Najprej gre za pomanjkanje obsežnih izkušenj pri razvoju, gradnji in delovanju takšne opreme. Raziskave in razvoj novih rešitev bodo vzeli veliko časa, šele potem bodo ciklolete lahko računale na katero koli mesto v tovornem prometu. Nasprotno pa so helikopterji že dobro preučeni in obvladani, kar do določene mere poenostavlja razvoj in delovanje.
Problem izkušenj še poslabša dejstvo, da je ciklolet tehnično bolj zapleten kot helikopter. Tako se v shemi "Flash-M" in IT SB RAS naenkrat uporabljajo štirje originalni propelerji. Vsakega od njih ne odlikuje preprostost, njihova skupna uporaba pa vodi v potrebo po reševanju novih inženirskih problemov na področju oskrbe z električno energijo in pogonov, aerodinamike, krmiljenja itd.
Srednje velik ciklon programa Cyclone velja za množični model, ki lahko v prihodnosti prevzame vlogo "zračnega taksija". Iz tega sledi nov izziv: razvijalci in regulatorji bodo morali določiti pravila delovanja takšnih letal, rešiti varnostna vprašanja itd. Udeleženci projekta naj bi se s temi vprašanji že lotili.
Tehnologija za prihodnost?
Spomniti je treba, da projekt Cyclone iz FPI, Flash-M in IT SB RAS ni prvi te vrste. Ideja o kolesarjenju / ciklopterju je bila predlagana v začetku prejšnjega stoletja. Leta 1909 je ruski inženir E. P. Sverchkov je zgradil "ortopter na kolesih" - letalo z dvema "kolescema na veslo". Izdelek ni vzletel zaradi ne najbolj popolne zasnove in zaradi pomanjkanja moči motorja.
V prihodnosti so se novi cikloleti pri nas in v tujini večkrat razvijali in izdelovali. Vendar tudi najuspešnejši projekti niso napredovali mimo letalskih preizkusov modelov - na zapletenost koncepta in na nepopolnost modelov. Poleg tega nenavadna letala niso mogla konkurirati že znanim helikopterjem.
V zadnjih desetletjih se je kolesarjenje spet spomnilo. Sodobne znanstvene metode, tehnologije in materiali omogočajo preučevanje in izvajanje takšnega koncepta na novi ravni. Pri nas takšno delo poteka v okviru projekta Ciklon, ki je že prešel fazo makete in se približuje preizkušanju polnega vozila s posadko / brez posadke. Ali se bodo znanstveniki in inženirji spopadli z vsemi prihodnjimi izzivi, bo postalo jasno v bližnji prihodnosti. Prvi let Cyclocarja bo prihodnje leto.
