Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del

Kazalo:

Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del
Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del

Video: Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del

Video: Projekti letal tipa
Video: Российский Су-57 Felon испытал новый двигатель с плоским соплом, который потряс мир! 2024, Maj
Anonim

S kitajske razstave Airshow China 2012 še naprej prihajajo nove novice. Od zadnjih novosti, predstavljenih na razstavi, je najbolj zanimiv nov projekt kitajskega hitrega helikopterja. Kot je razvidno iz zasnove rotorcraft, ki je prejel kodno ime Avant-Courier, je bila ob nastanku v ospredje postavljena največja hitrost letenja. To dokazujejo "lizani" trup trupa, ostrešja pestov rotorja, pa tudi dve majhni krilci z gonilami motorja in propelerji. Doslej so imeli takšen videz le helikopterji, zasnovani za razvoj velikih hitrosti letenja. Pojav kitajskega Avant-Courierja kaže, da se je Kitajska pridružila dirki s helikopterji.

Slika
Slika

Shema, ki jo Kitajci uporabljajo v domači tehnologiji, se imenuje izraz "rotorcraft". To pomeni, da ima letalo ločen glavni rotor, ki drži letalo v zraku, in ločen sistem za ustvarjanje vodoravnega potiska. Glavna prednost takšne sheme je v odsotnosti potrebe po razvoju in izdelavi zapletene vijačne tuljave s pokrovom. Poleg tega vodoravni potisk postane "odgovornost" ločenega sistema in ne rotorja, posledično se moč motorja porabi učinkoviteje, kar omogoča doseganje veliko višjih hitrosti letenja. Vse prednosti helikopterja, na primer sposobnost lebdenja in vzleta / pristanka na majhnih površinah, so v celoti ohranjene. Do določenega časa so rotorcraft skoraj pod enakimi pogoji tekmovali s helikopterji za pravico, da postanejo glavni razred letal z navpičnim vzletom, vendar so zaradi številnih razlogov - predvsem zaradi razmeroma zapletenega prenosa - izgubili. Kljub temu se je razvoj rotorcraft nadaljeval, čeprav se po številu ne morejo kosati s helikopterji.

Fairey Rotodyne

Eden prvih projektov rotorcraft, ki je imel dobre možnosti za praktično uporabo, je bila angleška Fairey Rotodyne, nastala sredi petdesetih let. Cilj tega projekta je bil izdelati obetavno večnamensko (predvsem transportno) letalo, ki bi lahko nosilo tovor z večjo hitrostjo kot takratni helikopterji. Hkrati je bil po hitrosti potreben aparat slabši od razpoložljivih letal, vendar ni zahteval velikih mest za vzlet in pristanek. Po kratkem razmisleku o videzu prihodnjega stroja so se inženirji podjetja Fairy spomnili stare ideje z ločenim glavnim in ločenim vlečnim vijakom. Kot rezultat raziskav in razvoja je bil leta 1957 zgrajen prvi prototip stroja Rotodyne. Bil je nekaj, kar združuje lastnosti helikopterja in letala. V zgornji del trupa v obliki cigare je bil nameščen propelerski steber. Na straneh vozila sta bili dve krili z nacelom na vsakem. V zadnjem delu trupa je bil stabilizator opremljen z dvema kobilicama.

Slika
Slika

Elektrarna Rotodain je še posebej zanimiva. Naprava je imela kar šest motorjev. Prva dva sta turbopropeler Napier Eland NE1.7 z zmogljivostjo 2800 KM vsak. - nameščeni v gonilo motorja na krilu. Skozi lastne menjalnike so vrteli vlečne vijake. Glavni rotor je bil zasukan s štirimi miniaturnimi reaktivnimi motorji (po en na vsakem rezilu) lastne zasnove. Na turbopropelerske motorje je bil nameščen sistem za odzračevanje zraka, ki je v motorje vstopil na lopaticah, kjer so ga pomešali z gorivom. Zgorela zmes je rotor privedla v vrtenje. Tak sistem je bil precej zapleten in nenavaden za letalsko tehnologijo, vendar je uporaba pogona z elisnim curkom omogočila poenostavitev zasnove celotnega Rotodyna zaradi odsotnosti potrebe po repnem rotorju, ki bi nasprotoval reaktivnemu trenutku glavni rotor. Poleg tega je elektrarna Rotodine predvidela možnost izklopa glavnega pogona rotorja, nato pa je naprava lahko letela kot avtogiroskop in porabila vso moč motorja za vodoravni potisk. Dobljeni rotorcraft Rotodyne je imel trdne dimenzije: premer rotorja 27,5 metra, skupno dolžino skoraj 18 metrov in suho težo 7200 kilogramov. Sprva je bila razvita samo možnost prevoza potnikov. Kabina naprave je lahko sprejela do štirideset ljudi s prtljago. Pri največji obremenitvi je bila vzletna teža Rotodine nekoliko manjša od petnajst ton.

6. novembra 1957 je vzletel prvi prototip rotorcraft. Med prvimi leti "po zraku" je bila ponovno preverjena obvladljivost: dejstvo je, da krmiljenja nihanja ni izvajal potisk repnega rotorja, ki ga ni bilo, ampak ločeno sprememba višine vlečnih propelerjev. Že prvi leti so pokazali uspešnost takega sistema. Do konca prve stopnje testiranja je Rotodine dosegel hitrost 250 km / h in višino 2100 metrov. Hkrati so vsi leti potekali brez izklopa motorjev glavnega rotorja in brez uporabe vlečnih propelerjev. Spomladi leta 1958 se je začela druga stopnja preskušanja, med katero so rotorji začeli prehajati na avtorotacijo in leteti s pomočjo turbopropelerskih motorjev. Že na začetku leta 1959 je Fairey Rotodyne postavila rekord v hitrosti rotorja. Na zaprti 100-kilometrski poti je pospešil do 307 km / h. To je bilo skoraj 80 kilometrov na uro hitreje od prejšnjega rekorda helikopterja. Hkrati so izračuni pokazali, da lahko Rotodyne, ne da bi spremenil zasnovo, doseže hitrost 400 km / h.

Slika
Slika

Rotodyne je bil prvič predstavljen javnosti na letalskem salonu Farnborough leta 1958, kjer je njegov nenavaden dizajn takoj pritegnil veliko pozornost. Vendar se poleg radovednih »navadnih« obiskovalcev zanje zanimajo tudi potencialne stranke. Že pred koncem preskusov je več velikih letalskih prevoznikov izrazilo željo po prejemu takšne opreme, kanadsko podjetje Okanagan Helicopters (zdaj CHC Helicopters) pa je, ne da bi čakali na konec salona, podpisalo predhodno pogodbo za dobavo vsaj en nov rotorcraft. Še več, celo Pentagon in Kraljevske letalske sile Velike Britanije so se zanimale za obetaven stroj. Številni kupci pa so želeli dobiti avto z večjo nosilnostjo. Izračuni ekonomistov podjetja "Fairy" na samem začetku dela so pokazali, da bi bila najučinkovitejša v finančnem smislu različica rotorcraft, ki lahko prevaža 60-65 potnikov. Na 65 mestih je vztrajalo več ladijskih družb. Prenova projekta je zahtevala solidne finančne naložbe - približno 8-10 milijonov funtov. Zaradi tega je projekt Rotodyne na samem koncu petdesetih let prišel v zelo neprijeten položaj. Potencialni kupci niso želeli plačati za oblikovalska dela, Fairey Aviation pa ni imela lastnih sredstev.

Poleg lastnih težav s financiranjem projekta Rotodine so bili na udaru načrti britanske vlade. Zmanjšana vladna naročila so prisilila Fairy Aviation, da postane del Westlanda, slednji pa ni nameraval razviti svojega programa Rotodyne. Sredstva za obetavno rotorcraft so bila nezadostna, kar je povzročilo zamudo pri testiranju. Zaradi tega je večina ladijskih družb opustila svoje načrte. Leta 1962 je bil projekt Rotodyne kljub prvotnim načrtom za začetek množične proizvodnje preklican. Zanimivo in drzno letalo se ni moglo spopasti z birokracijo, finančnimi težavami in nezaupanjem poslovnežev.

Kamov Ka-22

Skoraj istočasno z nastankom angleške Rotodine se je pri nas začel nekoliko podoben projekt. Namesto tega je le čas glavnega oblikovalskega dela približno sovpadel, ideje obeh projektov pa so se pojavile konec štiridesetih let. Prvo sovjetsko letalo z značilnostmi, primernimi za praktično uporabo, je nastalo iz ideje vleke helikopterja z letalom. V tem primeru bi lahko vlečeno vozilo preklopilo v način samodejnega obračanja in prihranilo veliko goriva. Vendar pa praktična uporaba povezave "letalo-helikopter" ni bila videti zelo priročna. Odločeno je bilo, da se razvije letalo, ki bi združilo vse pozitivne lastnosti razpoložljivih tipov.

Slika
Slika

Do maja 1952 je oblikovalski biro N. I. Kamova je dokončala idejno zasnovo prihodnjega rotorja, imenovanega Ka-22. Že v zgodnjih fazah je bilo predlagano, da se letalo naredi z dvojnim vijakom s prečnim položajem rotorjev. Poleg relativne preprostosti zasnove letalskega ogrodja je to omogočilo bistveno poenostavitev menjalnika: motorji, ki se nahajajo v podstavkih pod glavnimi rotorji, so lahko hkrati poganjali vlečne propelerje. Dejansko je bil najtežji del menjalnika sinhronizacijski mehanizem, ki je zagotovil istočasno vrtenje obeh rotorjev in v primeru zaustavitve enega od motorjev razdelil moč preostalega. Hkrati se je takratna shema Ka-22 štela za neprimerno za množično uporabo. Vsi prejšnji prečni helikopterji so trpeli zaradi iste težave - močnih vibracij. Potem se je pojavilo mnenje, da so vibracije konstrukcije organska pomanjkljivost prečne razporeditve vijakov.

Omeniti velja, da je imel obetaven projekt poleg vibracij še številne druge težave. Izračuni so na primer pokazali, da je treba ustvariti elektrarno in prenos, ki bi lahko deloval z zmogljivostjo približno 12 tisoč konjskih moči. Veliko časa sem moral porabiti tudi za preučevanje vijakov. Pri hitrosti letenja okoli 400 km / h je hitrost toka na koncih lopatic rotorja presegla hitrost zvoka, kar je znatno poslabšalo njihove lastnosti. Kljub temu so se oblikovalci oblikovalskega biroja Kamov in zaposleni v TsAGI spopadli z aerodinamičnimi in inženirskimi težavami. Deset let po teh delih je N. I. Kamov je zagovarjal doktorsko disertacijo, ki se je delno nanašala na projekt Ka-22. Po mnenju M. L. Mil, za ta projekt je bilo treba takoj dati doktorat tehničnih ved.

Končan projekt je izgledal tako. Na trupu prečnega prereza blizu pravokotnika je bila repna enota nameščena iz stabilizatorja in kobilice. V srednji del trupa je bilo nameščeno krilo, ki obsega 23,8 metra, na koncu katerega sta bili postavljeni dve motorni gondoli za motorje D-25VK z močjo 5500 konjskih moči. V gozdovih so bili tudi prenosni sistemi, ki so razdeljevali moč na glavni in vlečne vijake. Prazen Ka-22 je tehtal skoraj 26 ton. Največja nosilnost je presegla 16 ton. Hkrati je v nekaterih primerih rotor lahko nosil največ pet ton tovora - v tem primeru je bil dosežen sprejemljiv doseg leta.

Slika
Slika

Prvi prototip letala Ka-22 je bil zgrajen leta 1958, vendar so bile po prenosu na letalsko preizkusno postajo potrebne nekatere spremembe. Zaradi njih je prvi polet potekal šele sredi 59. leta. Do konca leta so helikopterskim letom dodali letalske misije, ki so vključevale vlečenje propelerjev. 29. aprila 1960 se je prvi krožni let končal kmalu po začetku. Posadka pilota D. K. Efremov je nekaj sekund po vzletu začutil močno vibracijo in bil prisiljen pristati v bližini letališča. Vzrok za težave je bil odlepitev kože ene od lopatic desnega glavnega rotorja. V prihodnosti so bili testi Ka-22 večkrat za kratek čas prekinjeni zaradi stalnih tehničnih pomanjkljivosti in izboljšav. Novembra 1961 pa je novi rotorcraft postavil svetovni rekord in dvignil 16485 kilogramov tovora na višino 2557 metrov.

Najresnejša nesreča med preskusi Ka-22 se je zgodila konec poletja 1962, ko je strmoglavil prototip rotorja, ki so ga iz taškentske tovarne letal prepeljali v Moskvo. Ob približevanju letališču Dzhusaly je letalo padlo na bok in padlo na tla ter pod njim pokopalo sedem članov posadke. Vzrok nesreče je bil odklop pritrdilne tuljave kabla za nadzor nagiba desnega glavnega rotorja. Drugi rotorcraft, ki so ga prehiteli, so poslali v pregled in revizijo. Testi so se nadaljevali šele spomladi prihodnje leto. Nova stopnja letov je po svojem programu ponovila prejšnje: najprej vzleti s pomočjo rotorjev, nato pa poskusni leti "kot letalo". Zadnji testi so na splošno veljali za uspešne, vendar je bilo za uporabo v letalskih silah še vedno potrebno izpopolnjevanje. Med preskusi je avtomobil dosegel največjo hitrost 356 kilometrov na uro. Nadaljnje povečanje hitrosti letenja je bilo povezano z določenim tveganjem, vendar je lestvico po ocenjenih 400 km / h še vedno mogoče premagati.

Kljub temu natančno nastavljanje ni bilo potrebno, hitrost štiristo kilometrov na uro pa je ostala nedosegljiva. Tudi konec leta 1963 je projekt Ka-22 ostal v fazi preizkušanja prototipov. Do takrat se je začel proizvajati njegov glavni konkurent, helikopter Mi-6, ki je bil dan v uporabo. Ka-22 je bil prvotno razvit kot alternativa novemu težkemu helikopterju. Težave pri načrtovanju in preskušanju dokončanih rotorcraft so nazadnje vplivale na čas izvedbe projekta, s čimer se je končno končalo. Vodstvo letalske industrije in obrambno ministrstvo sta leta 1964 izgubila zanimanje za zapleten in dolgotrajen projekt. Dela na Ka-22 so bila ustavljena.

Lockheed ah-56 cheeyenne

Lockheed je bil vedno znan po svojem vrhunskem inženiringu. Pogosto je izvajanje novih idej kupca stalo velike vsote ali pa je bilo ustavljeno zaradi tehničnih težav, vendar to skoraj ni vplivalo na "vnemo" oblikovalcev. V šestdesetih letih so se zaposleni v podjetju "Lockheed" preizkusili v ustvarjanju strojev z vrtljivimi krili. Ni treba posebej poudarjati, da se je projekt izkazal za zanimivega in do neke mere drznega? Nastala rotorcraft AH-56 Cheeyenne še vedno pritegne pozornost strokovnjakov, vendar se je dejanska usoda projekta izkazala za žalostno.

Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del
Projekti letal tipa "rotorcraft". I. del

Sredi šestdesetih let prejšnjega stoletja je Pentagon želel nov napadni helikopter z dobrimi letalnimi in bojnimi lastnostmi. Program vojaškega oddelka je dobil oznako AAFSS in vanj je bilo vključenih 12 oblikovalskih organizacij. V zadnjo fazo tekmovanja sta vstopili le dve podjetji-Lockheed s svojim projektom AH-56 Cheeyenne in Sikorsky s S-66. Tehnične zahteve za novi helikopter so vključevale visoke hitrosti. Vojska je predvidevala, da bi moral novi napadni helikopter porabiti najmanj časa za vstop na območje napada. Zato sta oba projekta vključevala namestitev potisnega propelerja v rep helikopterja. Zaradi tega so obravnavani helikopterji letalo razreda "rotorcraft". Omeniti velja, da sta inženirja pri podjetjih Lockheed in Sikorsky izbrala različne metode za preprečevanje reaktivnega trenutka glavnega rotorja. "Lockheed" je to naredil preprosto: repnemu rotorju s štirimi rezili so dodali tristranski potisnik, ki se nahaja na samem koncu repne ročice. Podjetje "Sikorsky" je zasnovalo poseben mehanizem, ki je obrnil repni rotor za 90 °. Po takem obratu je glavni rotor prešel v način samodejnega vrtenja in ni ustvaril reaktivnega trenutka. Naročnik pa se je zdel postavitev helikopterja S-66 preveč zapletena. Leta 1966 je bil ta projekt zaprt v korist podjetja Lockheed AH-56 Cheeyenne.

Relativno preprostost repnega dela Cheyenne je več kot izravnala splošna drznost drugih tehničnih rešitev. Helikopter rotorcraft je prejel tanek trup s konveksno zasteklitvijo v pilotski kabini. Zaradi prepoznavne značilne oblike je rotorcraft dobil vzdevek Dragonfly - "Dragonfly". Na vrhu trupa so namestili nizko profilno propelersko pesto, na katero so obesili tri lopatice. Za helikopterje tistega časa je bil trokrilni propeler precej drzna odločitev. Večina letal z rotacijskimi krili je imela sodo število lopatic za lažje uravnoteženje in manj vibracij. Motor s turbo gredjo se je nahajal sredi trupa, za pesto propelerja. Na prvih izvodih AH-56 je bil to General Electric T64-GE-16 z zmogljivostjo nekaj manj kot 3.000 konjskih moči. Z največjo vzletno težo okoli 7.700 kg je lahko Cheyenne nosil do 1.700 litrov petroleja. To je rotorju omogočilo edinstven največji doseg do 1400 kilometrov. Kljub majhni teži sta imela pomembni enoti helikopterja in posadko oklep proti kroglam in proti drobljenju. Dvojica posadke je bila v skupni kabini; delovno mesto pilota je bilo za in nad delovnim mestom navigatorja-strelca.

Zavedajoč se velike prihodnosti bojnih helikopterjev in rotorcraft, oblikovalci Lockheeda niso izgubljali časa z letalsko elektroniko. Njegov glavni element je bil sistem za opazovanje in opazovanje General Electric XM-112. Ta sistem je vključeval 12 periskopov, laserski daljinomer in napravo za nočno opazovanje. Zahvaljujoč XM-112 je navigator-strelec lahko nadzoroval 210 ° širok sektor pred avtomobilom. Zavoj zavoja bi lahko zagotovil vsestransko vidljivost. Sistem XM-112 je bil kombiniran s kompleksom za vodenje na novo ustvarjenih protitankovskih raket BGM-71 TOW. Rakete in drugo orožje so postavili na šest stebrov pod krilom. V sistem za spremljanje in nadzor orožja so bile vgrajene tudi tri radijske postaje za komunikacijo z baznimi in zemeljskimi povezavami, oprema za identifikacijski sistem "prijatelj ali sovražnik", radijski višinomer, avtomatska smer in druga potrebna elektronska oprema. Značilnost Cheyennove letalske elektronike je maksimalna integracija vse opreme. Večje število različnih elektronskih naprav v primerjavi s prejšnjimi helikopterji praktično ni vplivalo na udobje rokovanja z njimi. Edina pomanjkljivost napredne letalske elektronike je visoka cena celotnega kompleksa. Vendar v tistih časih ameriška vojska ni varčevala z vojaško opremo.

Slika
Slika

Potencialni operater rotorja Sheeyenne je lahko izbiral med dokaj široko paleto orožja. Tako je bil daljinsko voden stolp podjetja Emerson Electric nameščen v nos bojnemu vozilu. Pod sferično ohišje kupole je bilo mogoče namestiti šestcevno puško mitraljez XM-196 Gatling, 40-milimetrski avtomatski granata XM-129 ali 30-milimetrski avtomatski top XM-52. Obremenitev streliva različnih sistemov cevi je bila različna, vendar je bilo v nosu rotorja dovolj prostora za namestitev škatel z naboji ali lupinami. Šest zunanjih vozlišč bi lahko nosilo še 907 kilogramov orožja, na primer nevodene rakete ali TOW ATGM. Na splošno je bojni potencial Cheyenneja bistveno presegel zmogljivosti na novo ustvarjene Cobre AH-1.

Tudi letalske lastnosti nove rotorcraft so bile višje. AH-56 se je v manj kot minuti povzpel na višino tisoč metrov in je lahko letel na dosegu do 1400 kilometrov. Med preskusi je bila dosežena največja hitrost 407 kilometrov na uro. 21. septembra 1967 je vzletel prvi prototip letenja helikopterja. Jasno je pokazal udobje motorja velike moči in uporabljenega sistema z dvema repnima rotorjema. Vendar pa so se med prehodom z lebdenja na raven let in med slednjim Cheyenne obnašale nestabilno. Manjše izboljšave so bile prepletene s poskusnimi leti. Ta praksa je trajala do pomladi 1969: 12. marca se je zrušila tretja letalska kopija. Med letom je rotor začel vibrirati, zaradi česar je udaril v luč. Udarec je bil tako močan, da je pilot D. Bale, ki je bil v zgornji kabini, takoj umrl. Po tem incidentu je bil predlagan opremiti rotorcraft z izmetnimi sedeži in sistemom za streljanje rezil. Do takrat je bilo skupno osem zgrajenih ali v gradnji Cheeyenne.

Cheyenne je imel številne tehnične in operativne težave. Lockheedovi zaposleni so si aktivno prizadevali za njihovo odpravo, vendar je vietnamska vojna že vstopila v aktivno fazo. Ameriška vojska je nujno potrebovala napadni helikopter, ki je kmalu postal AH-1 Cobra. Konec pomladi leta 69 je Pentagon prekinil pogodbo z Lockheedom. Bell je prejel donosno ponudbo v višini približno sto milijonov dolarjev. Kasneje so sledile še druge pogodbe za več sto bobnov Cobras. Kar zadeva AH-56, je Lockheed projekt nadaljeval na lastno pobudo in na lastne stroške. Cheyenne v različici AH-56A je imel posodobljeno podvozje, nov propeler s štirimi rezili in močnejši motor General Electric T64-GE-716. Poleg tega so prilagodili sestavo opreme in nekoliko poenostavili proizvodno tehnologijo. V skladu z novim projektom sta bila zgrajena dva rotorcraft. Leta 1972 je Lockheed vojski predstavil posodobljeno bojno vozilo, vendar niso pokazali več zanimanja. Projekt je bil končno zaprt in kmalu je Pentagon začel nov program, katerega rezultat je bil helikopter AH-64 Apache.

Prvi rotorcraft podjetja Lockheed se je izkazal za preveč zapletenega in drznega za svoj čas. Poleg tega Cheyenne ni imel sreče, da bi se pojavil ob pravem času. Zaradi bitk v Vietnamu je glavni kupec izgubil zanimanje za obetavno letalo, čeprav je bil to nenavaden razred rotorcraft. Od desetih zgrajenih AH-56 so do danes preživeli le štirje, ki so danes muzejski predmeti.

Priporočena: