Недавняя публикация видео (см. Ниже), посвященного новым летным испытаниям Sikorsky S-97, которая находится на небольшом расстоянии от официального выпуска анимации варианта SB-1 "Defiant" для Совместная многопользовательская роль американской армии (JMR), а также Будущий вертикальный подъем (FVL), это хорошая возможность рассказать о возможных эволюциях вертолета не только для военного использования при атаке и штурме.
Вертолет является исключительным средством для любых стратегических целей благодаря своей полной свободе передвижения, но всем известно, что его основными ограничениями являются, по сути, низкая скорость и ограниченная автономность.
Причину ограниченной автономии легко понять: аэродинамическая форма, которая не очень эффективна с точки зрения сопротивления, и необходимость использовать подавляющее большинство движущей силы только для поддержки веса очевидны для любого.
Но аэродинамика вертолета - очень сложная тема, и если дизайнеры, по крайней мере, 60 лет (то есть с момента рождения Fairay «Rotodyne») попробовали свои силы в экспериментировании с самыми оригинальными решениями, то это именно потому, что вертолет предлагает жадную оперативную возможность от этого трудно отказаться.
Если с гражданской точки зрения достижение этой цели не оправдывает инвестиций, сделанных с военной точки зрения, то возможность совершать тактические операции определенного типа с помощью методов, которые сегодня невозможны, перекрывает любую логику коммерческого удобства. и подталкивает к поиску решения извечной проблемы, которая должна быть решена: дать скорость и автономность вертолету.
Проблема автономии частично решается сама по себе уже косвенно через увеличение скорости, потому что, если это достигает таких значений, чтобы позволить поддерживать вес самолета с помощью пары полуосей, мотопропульсивное растение обременительно можно облегчить. Задача состоит в том, чтобы позаботиться о преодолении веса самолета, последовательно снижая потребление.
И тогда реальная цель проекта - преодолеть нынешние «эндемичные» причины, ограничивающие скорость вертолетов.
Прежде всего, необходимо знать, что существует явление, при котором лопасти ротора развивают вертикальную силу (называемую «подъемной силой», которая противоположна весу) асимметричной. Это, по существу, предотвратит полет вертолета, и поэтому для поиска решения были разработаны две основные альтернативы.
Проблема возникает из-за того, что лопасти во время их вращательного движения, безусловно, описывают окружность, но они должны быть проанализированы, как если бы они были двумя смежными полукругами. В первом полукруге лопасти «продвигаются» (потому что они вращаются в том же направлении, что и вертолет), в то время как во втором полукруге они «движутся назад» (поскольку их вращение приводит их в направлении, противоположном движению вертолета). Состав сил, возникающих на вращающихся лопастях, с поступательным движением вертолета приводит к тому, что лопасть, которая «движется» больше, и меньшая сила, которая «удаляется».
Первая возможность решения проблемы, обычно используемая на подавляющем большинстве вертолетов в производстве, оснащена одним ротором на ось тяги1 это позволяет «восстановить» подъем, потерянный задним лезвием, непрерывно изменяя угол его наклона на ступице (который увеличивается), а затем делая противоположную коррекцию, когда то же лезвие движется вперед в другом полукруге. Все это приводит к значительным проблемам стабильности, вибрации и механической усталости компонентов ротора, и, что хуже всего, все эти зерна увеличиваются с увеличением скорости!
Вторая альтернатива (на самом деле хронологически это будет первая, так как она уже была экспериментирована Коррадино Д'Асканио в 1929) также будет, по-видимому, самым простым решением проблемы: установить два вращающихся в противоположных направлениях коаксиальных ротора. Очень долгожданное решение для россиян, которые десятилетиями использовали его на своих камовых.
В Сикорском доме2 дорога с двойным ротором, вращающимся в противоположных направлениях, прибывает в 1973 с прототипом XH-59A (фото), на котором был разработан новый тип ротора, называемый "ABC" (Усовершенствованная концепция лезвия).
Система «ABC» также добавила регулировку двух отваливающихся лопастей, чтобы обеспечить подъем, равный нулю, чтобы уменьшить их аэродинамическое сопротивление, чтобы еще больше повысить скорость и автономность.
Исторический период, в котором проводились эти первые эксперименты Сикорского, который привел к появлению S-97, конкурент Bell сосредоточился на разработке конвертопланов, разрабатывающих XV-15, отца нынешнего AW-609, для решения проблемы скорости / автономности «вертолет.
В обоих случаях проект был заброшен на много лет, прежде чем возобновлен, но с существенными различиями между одной компанией и другой.
Сикорский (ныне звезда галактики "Локхид-Мартин") снова поднялся в начале 2000 с прототипом X2, когда новые технологии и новые материалы позволили создать высокопрочные лезвия с коническим профилем, подходящим для высоких скоростей, установленных на жесткий ротор. Но идея проекта, хотя и была доведена до совершенства, практически не изменилась. По сравнению с первоначальными прототипами 73, функция, первоначально выполняемая двумя небольшими боковыми струями, теперь выполняется тяговым винтом в хвосте, оснащенным переменным шагом.3, Это можно отключить с помощью сцепления, когда вам не нужен продольный компонент скорости (например, когда вам нужно стоять на месте, зависая над землей). Этот выбор является абсолютно более рациональным, чем первоначальная идея использования струй, потому что максимально достижимые скорости и гипотетические профили миссии таковы, чтобы сделать использование тяги турбовинтового двигателя более эффективным. С X2, который является очевидным прямым предвестником того, что должно быть S-97, скорости 270 Kts были записаны приблизительно, что примерно вдвое больше, чем достижимо для обычных вертолетов, хотя необходимо учитывать довольно небольшие размеры прототипа.
Белл, с другой стороны, полностью отказался от разработки XV-15 (фото), и следует надеяться, что проблемы дизайна, которые привели к выбору заброшенности, описанные в превосходной книге, опубликованной НАСА, не являются был перевезен на AW-609, учитывая существенную идентичность ключевых элементов проекта.
На самом деле, одна вещь, к сожалению, объединяет эксперименты, проведенные как Сикорским, так и Беллом: потерял хотя бы один прототип из-за того, что поручил электронике и программному обеспечению исправление определенных «аппаратных» проблем, вызванных выбором дизайна, возможно, слишком смелым или не совсем благоразумно ... В конце концов, вы знаете, что любое решение, которое может принести преимущества, может спрятать некоторых значительных и скрытых аналогов где-то, и это может быть обнаружено неожиданно и самым худшим образом.
Риск, если кто-то хочет говорить о риске, заключается в том, что «между двумя сторонами тяжбы третий наслаждается нами».
Возможно, не в соревновании, в котором будет участвовать S-97, а, возможно, в реальном будущем скорострельного поворотного крыла.
Фактически, в тот же период, когда Сикорский разработал X2, а Agusta-Westland (сегодня Леонардо) пытался завершить AW-609, другие уважаемые строители предложили менее сложные идеи и, возможно, превосходную эффективность.
Boeing-VERTOL (отряхивая славное имя Пясецкий) показал X-49 «Speedhawk» (фото), который в основном предлагает ячейку Sikorsky SH-60, оснащенную полкрылами и канальной задней несущей спиралью.
Bell, с его конвертипланом V-280 «Доблесть», по-прежнему предлагает ячейку Sikorsky SH-60 с очищенной аэродинамической и пропульсивной архитектурой некоторых дефектов, что подчеркивается экспериментом XV-15 и V-22 Osprey.
Аэробус Вертолет - фу Eurocopter - разработал X3 одновременно с Sikorsky X2 (и название, выбранное для его технологического демонстратора, не оставляет сомнений относительно его очевидной проблемы)
Преимущества формулы, выбранной для S-97, безусловно, много.
Невозможно узнать, какие могут быть недостатки, которые могут представлять собой аналог его архитектуры, но совершенно очевидно, что это так много проектов, разработанных различными застройщиками за определенный период времени и с использованием ресурсов, которые позволяют найти S-97 - это, пожалуй, первый проект (и кто знает, не единственный ли он), ставший реальностью.
Читайте также: "AW-609: Когда Finmeccanica ласкает вас ..."
Примечание:
1 - Так не в случае вертолетов с двумя роторами, таких как CH 47 "Chinhook", который имеет два ротора, но имеет две тяговые оси, ведет себя так, как если бы он был составлен из двух "сварных" вертолетов с одним ротором вместе
2 - Игорь Сикорский, основатель одноименной компании, был украинцем, а затем натурализован в Соединенных Штатах.
3 - В обычных вертолетах перемещение достигается за счет наклона ротора.Наклон, полученный таким образом из плоскости вращения ротора, имеет горизонтальную составляющую, которая, хотя и мала, допускает продольные и боковые смещения.
(фото: Lockheed Martin / Интернет / Армия США / НАСА / Boeing)
