Eksperimentell tiltrotor Bell XV-3

2024 Forfatter: Matthew Elmers | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 22:28

Bell XV-3 er en amerikansk eksperimentell tiltrotor. Den foretok sin første flytur 23. august 1955. Den første overgangen fra vertikal til horisontal flyging var 18. desember 1958. Totalt ble mer enn 250 testflyvninger gjennomført i 1966, noe som beviste den grunnleggende muligheten for å lage en tiltrotor med roterende skruer. Testene av dette flyet ble anerkjent som vellykkede, så det ble besluttet å lage et apparat som allerede hadde roterende motorer, noe som førte til opprettelsen av Bell XV-15 tiltrotor.

Den eksperimentelle Bell XV-3 hadde en stor flykropp designet for 4 passasjerer, faste vinger med et spenn på 9,54 meter og en Pratt & Whitney R-985 motor, som utviklet en maksimal effekt på 450 hk. Rotor -propellen, som var plassert på konsollen til hver vinge, ble overført til ønsket posisjon ved hjelp av elektriske motorer: oppover - for vertikal flyging, fremover - for horisontal flyging.

For å få et fly som kunne kombinere funksjonene til et fly og et helikopter, ble det gjort mange forsøk på å lage en rekke roterende vingemaskiner, inkludert roterende propeller, som i vest ble kalt tiltrotor, og i vårt land - en helikopter-fly. Disse flyene var utstyrt med roterende propeller med stor diameter med hengslede blader og en liten belastning på det feide området, som i helikoptre, noe som ga slike maskiner muligheten til å utføre vertikal start med relativt lav motoreffekt installert på dem.

Tiltrotorpropellene ble kjørt direkte fra motorene, som kunne installeres i nacellene, snu med propellene, eller fra motoren / motorene, som var plassert i bilens flykropp eller i separate naceller, mens bare propellene snudde når bytte til en annen flymodell. Under horisontal flyging ble tiltrotoren kontrollert som et fly - ved hjelp av vanlige flykontroller, og ved bytte til vertikal flyging - som et helikopter, ved hjelp av å kontrollere propellerens generelle og sykliske stigning. Det ble antatt at tiltrotorer i tilfelle av en funksjonsfeil i et kraftverk ville kunne lande som et fly med planlegging og delvis skråning av propellene, eller, som et helikopter, i autorotasjonsmodus.

Tiltrotor Bell XV-3

I mange år har Bell -selskapet utført en stor mengde forskning og eksperimentelt arbeid innen tiltrotoropprettelse, arbeidet i denne retningen ble ledet av designerne Arthur Young og Bertrand Kelly, senere ble Robert Lichten med dem. På den amerikanske hærkonkurransen i 1950 om det beste flydesignet for rekognosering og redningstjenester i frontlinjen, presenterte Bell en tiltrotordesign med tiltrotorpropeller. Totalt vurderte kommisjonen 17 forskjellige prosjekter, hvorav bare 3 prosjekter med roterende vingefly ble valgt, inkludert prosjektet til designerne av "Bell" -selskapet. Som et resultat av konkurransen som ble arrangert i 1951, signerte US Air Force en kontrakt med dette selskapet om bygging av to eksperimentelle omformere for påfølgende flytester av kjøretøyene.

Byggingen av den første Bell-tiltrotoren, som opprinnelig fikk betegnelsen Bell XH-33, og senere Bell XV-3, ble forsinket, arbeidet ble fullført først i begynnelsen av 1955, og 10. februar samme år den første tjenestemannen demonstrasjon av nyheten fant sted. Den 11. august 1955 fant de første vertikale start- og sveveturene sted, og deretter overganger til horisontal flyging, da propellene vippet opp til 15 grader (testpilot Floyd Carlson). I de påfølgende testene av tiltrotoren, som fant sted 25. oktober 1956 i luften i 60 meters høyde med propellene vippet 20 grader, mistet enheten kontrollen på grunn av mekanisk ustabilitet og falt, mens Bell XV-3 var ødelagt, og testpilot Dick Stensbury som et resultat av fallet, ble han alvorlig skadet.

På grunn av katastrofen fortsatte ytterligere flytester av tiltrotoren først i 1958 på andre forekomst av Bell XV-3. Først hadde den tobladede propeller, men snart ble de erstattet av trebladede. For første gang ble en full overgang fra vertikal flyging til horisontal flyging med påfølgende vertikal landing 18. desember 1958, i denne flyturen ble tiltrotoren kontrollert av testpilot Bill Quinlen. I påfølgende flyvninger klarte enheten å nå en hastighet på 212 km / t i 1220 meters høyde. I 1962 ble denne enheten overført for videre testing ved NASA Langley Research Center. I dette senteret fløy Bell XV-3 vellykket i vertikale moduser og utførte ufullstendige overganger til flymodus med en propellhøyde på 30-40 grader.

Tiltrotoren ble også testet på et spesielt stativ, der det ble utført en full overgang til flymodusen "fly". Når du byttet fra helikopterflymodus til fly, ble propellene vippet 90 grader ved hjelp av et snekkegir fra elektriske motorer. Overgangsprosessen tok vanligvis bare 15-20 sekunder. Samtidig var Bell XV-3-tiltrotoren i stand til å fortsette å fly på enhver mellomliggende posisjon for propellene under overgangen. Totalt har denne tiltrotoren utført mer enn 250 testflyvninger og 110 hele overganger mellom flymoduser, og har fløyet omtrent 450 timer i løpet av denne tiden. Under disse flyvningene ble en maksimal hastighet på 290 km / t nådd, i tillegg til en høyde på 3660 meter. Tiltrotor -testene fortsatte i 1965, men allerede i en vindtunnel. Disse testene ble stoppet på grunn av løsningen av nacellen med propellen og skaden Bell XV-3 mottok.

Luftforsvaret og den amerikanske hæren hadde svært store forhåpninger om utviklingen av denne typen fly, og trodde at omformere er best egnet for rekognosering, kommunikasjon og redningsoperasjoner. Bell har laget en rekke prosjekter for både militære og sivile modeller av slike roterende vingefly. På en rekke av dem var det planlagt å installere to gassturbinmotorer plassert i gondoler under vingen, mens maksimal hastighet skulle være omtrent 400 km / t.

Bell XV-3 tiltrotor hadde samme oppsett som konvensjonelle fly. Det mest enkle og passende var oppsettet, der propellene var plassert i enden av vingene: da de ble snudd, ble tiltrotoren lik et tvillingrotor-tverrhelikopter. Under vertikal start ble strømmen fra propellene hemmet og blåste over vingen, noe som var årsaken til tap av propeller i skyvekraft, og maksimal hastighet på tiltrotoren var relativt liten på grunn av lav effekt til vekt forholdet mellom eksperimentelle fly.

Eksternt er den eksperimentelle Bell XV-3-tiltrotoren en enplan med en motor og to roterende trebladede propeller, samt et skli-chassis av en veldig enkel design, chassiset var 2,8 meter. Samtidig ble flykroppen preget av gode aerodynamiske former. I baugen var det en cockpit med et stort glassområde. I denne hytta var det en pilot, co-pilot eller observatør, samt to passasjerer, i stedet for dem var det mulig å plassere en såret person på en båre med en ordnet. Tiltrotorens vinge var rett og hadde et relativt lite område, siden det ble beregnet å skape løft bare ved marsjfart. I enden av vingen var små gondoler med roterende skruer. Vingespissbelegget kan fjernes av tekniske servicerepresentanter for å få tilgang til overføringskomponentene. Vingen hadde også uttrekkbare klaffer og ailerons. Halenheten var den samme som for konvensjonelle fly - med et ror, med en stor vertikal hale, på kjølen var det en stabilisator med et spenn på 4 meter med heiser.

På grunn av sin design hadde Bell XV-3 tiltrotor en rekke unike operasjonelle funksjoner. For eksempel var kryssoverføringen, som var typisk for flermotorige fly, fraværende. I tilfelle strømbrudd ble Bell XV-3-propellene automatisk brakt til en vertikal posisjon, noe som resulterte i at tiltrotoren kunne gå ned på autorotasjon som et vanlig helikopter eller et konvensjonelt gyroplan. På samme tid bøyde propellene seg frem for å skape skyvekraft, men under horisontal flyging ble en del av heisen likevel skapt av apparatets vinge.

Det vanskeligste for Bell-ingeniører var valget av propeller med den optimale diameteren til Bell XV-3 tiltrotor. Hele poenget var at for vertikal start av kjøretøyet var det behov for propeller med stor diameter, mens det i horisontal flyging var mer lønnsomt å bruke små propeller. Til syvende og sist var kompromissdiameteren på skruene 7,6 meter. Trebladede propeller med denne diameter var plassert i naceller ved vingespissene. Skruehylsene hadde kryssende vertikale og horisontale hengsler i en avstand på 0,44 meter fra rotasjonsaksen, samt svingkompensatorer. Propellnavene var dekket med fairings. Helmetalllimede blader i plan hadde en rektangulær form og en geometrisk vri på 20 grader.

Den eksperimentelle Bell XV-3-tiltrotoren ble drevet av en Pratt & Whitney luftkjølt radialstempelmotor. Det var R-985-AN-1 og motoren hadde en maksimal effekt på 450 hk. ved 2300 o / min i 450 meters høyde og under start. Motoren ble installert i den sentrale delen av flykroppen. På grunn av utilstrekkelig kraft til kraftverket var maksimal hastighet begrenset til 280 km / t, selv om tiltrotoren viste en større verdi under tester. Å oppnå høyere hastighet var mulig ved å bytte ut motoren med en kraftigere. Spesielt var det planer om å installere en dobbeltaksel GTE Lycoming T-53, som utviklet en effekt på 825 hk.

Etter at Bell XV-3-testene var fullført, ble ikke ideen om en tiltrotor forlatt i USA. Etter ham ble en ny modell født. Det nye flyet var utstyrt med allerede roterende motorer. Den mottok betegnelsen Bell XV-15 og foretok jomfruturen i mai 1977. Og 19. mars 1989 tok Bell V-22 Osprey tiltrotor opp i himmelen, som har vært i drift siden 2005. Han tjener i Marine Corps og United States Air Force Special Operations Command. Fra 2016 har mer enn 300 kjøretøyer av denne typen blitt bygget, og forsyningen av disse omformerne til de amerikanske væpnede styrkene fortsetter.