Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I

Innholdsfortegnelse:

Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I
Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I

Video: Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I

Video: Prosjekter av fly av typen
Video: Nuclear Submarine Successfully Test 4 Ballistic Missiles #shorts 2024, Kan
Anonim

Nye nyheter kommer fortsatt fra den kinesiske utstillingen Airshow China 2012. Av de siste nyhetene som ble presentert på utstillingen, er det mest interessante det nye kinesiske høyhastighetshelikopterprosjektet. Som det kan sees av utformingen av rotorfarkosten, som mottok kodenavnet Avant-Courier, da den ble opprettet, ble maksimal flyhastighet satt i spissen. Dette bevises av den "slikket" flykroppen, utstikkere av rotornav, samt to små vinger med motornaceller og propeller. Frem til nå hadde bare helikoptre designet for å utvikle høye flygehastigheter et slikt utseende. Utseendet til den kinesiske Avant-Courier indikerer at Kina har sluttet seg til helikopterløpet.

Bilde
Bilde

Opplegget som kineserne brukte innen innenlandsk teknologi kalles begrepet "rotorcraft". Dette betyr at flyet har en egen hovedrotor som holder flyet i luften, og et eget system for å skape horisontal skyvekraft. Hovedfordelen med et slikt opplegg ligger i fraværet av behovet for å utvikle og produsere en kompleks skruehylse med en skvettplate. I tillegg blir den horisontale skyvkraften "ansvaret" for et eget system, snarere enn rotoren, og som en konsekvens blir motoreffekten forbrukt mer effektivt, noe som gjør det mulig å oppnå mye høyere flygehastigheter. Alle fordelene med helikopteret, for eksempel muligheten til å sveve og ta av / lande på små områder, er fullt bevart. Fram til en viss tid konkurrerte rotorfly nesten på like vilkår med helikoptre om retten til å bli hovedklassen av vertikale startfly, men av en rekke årsaker - først og fremst på grunn av en relativt kompleks overføring - tapte de. Likevel fortsatte utviklingen av rotorcraft, selv om de ikke kan konkurrere med helikoptre når det gjelder antall.

Fairey Rotodyne

Et av de første rotorprosjektene som hadde gode muligheter for praktisk bruk, var engelske Fairey Rotodyne, opprettet på midten av femtitallet. Målet med dette prosjektet var å produsere et lovende flerbruksfly (først og fremst transport) som var i stand til å bære nyttelast med høyere hastighet enn de daværende helikoptrene. Samtidig, med tanke på hastighet, var det nødvendige apparatet dårligere enn tilgjengelige fly, men krevde ikke store start- og landingssteder. Etter en liten refleksjon over utseendet til den fremtidige maskinen, husket ingeniørene i Fairy -selskapet den gamle ideen med en separat hoved og separate trekkskruer. Som et resultat av forsknings- og utviklingsarbeid ble den første prototypen til Rotodyne -maskinen bygget i 1957. Han var noe som kombinerer funksjonene til et helikopter og et fly. I den øvre delen av den sigarformede flykroppen ble det installert en propellpylon. På sidene av kjøretøyet var det to vinger med en nacelle på hver. I haleseksjonen av flykroppen ble det utstyrt med en stabilisator med to kjølskiver.

Bilde
Bilde

Kraftverket til Rotodain er av spesiell interesse. Enheten hadde hele seks motorer. De to første av dem er Napier Eland NE1.7 turboprop med en kapasitet på 2800 hk hver. - plassert i motorens naceller på vingen. Gjennom sine egne girkasser roterte de trekkskruene. Hovedrotoren ble spunnet opp ved hjelp av fire miniatyr jetmotorer (en på hvert blad) av vår egen design. Et luftblødningssystem ble installert på turbopropmotorer, som kom inn i motorene på bladene, der det ble blandet med drivstoff. Den brente blandingen drev rotoren i rotasjon. Et slikt system var ganske komplekst og uvanlig for luftfartsteknologi, men bruken av en propellstråledrift gjorde det mulig å forenkle utformingen av hele Rotodyne på grunn av fraværet av behovet for en halerotor for å motvirke det reaktive øyeblikket av hovedrotor. I tillegg sørget Rotodine kraftverk for muligheten til å slå av hovedrotordriften, hvoretter enheten kunne fly som en autogyro og bruke all motoreffekt på horisontalt trykk. Den resulterende rotorcraft Rotodyne hadde solide dimensjoner: en rotordiameter på 27,5 meter, en total lengde på nesten 18 meter og en tørrvekt på 7200 kilo. I utgangspunktet ble bare alternativet for transport av passasjerer utviklet. Hytta på enheten kunne romme opptil førti personer med bagasje. Ved maksimal belastning var startvekten til Rotodine litt under femten tonn.

6. november 1957 tok den første prototypen av rotorflyet fart. I løpet av de første flyvningene "over-the-air" ble kontrollerbarheten nok en gang testet: Faktum er at krøllkontrollen ble utført ikke av støt fra halerotoren, som ikke var der, men av en egen endring i stigningen til de trekkende propellene. De aller første flyvningene viste levedyktigheten til et slikt system. Fram til slutten av det første testtrinnet nådde Rotodine en hastighet på 250 km / t og en høyde på 2100 meter. Samtidig foregikk alle flyvninger uten å slå av hovedrotormotorene og uten bruk av trekkende propeller. Våren 1958 begynte den andre fasen av testing, hvor rotorflyet begynte å gå over til autorotasjon og fly ved hjelp av turbopropmotorer. Helt i begynnelsen av 1959 satte Fairey Rotodyne en hastighetsrekord for rotorfly. På en stengt 100 kilometer lang rute akselererte den til 307 km / t. Dette var nesten 80 kilometer i timen raskere enn den forrige helikopterrekorden. Samtidig viste beregninger at uten å endre designet, er Rotodyne i stand til å nå baren på 400 km / t.

Bilde
Bilde

Rotodyne ble først vist for publikum på Farnborough Air Show i 1958, der det uvanlige designet umiddelbart vakte stor oppmerksomhet. I tillegg til nysgjerrige "vanlige" besøkende, er imidlertid potensielle kunder også interessert i dem. Allerede før slutten av testene uttrykte flere store luftfartsselskaper et ønske om å motta slikt utstyr, og det kanadiske selskapet Okanagan Helicopters (nå CHC Helicopters), uten å vente på slutten av salongen, signerte en foreløpig kontrakt for levering av kl. minst ett nytt rotorskip. Dessuten ble selv Pentagon og Royal Air Force of Great Britain interessert i en lovende maskin. Mange kunder ønsket imidlertid å få en bil med høyere bæreevne. Beregningene til økonomene i selskapet "Fairy" helt i begynnelsen av arbeidet viste at den mest effektive i økonomiske termer ville være versjonen av rotorfarkosten, som kunne bære 60-65 passasjerer. Det var på 65 steder flere rederier insisterte. Omdesignet av prosjektet krevde en solid økonomisk investering - omtrent 8-10 millioner pund. På grunn av dette havnet Rotodyne -prosjektet helt på slutten av femtitallet i en veldig vanskelig situasjon. Potensielle kunder ønsket ikke å betale for designarbeidet, og Fairey Aviation hadde ikke egne midler.

I tillegg til sine egne problemer med å finansiere Rotodine -prosjektet, ble planene til den britiske regjeringen truffet. Reduserte regjeringsordrer tvang Fairy Aviation til å bli en del av Westland, og sistnevnte hadde ingen planer om å utvikle sitt Rotodyne -program. Finansiering til et lovende rotorskip var utilstrekkelig, noe som førte til forsinkelse i testing. På grunn av dette forlot de fleste rederiene planene. I 1962, til tross for de første planene om å starte masseproduksjon, ble Rotodyne -prosjektet kansellert. Et interessant og dristig fly kunne ikke takle byråkrati, økonomiske problemer og mistillit til forretningsmenn.

Kamov Ka-22

Nesten samtidig med etableringen av den engelske Rotodine, begynte et noe lignende prosjekt i vårt land. Snarere var bare tidspunktet for hoveddesignarbeidet omtrent sammenfallende, og ideene til begge prosjektene dukket opp på slutten av førtiårene. Det første sovjetiske rotorfartøyet med egenskaper egnet for praktisk bruk vokste ut av ideen om å slepe et helikopter med et fly. I dette tilfellet kan det tauede kjøretøyet bytte til autorotasjonsmodus og spare mye drivstoff. Den praktiske anvendelsen av koblingen "fly-helikopter" så imidlertid ikke veldig praktisk ut. Det ble besluttet å utvikle et fly som kunne kombinere alle de positive egenskapene til de tilgjengelige typene.

Bilde
Bilde

I mai 1952 stilte designbyrået til N. I. Kamova fullførte den foreløpige designen av det fremtidige rotorfartøyet Ka-22. Allerede i de tidlige stadiene ble det foreslått å gjøre flyet til en tvillingskrue, med rotorens tverrstilling. I tillegg til den relative enkelheten til flyrammeutformingen, gjorde dette det mulig å forenkle overføringen betydelig: motorene som befinner seg i nacellene under hovedrotorene, kunne samtidig drive trekkpropellene. Faktisk var den vanskeligste delen av girkassen synkroniseringsmekanismen, som sikret samtidig rotasjon av begge rotorene samtidig, og ved en avstengning av en av motorene, fordelte kraften til den gjenværende. Samtidig ble Ka-22-ordningen på den tiden ansett som ikke helt egnet for massebruk. Alle tidligere tverrgående helikoptre led av det samme problemet - sterke vibrasjoner. Så viste det seg at vibrasjonene i konstruksjonen er en organisk ulempe ved skruene på tvers.

Det er verdt å merke seg at i tillegg til vibrasjoner, hadde det lovende prosjektet en rekke andre problemer. For eksempel viste beregninger behovet for å lage et kraftverk og en overføring som kan operere med en kapasitet på omtrent 12 tusen hestekrefter. Jeg måtte også bruke mye tid på å studere skruene. Ved en flyhastighet på omtrent 400 km / t oversteg strømningshastigheten i endene av rotorbladene lydhastigheten, noe som forringet deres egenskaper betydelig. Likevel taklet designerne på Kamov Design Bureau og TsAGI -ansatte aerodynamiske og ingeniørproblemer. Ti år etter disse arbeidene, N. I. Kamov forsvarte doktorgradsavhandlingen, som delvis knyttet til Ka-22-prosjektet. I følge M. L. Mil, for dette prosjektet var det nødvendig å umiddelbart gi en doktorgrad i teknisk vitenskap.

Det ferdige prosjektet så slik ut. På flykroppen til et tverrsnitt nær rektangulær ble halenheten montert fra en stabilisator og en kjøl. I den midterste delen av flykroppen ble en vinge på 23,8 meter installert, i enden av hvilken to motoraceller ble plassert for D-25VK-motorer med en kapasitet på 5500 hestekrefter. Nacellene huset også transmisjonssystemer som fordelte strøm til hoved- og trekkskruene. Den tomme Ka-22 veide nesten 26 tonn. Maksimal nyttelast oversteg 16 tonn. Samtidig, i noen tilfeller, kunne rotorflyet ikke bære mer enn fem tonn last - i dette tilfellet ble et akseptabelt flyområde oppnådd.

Bilde
Bilde

Den første prototypen på Ka-22 rotorfartøyet ble bygget i 1958, men etter å ha blitt overført til flysteststasjonen, var det nødvendig med noen modifikasjoner. På grunn av dem fant den første flyreisen sted bare i midten av 59. året. Ved slutten av året ble flyoppdrag lagt til helikopterfly, som inkluderte inkludering av trekkende propeller. 29. april 1960 ble den første sirkelflyvningen avsluttet kort tid etter starten. Mannskapet på pilot D. K. Efremov, noen sekunder etter start, kjente en sterk vibrasjon og ble tvunget til å lande i nærheten av flyplassen. Årsaken til problemene var løsrivelse av huden på et av bladene til høyre hovedrotor. I fremtiden ble testene av Ka-22 gjentatte ganger avbrutt for en kort tid på grunn av konstante tekniske mangler og forbedringer. I november 1961 satte imidlertid det nye rotorfarkosten verdensrekord og løftet 16485 kilo last til en høyde på 2557 meter.

Den alvorligste ulykken under testene av Ka-22 skjedde på slutten av sommeren 1962, da en prototype rotorcraft, som ble ferget fra Tasjkent-flyanlegget til Moskva, krasjet. Da du nærmet deg flyplassen i Dzhusaly, falt flyet på siden og falt til bakken og begravet syv besetningsmedlemmer under det. Årsaken til ulykken var frakobling av festemuffen til stigningskontrollkabelen til høyre hovedrotor. Det andre rotorfartøyet som ble innhentet ble sendt til inspeksjon og revisjon. Testene ble gjenopptatt først våren neste år. Den nye fasen av flyreiser i henhold til programmet gjentok de forrige: først, start ved hjelp av rotorer, og deretter testflyvninger "som et fly". De siste testene ble generelt sett ansett som vellykkede, men rotorflyet krevde fortsatt forbedring for bruk i luftvåpenet. Under testene nådde bilen en maksimal hastighet på 356 kilometer i timen. En ytterligere økning i flyhastigheten var forbundet med en viss risiko, men baren i de anslåtte 400 km / t kunne fremdeles erobres.

Likevel var det ikke nødvendig med finjustering, og hastigheten på fire hundre kilometer i timen forble uoppnåelig. Selv i slutten av 1963 forble Ka-22-prosjektet på scenen for testing av prototyper. På dette tidspunktet gikk hovedkonkurrenten Mi-6-helikopteret i produksjon og ble tatt i bruk. Ka-22 ble opprinnelig utviklet som et alternativ til det nye kraftige helikopteret. Vanskeligheter med design og testing av de ferdige rotorflyene påvirket til slutt tidspunktet for prosjektet, som til slutt satte en stopper for det. Ledelsen for luftfartsindustrien og forsvarsdepartementet mistet interessen for det komplekse og lange prosjektet i 1964. Arbeidet med Ka-22 ble stoppet.

Lockheed ah-56 cheeyenne

Lockheed har alltid vært kjent for sin banebrytende konstruksjon. Ofte kostet implementeringen av nye ideer kunden store summer eller ble stoppet på grunn av tekniske problemer, men dette påvirket nesten ikke "iveren" til designerne. På sekstitallet prøvde ansatte i "Lockheed" seg på å lage roterende vingemaskiner. Unødvendig å si at prosjektet viste seg å være interessant og til en viss grad dristig? Det resulterende rotorflyet AH-56 Cheeyenne tiltrekker seg fremdeles oppmerksomhet fra spesialister, men selve skjebnen til prosjektet viste seg å være trist.

Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I
Prosjekter av fly av typen "rotorcraft". Del I

På midten av sekstitallet av forrige århundre ønsket Pentagon et nytt angrepshelikopter med gode fly- og kampegenskaper. Programmet for den militære avdelingen mottok betegnelsen AAFSS og 12 designorganisasjoner var involvert i den. Bare to firmaer gikk inn i siste fase av konkurransen-Lockheed med sitt AH-56 Cheeyenne-prosjekt og Sikorsky med S-66. De tekniske kravene til det nye helikopteret inkluderte høy hastighet. Militæret antok at det nye angrepshelikopteret skulle bruke minst mulig tid på å angripe angrepsområdet. Av denne grunn involverte begge prosjektene installasjon av en skyvepropell i helikopterets hale. Dette faktum gjør helikoptrene til vurdering et fly av klassen "rotorcraft". Det er bemerkelsesverdig at ingeniører ved Lockheed og Sikorsky har valgt forskjellige metoder for å motvirke det reaktive øyeblikket til hovedrotoren. "Lockheed" gjorde det enkelt: til halerotoren med fire blader la de til en trebladet skyver som ligger helt i enden av halebommen. Selskapet "Sikorsky" designet en spesiell mekanisme som snudde halerotoren 90 °. Etter en slik sving gikk hovedrotoren i autorotasjonsmodus og skapte ikke et reaktivt øyeblikk. Kunden syntes imidlertid S-66 helikopteroppsettet var for komplekst. I 1966 ble dette prosjektet stengt til fordel for Lockheed AH-56 Cheeyenne.

Den relative enkelheten til Cheyennes haleseksjon ble mer enn oppveid av den generelle dristigheten til andre tekniske løsninger. Rotorcraft -helikopteret mottok et tynt flykropp med konvekse vinduer i cockpit. For sin gjenkjennelige karakteristiske form fikk rotorflyet kallenavnet Dragonfly - "Dragonfly". På toppen av flykroppen ble det installert et lavprofil propellnav, som tre blader ble hengt på. For helikoptre på den tiden var den trebladede propellen en ganske dristig avgjørelse. De fleste roterende vingefly av den tiden hadde et jevnt antall blader for lettere balansering og mindre vibrasjon. En turboskaftmotor var plassert midt i flykroppen, bak propellnavet. På de første eksemplarene av AH-56 var det en General Electric T64-GE-16 med en kapasitet på i underkant av 3000 hestekrefter. Med en maksimal startvekt på omtrent 7 700 kg, kunne Cheyenne bære opptil 1700 liter parafin. Dette ga rotorcraften en unik maksimal rekkevidde på opptil 1400 kilometer. Til tross for den lave vekten hadde de viktige enhetene til helikopteret og mannskapet anti-kule- og splintbeskyttelse. Mannskapet på to befant seg i en felles cockpit; pilotens arbeidsplass var plassert bak og over navigator-skytterens arbeidsplass.

Lockheed -designerne innså ikke den store fremtiden for kamphelikoptre og rotorcraft, og kastet ikke bort tid på luftfart. Hovedelementet var General Electric XM-112 observasjons- og observasjonssystem. Dette systemet inkluderte 12 periskoper, en laseravstandsmåler og et nattesyn. Takket være XM-112 kunne navigatørskytteren kontrollere en 210 ° bred sektor foran bilen. En gjev sving kan gi allsidig sikt. XM-112-systemet ble kombinert med veiledningskomplekset til de nyopprettede BGM-71 TOW antitank-missilene. Missiler og andre våpen ble plassert på seks pyloner under vingen. Tre radiostasjoner for kommunikasjon med basen og jordforbindelser, utstyr for "venn eller fiende" identifikasjonssystem, en radiohøydemåler, en automatisk kurs og annet nødvendig elektronisk utstyr ble innebygd i overvåkings- og våpenskontrollsystemet. Et karakteristisk trekk ved Cheyennes avionikk er maksimal integrering av alt utstyr. Jo større, sammenlignet med tidligere helikoptre, påvirket antallet forskjellige elektronikk praktisk talt ikke bekvemmeligheten ved å håndtere det. Den eneste ulempen med avansert luftfart er den høye prisen på hele komplekset. I disse dager sparte imidlertid ikke det amerikanske militæret på militært utstyr.

Bilde
Bilde

Den potensielle operatøren av Sheeyenne rotorcraft kunne velge mellom et ganske bredt spekter av våpen. Så et fjernstyrt tårn fra Emerson Electric ble plassert i nesen på kampbilen. Under det sfæriske foringsrøret på tårnet var det mulig å plassere et seks-tommers XM-196 Gatling-rifle-maskingevær, en XM-129 40 mm automatisk granatkaster eller en XM-52 30 mm automatisk kanon. Ammunisjonsmengden til forskjellige fatsystemer var forskjellig, men i nesen på rotorfartøyet var det nok plass til å romme esker med patroner eller skall. Seks eksterne slyngeknuter kan bære ytterligere 907 kilo våpen, for eksempel ustyrte raketter eller TOW ATGM. Generelt overgikk kamppotensialet til Cheyenne betydelig kapasiteten til den nyopprettede Cobra AH-1.

Flyegenskapene til det nye rotorfartøyet var også høyere. AH-56 klatret til en høyde på tusen meter på mindre enn et minutt og kunne fly på en rekkevidde på opptil 1400 kilometer. Under testene ble en maksimal hastighet på 407 kilometer i timen nådd. 21. september 1967 tok den første flyprototypen av helikopteret fart. Han viste tydelig bekvemmeligheten til motoren med høy effekt og det påførte systemet med to halerotorer. Imidlertid, under overgangen fra hover til nivåflyging, så vel som under den siste, oppførte Cheyenne seg ustabilt. Mindre forbedringer ble ispedd testflyging. Denne praksisen varte til våren 1969: 12. mars krasjet den tredje flytekopien. Under flyturen begynte rotoren å vibrere, noe som gjorde at den traff lykten. Slaget var så sterkt at pilot D. Bale, som var i den øvre cockpiten, umiddelbart døde. Etter denne hendelsen var det et forslag om å utstyre rotorflyet med utkastningsseter og et system for å skyte bladene. På dette tidspunktet var det totale antallet Cheeyenne bygget eller under bygging åtte.

Cheyenne satt igjen med mange tekniske og operasjonelle problemer. Lockheeds ansatte jobbet aktivt for å eliminere dem, men Vietnamkrigen har allerede gått inn i en aktiv fase. Det amerikanske militæret trengte raskt et angrepshelikopter, som snart ble AH-1 Cobra. På slutten av våren 69 avsluttet Pentagon kontrakten med Lockheed. Bell mottok et lukrativt tilbud på rundt hundre millioner dollar. Senere fulgte andre kontrakter for flere hundre Cobras -trommer. Når det gjelder AH-56, fortsatte Lockheed prosjektet på eget initiativ og for egen regning. Cheyenne i AH-56A-versjonen hadde et oppdatert chassis, en ny fire-bladet propell og en kraftigere General Electric T64-GE-716-motor. I tillegg ble utstyrets sammensetning justert og produksjonsteknologien litt forenklet. I samsvar med det nye prosjektet ble det bygget to rotorskip. I 1972 presenterte Lockheed militæret med en oppdatert kampvogn, men de viste ikke lenger noen interesse. Prosjektet ble endelig avsluttet, og snart begynte Pentagon et nytt program, som ble resultatet av AH-64 Apache-helikopteret.

Det første rotorskipet til Lockheed -firmaet viste seg å være for komplekst og vågalt for sin tid. Dessuten var ikke Cheyenne heldig nok til å dukke opp til rett tid. På grunn av kampene i Vietnam mistet hovedkunden interessen for et lovende fly, selv om det var en uvanlig rotorcraft -klasse. Av de ti AH-56 som ble bygget, overlevde bare fire den dag i dag, som nå er museumsgjenstander.

Anbefalt: