Eksperimentel tiltrotor Bell XV-3

2024 Forfatter: Matthew Elmers | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 22:00

Bell XV-3 er en amerikansk eksperimentel tiltrotor. Det foretog sin første flyvning den 23. august 1955. Den første overgang fra lodret til vandret flyvning var den 18. december 1958. I alt blev mere end 250 testflyvninger gennemført i 1966, hvilket viste den grundlæggende mulighed for at oprette en tiltrotor med roterende skruer. Testen af dette fly blev anerkendt som vellykket, så det blev besluttet at bygge på et grundlag et apparat, der allerede havde roterende motorer, hvilket førte til oprettelsen af Bell XV-15 tiltrotor.

Den eksperimentelle Bell XV-3 havde et stort fly designet til 4 passagerer, faste vinger med et spænd på 9,54 meter og en Pratt & Whitney R-985 motor, som udviklede en maksimal effekt på 450 hk. Rotor -propellen, der var placeret på konsollen af hver vinge, blev overført til den nødvendige position ved hjælp af elektriske motorer: opad - til lodret flyvning, fremad - til vandret flyvning.

For at få et fly, der kunne kombinere funktionerne i et fly og en helikopter, blev der gjort mange forsøg på at skabe en række roterende vingemaskiner, herunder roterende propeller, som i vest blev kaldt tiltrotor, og i vores land - en helikopter-fly. Disse fly var udstyret med roterende propeller med stor diameter med hængslede knive og en lille belastning på det fejede område, som i helikoptere, hvilket gav sådanne maskiner mulighed for at udføre lodret start med en relativt lav effekt af motoren installeret på dem.

Tiltrotor -propellerne blev kørt direkte fra motorerne, som kunne installeres i nacellerne, drejes med propellerne, eller fra motoren / motorerne, der var placeret i bilens skrog eller i separate naceller, mens kun propellerne drejede, når skifte til en anden flyvemodel. Under vandret flyvning blev tiltrotoren styret som et fly - ved hjælp af almindelige flykontroller og ved skift til lodret flyvning - som en helikopter ved hjælp af styring af propellernes generelle og cykliske stigning. Det blev antaget, at tiltrotorer i tilfælde af funktionsfejl i et kraftværk ville kunne lande som et fly med planlægning og delvis hældning af propellerne eller, som en helikopter, i autorotationstilstand.

Tiltrotor Bell XV-3

I mange år har Bell -virksomheden udført en stor mængde forskning og eksperimentelt arbejde inden for tiltrotorisk skabelse, arbejdet i denne retning blev ledet af designerne Arthur Young og Bertrand Kelly, senere sluttede Robert Lichten sig til dem. Ved den amerikanske hærskonkurrence fra 1950 om det bedste flydesign til rekognoscering og redningstjenester i frontlinien præsenterede Bell et tiltrotor -design med tiltrotorpropeller. I alt overvejede kommissionen 17 forskellige projekter, hvoraf kun 3 projekter med roterende vingefly blev valgt, herunder projektet af designerne af "Bell" -selskabet. Som et resultat af konkurrencen i 1951 underskrev det amerikanske luftvåben en kontrakt med dette selskab om konstruktion af to eksperimentelle konvertere til efterfølgende flyvningstest af køretøjerne.

Byggeriet af den første Bell tiltrotor, der oprindeligt modtog betegnelsen Bell XH-33, og senere Bell XV-3, blev forsinket, arbejdet blev først afsluttet i begyndelsen af 1955, og den 10. februar samme år den første embedsmand demonstration af nyheden fandt sted. Den 11. august 1955 fandt de første lodrette start- og svæveflyvninger sted og derefter overgange til vandret flyvning, da propellerne vippede op på 15 grader (testpilot Floyd Carlson). I de efterfølgende tests af tiltrotoren, der fandt sted den 25. oktober 1956 i luften i 60 meters højde med propellerne vippet 20 grader, mistede enheden kontrollen på grund af mekanisk ustabilitet og faldt, mens Bell XV-3 var ødelagt, og testpilot Dick Stensbury som følge af faldet, blev han alvorligt kvæstet.

På grund af katastrofen fortsatte yderligere flyvningstest af tiltrotoren først i 1958 i anden instans af Bell XV-3. Først havde den tobladede propeller, men snart blev de erstattet af trebladede. For første gang blev der foretaget en fuld overgang fra lodret flyvning til vandret flyvning med efterfølgende lodret landing 18. december 1958, i denne flyvning blev tiltrotoren styret af testpilot Bill Quinlen. I efterfølgende flyvninger kunne enheden nå en hastighed på 212 km / t i 1220 meters højde. I 1962 blev denne enhed overført til yderligere test på NASA Langley Research Center. I dette center fløj Bell XV-3 med succes i lodrette tilstande og udførte ufuldstændige overgange til flytilstand med en propelafstand på 30-40 grader.

Tiltrotoren blev også testet på et specielt stativ, hvor der blev udført en fuld overgang til "fly" -tilstanden. Når man skiftede fra en helikopterflyvningstilstand til et fly, blev propellerne vippet 90 grader ved hjælp af et snekkegear fra elektriske motorer. Overgangsprocessen tog normalt kun 15-20 sekunder. På samme tid var Bell XV-3 tiltrotoren i stand til at fortsætte med at flyve på enhver mellemliggende position af propellerne under overgangen. I alt har denne tiltrotor udført mere end 250 testflyvninger og 110 fulde overgange mellem flyvetilstande efter at have fløjet omkring 450 timer i løbet af denne tid. Under disse flyvninger blev en maksimal hastighed på 290 km / t nået, samt en højde på 3660 meter. Tiltrotor -test fortsatte i 1965, men allerede i en vindtunnel. Disse test blev stoppet på grund af løsrivelse af nacellen med propellen og den skade, som Bell XV-3 modtog.

Luftvåbnet og den amerikanske hær havde meget store forhåbninger om udviklingen af denne type fly og mente, at konvertere er bedst egnede til rekognoscering, kommunikation og redningsoperationer. Bell har skabt en række projekter for både militære og civile modeller af sådanne roterende vingefly. På en række af dem var det planlagt at installere to gasturbinemotorer placeret i gondoler under vingen, mens maksimalhastigheden skulle være omkring 400 km / t.

Bell XV-3 tiltrotoren havde samme layout som konventionelle fly. Det mest enkle og egnede var layoutet, hvor propellerne var placeret i enderne af vingerne: da de blev drejet, blev tiltrotoren magen til en tvillingrotor-tværgående helikopter. Under lodret start blev strømmen fra propellerne hæmmet og blæste over vingen, hvilket var årsagen til tab af propeller i tryk, og tiltrotorens maksimale hastighed var relativt lille på grund af den lave effekt til vægt forholdet mellem forsøgsflyene.

Eksternt er den eksperimentelle Bell XV-3 tiltrotor en monoplan med en motor og to roterende tre-bladede propeller samt et skridsikkert chassis af et meget enkelt design, chassisbanen var 2, 8 meter. På samme tid blev flykroppen kendetegnet ved gode aerodynamiske former. I buen var der et cockpit med et stort vinduesparti. I denne kabine var der en pilot, co-pilot eller observatør, samt to passagerer, i stedet for dem var det muligt at placere en såret person på en båre med en ordnet. Tiltrotorens vinge var lige og havde et relativt lille område, da det kun blev beregnet til at skabe lift ved cruising flyvehastighed. I enderne af vingen var små gondoler med roterende skruer. Vingespidsbeklædningen kunne fjernes af tekniske servicerepræsentanter for at få adgang til transmissionskomponenterne. Vingen havde også indtrækbare klapper og ailerons. Halenheden var den samme som for konventionelle fly - med et ror, med en stor lodret hale, på kølen var der en stabilisator med et spænd på 4 meter med elevatorer.

På grund af sit design havde Bell XV-3 tiltrotoren en række unikke driftsfunktioner. For eksempel var krydstransmissionen, som var typisk for flermotorede fly, fraværende. I tilfælde af et kraftværksfejl blev Bell XV-3-propellerne automatisk bragt til en lodret position, hvilket resulterede i, at tiltrotoren kunne sænke sig ved autorotation som en almindelig helikopter eller en konventionel gyroplan. På samme tid bøjede propellerne sig frem for at skabe tryk, men under vandret flyvning blev en del af liften alligevel skabt af apparatets vinge.

Det sværeste for Bell-ingeniører var valget af propeller med den optimale diameter til Bell XV-3 tiltrotoren. Hele pointen var, at til lodret start af køretøjet var der brug for propeller med stor diameter, mens det ved vandret flyvning var mere rentabelt at bruge små propeller. I sidste ende var kompromiddiameteren på drejeskruerne 7,6 meter. Trebladede propeller med denne diameter var placeret i naceller ved vingespidserne. Skruemufferne havde krydsende lodrette og vandrette hængsler placeret i en afstand på 0,44 meter fra rotationsaksen samt svingkompensatorer. Propellnavene var dækket med fairings. Alle metallimede blade i plan havde en rektangulær form og et geometrisk twist på 20 grader.

Den eksperimentelle Bell XV-3 tiltrotor blev drevet af en Pratt & Whitney luftkølet radial stempelmotor. Det var R-985-AN-1, og motoren havde en maksimal effekt på 450 hk. ved 2300 o / min i 450 meters højde og under start. Motoren blev installeret i den centrale del af skroget. På grund af kraftværkets utilstrækkelige effekt var maksimalhastigheden begrænset til 280 km / t, selv om tiltrotoren viste en større værdi under test. Det var muligt at opnå højere hastighed ved at udskifte motoren med en mere kraftfuld. Især var der planer om at installere en dobbeltaksel GTE Lycoming T-53, som udviklede en effekt på 825 hk.

Efter afslutningen af Bell XV-3-testene blev ideen om en tiltrotor ikke opgivet i USA. Efter ham blev en ny model født. Det nye fly var udstyret med allerede roterende motorer. Det modtog betegnelsen Bell XV-15 og foretog sin jomfrutur i maj 1977. Og den 19. marts 1989 tog Bell V-22 Osprey tiltrotor i luften, som har været i drift siden 2005. Han tjener i Marine Corps og United States Air Force Special Operations Command. Fra 2016 er mere end 300 køretøjer af denne type blevet bygget, og forsyningen af disse omformere til de amerikanske væbnede styrker fortsætter.