Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I

Indholdsfortegnelse:

Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I
Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I

Video: Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I

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

Nye nyheder kommer fortsat fra den kinesiske udstilling Airshow China 2012. Af de seneste nyheder, der blev præsenteret på messen, er det mest interessante det nye kinesiske højhastighedshelikopterprojekt. Som det kan ses af designet af rotorflyet, der modtog kodenavnet Avant-Courier, da det blev oprettet, blev den maksimale flyvehastighed sat i spidsen. Dette fremgår af den "slikkede" skrog, rotorer af rotornav samt to små vinger med motoraceller og propeller. Indtil nu havde kun helikoptere designet til at udvikle høje flyvehastigheder sådan et udseende. Udseendet af den kinesiske Avant-Courier indikerer, at Kina har tilsluttet sig helikopterløbet.

Billede
Billede

Den ordning, som kineserne anvender inden for indenlandsk teknologi, kaldes betegnelsen "rotorcraft". Det betyder, at flyet har en separat hovedrotor, der holder flyet i luften, og et separat system til at skabe vandret tryk. Den største fordel ved en sådan ordning ligger i fraværet af behovet for at udvikle og fremstille en kompleks skruehylse med en skårplade. Derudover bliver det vandrette tryk "ansvaret" for et separat system frem for rotoren, og som følge heraf forbruges motoreffekten mere effektivt, hvilket gør det muligt at opnå meget højere flyvehastigheder. Alle fordelene ved helikopteren, såsom evnen til at svæve og starte / lande på små områder, er fuldt bevaret. Indtil et bestemt tidspunkt konkurrerede rotorfly næsten på lige vilkår med helikoptere om retten til at blive hovedklassen af lodrette startfly, men af en række årsager - primært på grund af en relativt kompleks transmission - tabte de. Ikke desto mindre fortsatte udviklingen af rotorkøretøjer, selvom de antalmæssigt ikke kan konkurrere med helikoptere.

Fairey Rotodyne

Et af de første rotorprojekter, der havde gode muligheder for praktisk brug, var engelske Fairey Rotodyne, der blev oprettet i midten af halvtredserne. Målet med dette projekt var at fremstille et lovende multifunktionelt (primært transport) fly, der var i stand til at bære en nyttelast med en højere hastighed end de daværende helikoptere. Samtidig med hensyn til hastighed var det nødvendige apparat ringere end det tilgængelige fly, men krævede ikke store start- og landingssteder. Efter en lille refleksion over den fremtidige maskines udseende huskede ingeniørerne i Fairy -firmaet den gamle idé med en separat hoved og separate trækskruer. Som et resultat af forsknings- og udviklingsarbejde blev den første prototype af Rotodyne -maskinen bygget i 1957. Han var noget, der kombinerer funktionerne i en helikopter og et fly. I den øverste del af den cigarformede skrog blev der installeret en propelpylon. På siderne af køretøjet var der to vinger med en nacelle på hver. I halesektionen af skroget var der tilvejebragt en stabilisator med to kølskiver.

Billede
Billede

Rotodains kraftværk er af særlig interesse. Enheden havde hele seks motorer. De to første af dem er Napier Eland NE1.7 turboprop med en kapacitet på 2800 hk hver. - huset i motorens naceller på vingen. Gennem deres egne gearkasser drejede de trækskruerne. Hovedrotoren blev spundet op ved hjælp af fire miniature jetmotorer (en på hvert blad) i vores eget design. Et luftudluftningssystem blev installeret på turbopropmotorer, som kom ind i motorerne på knivene, hvor det blev blandet med brændstof. Den brændte blanding drev rotoren i rotation. Et sådant system var ret komplekst og usædvanligt for luftfartsteknologi, men brugen af et propelstråledrev gjorde det muligt at forenkle designet af hele Rotodyne på grund af fraværet af behovet for en halerotor for at imødegå det reaktive øjeblik af hovedrotor. Derudover gav Rotodine -kraftværket mulighed for at slukke for hovedrotordrevet, hvorefter enheden kunne flyve som en autogyro og bruge al motoreffekten på vandret tryk. Den resulterende rotorcraft Rotodyne havde solide dimensioner: en rotordiameter på 27,5 meter, en samlet længde på næsten 18 meter og en tørvægt på 7200 kilo. I første omgang blev kun muligheden for transport af passagerer udviklet. Enhedens kabine kunne rumme op til fyrre mennesker med bagage. Ved maksimal belastning var Rotodines startvægt lidt under femten tons.

Den 6. november 1957 tog den første prototype af rotorflyet fart. I løbet af de første flyvninger "over-the-air" blev kontrollen igen testet: Faktum er, at krængningskontrollen ikke blev udført af halerotorens tryk, som ikke var der, men af en separat ændring i stigningen på de trækkende propeller. De allerførste flyvninger viste levedygtigheden af et sådant system. Indtil slutningen af den første fase af testen nåede Rotodine en hastighed på 250 km / t og en højde på 2100 meter. Samtidig foregik alle flyvninger uden at slukke for hovedrotormotorerne og uden brug af trækkende propeller. I foråret 1958 begyndte den anden fase af testen, hvor rotorflyet begyndte at skifte til autorotation og flyve ved hjælp af turbopropmotorer. I begyndelsen af 1959 satte Fairey Rotodyne en hastighedsrekord for rotorfly. På en lukket rute på 100 kilometer accelererede den til 307 km / t. Dette var næsten 80 kilometer i timen hurtigere end den tidligere helikopterrekord. Beregninger viste samtidig, at Rotodyne uden at ændre designet er i stand til at nå barren på 400 km / t.

Billede
Billede

Rotodyne blev første gang vist for offentligheden på Farnborough Air Show i 1958, hvor dets usædvanlige design straks vakte stor opmærksomhed. Udover nysgerrige "almindelige" besøgende er potentielle kunder dog også interesseret i dem. Allerede inden testens afslutning udtrykte flere store luftfartsselskaber et ønske om at modtage sådant udstyr, og det canadiske selskab Okanagan Helicopters (nu CHC Helicopters) underskrev uden at vente på salons afslutning en foreløbig kontrakt om levering af kl. mindst et nyt rotorfly. Desuden blev selv Pentagon og Royal Air Force i Storbritannien interesseret i en lovende maskine. Mange kunder ønskede dog at få en bil med en større bæreevne. Beregningerne af økonomerne i virksomheden "Fairy" i begyndelsen af arbejdet viste, at den mest effektive rent økonomisk ville være versionen af rotorflyet, der kunne transportere 60-65 passagerer. Det var på 65 steder, flere rederier insisterede. Omdesignet af projektet krævede en solid økonomisk investering - omkring 8-10 millioner pund. På grund af dette kom Rotodyne -projektet i slutningen af halvtredserne i en meget akavet situation. Potentielle kunder ønskede ikke at betale for designarbejdet, og Fairey Aviation havde ikke egne midler.

Ud over sine egne problemer med finansieringen af Rotodine -projektet blev den britiske regerings planer ramt. Reducerede regeringsordrer tvang Fairy Aviation til at blive en del af Westland, og sidstnævnte havde ingen planer om at udvikle sit Rotodyne -program. Finansiering til en lovende rotor var utilstrækkelig, hvilket førte til forsinkelse i testningen. På grund af dette opgav de fleste rederier deres planer. I 1962 blev Rotodyne -projektet på trods af de første planer om at starte masseproduktion annulleret. Et interessant og fedt fly kunne ikke klare bureaukrati, økonomiske problemer og mistillid til forretningsmænd.

Kamov Ka-22

Næsten samtidigt med oprettelsen af den engelske Rotodine begyndte et noget lignende projekt i vores land. Snarere faldt kun tidspunktet for hoveddesignarbejdet nogenlunde sammen, og idéerne til begge projekter dukkede op i slutningen af firserne. Det første sovjetiske rotorfly med egenskaber, der er egnede til praktisk brug, voksede ud af tanken om at trække en helikopter med et fly. I dette tilfælde kan det bugserede køretøj skifte til autorotationstilstand og spare meget brændstof. Den praktiske anvendelse af "fly-helikopter" -forbindelsen så imidlertid ikke særlig praktisk ud. Det blev besluttet at udvikle et fly, der kunne kombinere alle de positive egenskaber ved de tilgængelige typer.

Billede
Billede

I maj 1952 blev designbureauet N. I. Kamova afsluttede det foreløbige design af det fremtidige rotorcraft kaldet Ka-22. Allerede i de tidlige faser blev det foreslået at gøre flyet til en dobbeltskrue med rotorernes tværstilling. Ud over den relative enkelhed i flyskrogdesignet gjorde dette det muligt at forenkle transmissionen betydeligt: motorerne placeret i nacellerne under hovedrotorerne kunne samtidigt drive de trækkende propeller. Faktisk var den sværeste del af transmissionen synkroniseringsmekanismen, som sikrede samtidig rotation af begge rotorer og, i tilfælde af nedlukning af en af motorerne, fordelte effekten af den resterende. Samtidig blev Ka-22-ordningen på det tidspunkt anset for ikke helt egnet til massebrug. Alle tidligere tværgående helikoptere led af det samme problem - stærke vibrationer. Derefter fremgik udtalelsen, at strukturens vibrationer er en organisk ulempe ved skruernes tværgående arrangement.

Det er værd at bemærke, at udover vibrationer havde det lovende projekt en række andre problemer. For eksempel viste beregninger behovet for at oprette et kraftværk og en transmission, der kan fungere med en kapacitet på omkring 12 tusinde hestekræfter. Jeg måtte også bruge meget tid på at studere skruerne. Ved en flyvehastighed på omkring 400 km / t oversteg strømningshastigheden i enderne af rotorbladene lydhastigheden, hvilket forringede deres egenskaber betydeligt. Ikke desto mindre klarede designerne på Kamov Design Bureau og TsAGI -medarbejdere aerodynamiske og tekniske problemer. Ti år efter disse værker, N. I. Kamov forsvarede sin doktorafhandling, som delvist vedrørte Ka-22-projektet. Ifølge M. L. Mil, for dette projekt var det nødvendigt straks at give en doktorgrad i tekniske videnskaber.

Det færdige projekt så sådan ud. På skroget af et tværsnit tæt på rektangulært blev haleenheden monteret fra en stabilisator og en køl. I den midterste del af skroget blev der installeret en vinge på 23,8 meter, i enderne af hvilke der blev placeret to motoraceller til D-25VK-motorer med en kapacitet på 5500 hestekræfter. Nacellerne husede også transmissionssystemer, der fordelte strøm til hoved- og trækskruerne. Den tomme Ka-22 vejede næsten 26 tons. Den maksimale nyttelast oversteg 16 tons. På samme tid kunne rotorfartøjet i nogle tilfælde ikke bære mere end fem tons last - i dette tilfælde blev en acceptabel flyvebane opnået.

Billede
Billede

Den første prototype af Ka-22 rotorfartøjet blev bygget i 1958, men efter at være blevet overført til flyvningsteststationen var der behov for nogle ændringer. På grund af dem fandt den første flyvning først sted midt i det 59. år. Ved udgangen af året blev der tilføjet flyvemissioner til helikopterflyvninger, som omfattede inkludering af trækkende propeller. Den 29. april 1960 sluttede den første cirkelflyvning kort efter starten. Besætningen på pilot D. K. Efremov, få sekunder efter start, følte en stærk vibration og blev tvunget til at lande nær flyvepladsen. Årsagen til problemerne var løsrivelse af huden på en af knivene på den højre hovedrotor. I fremtiden blev tests af Ka-22 gentagne gange afbrudt i kort tid på grund af konstante tekniske mangler og forbedringer. Men i november 1961 satte det nye rotorfartøj verdensrekord og løftede 16485 kilo last til en højde på 2557 meter.

Den alvorligste ulykke under testen af Ka-22 skete i slutningen af sommeren 1962, da en prototype rotorfly, der blev færget fra Tashkent-flyfabrikken til Moskva, styrtede ned. Da man nærmede sig flyvepladsen i Dzhusaly, faldt flyet på siden og faldt til jorden og begravede syv besætningsmedlemmer under det. Årsagen til ulykken var frakobling af fastgørelsesbøsningen til pitchkontrolkablet på den højre hovedrotor. Den anden rotor, der skulle overhales, blev sendt til inspektion og revision. Testene genoptog først i foråret næste år. Den nye fase af flyvninger i henhold til sit program gentog de tidligere: Først start ved hjælp af rotorer og derefter testflyvninger "som et fly". De seneste tests blev generelt betragtet som vellykkede, men rotorflyet krævede stadig forfining til brug i luftvåbnet. Under testene nåede bilen en maksimal hastighed på 356 kilometer i timen. En yderligere stigning i flyvehastighed var forbundet med en vis risiko, men baren ved de anslåede 400 km / t kunne stadig erobres.

Ikke desto mindre var finjustering ikke nødvendig, og hastigheden på fire hundrede kilometer i timen forblev uopnåelig. Selv i slutningen af 1963 forblev Ka-22-projektet på tidspunktet for test af prototyper. På dette tidspunkt gik dens hovedkonkurrent, Mi-6-helikopteren, i produktion og blev taget i brug. Ka-22 blev oprindeligt udviklet som et alternativ til den nye kraftige helikopter. Vanskeligheder ved design og test af det færdige rotorfly påvirkede i sidste ende projektets timing, hvilket i sidste ende satte en stopper for det. Ledelsen for luftfartsindustrien og forsvarsministeriet mistede interessen for det komplekse og lange projekt i 1964. Arbejdet med Ka-22 blev stoppet.

Lockheed ah-56 cheeyenne

Lockheed har altid været kendt for sin banebrydende teknik. Ofte kostede implementeringen af nye ideer kunden store summer eller blev stoppet på grund af tekniske problemer, men det påvirkede næsten ikke designernes "iver". I tresserne forsøgte medarbejdere i "Lockheed" sig selv med at oprette roterende vingemaskiner. Det er overflødigt at sige, at projektet viste sig at være interessant og til en vis grad fedt? Det resulterende rotorfly AH-56 Cheeyenne tiltrækker stadig specialisters opmærksomhed, men projektets egentlige skæbne viste sig at være trist.

Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I
Projekter af fly af typen "rotorcraft". Del I

I midten af tresserne i forrige århundrede ønskede Pentagon en ny angrebshelikopter med gode flyve- og kampegenskaber. Programmet for den militære afdeling modtog betegnelsen AAFSS og 12 designorganisationer var involveret i det. Kun to firmaer kom ind i konkurrencens sidste fase-Lockheed med sit AH-56 Cheeyenne-projekt og Sikorsky med S-66. De tekniske krav til den nye helikopter omfattede høj hastighed. Militæret antog, at den nye angrebshelikopter skulle bruge et minimum af tid på at komme ind i angrebsområdet. Af denne grund involverede begge projekter installationen af en skubberpropel i helikopterens hale. Denne kendsgerning gør, at helikoptrene i betragtning er et fly af "rotorcraft" -klassen. Det er bemærkelsesværdigt, at ingeniører i Lockheed og Sikorsky har valgt forskellige metoder til at modvirke hovedrotorens reaktive øjeblik. "Lockheed" gjorde det ganske enkelt: Til halerotoren med fire knive tilføjede de en trebladet skubber placeret helt for enden af halebommen. Firmaet "Sikorsky" designede en særlig mekanisme, der drejede halerotoren 90 °. Efter en sådan drejning gik hovedrotoren i autorotationstilstand og skabte ikke et reaktivt øjeblik. Kunden fandt imidlertid S-66 helikopterlayoutet for komplekst. I 1966 blev dette projekt lukket til fordel for Lockheed AH-56 Cheeyenne.

Den relative enkelhed i Cheyennes halesektion blev mere end opvejet af den generelle dristighed i andre tekniske løsninger. Rotorcraft -helikopteren modtog et tyndt flyskrog med konveks cockpitglas. For sin genkendelige karakteristiske form fik rotorflyet tilnavnet Dragonfly - "Dragonfly". På toppen af skroget blev der installeret et lavprofilskruet nav, hvorpå tre knive blev hængt. For dengangs helikoptere var den trebladede propel en ret fed beslutning. De fleste flyvemaskiner på den tid havde et lige antal blade til lettere afbalancering og mindre vibrationer. En turboskaftmotor var placeret midt i flykroppen bag propelnavet. På de første eksemplarer af AH-56 var det en General Electric T64-GE-16 med en kapacitet på knap 3.000 hestekræfter. Med en maksimal startvægt på omkring 7.700 kg kunne Cheyenne bære op til 1.700 liter petroleum. Dette gav rotorcraft en unik maksimal rækkevidde på op til 1400 kilometer. På trods af den lave vægt havde de vigtige enheder i helikopteren og besætningen anti-bullet og anti-splinter rustning. Besætningen på to befandt sig i et fælles cockpit; pilotens arbejdsplads var placeret bag og over navigatørskytterens arbejdsplads.

I erkendelse af den store fremtid for kamphelikoptere og rotorcraft spildte Lockheed -designere ikke tid på luftfart. Dets hovedelement var General Electric XM-112 observations- og observationssystem. Dette system omfattede 12 periskoper, en laserafstandsmåler og et nattesyn. Takket være XM-112 kunne navigatørskytten styre en 210 ° bred sektor foran bilen. En gribende drejning kunne give synlighed rundt omkring. XM-112 systemet blev kombineret med vejledningskomplekset for de nyoprettede BGM-71 TOW anti-tank missiler. Missiler og andre våben blev placeret på seks pyloner under vingen. Også tre radiostationer til kommunikation med base- og jordforbindelserne, udstyr til "ven eller fjende" identifikationssystem, en radiohøjdemåler, en automatisk kurs og andet nødvendigt elektronisk udstyr blev indbygget i overvågnings- og våbenkontrolsystemet. Et karakteristisk træk ved Cheyennes avionik er den maksimale integration af alt udstyr. Jo større, sammenlignet med tidligere helikoptere, påvirkede antallet af forskellige elektronik praktisk talt ikke bekvemmeligheden ved at håndtere det. Den eneste ulempe ved avanceret luftfart er den høje pris på hele komplekset. Men i disse dage sparer det amerikanske militær ikke på militært udstyr.

Billede
Billede

Den potentielle operatør af Sheeyenne rotorcraft kunne vælge mellem en temmelig bred vifte af våben. Så et fjernstyret tårn fra Emerson Electric blev placeret i næsen af kampvognen. Under tårnets sfæriske kappe var det muligt at placere et seks-tønde XM-196 Gatling-rifle-maskingevær, en XM-129 40 mm automatisk granatkast eller en XM-52 30 mm automatisk kanon. Ammunitionen belastning af forskellige tønde systemer var anderledes, men i næsen af rotorcraft var der plads nok til at rumme kasser med patroner eller skaller. Seks eksterne slyngeknuder kunne bære yderligere 907 kilo våben, for eksempel ustyrede raketter eller TOW ATGM'er. Generelt overgik kamppotentialet i Cheyenne betydeligt kapaciteterne i den nyoprettede Cobra AH-1.

Flykarakteristika for det nye rotorfly var også højere. AH-56 klatrede op i tusind meters højde på mindre end et minut og kunne flyve med en rækkevidde på op til 1400 kilometer. Under testene blev en maksimal hastighed på 407 kilometer i timen nået. Den 21. september 1967 startede den første flyprototype af helikopteren. Han viste tydeligt bekvemmeligheden ved motoren med høj effekt og det anvendte system med to halerotorer. Under overgangen fra svæve til plan flyvning, såvel som under sidstnævnte, opførte Cheyenne sig imidlertid ustabilt. Mindre forbedringer blev blandet med testflyvninger. Denne praksis varede indtil foråret 1969: den 12. marts styrtede den tredje flyveeksemplar ned. Under flyvningen begyndte rotoren at vibrere, hvilket fik den til at ramme lygten. Slaget var så kraftigt, at piloten D. Bale, der var i den øvre cockpit, omgående døde. Efter denne hændelse var der et forslag om at udstyre rotorfarkosten med udslyngningssæder og et system til skydning af knivene. På dette tidspunkt var det samlede antal Cheeyenne bygget eller under opførelse otte.

Cheyenne havde mange tekniske og operationelle problemer tilbage. Lockheeds medarbejdere arbejdede aktivt på at eliminere dem, men Vietnamkrigen er allerede gået ind i en aktiv fase. Det amerikanske militær havde akut brug for en angrebshelikopter, som snart blev AH-1 Cobra. I slutningen af foråret 69 opsagde Pentagon sin kontrakt med Lockheed. Bell modtog et lukrativt tilbud på et beløb på omkring hundrede millioner dollars. Senere fulgte andre kontrakter for flere hundrede Cobras -trommer. Hvad angår AH-56, fortsatte Lockheed projektet på eget initiativ og for egen regning. Cheyenne i AH-56A versionen havde et opdateret chassis, en ny fire-bladet propel og en mere kraftfuld General Electric T64-GE-716 motor. Desuden blev udstyrets sammensætning justeret, og produktionsteknologien blev lidt forenklet. I overensstemmelse med det nye projekt blev der bygget to rotorcraft. I 1972 præsenterede Lockheed militæret for et opdateret kampvogn, men de viste ikke længere nogen interesse. Projektet blev endelig lukket, og snart startede Pentagon et nyt program, hvis resultat var AH-64 Apache-helikopteren.

Lockheed -firmaets første rotorfly viste sig at være for kompleks og vovet til sin tid. Desuden var Cheyenne ikke så heldig at dukke op på det rigtige tidspunkt. På grund af kampene i Vietnam mistede hovedkunden interessen for et lovende fly, selvom det var en usædvanlig rotorkøretøjsklasse. Af de ti bygget AH-56 overlevede kun fire den dag i dag, som nu er museumsgenstande.

Anbefalede: