Реактивный конвертоплан. Конвертоплан с реактивным приводом роторов, управляемый роторами посредством автоматов перекоса через рычаги управления, не требующий дополнительных средств управления. Конвертоплан России VRT30
Фабрика-краулер развернулась и начала опускаться. Вот она сползла по сухой полосе у подножия хребта. Её гусеницы коснулись песка. Гурни открыл колпак конуса и приладил на себе предохранительные ремни. Едва фабрика приземлилась, как он выпрыгнул на песок и захлопнул за собой конусообразный колпак. К нему присоединились пять человек его личной охраны, выпрыгнувшие из носового отсека. Остальные освободили транспортные крепления фабрики. Её крылья дрогнули, разошлись и описали первый полукруг, после чего огромная фабрика-краулер взмыла в воздух и полетела в сторону тёмной полосы. На то место, где она стояла, приземлился топтер, потом ещё и ещё. Высадив людей, они снова поднимались в воздух.
Фрэнк Герберт, «Дюна»
Летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальными взлётом и посадкой, который может неподвижно «зависать» на месте и при этом быстро передвигаться в горизонтальном направлении, всегда был лакомым кусочком для военных. Ещё бы - с помощью такой машины упрощаются высадка десанта и эвакуация раненых с поля боя, доставка груза и боеприпасов солдатам; аппарат можно использовать для уничтожения отдельно стоящих целей, для разведки и корректировки артиллерийского огня.
МАШИНА-ПРООБРАЗ
Первой попыткой использовать необычные винтовые аппараты на войне было применение автожиров (от греческого аutos - сам и gyros - вращение). Автожир - это странная штука: внешне он похож на самолёт без крыльев, но с винтом, подобным вертолётному. Но, в отличие от последнего, винт автожира вращается свободно, в режиме авторотации, создавая подъёмную силу; от двигателя приводится только пропеллер, тянущий машину вперёд.
Впервые идея соорудить аппарат такого типа пришла в голову испанскому авиаконструктору Хуану де ля Сиерве. Наблюдая в 1919 году, как падает спроектированный им трёхмоторный биплан, он заметил, что винты под воздействием набегающего потока воздуха начали авторотировать, то есть самопроизвольно вращаться. Дальнейшие рассуждения были просты: если бы у биплана имелся большой несущий винт-авторотатор, то летчик-испытатель мог бы выжить!
После ряда неудач Хуану удалось сконструировать вполне прилично летающий автожир (модель С-4, 1923 год), а чуть позже - демонстрационную модель С-8, которая произвела фурор в Европе. На С-8 конструктор совершил перелёт Париж-Лондон. Вскоре после этого автожиры появились и в СССР (1929 год, конструкция инженеров Камова и Скржинского), затем - в Великобритании, а позже подобные машины стали конструировать все остальные ведущие страны мира.
ПЕРВЫЕ ШАГИ КОНВЕРТОПЛАНОВ
Шли годы. Автожиры на боевом посту сменились вертолётами, но последние обладали одним серьёзным недостатком - сравнительно небольшой горизонтальной скоростью. Несимметричная обдувка лопастей несущего винта (они двигались то по встречному воздушному потоку, то против него) приводила к тому, что «потолок» скорости вертолёта к концу 50-х годов составлял примерно 300 км/ч - и это при том, что самолёты уже могли летать с трёхкратной скоростью звука! Специалисты по аэродинамике предостерегали: бесконечно увеличивать число оборотов несущего винта нельзя, так как при этом может возникнуть флаттер (самовозбуждающиеся колебания частей летательного аппарата), что приведёт к потере устойчивости и управляемости, а то и вовсе к разрушению конструкции. Что же делать? Может быть, стоит оснастить вертолёт самолётными крыльями? Эврика!
Впрочем, новое - это всего лишь хорошо забытое старое, ведь первые опыты с летательными аппаратами комбинированной схемы были предприняты ещё в 1930-х годах. И вот спустя два десятка лет попытки создать гибриды вновь предприняли США, Великобритания, Франция, Канада и ряд других стран - почти одновременно.
В попытке достичь высоких скоростей на преобразуемых летательных аппаратах конструкторы пошли двумя путями. В первом случае машина (винтокрыл) имела несущий винт, как у вертолёта, плюс ещё винт (или несколько винтов) в вертикальной плоскости, как у самолёта. Вторая схема оказалась намного интересней: геликоптер оснащался поворотными моторными группами на крыльях, то есть прямо в полёте можно было превращать вертолёт в самолёт и наоборот. Последняя конструкция получила наименование «конвертоплан».
ГИБРИД ДЛЯ СПЕЦНАЗА
Ещё в октябре 1936 года в Московском авиационном институте состоялась защита проекта «Сокол» - летательного аппарата с поворотным крылом. Студенту Курочкину удалось предвосхитить развитие конвертопланов на три десятилетия вперёд - лишь в 1964 году после долгих исследований, после напряжённой работы конструкторов, аэродинамиков и инженеров американских компаний Vouht, Ryan и Hiller был создан военно-транспортный винтокрыл ХС-142А. Он был оснащён поворотным крылом размахом 20,6 м с закрылками и предкрылками, прикреплённым к фюзеляжу на шарнирах.
Синхронный механизм поворачивал крыло на угол до 106°. На плоскости крепились четыре турбовинтовых двигателя, которые выдавали при взлёте мощность 2850 л.с. и обеспечивали конвертоплану максимальную скорость 604 км/ч. В носу размещалась двухместная кабина пилотов с катапультируемыми креслами. Поднимать в воздух и сажать ХС-142А можно было как по-вертолётному (с места/на место), так и по-самолётному, с разбегом или пробегом.
| ВИНТОКРЫЛЫ: В ПОГОНЕ ЗА ПРИБЫЛЬЮ |
| Идея скрестить вертолёт с самолётом пришла в голову многим конструкторам сразу после Второй мировой войны - инженеры США, Франции, Великобритании, Канады и ряда других стран в погоне за сверхприбылью от эксплуатации скоростного коммерческого вертолёта включились в гонку конструкторов. Суммы на это дело тратились соответствующие: например, американская авиакомпания «Макдонелл» направила на разработку прототипа более 50 миллионов долларов плюс ещё 75 миллионов заплатила за его модификацию. Первыми подобный аппарат, получивший наименование «винтокрыл», подняли в воздух советские пилоты - это был ЦАГИ-11ЭА (1936 год). Но война остановила экспериментальные разработки, да и известно про ЦАГИ довольно мало, поэтому американские авиационные историки считают «первенцем» своё детище - конвертоплан McDonnell XV-1 1955 года постройки. Не так давно, кстати, американский журнал Aviation Week перепечатал репринтным методом передовицу старой газеты, по которой лихо пролетал этот «новый, небывалый доселе вид авиационной техники». Как и любой вертолёт, XV-1 оснащался несущим винтом, а от самолёта ему достались крылья и толкающий пропеллер. В горизонтальном полёте тяга создавалась поворотным несущим винтом и пропеллером. В случае отключения винта от трансмиссии подъёмную силу машине создавало крыло. Шасси были заменены на стальные лыжи, что было неудивительно, ведь взлёт McDonnell происходил по-вертолётному. Двигатель «Континенталь» при этом отдавал всю мощность несущему винту мотора, который одновременно работал и на воздушный компрессор. К концам лопастей подавался сжатый воздух и топливо - то есть американцы фактически применили реактивный привод. |
Канадские конструкторы, в свою очередь, для обеспечения устойчивости и управляемости конвертоплана в режиме зависания снабдили свое детище СL-84 двумя хвостовыми соосными винтами, располагающимися за килем и стабилизатором. После вертикального взлёта они останавливались, несущие винты разворачивались, крыло фиксировалось, и спустя 10 секунд СL-84 уже нёсся вперёд, набирая скорость в 500 км/ч.
В то же время появился ещё ряд конвертопланов различных американских компаний: тема была модная, ВВС США обещали купить всё, что пройдёт хотя бы первичные испытания, и инженеры с радостью окунулись в работу. Одной из наиболее оригинальных конструкций был Bell Х-22А не с двумя, а аж с четырьмя двигателями YT58-GE-8D общей мощностью 1250 л.с. На этом конвертоплане винты впервые за короткую историю подобных машин были помещены в круговые кожухи, что значительно повышало эффективность и при вертикальном движении, и при горизонтальном полёте. Первый из двух изготовленных «Беллов» разбился (пилот выжил) при посадке на ранней стадии испытаний, но второй успешно летал с 1966 по 1988 год, хотя в серийное производство модель так и не пошла.
Европа в этом вопросе немного отставала, но оригинальные разработки также иногда появлялись. Пожалуй, самым известным европейским конвертопланом 1960-х был французский Nord 500 Cadet - маленький, юркий, лёгкий (всего 1300 кг в снаряжённом состоянии). На Парижском авиационно-космическом салоне 1967 года одноместный конвертоплан понравился военным, и компании Nord было предложено изготовить несколько экземпляров для разведки и наблюдения. Правда, испытания затянулись; первый полёт Nord 500 совершил лишь в 1968-м, годом позже его «продували» в аэродинамической трубе, а потом как-то исчезла потребность в подобной машине. Разведку можно было проводить и на компактном вертолёте.
ХВОСТОМ ВПЕРЁД
Canadair CL-84 уже бегло упоминался в этом материале, но ему стоит уделить чуть больше внимания. Всё-таки эта модель вышла за рамки простой испытательной программы: Министерство обороны заказало производителю несколько машин для постановки на вооружение.
Компания Canadair проявила интерес к конвертопланам в 1956-м, а к 1965 году изготовила собственный гибрид - CL-84 Dynavert. Летательный аппарат, вмещавший 12 человек (плюс 2 члена экипажа), обладал традиционным круглым в сечении фюзеляжем. Очень интересный момент в конструкции CL-84: крылья аппарата были способны разворачиваться на угол до 100°, что обеспечивало возможность не только зависать на месте, но и лететь хвостом вперёд со скоростью 56 км/ч!
Первая демонстрация зависающего в воздухе конвертоплана произошла 7 мая 1965 года. После 145 полётных часов аппарат разбился (12 сентября 1967 года), но канадское Министерство обороны уже успело заказать три экземпляра улучшенного самолёта CL-84-1, присвоив ему армейское обозначение СХ-84. Изменения коснулись турбовинтовых двигателей, мощность которых увеличили, как и объём топливных баков. Также появились две дополнительные точки внешней подвески. Вооружение армейского варианта составляли 7,62-мм пулемёт, 20-мм пушка и 19 ракет.
Первый СХ-84 взлетел 19 февраля 1970 года, в феврале 1972-го совершил несколько приземлений на корабль управления системы подводного наблюдения «Гуам», но в августе 1973-го также разбился. Второй самолёт участвовал в программе морских испытаний системы подводного наблюдения в составе авиакрыла корабля «Гуадалканал» в марте 1974 года, однако канадские военные аппарат принять на вооружение так и не решились.
ВИНТОКРЫЛ ДЛЯ ХРУЩЁВА
В СССР, с его огромными просторами и отсутствием развитой аэродромной сети, перспектива использования большегрузных винтокрылых машин казалось спасительной - причём как для военных, так и для гражданских задач. В середине 50-х годов ОКБ знаменитого авиаконструктора Камова принимает революционное решение: строить летательный аппарат поперечной схемы с двумя тянущими винтами и двумя несущими винтами на концах крыльев. Для отечественной авиации этот тип летательного аппарата был внове и сочетал в себе достоинства вертолёта, способного вертикально взлетать и садиться, и самолёта с его большой грузоподъёмностью, дальностью и скоростью полёта. Но в первую очередь конвертоплан создавался для перевозки десантников, военной техники и больших грузов.
В 1961 году летчики-испытатели ОКБ установили на Ка-22 восемь мировых рекордов, в том числе по скорости (356,3 км/ч) и по максимальной массе груза, поднятого на высоту 2000 м (16 485 кг). Любопытны и характеристики винтокрыла: максимальная взлётная масса - 42 500 кг; размеры грузовой кабины - 17,9 х 2,8 х 3,1 м. Для сравнения: максимальная взлётная масса самого большого на тот момент вертолёта Ка-25 была 7000 кг. Однако в серию винтокрыл так и не пошёл. Не последнюю роль в этом сыграли два крушения опытных аппаратов, после которых руководство ВВС стало относиться к винтокрылу с недоверием.
Первая катастрофа произошла в аэропорту Джузалы, куда на посадку заходил винтокрыл 01-01. Одновременно с ним на запасную полосу садился рейсовый самолёт Ил-14, пилот которого в объяснительной записке по поводу катастрофы потом написал: «За 10–15 секунд до катастрофы я находился на прямой, заходя на посадку с курсом 240 на запасную полосу. Винтокрыл находился впереди меня на удалении 300–400 метров и на 50–80 м ниже. Никаких отклонений от нормальной траектории планирования винтокрыла не наблюдалось. На высоте 50–70 м винтокрыл слегка скабрировал (я увидел это по изменению проекции винтокрыла при взгляде сзади и сверху), затем стал разворачиваться влево с одновременным переворотом на спину. Характер разворота - сначала замедленный, затем энергичный с переходом в крутое отрицательное пикирование. Винтокрыл столкнулся с землёй, развалился и вспыхнул. Из очага пламени в южном направлении отлетели две-три крупные детали, оставляя шлейф пыли по земле». Из семи членов экипажа конвертоплана не спасся никто. На штурвале разрушенной машины обнаружили кисть руки пилота Ефремова, разжать которую смогли с большим трудом…
Для не-летчиков стоит пояснить, что кабрирование - это движение летательного аппарата, когда его нос слегка «задирается» относительно местного горизонта.
Второй инцидент оказался столь же трагичным. «Свидетелей катастрофы было очень много - люди шли и ехали на работу в это время, - писал один из членов ОКБ Камова. - Погибли Рогов и Бровцев. Остальные члены экипажа рассказали о начале и развитии катастрофы. Взлет «по-самолётному», спокойный полёт на высоте 1000 метров в продолжение 15 минут. Скорость до 310 км/час. При планировании и уменьшении скорости до 220–230 км/час внезапно начался самопроизвольный правый разворот, который не удалось парировать левой педалью и штурвалом. Машина развернулась почти на 180°, когда Гарнаев вмешался в управление и, думая, что разворот является следствием разношагицы тянущих винтов, разгрузил их, резко увеличив углы общего шага несущих винтов на 7–8°. Винтокрыл замедлил правый разворот, перевалился на нос и начал круто пикировать. Потеряв 300–400 м высоты, машина уменьшила угол пикирования до 10–12°, но в это время бортмеханик сбросил створку фонаря, она попала в лопасть правого винта, которая обломилась, и несбалансированные центробежные силы оторвали всю правую мотогондолу…»
В общем и целом можно сказать, что работа над летательными аппаратами с возможностью геликоптерного старта и полёта «как самолёт» революции в самолётостроении не вызвала. Но знания, приобретённые лётчиками-испытателями, которые управляли необычными машинами сразу в двух режимах полёта, пригодились их коллегам уже совсем скоро - спустя несколько лет появились реактивные самолёты вертикального взлёта и посадки.
Не прошли мимо подобных летательных аппаратов и писатели-фантасты - машины с поворотными гондолами двигателей можно встретить во многих фантастических книгах, кинолентах и компьютерных играх.
| Во что поиграть? |
|
В начале 1950-х гг. французская компания SNECMA начала эксперименты с летательными аппаратами с кольцевым крылом. После экспериментов с беспилотными моделями в 1956 г. начались испытания аппарата С-400 Atar Volant. Три года спустя был создан экспериментальный конвер-топлан с кольцевым крылом С-450-01 Coleoptere. В качестве силовой установки использовался турбореактивный двигатель Atar 101Е тягой 34,32 кН. Первый свободный вертикальный полет Coleoptere совершил 6 мая 1959 г. Однако 25 июля во время перехода от вертикального к горизонтальному по-, лету самолет разбился, пилот Август Морель успел катапультироваться.
По заказу американских ВВС в 1955 г. фирма Ryan построила два самолета с вертикальным положением корпуса на взлетно-посадочных режимах. Эти самолеты с треугольным крылом оснащались реактивными двигателями фирмы Rolls-Royce тягой в 45,4 кН. Машина, названная Vertijet, получила обозначение Х-13 согласно принятой в США классификации. Так как на этих реактивных самолетах поверхности элементов управления не обдувались сходящими с воздушного винта потоками воздуха, то они не обладали достаточно высокой эффективностью при малых скоростях. Поэтому управление на таких режимах обеспечивалось посредством поворотного сопла. У пилота тоже было как бы два комплекта приборов управления. В декабре 1955-го были, начаты, летные испытания., но на первом этапе летательный аппарат был оснащен временным трехколесным шасси, которое позволяло проводить взлет и посадку, как у самолета.
Для осуществления вертикального взлета и посадки Vertijet использовался, несомненно, самый необычный в мире аэродром. Этот самолет не опускался на землю, а устраивался на стене, как муха.
Аэродром представлял собой обычный большегрузный трейлер, транспортная площадка которого могла с помощью гидравлики подниматься в вертикальное положение. На верхней части трейлера между двумя мощными мачтами был натянут массивный, прочный трос. Vertijet цеплялся за трос с помощью специального крюка, установленного под носовой частью самолета. Так как крюк находился вне поля зрения пилота, наведение самолета при посадке осуществлялось с помощью оператора, находящегося на верхушке трейлера. Кроме того, на верхней части «посадочной стенки» находилась специальная балка длиной 6 м, по которой пилот мог хоть немного ориентировать самолет в пространстве (эта балка была размечена белыми и черными полосами, позволяющими летчику определить, насколько далеко он находится от посадочного троса).
Первый полет с вертикальным взлетом и посадкой был выполнен только 11 апреля 1957 г. Тяго-вооруженность аппарата составляла 1,3, поэтому взлет и посадка прошли довольно успешно. Дальнейшие испытания не проводились, один из самолетов в качестве статического экспоната демонстрировался на международных авиасалонах. Впрочем, военные довольно быстро разочаровались в конвертопланах с вертикальным положением корпуса и из соображений «человеколюбия» прекратили все исследования по ним: даже опытнейшие летчики-испытатели, по словам современников, бледнели при одном воспоминании о вертикальной посадке на такой машине. Впрочем, в конце 1970-х гг. все-таки появился проект совершенно фантастического «самолета-трансформера» - Nutcracker (фирма Grumman). При выполнении вертикального взлета и посадки он «ломался» пополам таким образом, что кабина сохраняла горизонтальное положение, но дальше проекта дело не пошло.
И зделие американских производителей авиационной техники «Боинга» (Boeing) и «Бэлл Хеликоптер» (Bell Helicopter) V-22 Osprey – первый серийный военный самолет с опрокидывающимся ротором (конвертоплан). «Оспрей», или «Оспри» (скопа) имеет возможность совершать вертикальные взлет и посадку, а также стартовать или приземляться, используя короткую рулежную дорожку. Целью разработки аппарата было объединение возможностей высокоскоростного вертолета и турбовинтового самолета с большой дальностью полета.
Историческая ретроспектива и текущее положение V-22 Osprey
Вооруженные силы Соединенных Штатов в 1980 году предприняли неудачную попытку по освобождению американских заложников в Иране. Операция показала, что задействованные в ней вертолеты не соответствовали задачам миссии. Это привело к потребности в воздушном аппарате, способном не только вертикально взлетать и приземляться, но и лететь быстрее, выше и дальше обычного вертолета.
Реакцией на эти требования стал инициированный в 1981 году министерством обороны США проект «Экспериментальный самолет вертикального взлета и посадки» (Joint-service Vertical Take-off/Landing Experimental Aircraft, JVX ). В итоге все завершилось разработкой двух вариантов конвертоплана Osprey: MV-22 для ВМС и корпуса морской пехоты и CV-22 для ВВС США.
В целом за период от начала проекта JVX до поступления первых образцов CV-22 «Osprey» в войска прошло около 29 лет. Очевидно, что V-22 «Osprey» не стал исключением из правил, а только подтверждает известный постулат. Реализация проектов в области современной сложной военной авиационной техники требует десятилетий работы. Расширенная же реализация программы V-22 «Osprey» привела к тому, что уже на вводном этапе проекта возникла необходимость проведения первых мероприятий по устранению устаревания.
По мнению экспертов, не простыми для становления конвертоплана были также приблизительно 15 лет, между первым полетом и решением о начале серийного производства. С одной стороны, в это время разработчики столкнулись с особыми техническими вызовами и связанными с ними временными неудачами. С другой, V-22 Osprey пришлось преодолевать значительное политическое сопротивление, в том числе со стороны руководства министерства обороны США.
Экономический аспект
Согласно публикациям СМИ, экономический успех программы до сих пор нельзя оценить окончательно. Прежде всего, не все строящиеся V-22 «Osprey» поставлены заказчикам. Кроме того, еще существуют перспективы дополнительных экспортных контрактов.
К началу серийного производства в 2005 году вооруженные силы США в общей сложности планировали закупить 458 машин V-22 «Osprey» в различных вариантах. В процессе изменений оборонного бюджета это количество уменьшилось. По состоянию на 2013 год еще осталось около половины первоначального плана. На конец 2014 года поставлено более 200 конвертопланов.
До сих пор единственным экспортным покупателем остается Япония. В 2014 году министерство обороны этой страны приняло решение о приобретении 17 V-22. Японский парламент в 2015 году утвердил ассигнования на закупку первоначально пяти машин. Первый конвертоплан передан заказчику в августе 2017 года.
Интерес к V-22 демонстрируют также Индия и Южная Корея. Сообщается о переговорах с обоими государствами. Однако, ни обсуждаемое количество техники, ни перспективы заключения контрактов не сообщаются. Аналогично ситуация развивалась с Израилем и Объединенными Арабскими Эмиратами. Причем, в случае Израиля переговоры достигли достаточного прогресса. Тем не менее, в итоге обе страны остановились на использовании обычных вертолетов.
Модернизация конвертоплана
Компании Bell и Boeing в настоящее время активно интегрируют в свое изделие новые возможности, чем стараются поддерживать повышенный интерес к V-22 «Osprey» у национальных покупателей.
Так, производителю удалось доказать пригодность V-22 к транспортировке двигателей самолета F-35. Это усилило интерес ВМС и корпуса морской пехоты США (возможно и Британии) к применению V-22 Osprey в рамках перебросок с берега на борт авианосца (Carrier Onboard Delivery, COD ).
Производителем по собственной инициативе разработана технология заправки топливом в воздухе с применением V-22 Osprey. Нововведение должно позволить морской пехоте США осуществлять заправки в воздухе, используя в качестве базы их десантные корабли. Это значительно повысит боевые возможности F-35B морской пехоты. Открывающиеся перспективы подобны доступу к ресурсам авианосца или наземным средствам воздушной заправки.
Другие текущие мероприятия программы сосредоточены на улучшении логистической доступности V-22 «Osprey». В частности, в 2015 году начато строительство так называемого центра оперативной готовности V-22 «Osprey» (Readiness Operations Center ). Центр должен улучшить эффективность парка этих машин за счет объединения технических и логистических показателей. Организация подобна похожей автоматизированной логистической информационной системе (Automatic Logistics Information System, ALIS ) для самолета F-35.
Технические характеристики и вооружение V-22 Osprey
V-22 Osprey имеет по одному поворотному турбовинтовому двигателю с передаточным механизмом и ротором (винтом) на конце каждого крыла. Для взлета и посадка двигатель устанавливается вертикально, а роторы – горизонтально, как у вертолета (вертолетный режим).
При переходе в полет по маршруту оба двигателя в течение 12 секунд наклоняются вперед на 90 градусов. В результате V-22 Osprey превращается в двухмоторный турбовинтовой самолет (самолетный режим полета). В среднем V-22 более 75% времени своего полета эксплуатируется в самолетном режиме. Для взлетов и посадок с короткой рулежной дорожки приводные устройства наклоняются вперед под углом около 45 градусов.
На машину устанавливаются два двигателя Rolls-Royce AE 1107C. Отмечается, что усилия по интеграции альтернативного типа двигателя, до сих пор не дали результата. Через соединительный вал и связанный с ним передаточный механизм в случае неисправности одного из двигателей другой способен вращать оба винта. Однако, в этом состоянии V-22 «Osprey» не может зависать. Отказ одного из двух турбовинтовых двигателей приводит к отключению обоих и аварийной посадке, поскольку винты не могут вставать по ветру.
Кроме того, выполнено требование заказчика по минимизации пространства, занимаемого V-22 на борту корабля. Его крылья, двигатели и винты в сложенном состоянии располагаются вдоль продольной оси самолета. Сложная механика двигателей и возможность трансформации стали сложнейшими техническими вызовами, которые пришлось преодолеть в ходе разработки V-22 «Osprey».
V-22 имеет современное остекление и систему управления кабиной, а также обширное навигационное и коммуникационное оборудование. В частности, автопилот позволяет переводить полет по маршруту в положение зависания на высоте 15 м. При этом, внешнее программирование системы со стороны экипажа не требуется.
Контроль осуществляется через тройную избыточную электродистанционную систему управления полетом (Fly-by-Wire-System ). Система считается достаточной для общего механического регулирования лопастей в вертолетном режиме. В самолетном режиме V-22 Osprey управляется с использованием флаперонов, рулей направления и высоты.
Фюзеляж машины не герметичен. Это означает, что экипаж и пассажиры на высотах выше 10 тыс. футов (более 3 тыс. м) должны надевать кислородные маски.
Вооружение V-22 Osprey
Изначально, в качестве единственного вооружения самолета предусмотрен установленный на кормовой рампе пулемет (7,65 или 12,5 мм). Такое решение было раскритиковано. После этого, часть MV-22 получила временную оборонительную систему вооружения (Interim Defense Weapon System, IDWS ), разработанную компанией BAE Systems.
Данная дистанционно управляемая система вооружения состоит из размещенной под фюзеляжем вращающейся башни с автоматическим оружием, одного ТВ/ИК-датчика и станции управления внутри самолета. В частности, с 2009 года система поступала для МV-22, применявшихся в Афганистане. Однако, она ограничивала на 360 кг возможную полезную нагрузку и не могла использоваться согласно всем требованиям. В итоге от ее использования отказались.
Согласно публикациям, с 2014 года рассматривается возможность оснащения конвертоплана новым наступательным вооружением. Речь идет не о создании еще одной наступательной воздушной платформы, а о повышении пригодности к проведению операций по поддержке сил специального назначения (СпН).
Соображения в первую очередь направлены на высокоточное оружие класса «воздух-земля». Например, ракеты AGM-114 «Хеллфаер» (Hellfire), AGM-176 «Грффин» (Griffin), единую ракету «воздух-земля» или легкие планирующие бомбы (например, GBU-53 B SDBII). Интеграция оружия такого рода требует монтажа двух пилонов под передней частью фюзеляжа и установку системы лазерной подсветки цели (L-3 Wescam MX-15). Компании Bell и Boeing уже в ноябре 2014 года за свой счет провели первые испытания по интеграции такого оружия.
Sp-force-hide { display: none;}.sp-form { display: block; background: rgba(235, 233, 217, 1); padding: 5px; width: 630px; max-width: 100%; border-radius: 0px; -moz-border-radius: 0px; -webkit-border-radius: 0px; border-color: #dddddd; border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial, "Helvetica Neue", sans-serif; background-repeat: no-repeat; background-position: center; background-size: auto;}.sp-form input { display: inline-block; opacity: 1; visibility: visible;}.sp-form .sp-form-fields-wrapper { margin: 0 auto; width: 620px;}.sp-form .sp-form-control { background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 1px; font-size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; height: 35px; width: 100%;}.sp-form .sp-field label { color: #444444; font-size: 13px; font-style: normal; font-weight: bold;}.sp-form .sp-button { border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; background-color: #0089bf; color: #ffffff; width: auto; font-weight: 700; font-style: normal; font-family: Arial, sans-serif; box-shadow: none; -moz-box-shadow: none; -webkit-box-shadow: none; background: linear-gradient(to top, #005d82 , #00b5fc);}.sp-form .sp-button-container { text-align: left;}
Боевые возможности
Подобно средним и тяжелым транспортным вертолетам V-22 Osprey также вносит свой вклад в выполнение следующих задач оперативно-тактического воздушного транспорта:
- логистический воздушный транспорт (переброска и обеспечение сил);
- воздушная мобильность сухопутных войск;
- воздушная транспортировка раненных (MedEvac );
- спасение и возвращение личного состава (восстановление персонала, Personnel Recovery, PR ), включая поиск и спасение в боевой обстановке (Combat Search and Rescue, CSAR );
- военные эвакуационные операции (MilEvacOp );
- тактическая поддержка сил СпН (SOF Air ).
Как полагают специалисты, предъявляемые требования: летать быстрее, выше и дальше, чем вертолет – V-22 «Osprey» выполняет без вопросов. Его максимальная и крейсерская скорости (около 180 км/ч, 100 узлов) выше соответствующих значений для более тяжелых вертолетов: модели CH-47F или CH-53K, от компаний «Боинг» и «Сикорский» (Sikorsky) соответственно. Практический потолок незначительно выше 6 тыс. м (20 000 футов).
Поскольку V-22 Osprey на маршруте действует в самолетном режиме, дальность полета без дозаправки топливом в воздухе или внутренних дополнительных баков достигает 1 627 км для MV-22 Osprey. Это значительно выше возможностей вертолетов. Аналогичный параметр вертолета с увеличенной дальностью CH-47F ER (Extended Range ) достигает 998 км. При дозаправке в воздухе конвертоплан во время учений и в ходе операций демонстрировал возможность преодолевать расстояния, на которые ни один вертолет не стал бы использоваться. Во-первых, из-за значительно большей потребности времени в связи с более низкой скоростью полета. Во-вторых, по технико-логистическим основаниям.
Принимая во внимание наибольшую полезную нагрузку (9070 кг в грузовом отсеке и 6800 кг на внешней подвеске), V-22 Osprey, рассматривается западными военными и техническими специалистами, как улучшение серии вертолетов, применявшихся ранее в аналогичном спектре задач. Однако, их использование ввиду пиковых значений нагрузок не целесообразно. В качестве стандарта в этом случае приводится CH-53K. Подобные же оценки относится к объему грузового отсека конвертоплана.
Исходя из показателей скорости, дальности и полезной нагрузки, V-22 Osprey, по мнению экспертов, особенно подходит для тактической поддержки сил СпН, операций по эвакуации, для восстановления персонала, CSAR и MedEvac. Его полезной нагрузки в основном достаточно, чтобы перевозить необходимый личный состав и материальные средства для пехотных операций.
Дальность полета V-22 гарантирует доступ к удаленным местам боевых действий, обеспечивает возможность быстрой группировки силы, дислоцированных в далеко расположенных друг от друга исходных точках. Его скорость поддерживает неожиданность и инициативу, повышает возможность длительных автономных действий. Конвертоплан «сжимает» время и пространство операций и позволяет завершать критические процессы в установленные сроки (например, используя так называемый «золотой час» в воздушных медико-эвакуационных операциях).
Критические точки
По замечаниям экспертов, программа V-22 Osprey на протяжении своего развития регулярно подвергается интенсивной критике и отторжению.
В 1989-1992 годах министр обороны США Дик ЧЕЙНИ (Dick CHENEY) и конгресс США спорили относительно финансирования проекта, который министр обороны считал расходным. Снова и снова возникают сомнения в эффективности, надежности и безопасность полетов. Журнал «Тайм Мэгезин» (Time Magazine) в октябре 2007 года осудил V-22 Osprey, как «небезопасный, завышенный и полностью не адекватный».
В 2015 году Израиль и Объединенные Арабские Эмираты, несмотря на первоначальный интерес, отказались от закупок V-22 Osprey. Очевидно, они пришли к выводу, что обычные вертолеты являются более подходящим решением для их оперативных целей.
Согласно независимым источникам, насколько обоснованы претензии в деталях, тяжело судить только по открытым данным. Поскольку, как критики, так и сторонники V-22 в армии США, в промышленности, в политике и СМИ выступают с утверждениями, которые чрезвычайно редко предъявляют понятные фактические аргументы. (Не в последнюю очередь это происходит потому, что многие сведения составляют военную тайну или промышленную интеллектуальную собственность.) Цифры подаются без расчетной базы, что делает сравнения не точными или не возможными.
Ниже приведены оценки двух наиболее часто критикуемых аспектов программы конвертоплана.
Стоимость V-22 Osprey
Цена закупки изделия в комплекте (Flyaway Cost ) для одного V-22 «Osprey» в 2015 финансовом году составляла 72,1 млн. долл. США. Для сопоставимых обычных вертолетов этот показатель равняется примерно половине этой суммы (от 35 до 40 млн. долл.).
Вместе с тем, счетная палата США (GAO) примерно в то же время (2014 год), ожидала, что цена за один CH-53K могла бы составлять около 91 млн. долл. (без исследований и разработок, базируясь на 200 произведенных экземплярах). Исходя из этого, утверждение, что современные традиционные вертолеты в принципе дешевле, чем самолет-конвертоплан – не однозначно.
Ожидалось также, что сравнительно высокая механическая и электронная сложность V-22 Osprey приведет к очень высоким эксплуатационным расходам. В 2015 году финансовые затраты одного часа полета V-22 Osprey составляли 9-10 тыс. долл. США. Как это сопоставимо с затратами для обычных вертолетов решить не просто. Доступные данные для расчетов затрат часа полета воздушных судов включают многие ситуационные параметры (возраст и уровень состояния судна, интенсивность эксплуатации, эффективность организации обслуживания и т.д.). Так, имеющаяся на 2007 год информация говорит, что цена часа полета CH-53E составляла около 20 тыс. долл.
Безопасность полетов
История авиационных происшествий V-22 «Osprey» включает девять катастроф, которые унесли 39 человеческих жизней. Из этих происшествий четыре, с 30 погибшими, произошли на этапе тестирования в период с 1991 по 2000 год. Остальные пять, с девятью смертями, — после 2007 года на этапе эксплуатации.
Кроме того, произошел ряд полетных инцидентов с менее серьезными последствиями. Аварии и происшествия внесли значительный вклад в то, что V-22 Osprey по крайней мере, временно, не считался достаточно безопасным. Так, летные происшествия стали основой протестов жителей японской Окинавы в июле 2012 года против размещения V-22 Osprey на острове.
Опасения в отношении безопасности полетов V-22 Osprey вращались, в частности, вокруг поведение конвертоплана во время авторотации и его предрасположенности к так называемому состоянию тороидального вихря (Vortex Ring State, VRS ).
Самолет после отказа обоих двигателей (происходит очень редко), используя авторотацию должен совершать безопасную посадку. Это, однако, осложняется тем, что его винты имеют более низкую инерцию и, следовательно, более низкую способность для авторотации, чем роторы обычного вертолета. Это делает аварийные посадки из положения зависания ниже 500 м очень опасными, поскольку такие высоты слишком малы для использования планирующих возможностей крыльев.
По крайней мере, один случай (8 апреля 2000 года) приписывается влиянию VRS. При этом, специалисты отмечают, что эффект VRS может произойти со всеми типами винтокрылых, если при вертикальном спуске превышены определенные параметры снижения.
Летные испытания показали, что V-22 Osprey не особенно уязвим для VRS. В этом состоянии он сложнее управляем, чем обычный вертолет. Корпус морской пехоты вследствие этой аварии изменил летную подготовку, инструкции и процедуры. На самолет были установлены более совершенные контрольно-измерительные приборы, чтобы помочь летающим экипажам избегать появления VRS.
Согласно статистике, в ноябре 2017 года ВМС США достигли 400 тыс. часов налета на V-22 Osprey. Многие из них были проведены в сложных условиях боевых действий. В феврале 2011 года развернутые в Афганистане МВ-22 превысили 100 тыс. часов налета. По их итогам тогдашний командующим корпусом морской пехоты США генерал Джеймс АМОС (James AMOS) оценил эту модель, как «самый безопасный или почти безопасный самолет» в его арсенале.
В целом, согласно независимым оценкам, история аварии V-22 Osprey с сегодняшней точки зрения, не дает каких-либо оснований считать его особенно небезопасным самолетом. Необходимость внимательного отношения к техническим и летным особенностям конвертоплана не является в военной авиации чем-то необычным.
В итоге, вывод относительно результатов программы V-22 Osprey свидетельствует, что эта модель выполняет тот спектр задач, для которой она разрабатывалась. Более того, основываясь на опыте V-22, компания Bells, участвуя в конкурсе программы армии США «Будущая система вертикального взлета» (Future Vertical Lift Programm ) снова разрабатывает конвертоплан.
По материалам журнала «Europäische Sicherheit &Technik»
Конвертоплан
Самым первым детально разработанным проектом конвертоплана являлся P.1003 фирмы Вессерфлюг, разработанный в Германии в 1938 году, конструкторами Рорбахом и Симоном. Согласно проекту предполагалось создать двукрылый конвертоплан с поворотным крылом (точнее должны были поворачиваться только концы крыла, при неподвижной середине). Однако в связи с начавшейся на следующий год войной, проект так и не был осуществлён. Второй детально разработанный проект конвертоплана в той же Германии, не был осуществлён уже по причине окончания войны. Так как фирмы Фокке и Ахгелис, намеревались построить свой Fa-269 в качестве вундерваффе . Согласно этому проекту конвертоплан должен был иметь «толкающие (а не тянущие, как в классических проектах конвертоплана) трёхлопастные винты, которые благодаря очень высокому шасси могли бы поворачиваться вниз при взлёте. Что любопытно, предполагалось наличие только одного (но очень мощного) двигателя, который должен был располагаться в фюзеляже, а внутри каждого крыла должна была проходить трансмиссия, ведущая к поворотному винту».
Другие нереализованные проекты вундерваффе с вертолётным взлётом от Хейнкель - Wespe и Lerche не имели ни поворотных винтов, ни поворотных крыльев, а должны были взлетать и садиться по-вертолётному благодаря вертикальному положению фюзеляжа при взлёте. Оба проекта отличались лишь массой и габаритами, и имели аналогичную конструкцию из разрезанного пополам корпуса в середине которого должна была находится пара винтов, заключённых во внутрь одного кольцевого крыла. С вертикальным фюзеляжем должен был взлетать и садиться, также и крайне оригинальный нереализованный проект вундерваффе - Tribfluegel от Фокке-Вульфа, имеющий вращающееся крыло Y-образной формы, одновременно являющееся и трёхлопастным воздушным винтом, вращающимся не от поршневого, а … реактивного двигателя, подобно бенгальскому колесу. Что любопытно, у Хейнкеля, имелся аналогичный проект вундерваффе - Ypsilon, отличавшийся от Фокке-Вульф Tribfluegel лишь тем, что его крыло не вращалось (то есть в отличие от Фокке-Вульфа - это должен был быть не винтокрыл, в буквальном смысле этого слова, а просто реактивный самолёт с вертикальным взлётом).
Конвертоплан с поворотными винтами
Конвертоплан с поворотными винтами (тилтротор, (tiltrotor) - летательный аппарат , совмещающий вертикальный взлёт/посадку по вертолётному принципу с перемещением со скоростью турбовинтового самолёта.
Обычно поворотными являются не сами винты, а гондолы с винтами и двигателями (как у Bell V-22 Osprey), но встречаются также и конструкции, у которых поворачиваются только винты, а двигатели (например, расположенные в фюзеляже) остаются неподвижными. Примером винтокрыла, у которого поворачиваются только винты, является Bell XV-3 .
Нужно отметить, что термин тилтротор не является эквивалентом конвертоплану, поскольку является конкретной схемой реализации конвертоплана.
Конвертоплан с поворотным крылом
Тилтвинг X-18 поворачивает крыло
Четырёхмоторный экспериментальный тилтвинг XC-142A
Существует вариант конвертоплана, называемый конвертоплан с поворотным крылом (тилтвинг; Tiltwing , от tilt - поворачивать и wing - крыло), когда поворачивается всё крыло, а не только законцовки, как у тилтротора.
Недостатком поворотного крыла является большая сложность, достоинством же то, что при вертикальном взлёте крылья не затеняют воздушный поток от винтов (увеличивая тем самым эффективность работы винтов).
Конвертоплан с винтами в кольцевых каналах
Самолёты с вертикальной (или укороченной) взлёт-посадкой с винтами в кольцевых каналах могут относиться как к имеющим поворотные винты, так и к имеющим поворотное крыло.
Особенностью же их является то что винты расположены внутри особого кольца, которое иногда называется «кольцевым» крылом, в авиа моделировании же такой винт в кольцевом канале, часто называется термином «вентиляторным» движителем (в авиа моделировании такой винт обычно прячут внутри макета реактивного двигателя). Данный тип движителя обладает очень высокой скоростью отбрасываемого винтом воздушного потока, что позволяет обойтись очень маленькими крылышками, обеспечивая высокую компактность конвертоплана. Это же достоинство оборачивается серьёзным недостатком при выполнении функций вертолёта, вследствие чего финансирование разработок подобных конвертопланов прекращалось, как только речь заходила об их способности полностью заменить вертолёт.
Примерами подобных конвертопланов являются Bell X-22 A, Доук VZ-4DA и Nord 500.
СВВП с вертикальным положением
Самолёт вертикального взлёта и посадки с вертикальным положением корпуса (тэйлситтер, tailsitter () , от tail - хвост и sitter - сидящий) - вариант компоновки СВВП . Такой самолёт осуществляет взлёт и посадку на свой хвост подобно взлёту и посадке вертолёта, а затем переходит в горизонтальный «самолётный» полёт. Несмотря на невозможность посадки «по самолётному», конвертопланом не является, так как при переходе в горизонтальный режим полёта не происходит поворота винтов относительно крыла и фюзеляжа летательного аппарата. Сложность схемы состоит в организации управления на режимах вертикального и горизонтального полетов, а также переходных - летчику сложно сориентироваться, потому как одни и те же органы управления выполняют разные функции на разных режимах, кроме того затруднен обзор при вертикальных режимах. Тем не менее отсутствие больших поворотных частей, а также единая силовая установка для режимов вертикального и горизонтального полёта позволяли упростить конструкцию аппарата и эта схема долгое время была популярна у конструкторов. Данную схему использовали как реактивные, так и винтовые СВВП. Немногие построенные по этой схеме СВВП так и остались экспериментальными прототипами.
В 1972 году при КБ имени Миля возник проект винтоплана Ми-30 , имеющим классическую схему с парой поворотных винтов (гондолами с винтами и двигателями). В рамках этого проекта, проводились аналитическо-конструкторские исследования, состоявшие как из теоретические работ, так из испытаний моделей поворотного винта на аэродинамическом стенде. По результатам этих работ в проект винтоплана вносились соответствующие исследования, так например, взлётная масса увеличилась с 10,6 до 30 т, с одновременным увеличением как мощности двигателей, так и полезной нагрузки. Постройка первых летающих образцов была запланирована на 1986-1995, однако в связи с наступившей перестройкой , винтоплан не был построен.
Примечания
Ссылки
- Американские инженеры разрабатывают тяжёлый конвертоплан. // «Мембрана»
- Испытан беспилотный разведывательный конвертоплан. // «Мембрана»
- Владимир Спицын . Что такое конвертоплан? // «Город Воркута»
См. также
- Bell V-22 Osprey - единственный конвертоплан, стоящий на вооружении
- Nord 500 (en:Aérospatiale N 500) - очень компактный конвертоплан футуристического вида
- Бёльков-Хейнкель -Мессершмидт EWR VJ 101
- Bell D-188A (en:Bell D-188A)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к конвертопланам, имеющим подъемные роторы, подобно вертолетам поперечной схемы для вертикального взлета и посадки и для полета по самолетному после конвертации аппарата.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен конвертоплан, названный самолетом вертикального взлета и посадки (СВВП) V-22 «Оспри», содержащий фюзеляж, крылья и стабилизатор с рулевыми поверхностями, установленные по самолетной схеме, снабженный гидравлическим приводом поворота роторов для конвертации и управления аппаратом .
а) общая масса конвертоплана (главным образом за счет тяжеловесных двигателей, синхронизирующего вала и угловых редукторов, гидравлического привода управления конвертации и управления автомата перекоса (АП)) велика;
б) неподвижное горизонтально расположенное крыло создает большое затеняющее сопротивление при обдуве его роторами в вертолетном режиме при вертикальном взлете и посадке.
Следствием этого являются следующие недостатки:
а) отсутствие возможности посадки конвертоплана на воду;
б) масса полезной нагрузки при вертикальном взлете и посадке составляет всего 25% от снаряженной массы;
в) наличие синхронизирующего вала и угловых редукторов усложняет и утяжеляет конструкцию, требует дополнительный отбор мощности силовых установок для функционирования, снижает надежность за счет усложнения конструкции;
г) гидравлические приводы конвертации и управления автоматами перекоса требуют дополнительного отбора мощности силовых установок, как следствие,
д) повышенный расход топлива в режиме взлета, посадки, всего полета.
Известен также экспериментальный конвертоплан, называемый самолетом вертикального взлета и посадки (СВВП) «ХС-142А» , содержащий фюзеляж с общим поворотным крылом (тилтвинг), а также четыре винтомоторные силовые установки, расположенные на крыле, в котором управление по крену осуществляется дифференциальным изменением мощности двигателей, по рысканью - отклонением элеронов, по тангажу - рулевым винтом малого диаметра, горизонтально установленным в хвостовой части. При этом крыло поворачивается в диапазоне 100 градусов от продольной оси СВВП.
Причины, препятствующие достижению нижеупомянутого технического результата при изготовлении и использовании известного конвертоплана, состоят в следующем:
а) двигатели оснащаются винтами малого диаметра;
б) для управления по тангажу применяется горизонтальный рулевой винт и вспомогательные механизмы;
в) мощность для привода рулевого винта и гидравлических приводов отбирается с силовых установок несущих винтов;
г) для поворота крыльев применяется гидравлический привод и вспомогательные механизмы.
Следствием этого являются следующие недостатки конвертоплана :
а) значительная мощность силовых установок (двигателей), а следовательно, и вес двигателей, увеличение площади и прочности несущего крыла, а следовательно, увеличение его веса;
б) рулевой винт, гидравлический привод и вспомогательные механизмы усложняют конструкцию, уменьшают надежность конвертоплана, увеличивают его вес и уменьшают его энергоэффективность;
в) невозможен взлет и посадка с/на воду;
г) повышенный расход топлива в режиме висения и всего полета.
КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основано на возможности управления конвертопланом с роторами реактивного типа исключительно с помощью автомата перекоса вертолетного типа (АП), без каких-либо дополнительных устройств, таких как рули высоты, рули поворота, элероны, закрылки и прочие механизмы. В связи с этим существенным образом упрощается конструкция конвертоплана.
Становится возможным осуществлять маневры в вертолетном режиме исключительно за счет изменения вектора тяги роторов посредством автомата перекоса (АП). Управление по тангажу с помощью АП обеспечивается синхронным изменением циклического шага лопастей, по крену - дифференцированным изменением общего шага лопастей роторов. Педали используют для рысканья посредством обеспечения разнонаправленных векторов тяги роторов относительно центра тяжести конвертоплана исключительно в вертолетном режиме.
В самолетном режиме тяги педалей переключаются на штурвал, выполняя тем самым «элеронный» режим управления, с совмещенным управлением «рули высоты» по тангажу, как на самолетах, управление всем аппаратом в самолетном режиме осуществляется по принципу «джойстик». Шаг-газ в крейсерском режиме служит для увеличения или снижения скорости полета.
Особенно отчетливо достигнутые технические результаты проявляются в конкретном варианте осуществления, в котором:
консоли с роторами не имеют взаимосвязи друг с другом, свободно вращаются на шарнирах, могут фиксироваться в определенном положении с помощью фрикционных и аналогичных по достигаемому результату механизмов, не имеют моторов и гидравлических механизмов для принудительного изменения их положения; консоли управляемо устанавливаются по направлению вектора тяги роторов; хвостовое оперение не механизированное, обеспечивает направление движения по «самолетному» в пассивной стабилизации направления полета.
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения состоит в создании легкого конвертоплана, обладающего следующей совокупностью технических характеристик:
а) радиус действия более 1000 км;
б) скорость в самолетном режиме не менее 500 км/час;
в) малонагруженные роторы с реактивным приводом;
г) возможность вертикального взлета и посадки с малых площадок и на неподготовленные для приземления горизонтальные поверхности, допускающие небольшой уклон;
д) возможность взлета и посадки на воду.
Вышеуказанная задача решена благодаря тому, что конвертоплан содержит в себе:
фюзеляж (1);
обтекатели (19);
роторы (6) содержат движители (5), имеющие лопасти (7) с реактивными двигателями (8), жестко соединенные с колонками (12) консолей (2) посредством торсионов (9), закрепленных на свободно вращающихся валах (10) колонок (12), в подшипниках (11);
реактивные двигатели (8), расположенные в консольной части лопастей (7), имеющие сопла, ориентированные в сторону задней кромки лопастей-движителей (7);
автоматы перекоса (14), выполненные с возможностью изменения общего и циклического шага лопастей-движителей (7) посредством изменения угла установки упомянутых лопастей-движителей (7);
Технический результат, достигаемый при изготовлении и использовании конвертоплана с вышеупомянутыми техническими характеристиками, складывается из совокупности следующих причинно-взаимосвязанных эффектов:
а) упрощена конструкция конвертоплана по сравнению с аналогом , а именно исключен вертикальный винт, стабилизатор с подвижными аэродинамическими плоскостями и/или активный киль с рулевыми плоскостями, не требуются гидравлические либо электрические системы для поворота крыльев при конвертации, не требуются шасси;
б) снижен общий вес конвертоплана;
в) повышена надежность по сравнению с конвертопланами и ;
г) повышена энергоэффективность в самолетном режиме, уменьшен расход топлива в режиме висения по сравнению с конвертопланами и ;
д) улучшено соотношение между массой полезной нагрузки и снаряженной массой;
е) имеется возможность взлета и посадки с/на воду и склоны до <20*;
ж) упрощен способ управления конвертопланом.
Общей причиной, благодаря которой стало возможным достижение вышеуказанного технического результата, является, в первую очередь, замена традиционных движителей, применявшихся в конвертопланах и , реактивными движителями, и снабжение обоих роторов 2-канальными автоматами перекоса, в место 4-канальных вертолетного типа.
Исключение гидравлических либо иных механизмов конвертации стало возможным благодаря тому, что конвертация происходит под действием силы, аналогичной силе на вертолетном роторе, возникающей посредством автомата перекоса, который влияет на циклически изменяемый установочный угол лопастей. Эта сила является равнодействующей аэродинамической силой, влияющей на изменение положения роторов в пространстве; изменение силы тяги осуществляется изменением общего шага лопастей посредством автомата перекоса.
Возможность изменения циклического шага винтов в самолетном режиме позволяет варьировать положением конвертоплана в пространстве, в результате чего не требуются какие-либо дополнительные аэродинамические рулевые элементы крыльев, килей и стабилизаторов.
Надобность в рулевом винте и рулевых плоскостях отпадает благодаря тому, что установка различного циклического шага на левом и правом винтах в вертолетном режиме и различного общего шага винтов в самолетном режиме позволяет разворачивать летательный аппарат в любом направлении без использования каких-либо дополнительных средств.
Использование реактивных движителей вместо традиционных турбовинтовых позволяет уменьшить общую массу и габариты в сравнении с компоновкой, при которой силовые агрегаты расположены на концах консолей; применение электронной синхронизации вращения роторов посредством регулирования подачи топлива в каждый ротор отдельно с обратной взаимосвязью позволяет отказаться от синхронизирующего вала с угловыми редукторами. А в сравнении с компоновкой, при которой силовой агрегат размещен внутри фюзеляжа, тот же результат достигается благодаря отсутствию трансмиссии и кинематических связей между силовым агрегатом и роторами.
В соответствии с настоящим техническим решением силовая установка реактивного движителя выполнена в совокупности самого ротора или в виде самостоятельного агрегата.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения роторов конвертоплана вышеупомянутые воздушно-реактивные движители (5) выполнены за одно целое с ротором (6) и вышеупомянутыми лопастями (7), при этом вышеупомянутые лопасти (7) содержат общее входное устройство (13), расположенное вблизи вала роторов (10), продольный воздуховод лопастей (7) с расположенным внутри него теплообменником (21) для испарения криогенного топлива и камеру сгорания двигателя (8) с реактивным соплом. Более подробно конструкция и принцип действия движителей данного типа раскрыты в патенте РФ на полезную модель №95035 .
В альтернативном варианте выполнения, конвертоплан дополнительно содержит в себе нагнетатель воздуха или газогенератор, при этом вышеупомянутые сопла двигателей (8) соединены с вышеупомянутой колонкой (12) в обтекателе (19) посредством воздуховодов, размещенных внутри вышеупомянутых движителей (5), а вышеупомянутая колонка роторов в обтекателе (19) сообщена с выходом упомянутого нагнетателя воздуха или газогенератора посредством воздуховода, обеспечивающего герметичность в местах шарнирных соединений. Данный тип привода лопастей аналогичен тому, который используют в вертолетах Sud-Ouest SO-1221 Djinn и Pegasus Pressure Jet Helicopter .
Герметичность в местах шарнирных соединений обеспечивается посредством лабиринтных уплотнений.
В качестве вышеупомянутого нагнетателя воздуха или газогенератора может применяться реактивный турбокомпрессор. Особенно предпочтительно, когда реактивное сопло турбокомпрессора снабжено отклоняющими элементами для управления вектором тяги хвостовой части фюзеляжа.
Предпочтительно, когда вышеупомянутый нагнетатель воздуха или газогенератор размещен внутри вышеупомянутого фюзеляжа (1). Однако не исключается возможность установки турбонагнетателя или компрессора внутри обтекателя, соединенного с фюзеляжем.
Лопасти винтов могут иметь различную конструкцию с особенностями, позволяющими повысить аэродинамическую эффективность (кручение лопасти, законцовки, стреловидные концы) или без таковых.
Вышеупомянутый киль (4) является пассивным, не имеет подвижных рулевых плоскостей. Разумеется, дополнение киля рулевыми элементами не исключается, однако насущная необходимость в этом отсутствует.
Вышеупомянутый стабилизатор (3) выполнен пассивным, то есть не имеет аэродинамических элементов с изменяемым углом атаки. Разумеется, дополнение стабилизатора указанными аэродинамическими элементами не исключается, однако насущная необходимость в этом отсутствует.
Конкретная схема выполнения стабилизатора или киля не имеет решающего значения, стабилизатор и/или киль могут быть выполнены в виде единого элемента, или же стабилизатор и/или киль могут состоять из двух отдельных элементов: правого и левого и верхнего и нижнего соответственно.
Для улучшения аэродинамической эффективности стабилизатор (3) может быть (не обязательно) снабжен законцовками (также называемыми килевыми шайбами).
В одном из особенно предпочтительных вариантов вышеупомянутые консоли (2) могут быть (не обязательно) выполнены в виде крыльев. Крылья могут иметь различный аэродинамический профиль, в частности, но не ограничиваясь, плоский, плоско-выпуклый или двояковыпуклый профиль. Стреловидность крыла может быть как прямая, так и обратная, однако предпочтительной является обратная стреловидность.
Упомянутые шарниры (18), посредством которых вышеупомянутые консоли (2) соединены с вышеупомянутым фюзеляжем (1), могут быть (не обязательно) снабжены средствами, обеспечивающими, в отсутствие существенной горизонтальной составляющей скорости полета, установку вышеупомянутых консолей (2) в нейтральном положении, соответствующем режиму взлета, посадки и/или висения.
В особенно предпочтительном варианте вышеупомянутые шарниры (18), оси или полуоси, на которых закреплены консоли и посредством которых упомянутые консоли (2) соединены с упомянутым фюзеляжем (1), снабжены фрикционными муфтами с электромагнитным управлением для фиксации в заданном положении. Наличие триммера-фиксатора позволяет снизить трудоемкость пилотирования после установки заданного направления курса, после выравнивания конвертоплана.
Вышеупомянутые шарниры (18), на которых установлены упомянутые консоли (2), могут быть (не обязательно) размещены выше центра тяжести конвертоплана. Такое расположение обеспечивает лучшую сбалансированность летательного аппарата по крену и тангажу, по сравнению с альтернативным расположением, когда консоли закреплены ниже центра тяжести.
Для уменьшения занимаемой площади, при хранении в ангаре или при парковке вышеупомянутые консоли (2) могут быть (но необязательно) выполнены съемными или складными.
Для управления конвертопланом могут применяться традиционные средства управления (16), включая, в частности, тяги и качалки, обеспечивающие связь вышеупомянутых автоматов перекоса (14) с органами управления (16), размещенными в кабине пилота, в частности с сервоприводами, подключенными к блоку управления, при этом блок управления выполнен с возможностью приема управляющих сигналов и передачи телеметрии по беспроводным каналам связи.
Альтернативно, вышеупомянутый фюзеляж (1) может быть (но не обязательно) выполнен заодно с кабиной пилота, при этом управление осуществляется непосредственно пилотом с помощью органов управления, размещенных внутри кабины. Средства управления могут включать в себя тяги и качалки, обеспечивающие связь вышеупомянутых автоматов перекоса (14) с органами управления (16). Органы управления (16) расположены в кабине пилота, могут представлять собой штурвал, шаг-газ и педали.
Поскольку посадка и взлет конвертоплана могут осуществляться при практически нулевой посадочной скорости (как вертикальной, так и горизонтальной), шасси не требуется, а вместо них упомянутый фюзеляж (1) может быть снабжен поплавками-опорами (20) для посадки (на воду или другие поверхности без уклона или с небольшим уклоном) или другими опорными элементами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 схематически изображен вышеописанный конвертоплан вид сбоку.
На фиг.2 схематически изображен вышеописанный конвертоплан вид сверху.
На фиг.3 схематически изображен вышеописанный конвертоплан вид спереди.
На фиг.4 показана принципиальная схема движителя с элементами автомата перекоса, торсиона, колонки ротора, возможность подачи топлива в движитель и движение воздуха в канальном нагнетателе.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 схематически показан конвертоплан вид сбоку, который содержит фюзеляж 1 с кабиной пилотов, с прикрепленными к нему вращающимися вокруг поперечной оси фюзеляжа консолями крыльев, на которых за одно целое укреплены реактивные движители; в крайней хвостовой части прикреплены пассивные стабилизатор и кили 4; в нижней средней части прикреплены опоры-поплавки 20; в кабине конвертоплана находятся органы управления; позади кабины, в заднем отсеке, могут находиться необходимые для запуска и эксплуатации: пусковая вспомогательная силовая установка (ВСУ), топливный бак (баллон), аккумулятор бортового питания, другие компоненты конструкции; на консолях 2 и внутри обтекателей 19 расположены колонки роторов, проходящие от фюзеляжа до консоли коммуникации топливоподачи, запальная цепь, пусковая воздушная магистраль, тяги управления со смесителями и промежуточными качалками управления и автоматы перекоса вертолетного типа (не показаны). Исполнение и размещение необходимого для запуска и эксплуатации оборудования конструктивно не принципиально, так как зависит от конструкторского решения задачи.
На фиг. 2 изображены: фюзеляж 1 с элементами конструкции, как то: кабина пилота и пассажира с продублированными органами управления конвертопланом 16, центр тяжести 17, хвостовая часть фюзеляжа со стабилизатором 3 и килями 4, центроплан с шарнирами 18 консолей 2, на которых укреплены обтекатели 19 с колонками роторов и закрепленными на них роторами 6, поплавками-опорами 20.
На фиг. 4 изображены обтекатели 19 с размещенными в них колонками 12 роторов с валом 10 и подшипниками 11, в состав колонок входят: сам корпус, на котором закреплены элементы передачи топлива с не вращающейся части во вращающуюся часть ротора через вал 10, соединенный с корпусом колонки посредством подшипников 11, автомат перекоса 14, также на валу ротора закреплен торсион 9, объединяющий собой лопасти 7 движителей 5 в ротор 6. В районе вала ротора расположено входное устройство движителей 13, которое строго ориентировано по оси полета в самолетном режиме. Показаны также сам движитель 5 с элементами воздушных каналов, теплообменным испарителем-лонжероном 21 и воздушно-реактивным двигателем 8. Также схематически показаны направление воздуха в канальном нагнетателе и принципиальная подача топлива в реактивный двигатель.
Конвертоплан содержит фюзеляж 1 с консольными крыльями 2, независимо и свободно вращающимися в поперечной оси в районе центра тяжести, в диапазоне от -10 до 110 градусов относительно продольной оси, а также два реактивных движителя 5 двух роторов 6, жестко закрепленных по оси, на каждой из поворотных консолей 2. В задней части фюзеляжа размещен пассивный стабилизатор 3 и киль 4, не имеющий рулевых плоскостей, выполняющий роль пассивного выдерживания курсовой устойчивости. Фюзеляж конвертоплана 1 в средней части имеет также два дополнительных поплавка-опоры 20, которые в сумме с фюзеляжем 1 служат посадочной поверхностью для приземления и взлета с любой горизонтальной поверхности вплоть до водной. Устройство управления конвертопланом содержит только автомат перекоса вертолетного типа 14, расположенный в непосредственной близости от движителей, в обтекателях 19 и объединенный в единую цепь управления, посредством тяг и качалок, со штурвалом, шаг-газом и педалями 16, расположенными в кабине пилота.
Консоли 2 выполнены съемными. Съемность консолей может быть обеспечена одним из широко известных быстроразъемных технических средств, например посредством базовых штырей с последующей замковой фиксацией или с помощью базовых стыков и крепежных винтов и т.п.
Взлет, полет и посадку конвертоплан осуществляет следующим образом.
Запускается пусковое вспомогательное силовое устройство (ВСУ), которое расположено в фюзеляже (1) и которое обеспечивает подачу необходимого объема и давления воздуха для запуска реактивных движителей (5), на которые подается одновременно топливо и высоковольтное напряжение на запальную свечу, консоли (2) с реактивными движителями (5) роторов (6) находятся в вертикальном положении. После запуска движителей и достижения ими рабочих оборотов роторов производится вертикальный взлет в вертолетном режиме с набором высоты для осуществления набора скорости в горизонтальном полете и переход в самолетный режим (конвертация). После набора скорости в самолетном режиме конвертоплан продолжает горизонтальный полет на заданной высоте с крейсерской скоростью. Посадка вертолета осуществляется в обратном порядке: гашение поступательной скорости до скоростей вертолетного режима, конвертация в режим вертолета, выбор посадочной площадки, посадка на опоры-поплавки 20, остановка роторов 6, прекращением подачи топлива в них.
Маневрирование конвертопланом на взлете, в полете и при посадке обеспечивается изменением положения консолей (2) с роторами (6) с помощью управления автоматов перекоса (14) из кабины пилота, органами управления 16: штурвал, шаг-газ, педали. Вследствие того, что вектор сил увлекает консоли занять положение, соответствующее ему в пространстве, за счет изменений вектора тянущей силы движителями-роторами посредством автомата перекоса вертолетного типа(14), управляемого органами управления (14) из кабины пилотов происходит управление самого конвертоплана в целом.
Движения штурвала, шаг-газа и педалей проходят через 2 смесителя и работают следующим образом:
1) штурвал «от себя - на себя» в вертолетном и самолетном режиме изменяет тангаж конвертоплана, воздействуя на роторы синхронным ходом обоих автоматов перекоса. Обеспечивает конвертацию с вертолетного в самолетный режим и обратно;
2) движение штурвала «влево-вправо» в вертолетном режиме изменяет крен, воздействуя дифференциально на общий шаг обоих роторов. В самолетном режиме работает в функции «элероны», функция появляется при конвертации переключением тяг автоматически с педалей на штурвал;
3) педали работают только при режиме вертолета в режиме «рыскания» и оказывают воздействие на автомат перекоса дифференциально;
4) рычаг шаг-газа влияет на синхронный общий шаг и общую корректировку подачи топлива автоматически в роторы-движители. Служит для взлета в вертолетном режиме и маневрирования вертикально, в самолетном режиме - для увеличения или уменьшения поступательной скорости.
Стабилизация полета по курсу в самолетном режиме осуществляется стабилизатором (3) и килем (4) по принципу подобно оперению стрелы.
Ниже приводятся основные летные данные предлагаемого конвертоплана, полученные в процессе рабочего проектирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Конвертоплан V-22 «Оспри» // http://ru.wikipedia.org/wiki/Bell_V-22_Osprey.
2. Конвертоплан «ХС-142А» // Ружицкий Е.И. Американские самолеты вертикального взлета. М.: ACT: Астрель, 2000.
3. Патент РФ на полезную модель №95035.
1. Конвертоплан, содержащий в себе:
фюзеляж (1);
стабилизатор (3) и киль (4), выполненные с возможностью поддержания курсовой устойчивости в самолетном режиме и расположенные в хвостовой части фюзеляжа (1);
консоли (2), установленные вблизи центра тяжести (17) по обе стороны от фюзеляжа (1) и соединенные с ним посредством шарниров (18), обеспечивающих возможность изменения угла поворота в диапазоне от 100 до -10 градусов относительно горизонта независимо друг от друга;
обтекатели (19);
колонки (12) жестко соединены с консолями (2) и закрыты обтекателями (19);
роторы (6) содержат лопасти (7) с реактивными двигателями (8), соединенные с колонками (12) консолей (2) посредством торсионов (9), закрепленных на свободно вращающихся валах (10) колонок (12), в подшипниках (11);
реактивные двигатели (8), расположенные в консольной части лопастей (7), имеющие сопла, ориентированные в сторону задней кромки лопастей (7);
автоматы перекоса (14), выполненные с возможностью изменения общего и циклического шага лопастей (7) посредством изменения угла установки упомянутых лопастей (7);
средства управления (16), выполненные с возможностью изменения общего и циклического шага упомянутых лопастей (7) роторов (6).
2. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые лопасти (7) содержат общее входное устройство (13), расположенное вблизи вала роторов (10), продольный воздуховод лопастей (7) с расположенным внутри него теплообменником (21) для испарения криогенного топлива и камеру сгорания двигателя (8) с реактивным соплом.
3. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит в себе нагнетатель воздуха или газогенератор, при этом вышеупомянутые сопла двигателей (8) соединены с вышеупомянутой колонкой (12) в обтекателе (19) посредством воздуховодов, размещенных внутри вышеупомянутых лопастей (7), а вышеупомянутая колонка роторов в обтекателе (19) сообщена с выходом упомянутого нагнетателя воздуха или газогенератора посредством воздуховода, обеспечивающего герметичность в местах шарнирных соединений.
4. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем герметичность в местах шарнирных соединений обеспечивается посредством лабиринтных уплотнений.
5. Конвертоплан по п. 3, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый нагнетатель воздуха или газогенератор представляет собой реактивный турбокомпрессор, а его реактивное сопло снабжено отклоняющими элементами для управления вектором тяги.
6. Конвертоплан по любому из пп. 3 или 5, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые нагнетатель воздуха или газогенератор размещены внутри вышеупомянутого фюзеляжа (1).
7. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый киль (4) является пассивным, не имеет подвижных рулевых плоскостей.
8. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый стабилизатор (3) является пассивным.
9. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый стабилизатор (3) представляет собой единый элемент.
10. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый стабилизатор (3) снабжен законцовками - килями (4) (килевыми шайбами).
11. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые консоли (2) выполнены в виде крыльев.
12. Конвертоплан по п. 11, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые крылья выполнены с плоским, плоско-выпуклым или двояковыпуклым аэродинамическим профилем.
13. Конвертоплан по п. 11, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые крылья выполнены с обратной стреловидностью.
14. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые шарниры (18), посредством которых вышеупомянутые консоли (2) соединены с вышеупомянутым фюзеляжем (1), снабжены средствами, обеспечивающими, в отсутствие существенной горизонтальной составляющей скорости полета, установку вышеупомянутых консолей (2) в нейтральном положении, соответствующем режиму взлета, посадки и/или висения.
15. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые шарниры (18), посредством которых вышеупомянутые консоли (2) соединены с вышеупомянутым фюзеляжем (1), снабжены фрикционными муфтами с электромагнитным управлением для фиксации в заданном положении.
16. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые шарниры (18), на которых установлены вышеупомянутые консоли (2), размещены выше центра тяжести.
17. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые консоли (2) выполнены съемными или складными для компактной парковки.
18. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые средства управления включают в себя тяги и качалки, обеспечивающие связь вышеупомянутых автоматов перекоса (14) с органами управления (16) в кабине пилота.
19. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый фюзеляж (1) выполнен заодно с кабиной пилота.
20. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутые средства управления включают в себя тяги и качалки, обеспечивающие связь вышеупомянутых автоматов перекоса (14) с органами управления (16).
21. Конвертоплан по п. 20, характеризующийся тем, что в нем упомянутые органы управления (16) расположены в кабине пилота и представляют собой штурвал, шаг-газ и педали.
22. Конвертоплан по п. 1, характеризующийся тем, что в нем вышеупомянутый фюзеляж (1) снабжен поплавками-опорами (20).
Похожие патенты:
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции хвостовых винтов вертолетов. Хвостовой винт (12) вертолета (10) имеет привод (1), содержащий электрическую машину с поперечным магнитным потоком с возбуждением от постоянных магнитов с дуплексным расположением статоров.
Изобретение относится к судостроению, а именно к подруливающим устройствам судов. Подруливающее устройство содержит два винта, установленные в гондоле на стойке обтекателей в сквозном канале, и приводной двигатель, а также снабжено дополнительными стойками, расположенными на обтекателях по краям гондолы.
Изобретение относится к области авиации, в частности к способам компенсации крутящего момента несущих винтов вертолетов. Способ компенсации реактивного момента несущего винта состоит в создании противодействующего крутящего момента, который создается реактивными силами тяги выходного газового потока в виде реактивных струй газотурбинного двигателя вертолета под действием разделенной части энергии, вырабатываемой газогенератором двигателя, с последующим поперечно-тангенциальным внедрением их в воздушный опорный поток, образованный несущим винтом.
Изобретение относится к вертолетостроению. Несущий винт вертолета содержит втулку винта, сбалансированные и совмещенные на одной оси одним из двух своих концов несколько лопастей с рабочими аэродинамическими поверхностями, имеющими по диаметру винта передние и задние кромки.
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам машущего полета и конструкциям махолетов. Способ машущего полета летательного аппарата основан на вращательном машущем движении пары плоскостей, создающих подъемную силу при движении из верхней в нижнюю точку вращения.
Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный двухфюзеляжный вертолет-самолет представляет собой моноплан с передним горизонтальным оперением, содержащий двухкилевое оперение, смонтированное к консолям крыла на гондолах, короткий фюзеляж, двигатель, передающий крутящий момент через систему валов трансмиссии на тянущий и толкающий поворотные винты, обеспечивающие горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу.
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Хвостовое оперение вертолета содержит фенестрон с многолопастным винтом (4) с лопастями (3) и при необходимости вертикальные кили (1.2). Выпрямляющие поток статоры (5) неподвижных лопаток расположены в звездообразной конфигурации параллельно плоскости винта далее по ходу по отношению к винту (4). Кольцо (2.1) фенестрона заключено в композитную конструкцию из внешнего защищающего от эрозии поверхностного слоя (7.1, 8.1), выполненного из твердого пластика или пластикового композитного материала, и по меньшей мере одного последующего слоя (7.2, 8.2) из эластомерного демпфирующего материала. Кольцо фенестрона поочередно содержит два слоя твердого пластика и два слоя эластомерного демпфирующего элемента. Достигается снижение уровня шума хвостового оперения. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Система моделирования в реальном времени окружения двигателя летательного аппарата содержит цифровое вычислительное устройство, устройство моделирования в реальном времени части окружения двигателя и летательного аппарата. Цифровое вычислительное устройство содержит вход приема данных датчиков или летательного аппарата, выход, связанный с приводами двигателя или летательного аппарата, модуль регулирования, модуль выбора. Устройство моделирования содержит цифровые вход и выход, модуль контроля, соединенные определенным образом. Обеспечивается режим моделирования в реальном времени окружения двигателя и летательного аппарата с возможностью его отключения во время полета. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к вертолету, способу и устройству для уменьшения вибрации. Вертолет содержит конструкцию, включающую фюзеляж, вращающуюся систему, устройство для уменьшения вибрации. Устройство для уменьшения вибрации содержит электрогидростатические приводы, средство колебания электрогидростатических приводов, датчики динамических изменений, средство обработки. Для уменьшения вибрации в конструкции вертолета соединяют электрогидростатические приводы между подвижными друг относительно друга частями конструкции, вызывают колебания приводов на частоте, соответствующей частоте возбуждения, формируют сигналы динамических изменений в различных частях вращающейся системы и подают их в средство обработки, которое выдает компенсирующие сигналы управления электрогидростатическими приводами. Обеспечивается уменьшение вибрации в подвижно соединенных вибрирующих частях конструкции вертолета. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Устройство относится к области судостроения, в частности ходовой части водного судна, и может быть использовано для повышения эффективности его ходовых качеств. Устройство ходовой части водного судна содержит основной вал с гребным винтом, и снабжено по крайней мере одним дополнительным валом с гребным винтом на нем, соосно основному валу, причем с переменной и отличающейся от основного вала скоростью вращения. На пути потока, который нагнетается вторым дополнительным гребным винтом, предусмотрена по крайней мере одна дополнительная плоскость поворотного, горизонтального и вертикального управления водным судном. Дополнительная плоскость имеет поверхность профильной кривизны, по форме близкую к внешней изобаре нагнетаемого потока. Достигается повышение надежности ходовой части водного судна, увеличение общего усилия на валу гребного винта без увеличения рабочих мест движителя по ширине судна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к авиационной технике и касается шасси для летательного аппарата (ЛА) вертикального взлета, совершающего посадку на неподготовленную поверхность или палубу корабля. Адаптивное шасси ЛА содержит две дугообразные стойки или четыре полустойки, причем место крепления дугообразных стоек к корпусу ЛА центрируется с точкой пересечения дугообразных стоек и вертикальной оси, проходящей через центр масс ЛА, при этом каждая дугообразная стойка снабжена приводом, связанным с блоком управления и гироскопом, а также снабженные 3D-сканером поверхности посадочные площадки. При этом привод обеспечивает регулировку длины дугообразной стойки в соответствии с информацией, полученной от 3D-сканера поверхности посадочной площадки еще до момента приземления. Каждая стойка снабжена опорой, включающей опорный элемент с плавающим креплением к стойке. Причем материал, из которого выполнен опорный элемент, обеспечивает максимальное сцепление опорного элемента с поверхностью. Достигается упрощение конструкции, уменьшение веса, сохранение горизонтального положения ЛА относительно линии горизонта при посадке на неподготовленную поверхность (пересеченную местность с перепадом высот) или палубу корабля. 6 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан содержит фюзеляж, стабилизатор, киль, расположенные в хвостовой части фюзеляжа, консоли, установленные вблизи центра тяжести по обе стороны от фюзеляжа, обтекатели, колонки, роторы с лопастями, автоматы перекоса, средства управления автоматами перекоса. Консоли соединены с фюзеляжем посредством шарниров, обеспечивающих возможность изменения угла поворота в диапазоне от 100 до -10 градусов относительно горизонта независимо друг от друга. Колонки жестко соединены с консолями и закрыты обтекателями. Роторы содержат лопасти с реактивными двигателями, соединенные с колонками посредством торсионов, закрепленных на свободно вращающихся валах колонок в подшипниках. Реактивные двигатели расположены в консольной части лопастей и имеют сопла, ориентированные в сторону задней кромки лопастей. Достигается возможность управления конвертопланом исключительно посредством автоматов перекоса. 21 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.