Tři varianty naklápěcího rotoru HSVTOL ve virtuálním letu
Začátkem srpna Bell Textron oznámil projekt HSVTOL (High-Speed Vertical Take-Off and Landing), jehož cílem je vytvořit celou rodinu konvertoplánů na základě společných řešení. Letoun nové řady bude schopen vzlétnout a přistát vertikálně a vyvinout vysokou rychlost v horizontálním letu. K řešení takových technických problémů je navrženo několik zajímavých nápadů a technologií.
perspektivní koncept
Koncepční projekt HSVTOL navrhuje vytvoření architektury letadla s možností škálování pro různé úkoly. Zveřejněné materiály již ukázaly tři varianty tiltrotoru – od malého bezpilotního prostředku až po nákladní vozidlo v rozměru letounu C-130. Bell navíc pracuje na různých doplňkových systémech, jako jsou offshore platformy pro podporu provozu UAV.
Ve všech případech je sklápěcí rotor HSVTOL stroj s proudnicovým trupem a středním křídlem, na jehož špičkách jsou umístěny gondoly s vrtulemi. Ocas je opatřen dvoukýlovým opeřením. Hlavní turbohřídelový / proudový motor by měl být umístěn v horní nebo zadní části trupu, který je zodpovědný za otáčení vrtulí a vytváření proudového proudu v různých režimech letu.
Předpokládá se, že HSVTOL bude vzlétat vertikálně pomocí dvou rotorů. Otočením gondol ve vertikální rovině bude moci přejít na horizontální let. Pro zrychlení na maximální rychlosti se navrhuje použít proudový tah a vztlak křídla; listy vrtule by měly být složeny podél gondol.
Vybavení na letišti
Podle tohoto schématu lze stavět letadla různých velikostí, nosností a účelů. Podle propočtů je možné překonat rychlost letu 400 uzlů (740 km/h). Každý projekt rodiny však bude ve skutečnosti muset být vypracován samostatně pomocí jednotek a struktur, které splňují zadané podmínky.
Začátkem srpna Bell odhalil pouze zamýšlený vzhled nových konvertoplánů a některé jejich charakteristiky. Onehdy vešlo ve známost více informací o projektu: 10. září The Drive publikoval zajímavý článek na toto téma pod hlavičkou The War Zone. V něm hovořil Jeff Nissen, vedoucí pokročilých technologií ve společnosti Bell příběhy vývoj konvertoplánů a odhalil nové údaje o aktuálním projektu HSVTOL.
Obecné přístupy
Hlavním cílem projektu HSVTOL je dosažení co nejvyšší rychlosti a dosahu letu. Podle těchto parametrů by nové vzorky měly překonat stávající konvertoplány. Za tímto účelem byly provedeny některé studie, během kterých stanovili optimální úroveň letových výkonů.
Bylo stanoveno, že letadlo nového schématu musí vyvinout cestovní rychlost alespoň 400 uzlů. S nižšími požadavky na rychlost můžete použít „tradiční“ schéma naklápěcího rotoru, které využívá vrtule ve všech režimech. Maximální rychlost nesmí překročit Mach 0,85 (více než 1000 km/h v závislosti na nadmořské výšce). Po překročení této hodnoty se očekává výrazné zvýšení odporu vzduchu. Dá se překonat zvýšením tahu „hlavního“ motoru, tím se ale zhorší účinnost paliva a sníží se možný dojezd.
Střední modifikace HSVTOL při záchranné akci
Odhadovaná manévrovatelnost HSVTOL je vyšší než u jiných konvertoplánů. Lehké nebo střední vozidlo bude schopno provádět energickou evoluci a létat po terénu. Dosáhnout manévrovatelnosti na úrovni moderních stíhaček je však nemožné.
Drak letadla se sklopným rotorem je navržen tak, aby snižoval viditelnost, ale jeho architektura a exteriér omezují dosažitelné výsledky v této oblasti. Možnost složit vrtule odstraňuje jeden z hlavních demaskujících faktorů, nicméně i v tomto režimu bude stroj nápadnější než speciálně navržené stealth letouny.
Spolu se sklápěcím rotorem Bell pracuje na problémech se základnou. Například UAV řady HSVTOL lze použít s bezpilotní povrchovou platformou Sea-based Logistics Unmanned Refuel / Re-arm Platform (SLURRP). Zařízení bude schopno na takové plošině přistát, automaticky natankovat a znovu se vznést do vzduchu. Střední letadlo lze použít s většími platformami, s posádkou nebo autonomní.
Otázka motoru
Hlavním úkolem projektu HSTOVL je nalezení optimální architektury elektrárny. Bell v současné době pracuje na několika jeho variantách založených na stávajících a budoucích komponentech. Některé verze umožňují nejrychlejší možné dokončení projektu před testováním, ale omezují technické vlastnosti. Jiná schémata umožňují získat vysoké letové údaje, jsou však složitá a vyžadují další rozpracování.
Lehký UAV založený na platformě SLURRP
Nejjednodušší přístup je navržen pro implementaci v projektu lehkého UAV. Takové zařízení by mělo dostat „zdvihací“ divadlo s převodem na obě vrtule a „pochodový“ proudový motor. Toto schéma umožňuje rychle vyvinout a uvést do testování experimentální stroj s využitím motorů dostupných na trhu. Neliší se však hmotnostní účinností a omezuje celkovou úroveň výkonu.
Pro větší varianty HSVTOL se nabízejí kombinovaná schémata, ve kterých bude let ve všech režimech zajišťovat jeden nebo více motorů s požadovaným celkovým výkonem. Výpočty již ukázaly, že TVD nebude poskytovat požadované vlastnosti ve dvou hlavních provozních režimech, a proto je zapotřebí jiné řešení.
V rovině teorie jsme uvažovali o motoru Pratt & Whitney F135 se zvedacím ventilátorem, vyvinutý pro stíhačku F-35B. Přes všechny své přednosti vykazuje nedostatečnou trakci a minimálně potřebuje zlepšit. Studuje se hybridní schéma, ve kterém je proudový motor spojen s generátorem a hlavním rotorem se otáčí elektromotor. Tato možnost je zajímavá, ale zatím nemůže vykazovat vysokou palivovou nebo hmotnostní účinnost.
Zkušený tiltrotor Bell V-280 Valor - jeden z nejrychlejších ve své třídě
Za nejlepší možnost se považuje vícerežimový motor s plynovou turbínou schopný střídavě dodávat vysoký výkon na hřídel a vytvářet vysoký proudový tah. Produkty této třídy však zatím nepokročily za hranici testování a vývoj nového vzorku zabere neurčitou dobu. Bell proto v krátkodobém a střednědobém horizontu plánuje studovat a vyvíjet pouze dostupné produkty.
stream zdarma
Velkou zajímavostí je konstrukce vrtule vyvinutá pro HSVTOL. Při přechodu na vysokorychlostní let musí zařízení opeřit lopatky a poté je položit podél gondoly. Optimální konstrukce takového šroubu byla vytvořena a testována již v roce 1972 a ukázala všechny své výhody.
Skládání čepele se provádí pomocí pantu v tupé části. Neexistují žádné jednotky. Lopatka by měla změnit svou polohu pouze v důsledku přicházejícího proudu vzduchu. V tomto případě je k dispozici brzdový systém, který řídí rychlost pohybu nožů.
Sériový tiltrotor MV-22 přistávající na letadlové lodi
Testy na počátku sedmdesátých let ukázaly možnost provádět 30-40 cyklů skládání a rozkládání při rychlostech 150-175 uzlů (280-325 km/h) bez přerušení. Je pravděpodobné, že další rozvoj projektu, stejně jako použití moderních materiálů a technologií, zajistí provozuschopnost původního okruhu i na 400 uzlech.
Teorie a praxe
Projekt HSVTOL je tedy stále ve velmi raných fázích a zajišťuje rozvoj základních myšlenek a hledání technických řešení. Stavba a testování experimentálního zařízení je přitom stále otázkou nejisté budoucnosti – developerská společnost přitom musí posoudit reálnou perspektivu projektu a určit proveditelnost jeho pokračování.
Jak vyplývá z oficiálních prohlášení a zpráv, Bell Textron se dívá do budoucnosti s optimismem a nejde jen o demonstraci zájmu o slibný vývoj. Společnost má rozsáhlé zkušenosti a kompetence v oblasti letadel s vertikálním vzletem. Kromě toho jsou neustále předkládány, studovány a uváděny do praxe nové nápady a koncepty. Na základě starých zkušeností a moderních návrhů mohou skutečně vytvořit novou třídu zařízení - nebo dokonce celou rodinu.
Přehnaný optimismus však není na místě. Navržený koncept HSVTOL naráží na několik vážných problémů, bez kterých nebude možné vytvořit tiltrotor s požadovanou úrovní výkonu. V blízké budoucnosti bude muset Bell Textron a příbuzné organizace všechny tyto problémy vyřešit – a pak se ukáže, jaký bude tiltrotor budoucnosti.