„Bell XV-3“yra amerikietiškas eksperimentinis rotorius. Pirmąjį skrydį jis atliko 1955 m. Rugpjūčio 23 d. Pirmasis perėjimas iš vertikalaus į horizontalųjį buvo 1958 m. Gruodžio 18 d. Iš viso iki 1966 m. Buvo atlikta daugiau nei 250 bandomųjų skrydžių, o tai įrodė esminę galimybę sukurti rotorių su sukamaisiais varžtais. Šio orlaivio bandymai buvo pripažinti sėkmingais, todėl buvo nuspręsta jo pagrindu sukurti aparatą, jau turintį rotacinius variklius, todėl buvo sukurtas rotorius „Bell XV-15“.
Eksperimentinis „Bell XV-3“turėjo didelį fiuzeliažą, skirtą 4 keleiviams, fiksuotus sparnus, kurių plotis 9,54 m, ir „Pratt & Whitney R-985“variklį, kuris išvystė maksimalią 450 AG galią. Rotorius -propeleris, kuris buvo ant kiekvieno sparno konsolės, elektrinių variklių pagalba buvo perkeltas į reikiamą padėtį: aukštyn - vertikaliam skrydžiui, pirmyn - horizontaliam skrydžiui.
Siekiant įsigyti orlaivį, galintį sujungti lėktuvo ir sraigtasparnio savybes, buvo daug bandymų sukurti įvairias sukamųjų sparnų mašinas, įskaitant sukamuosius sraigtus, kurie vakaruose buvo vadinami rotoriais, o mūsų šalyje - sraigtasparnis-lėktuvas. Šiuose orlaiviuose, kaip ir sraigtasparniuose, buvo sumontuoti didelio skersmens sukamieji sraigtai su šarnyriniais ašmenimis ir nedidelė apkrova nuvalytoje zonoje, o tai suteikė tokioms mašinoms galimybę atlikti vertikalų kilimą, naudojant gana mažą joms sumontuoto variklio galią..
„Tiltrotor“sraigtai buvo varomi tiesiai iš variklių, kuriuos buvo galima sumontuoti gaubteliuose, sukant su sraigtais, arba iš variklio (variklių), kurie buvo automobilio fiuzeliaže arba atskiruose gaubteliuose, o tik tada sraigtai suko. perėjimas prie kito skrydžio modelio. Horizontaliojo skrydžio metu rotorius buvo valdomas kaip lėktuvas - naudojant įprastus orlaivio valdiklius, o perjungiant į vertikalųjį skrydį - kaip sraigtasparnis, valdant bendrą ir ciklinį sraigtų žingsnį. Buvo manoma, kad sutrikus elektrinės veikimui, rototoriai galės nusileisti kaip lėktuvas su planavimu ir daliniu propelerio pasvirimu arba, kaip sraigtasparnis, autorotavimo režimu.
„Tiltrotor Bell XV-3“
Ilgus metus bendrovė „Bell“atliko daugybę tyrimų ir eksperimentinių darbų rototorių kūrimo srityje, šiai krypčiai vadovavo dizaineriai Arthuras Youngas ir Bertrandas Kelly, vėliau prie jų prisijungė Robertas Lichtenas. 1950 m. Amerikos kariuomenės konkurse dėl geriausio orlaivio dizaino, skirto žvalgybos ir gelbėjimo tarnyboms, „Bell“pristatė rototoro dizainą su pasukamais rotoriniais sraigtais. Iš viso komisija svarstė 17 skirtingų projektų, iš kurių buvo atrinkti tik 3 sukamųjų sparnų orlaivių projektai, įskaitant bendrovės „Bell“dizainerių projektą. Dėl 1951 m. Vykusio konkurso JAV oro pajėgos pasirašė sutartį su šia bendrove dėl dviejų eksperimentinių keitiklių, skirtų vėlesniems transporto priemonių skrydžio bandymams, statybos.
Pirmojo „Bell“rotoriaus, kuris iš pradžių gavo pavadinimą „Bell XH-33“, o vėliau „Bell XV-3“, statyba buvo atidėta, darbai buvo baigti tik 1955 m. Pradžioje, o tų pačių metų vasario 10 d. įvyko naujovės demonstravimas. 1955 m. Rugpjūčio 11 d. Įvyko pirmieji vertikalūs kilimo ir pakilimo skrydžiai, o paskui perėjimas prie horizontalaus skrydžio, kai sraigtai pasviro iki 15 laipsnių (bandomasis pilotas Floydas Carlsonas). Vėlesniuose rototoro bandymuose, kurie įvyko 1956 m. Spalio 25 d. Ore 60 metrų aukštyje, o sraigtai buvo pakreipti 20 laipsnių kampu, prietaisas dėl mechaninio nestabilumo prarado valdymą ir nukrito, o „Bell XV-3“buvo sunaikintas, o bandymo pilotas Dickas Stensbury dėl kritimo buvo sunkiai sužeistas.
Dėl nelaimės tolesni rototoro skrydžio bandymai tęsėsi tik 1958 m., Antruoju „Bell XV-3“pavyzdžiu. Iš pradžių jis turėjo dviejų ašmenų sraigtus, tačiau netrukus juos pakeitė trijų ašmenų sraigtai. Pirmą kartą visas perėjimas nuo vertikalaus skrydžio prie horizontalaus skrydžio su vėlesniu nusileidimu buvo atliktas 1958 m. Gruodžio 18 d. Vėlesniuose skrydžiuose prietaisas sugebėjo pasiekti 212 km / h greitį 1220 metrų aukštyje. 1962 m. Šis įrenginys buvo perduotas tolesniems bandymams NASA Langley tyrimų centre. Šiame centre „Bell XV-3“sėkmingai skrido vertikaliais režimais ir nepilnai perėjo į orlaivio režimą, kai sraigto žingsnis buvo 30–40 laipsnių.
Taip pat rototorius buvo išbandytas ant specialaus stendo, kuriame buvo atliktas visas perėjimas prie „lėktuvo“skrydžio režimo. Perjungiant sraigtasparnio skrydžio režimą į orlaivį, sraigtai buvo pakreipti 90 laipsnių, naudojant elektrinių variklių sliekinę pavarą. Paprastai perėjimo procesas truko tik 15-20 sekundžių. Tuo pačiu metu rotorius „Bell XV-3“galėjo tęsti skrydį bet kurioje tarpinėje sraigtų padėtyje perėjimo metu. Iš viso šis rototorius atliko daugiau nei 250 bandomųjų skrydžių ir 110 pilnų perėjimų tarp skrydžio režimų, per tą laiką nuskridęs apie 450 valandų. Šių skrydžių metu buvo pasiektas maksimalus 290 km / h greitis, taip pat 3660 metrų aukštis. Tiltrotoriaus bandymai tęsėsi 1965 m., Bet jau vėjo tunelyje. Šie bandymai buvo sustabdyti dėl gaubtelio atsiskyrimo su sraigtu ir žalos, kurią gavo „Bell XV-3“.
Oro pajėgos ir JAV armija labai tikėjosi sukurti tokio tipo orlaivius, manydamos, kad keitikliai geriausiai tinka žvalgybai, ryšiams ir gelbėjimo operacijoms. „Bell“sukūrė daugybę projektų tiek kariniams, tiek civiliniams tokių sukamųjų sparnų orlaivių modeliams. Daugelyje jų buvo planuojama po sparnu sumontuoti du gondolinių turbinų variklius, o didžiausias greitis turėjo būti apie 400 km / h.
„Bell XV-3“rotorius turėjo tą patį išdėstymą kaip ir įprasti lėktuvai. Paprasčiausias ir tinkamiausias buvo išdėstymas, kuriame sraigtai buvo sparnų galuose: kai jie buvo pasukti, rotorius tapo panašus į dviejų rotorių skersinį sraigtasparnį. Vertikalios kilimo metu srautas iš sraigtų buvo slopinamas, pučiantis virš sparno, dėl ko prarandami sraigtai, o maksimalus rotoriaus greitis buvo palyginti mažas dėl mažos galios ir svorio eksperimentinio orlaivio santykis.
Išoriškai eksperimentinis „Bell XV-3“rotorius yra monoplanas su vienu varikliu ir dviem besisukančiais trijų ašmenų sraigtais, taip pat labai paprastos konstrukcijos slydimo važiuoklė, važiuoklės takelis buvo 2, 8 metrai. Tuo pačiu metu orlaivio korpusas išsiskyrė geromis aerodinaminėmis formomis. Jo priekyje buvo kabina su dideliu stiklinimo plotu. Šioje kabinoje buvo pilotas, antrasis pilotas ar stebėtojas, taip pat du keleiviai, vietoj jų buvo galima sužeistą žmogų ant neštuvų pastatyti su tvarkingu. Rototoro sparnas buvo tiesus ir turėjo palyginti nedidelį plotą, nes buvo apskaičiuota, kad keliamas tik sukimosi greičiu. Sparno galuose buvo mažos gondolos su sukamaisiais varžtais. Techninės priežiūros atstovai galėtų pašalinti sparno antgalio apvalkalą, kad galėtų pasiekti transmisijos komponentus. Sparnas taip pat turėjo ištraukiamus atvartus ir sparnus. Uodegos blokas buvo toks pat, kaip ir įprastų orlaivių - su vairu, su didele vertikalia uodega, ant kilio buvo 4 metrų ilgio stabilizatorius su liftais.
Dėl savo konstrukcijos rotorius „Bell XV-3“turėjo daugybę unikalių eksploatacinių savybių. Pavyzdžiui, nebuvo kelių variklių orlaiviams būdingos skersinės transmisijos. Sugedus jėgainei, „Bell XV-3“sraigtai automatiškai buvo pastatyti į vertikalią padėtį, todėl rotorius galėjo nusileisti automatiškai, kaip įprastas sraigtasparnis ar įprastas giproplanas. Tuo pačiu metu sraigtai pasilenkė į priekį, kad sukurtų trauką, tačiau horizontaliai skrendant dalį lifto vis dėlto sukūrė aparato sparnas.
„Bell“inžinieriams sunkiausia buvo pasirinkti optimalaus skersmens sraigtus „Bell XV-3“rotoriui. Visa esmė buvo ta, kad vertikaliam transporto priemonės kilimui reikėjo didelio skersmens sraigtų, o skrendant horizontaliai buvo pelningiau naudoti mažus sraigtus. Galiausiai tekinimo varžtų kompromisinis skersmuo buvo 7,6 metro. Tokio skersmens trijų ašmenų sraigtai buvo sparnų galuose. Sraigtinės rankovės turėjo susikertančius vertikalius ir horizontalius vyrius, esančius 0,44 metro atstumu nuo sukimosi ašies, taip pat sūpynių kompensatorius. Sraigto stebulės buvo uždengtos apvalkalu. Visi metalo klijuoti ašmenys iš plano buvo stačiakampio formos ir geometrinis 20 laipsnių pasukimas.
Eksperimentinis „Bell XV-3“rotorius buvo varomas „Pratt & Whitney“oru aušinamo radialinio stūmoklinio variklio. Tai buvo R-985-AN-1, o variklio maksimali galia buvo 450 AG. esant 2300 aps./min 450 metrų aukštyje ir kilimo metu. Variklis buvo sumontuotas centrinėje fiuzeliažo dalyje. Dėl nepakankamos jėgainės galios maksimalus greitis buvo apribotas iki 280 km / h, nors bandymų metu rotorius rodė didesnę vertę. Pasiekti didesnį greitį buvo įmanoma pakeitus variklį galingesniu. Visų pirma buvo planuojama įrengti dviejų velenų „GTE Lycoming T-53“, išvystančią 825 AG galią.
Užbaigus „Bell XV-3“bandymus, JAV nebuvo atsisakyta rototoro idėjos. Po jo gimė naujas modelis. Naujasis orlaivis buvo aprūpintas jau besisukančiais varikliais. Jis gavo pavadinimą „Bell XV-15“ir pirmą kartą skrido 1977 m. 1989 m. Kovo 19 d. Į dangų pakilo „Bell V-22 Osprey“rotorius, kuris tarnauja nuo 2005 m. Jis tarnauja jūrų pėstininkų korpuse ir JAV oro pajėgų specialiųjų operacijų vadovybėje. Iki 2016 m. Buvo pagaminta daugiau nei 300 tokio tipo transporto priemonių, ir šie keitikliai tiekiami JAV ginkluotosioms pajėgoms.
XV-3 rototoriaus skrydžio techninės charakteristikos:
Bendri matmenys: ilgis - 9, 2 m, aukštis - 4 m, sparnų plotis - 9, 5 m, sukamųjų varžtų skersmuo - 7, 6 m.
Tuščias svoris - 1907 kg.
Kilimo svoris - 2218 kg.
Jėgainė yra „Pratt Whitney R-985-AN-1“teatras, kurio galia 450 AG.
Maksimalus greitis yra 290 km / h.
Kreiserinis greitis - 269 km / h.
Praktinis nuotolis - 411 km.
Aptarnavimo lubos - 4600 m.
Pakilimo greitis yra 6,3 m / s.
Įgula - 1 asmuo.
