Bell Textron HSVTOL-projekt. Teknik för en tiltrotor i en avlägsen framtid
Tre varianter av konvertiplan på HSVTOL-plattformen
Det amerikanska företaget Bell Textron Inc. har lång erfarenhet inom området vertikala start- och landningsflygplan. Just nu används den i utvecklingen av ett nytt konceptprojekt för en tiltrotorfamilj med en rad karakteristiska egenskaper. Nyligen visade utvecklingsföretaget för första gången utseendet på en sådan familj och avslöjade dess egenskaper.
Nytt projekt
För närvarande, som en del av Pentagons program, skapar Bell Textron två lovande tiltrotorflygplan med olika kapacitet - V-280 Valor och V-247 Vigilant. Dessutom bedrivs forskning som är nödvändig för vidareutveckling av inriktningen och utveckling av följande projekt.
Under 2017-2020 Bell-Textron har patenterat flera tiltrotorsystem med vissa funktioner. Olika varianter av det aerodynamiska utseendet, flera scheman för kraftverket och bärarsystemet föreslås. I synnerhet har en tiltrotor med fällbara propellerblad under flygning, ett hybridgasturbin-elektriskt kraftverk etc. utvecklats.
I april 2021 gav Air Force Research Lab (AFRL) företaget en order på att utveckla koncept för en militär tiltrotor. Kostnaden för sådant arbete uppskattades till 950 tusen dollar. Det rapporterades att målet med projektet är att skapa ett lovande höghastighetsflygplan för vertikal start och landning (High-Speed Vertical Take-Off and Landing, HSVTOL ).
Det nya forskningsprojektet genomförs i flera strukturers intresse. Dess praktiska resultat kan vara av intresse för flygvapnet, ILC, marinen och specialoperationsstyrkorna. För vissa uppdrag kräver de höghastighets VTOL-flygplan för att vara effektiva, och av denna anledning har flera nya program lanserats, såsom FVL och HSVTOL.
Den 2 augusti lämnade entreprenörsföretaget för första gången information om det nya projektet. I pressmeddelandet skisserades huvuduppgifterna för det pågående arbetet och planerna för den fortsatta utvecklingen av projektet. Dessutom publicerades en datorbild av tre produkter från den lovande HSVTOL-familjen på en gång.
Tiltrotorbärarsystemet som beskrivs i US20190248483A1 från 2018
Mål och mål
Huvudmålet med HSVTOL-projektet från Bell Textron är att hitta och utveckla lösningar för efterföljande skapande av riktiga flygplan av olika klasser och för olika ändamål. Genom att skala de viktigaste idéerna och teknologierna är det nödvändigt att säkerställa utveckling och konstruktion av flygplan med en startvikt på 4 tusen pund (1,8 ton) till 100 tusen pund (45,4 ton).
HSVTOL-enheten måste kunna starta och landa vertikalt, sväva osv. och visar höga start- och landningsegenskaper. Det är nödvändigt att säkerställa maximal varaktighet av kontinuerlig svävning. Det nedåtgående flödet i detta läge bör vara minimalt för att eliminera negativa fenomen. Tiltrotorn måste kunna flyga jämnt med en hastighet av minst 400 knop (740 km/h).
Baserat på nyckelteknologier och lösningar är det planerat att skapa bemannade och obemannade flygfarkoster. Sådan utrustning kommer att kunna lösa ett brett utbud av transport-, strids- och hjälpuppgifter. Emellertid har armén ännu inte tillkännagett sina planer för att skapa och implementera flygplan med sådan kapacitet.
Nyckelidéer
Bell-Textron har avslöjat det möjliga utseendet på tre HSVTOL-flygplan på en gång. De har några gemensamma drag som indikerar tillämpningen av vanliga lösningar. Samtidigt finns det betydande skillnader kopplade till olika syften och mål för specifika projekt.
De visade konvertiplanen är "byggda" enligt det normala schemat med en spindelformad flygkropp, en rak vinge och en tvåfenad fjäderdräkt. I ändarna av vingen finns motorgondoler som används för vertikal start/landning och flygning vid låga hastigheter och transienter. Enheterna visas i höghastighetsflygläget: propellrarna stoppas och deras blad viks längs nacellerna.
Typen av kraftverk är inte specificerad, men nya tekniker rapporteras. Det kan ses att flygplanet har luftintag på olika platser, vilket indikerar användningen av turboaxel- eller turbojetmotorer. Samtidigt har motorgondolerna inga munstycksanordningar.
Bell V-280 Valor - redan flygande tiltrotor för FVL
Förmodligen innebär HSVTOL-konceptet användning av idéer som tidigare beskrivits i ett av Bell-Textron-patenten. Sedan föreslogs att utrusta tiltrotorn med en turbojetmotor kopplad till en generator, och att placera elmotorer i gondoler på vingen.
En vanlig del i olika projekt kommer att vara moderna digitala styrsystem som kan ta vissa uppgifter och avlasta piloter. Dessutom, på grund av detta, kommer det att finnas en eftersläpning för skapandet av obemannade fordon.
Ett sådant flygplan kommer att utföra start, övergång till planflygning och initial acceleration med hjälp av rotorer med elmotorer - som "traditionella" tiltrotorflygplan. Efter att ha uppnått den erforderliga hastigheten med att erhålla det erforderliga lyftet från vingen, kommer HSVTOL att kunna stänga av huvudmotorerna och fälla ihop bladen, och dragkraften kommer att skapas av turbojetmotorn.
I huvudsak kombinerar HSVTOL-projektet flera lovande teknologier, vilket förväntas ge ett fördelaktigt prestandaförhållande. Så, roterande motorgondoler med rotorer kommer att ge vertikal start och landning, en jetmotor kommer att accelerera bilen till hög hastighet, ett hybridkraftverk kommer att öka energieffektiviteten och automatisk kontroll kommer att förenkla piloternas arbete och möjliggöra skapandet av obemannade modifieringar .
Men nästan alla dessa tekniker är inte mogna och behöver vidareutvecklas. Det är nödvändigt att skapa bänkar och prototyper för testning och felsökning av olika slag, vilket ger oberoende och gemensam testning av enheter.
Enade mönster
Den publicerade bilden visar den grundläggande möjligheten att skapa en tung transporttiltrotor. Ett sådant flygplan behåller den normala aerodynamiska konfigurationen, men luftintaget måste flyttas till den övre ytan av flygkroppen. Det ger också ett voluminöst lastutrymme med akterlastning. Uppskattade prestandaegenskaper hos fordonet är okända.
Bell V-247 obemannat fordon under utveckling
Det andra visade flygplanet har mindre dimensioner och oklart syfte. Den har en lastpassagerarhytt med sidoingång och sidoluftintag. Den tredje versionen av HSVTOL är ännu mindre och liknar den tidigare. Samtidigt har den ingen ficklampa, vilket indikerar utvecklingens obemannade karaktär. Vilken nyttolast en sådan UAV kan bära är okänt.
Det är möjligt att HSVTOL-programmet inte är begränsat till de tre visade tiltrotorerna. På ett minimum, på en teoretisk nivå, kan andra alternativ för teknik utarbetas utifrån enhetliga lösningar. Den faktiska storleken på familjen och antalet projekt kommer att bero på resultatet av det pågående arbetet och på kundens önskemål.
Framtida teknologier
Under de senaste åren har den amerikanska militären ägnat stor uppmärksamhet åt problemet med flygplan som kombinerar hög start och landning och höghastighetsprestanda. Olika strukturer inom armén behöver flygplan som inte behöver stora landningsbanor, men som kan transportera den eller den lasten med hög hastighet över långa avstånd.
Flera projekt av det här slaget utvecklas redan som en del av ett större FVL-program, och med sikte på produktion och verklig användning. Ett antal prototyper har redan testats och visar framgångsrikt hög flygprestanda. Om några år måste sådan utrustning komma in i trupperna, där den kommer att börja ersätta befintliga helikoptrar.
Alla dessa projekt är baserade på modern teknik och komponenter, vilket bestämmer deras kapacitet och framtidsutsikter. Det nya HSVTOL-projektet, till skillnad från dem, möjliggör sökning och användning av helt nya lösningar som ännu inte används i flyg. Dess faktiska resultat kommer att vara rekommendationer för vidareutveckling av riktningen för höghastighetskonvertiplan.
Slutdatum för Bell Textron Inc.-projektet. har ännu inte specificerats. Det kommer att ta flera år att söka och studera i grunden ny teknik och tekniska lösningar. Då kan det dyka upp en prototyp som måste visa potentialen i det nya konceptet. Och först efter det bör vi förvänta oss order om utveckling av verklig utrustning för användning i de väpnade styrkorna och andra strukturer. Om Bell-Textrons idéer kommer att kunna nå detta stadium får bara tiden utvisa.
- Ryabov Kirill
- Bell Textron Inc.
informationen