Активният диференциал звучи примамливо, високотехнологично и нещо, което бихте искали да купите, когато пазарувате за кросоувър или SUV, но какво точно е той, какво прави и наистина ли е необходим? Тези най-важни въпроси ще бъдат изследвани в сравнителен тест на Mitsubishi Outlander SUV с две различни трансмисии: с конвенционален диференциал и с новия активен S-AWC диференциал.
За сравнителен анализ на представянето при различни условия бяха взети два напълно идентични автомобила Mitsubishi Outlander, с единствената разлика, че единият Outlander има традиционен отворен диференциал, монтиран отпред, а другият има активна диференциална система S-AWC, която е инсталиран на тези превозни средства от есента на 2014 г. кросоувъри, оборудвани с 3-литров шестцилиндров бензинов двигател.
S-AWC е интелигентна система за задвижване на всички колела, разработена от Mitsubishi. е съкращение на фразата " Super All Wheel Control“, което може да се преведе като „Супер ниво на управление на всички колела“.
Системата S-AWC е инсталирана на автомобили в конфигурация „Sport“, която е с 20 000 рубли по-скъпа от конфигурацията „Altimet“. Почти цялата тази сума е цената на активния диференциал.
При нормални условия е много трудно да се установи разликата в поведението на тези автомобили с различни диференциали, тъй като тя се появява само когато кросоувърът загуби траектория и стабилност на посоката, когато напусне дъгата при завиване или маневрира на път с много неравномерен коефициент на сцепление (например лед - асфалт).
Outlander се редува
Първото нещо на линия беше тест в завой върху обикновена асфалтова настилка. В началото на това тестване изглежда, че характеристиките на шофиране на автомобилите са еднакви, но това е за момента - тествани са при различни скорости! И така, Mitsubishi Outlander с конвенционален диференциал, започвайки от определена скорост и колкото по-висока беше тя, толкова по-ясно се проявява начинът му на изправяне на траекторията на завиване. Тоест, колкото по-висока е скоростта, с която се влиза в завой, толкова повече той се отклонява навън под въздействието на центробежната сила.
Центробежната сила е фиктивна сила, която възниква поради инерцията на тяло във въртяща се отправна система. Тялото има тенденция да се движи направо, следователно, когато е "обърнато" към центъра, то има тенденция да се "отдалечава" от този център.
Освен това този симптом не зависи от това дали кросоувърът се движи без сцепление или с натиснат педал за газ. “Outlander” с активен диференциал S-AWC следва зададения път много по-охотно. Недозавиването, което беше изразено в обикновения Outlander, се промени на неутрално: сега кросоувърът започва плавно да се плъзга настрани, но с всичките си четири колела. В същото време той поддържа траектория и стабилност на посоката. Всъщност това ще се прояви в по-добро запазване на траекторията на движение при увеличаване на скоростта при завиване, което означава, че водачът ще има по-голям шанс да остане в лентата си, вместо да излети в насрещната лента или в канавка.
Трябва да се отбележи, че и двата кросоувъра се различават и в настройките на стабилизиращата електроника. Моделът без S-AWC просто прекъсва подаването на гориво, ако има внезапна загуба на сцепление, като по този начин не позволява на превозното средство да коригира траекторията на автомобила, използвайки сцепление. В същото време Outlander, оборудван с активна диференциална система S-AWC, не премахва напълно въртящия момент на двигателя, а само го ограничава. И все пак беше забелязано, че поведението на автомобилите е различно при движение по инерция. В този случай активният диференциал не е включен (т.е. не се предава тяга към предните колела). По този начин е очевидно, че новата версия е получила цялостни подобрения, а не само нова част.
Кръгово движение
Един от етапите на идентифициране на разликите между „Outlanders“ беше движението в кръг с диаметър 30 метра, маркиран с стълбове. В обикновен Mitsubishi Outlander, оборудван с електронно контролирано задвижване на всички колела, има превключвател за три режима на работа: задвижване на всички колела с интелигентно разпределение на сцеплението между осите (4WD Auto), задвижване на всички колела с блокиран съединител (4WD Lock) и задвижване на предните колела със свързана задна ос (4WD Eco). Превключвателят е маркиран със стандартното обозначение 4WD. Превозните средства, оборудвани с трансмисия S-AWC, са добавили четвърти режим, наречен Snow, който електронно осигурява оптимално сцепление на всички колела върху хлъзгави повърхности.
При движение в кръг средната скорост и при двата варианта се запазва около 50 км/ч. Проверихме движение в различни посоки, с различен натиск върху педала на газта, с различни състояния на системата за стабилизиране. В резултат на това „активният“ Outlander постоянно се оказа малко по-бърз - с част от секундата, но ако изключите системата за стабилизиране, разликата във времето се увеличава. Да, разликата е малка, но водачът, седнал зад волана на тестваните модели, изпитва напълно различни усещания. Когато шофирате обикновен Outlander, трябва да настроите волана на необходимия ъгъл на завиване, да натиснете газта и да не натискате волана. Те щяха да се върнат към предишната траектория; когато настъпи поднасяне на завой, само забавянето помогна, а действията на волана не доведоха до нищо. И системата за стабилизиране не позволяваше увеличаване на скоростта. Напълно различни усещания възникнаха при шофиране на кросоувър с активен диференциал, който върна усещането за реално управление на автомобил, а не игрален робот - симулатор. Тук, когато възникне плъзгане или предчувствие за появата му, просто трябва да завъртите волана до необходимата степен, да натиснете леко педала на газта и това е всичко - колата вече е на траекторията си! Така Outlander с активна трансмисия S-AWC става по-безопасен и по-предвидим за шофиране.
Плъзгане върху базалт
Коефициентът на сцепление на колелата с мокър базалт е приблизително същият като с лед и при такива условия тестваните модели на Mitsubishi Outlander показаха значителни разлики в поведението си. „Активното“ Mitsubishi, карайки като змия, позволява леко люлеене и е по-податливо на буксуване.
Плъзгането е нарушение на посоката на движение на превозното средство по надлъжната равнина.
Но това не е страшно, защото ако нещо се случи, електрониката ще се намеси: при наближаване на завои, близки до критични, тя изключва тягата и частично поема контрола, което прави шофирането на такъв кросоувър по-интересно и в същото време по-безопасно.
При ускоряване от място на същата повърхност Outlander с активен диференциал отново беше напред - той стартира по-уверено с по-малко приплъзване на колелата, докато кросоувърът с конвенционален диференциал възнамеряваше да отиде настрани, но системата за стабилизиране веднага коригира това . Нямаше разлика в движението, когато цялата кола или част от нея беше върху хлъзгава повърхност.
За какво е S-AWC?
Тестовият Mitsubishi Outlander е оборудван с доста мощен двигател, развиващ 230 к.с., но не може да се счита за спортен кросоувър и дори активният диференциал, монтиран в един от тях, всъщност не добавя скорост. Трансмисията S-AWC дава печалби на пистата само за част от секундата, така че основната й цел е да повиши активната безопасност, която се проявява не само при шофиране под тяга, но и при рязко отпускане на газта. Активният диференциал също може да помогне при шофиране извън пътя - в този случай водачът разполага с електронно управлявана предна блокировка. Но това все още не е SUV и при сериозни офроуд условия активният диференциал няма да помогне - най-вероятно съединителят между осите ще прегрее и може да не дойде на помощ с интелигентен дизайн.
В спорта и по време на ежедневното шофиране активният диференциал изпълнява различни задачи: водачът с него развива по-голяма скорост, а обикновеният водач получава по-голяма безопасност на автомобила, тъй като склонността на автомобила към буксуване е намалена. И в същото време, в трудна ситуация, активният диференциал позволява на човек, който няма дълбоки шофьорски умения, да избегне много грешки. За професионалистите може би кола с конвенционален диференциал дори ще бъде по-интересна от гледна точка на шофиране, тъй като позволява да останете един срещу един с колата без електронна намеса.
Така че определено си струва да надплатите 20 000 рубли за такъв умен активен диференциал, когато колата струва милион и половина!
Схема на работа на активния диференциал на Outlander
Принципът на работа на активния диференциал S-AWC се основава на прилагането на управление на вектора на тягата, но схемата на неговата работа на Lancer Evolution и на Mitsubishi Outlander е значително различна. И така, при Evolution активният диференциал е разположен на задната ос и добавя сцепление към външното колело по отношение на извършвания завой, елиминирайки недозавиването. Това се постига от два съединителя, всеки от които насочва въртящия момент към своето колело.
Но начинът, по който S-AWC работи на Outlander, е напълно различен, макар и само защото е монтиран на предната ос. Основната роля тук играе многодисковият съединител, който играе ролята на меко заключване.За компресиране на съединителите електрониката изпраща водещ сигнал в точния момент, а механичният самоблок ще действа с леко закъснение. Активният електрически усилвател на волана на тестваното Mitsubishi компенсира диференциала, елиминирайки рязкото завиване поради разликата във въртящия момент на дясното и лявото предно колело, което предотвратява изтръгването на волана от ръцете. Естествено, всяка извънредна ситуация не възниква без намесата на електронната стабилизираща система на кросоувъра, която ограничава мощността на двигателя и спирачните механизми, които хващат колелата.
S-AWC: история на създаването
Японците са първите, които го създават и въвеждат тази концепция в употреба. Така през 1996 г. Mitsubishi инсталира първия активен диференциал на задния мост на Lancer Evo IV със задвижване на всички колела, а през 1997 г. Honda инсталира система за векторизиране на въртящия момент на купето Prelude с предно задвижване. Колкото и да е странно, германците, които винаги са сред първите, ако не създават, то инсталират високотехнологични неща, този път започнаха да въвеждат нов продукт едва през 2007 г. (въпреки че какъв нов продукт вече е!). Такива агрегати станаха налични като опция за BMW X6 и Audi S4, но активният диференциал стана наистина широко разпространен само за Lancer Evolution. Днес можем да кажем с увереност, че около половината от автомобилните производители предлагат функцията за разпределение на въртящия момент между колелата. Не бива обаче да забравяме, че това не е специална механика, а просто нейна електронна имитация.
Видео Mitsubishi Outlander преодолява офроуд и сняг
Днес самолетите с вертикално излитане и кацане вече не са новост. Работата в тази насока започва основно в средата на 50-те години и върви в различни посоки. По време на развойната работа бяха разработени самолети с въртящи се инсталации и редица други. Но сред всички разработки, които осигуряват вертикално излитане и кацане, само едно получи достойно развитие - система за промяна на вектора на тягата с помощта на ротационни дюзи на реактивен двигател. В същото време двигателят остана неподвижен, изтребителите Harrier и Yak-38, оборудвани с подобни силови установки, бяха доведени до пълно производство.
Въпреки това, идеята за използване на въртящи се дюзи за осигуряване на вертикално излитане и кацане се корени в средата на 40-те години, когато в стените на OKB-155, ръководен от главния конструктор A.I. Микоян по своя инициатива разработи проект за такъв самолет. Негов автор е Константин Владимирович Пеленберг (Шуликов), който работи в ОКБ от деня на основаването му.
Заслужава да се отбележи, че през 1943 г. K.E. Пеленберг също проактивно разработи проект за изтребител с кратко излитане и кацане. Идеята за създаване на такава машина е причинена от желанието на конструктора да намали разстоянието на излитане, за да осигури бойна работа от фронтови летища, повредени от немски самолети.
В началото на 30-те и 40-те години много конструктори на самолети обърнаха внимание на проблема с намаляването на разстоянието за излитане и кацане на самолет. Но в своите проекти те се опитаха да го решат, като увеличиха повдигането на крилото, използвайки различни технически нововъведения.В резултат на това се появи голямо разнообразие от дизайни, някои от които достигнаха до прототипи. Бяха построени и тествани биплани с долно крило, прибиращо се в полет (изтребители ИС, проектирани от В. В. Никитин и В. В. Шевченко) и моноплани с прибиращо се в полет крило (самолет РК, проектиран от Г. И. Бакшаев). Освен това за тестване беше представено голямо разнообразие от механизация на крилата - прибиращи се и махащи предкрилки, различни видове задкрилки, раздвоени крила и много други. Тези нововъведения обаче не можаха значително да намалят разстоянието за излитане и бягане.
В своя проект К. В. Пеленберг фокусира вниманието си не върху крилото, а върху електроцентралата. През периода 1942-1943г. той разработва и внимателно анализира няколко дизайна на изтребители, които използват промяна в сектора на тягата поради отклоняеми витла, за да съкратят излитането и пътуването. Крилото и опашката в тези случаи само помогнаха да се постигне основната задача.
Изтребителят, който в крайна сметка беше разработен, беше моноплан с две стрели и триколесен колесник с предна опора. Раздалечените греди свързваха крилото с опашката, която имаше изцяло движещ се стабилизатор. Основните опори на колесника бяха разположени на гредите, а в предната част на фюзелажа бяха разположени малки оръжия и оръдия.
Електрическата централа беше разположена в задната част на фюзелажа зад пилотската кабина. Силата се предаваше чрез скоростна кутия и удължени валове към сдвоени тласкащи винтове, които имаха противоположно въртене. Последният елиминира реакционния момент и повиши ефективността на групата витло-мотор.
По време на режимите на излитане и кацане двойните витла, използващи хидравлично задвижване, могат да се завъртят надолу спрямо оста на скоростната кутия, като по този начин създават вертикална повдигаща сила. Двулъчевият дизайн напълно улесни свободното движение на витлата, докато в отклонено положение те бяха леко засенчени от фюзелажа и крилото. При приближаване до земята или при летене близо до нея, витлата трябваше да образуват зона от уплътнен въздух под самолета, създавайки ефекта на въздушна възглавница. В същото време тяхната ефективност също се увеличи.
Естествено, когато витлата се обърнаха надолу от надлъжната ос, възникна пикиращ момент, но той беше противодействан по два начина. От една страна, отклонението на неподвижния стабилизатор, работещ в зоната на активно издухване на витлата, до отрицателен ъгъл. От друга страна, отклонението на конзолата на крилото в равнината на хордата напред под ъгъл, съответстващ на условията на балансиране за дадена посока на вектора на тягата. Когато самолетът беше прехвърлен в хоризонтален полет след издигане на безопасна височина, витлата се обърнаха в първоначалното си положение.
Ако този проект беше реализиран, предложеният изтребител можеше да има много къса дистанция на излитане, но за вертикално излитане мощността на двигателите, които съществуваха по това време, очевидно не беше достатъчна. Следователно, за такъв проект, за да се намалят разстоянията за излитане и кацане, както и излитане и кацане по стръмна траектория, близка до вертикалната, бяха необходими един или два двигателя с висока мощност, работещи синхронно на един и същи вал.
Проектиран от K.B. Проектът за изтребител на Пеленберг е интересен с това, че използва тяга на витлото с голяма ефективност, за да създаде допълнителна повдигателна сила за самолета и средства за аеродинамично балансиране, които бяха необичайни за онова време - подвижно крило или, както сега се нарича, крило с променлива геометрия, както и като контролиран стабилизатор. Интересно е да се отбележи, че тези и някои други технически иновации, предложени от дизайнера в този проект, бяха значително по-напред от времето си. По-късно обаче те намериха достойно приложение в самолетостроенето.
Проектът за изтребител с кратко излитане и кацане остава проект, но само засилва желанието на автора да създаде самолет с вертикално излитане и кацане. Константин Владимирович разбра, че възможността за вертикално излитане разкрива безценни тактически възможности за военната авиация. В този случай самолетите могат да бъдат базирани на неасфалтирани летища, използвайки площи с ограничени размери и на палубите на кораби. Актуалността на този проблем беше ясна още тогава. В допълнение, с увеличаването на максималните скорости на полета на изтребителите, техните скорости на кацане неизбежно се увеличават, което прави кацането трудно и опасно; освен това се увеличава необходимата дължина на пистите.
В края на Великата отечествена война, с появата в нашата страна на пленени немски реактивни двигатели YuMO-004 и BMW-003, а след това и двигателите Derwent-V, Nin-I и Nin-II, закупени от английската компания Rolls-Royce “, беше възможно успешно да се решат много проблеми в местната индустрия за реактивни самолети. Вярно, тяхната мощност все още не беше достатъчна за решаване на задачата, но това не спря работата на дизайнера на самолета. По това време Константин Владимирович не само работи в конструкторското бюро на главния дизайнер А.И. Микоян, но и преподава в Московския авиационен институт.
За разработването на изтребител с вертикално излитане и кацане, който използва турбореактивен двигател (TRD) като силова установка, K.V. Пеленберг започва в началото на 1946 г. по собствена инициатива и до средата на годината проектът за машината като цяло е завършен. Както и в предишния проект, той избра дизайн с фиксирана електроцентрала, а вертикалното излитане беше осигурено от променлив вектор на тягата.
Характеристика на предложената схема е, че цилиндричната дюза на реактивния двигател завършва с два симетрично разминаващи се канала, в края на които са монтирани дюзи, въртящи се във вертикална равнина.
Значително предимство на предложеното устройство беше простотата на дизайна, липсата на необходимост от промяна на дюзата на самия двигател и сравнителната лекота на управление. В същото време завъртането на дюзите не изисква повече усилия и сложни устройства, както например в случай на промяна на вектора на тягата чрез завъртане на цялата електроцентрала.
Изтребителят, разработен от Константин Владимирович, беше моноплан с модифицирано разположение на двигателя. Най-мощният английски турбореактивен двигател "Nin-II" с тяга 2270 kgf трябваше да служи като електроцентрала по това време. Подаването на въздух към него се осъществява през предния въздухозаборник. При конфигурирането на машината едно от основните изисквания беше оста на вектора на тягата при отклонение на дюзите да минава близо до центъра на тежестта на самолета. В зависимост от режима на полет, дюзите трябваше да се завъртят до най-благоприятните ъгли, вариращи от 0 до 70 °. Най-голямото отклонение на дюзата съответства на кацането, което е планирано да се извърши при максимален режим на работа на двигателя. Промяната на вектора на тягата също трябваше да се използва за спиране на самолета.
Междувременно, поради разположението на електроцентралата под ъгъл от 10-15 ° спрямо хоризонталната равнина на изтребителя, диапазонът на отклонение на дюзите от оста на двигателя варира от +15 ° до -50 °. Предложеният дизайн пасва добре на фюзелажа. Съответното въртене и наклон на равнината на въртене на дюзите позволява да не се отдалечават твърде много една от друга. На свой ред това направи възможно увеличаването на диаметъра на каналите - този доста критичен параметър беше оптимизиран, като се вземе предвид средната част на фюзелажа, така че каналите да се поберат в неговите размери.
Технологично двата канала, свързани към стационарната част, заедно с механизма за управление на въртенето, съставляваха едно звено, което беше свързано с помощта на фланец към цилиндричната дюза на двигателя. Дюзите бяха прикрепени към краищата на каналите с помощта на опорни лагери. За да се предпази подвижната става от въздействието на горещи газове, ръбовете на дюзата блокираха слота и равнината на въртене. Принудителното охлаждане на лагерите беше организирано чрез изтегляне на въздух от атмосферата.
За отклоняване на дюзите беше планирано да се използва хидравлично или електромеханично задвижване, монтирано на неподвижната част на дюзата, и червячна предавка със зъбен сектор, монтиран на дюзата. Силовото задвижване се управляваше от пилота дистанционно или автоматично. Равенството на ъглите на въртене се постига чрез едновременно задействане на задвижванията. Управлението им беше синхронизирано, а максималният ъгъл на отклонение беше фиксиран с ограничител. Дюзата също беше оборудвана с направляващи лопатки и корпус, предназначен да я охлажда.
Така газовата струя се превърна в доста мощно средство за осигуряване на вертикално излитане и кацане. Използването му като колесник за изтребител с тяга на двигателя от около 2000 kgf намали площта на крилото толкова много, че всъщност можеше да се превърне в контролен елемент. Значително намаляване на размерите на крилото, което при високи числа на Мах, както е известно, представлява основното съпротивление на самолета, направи възможно значително увеличаване на скоростта на полета.
След запознаване с проекта. ИИ Микоян съветва К.В. Пеленберг да го регистрира като изобретение. Съответните документи са изпратени до Бюрото за изобретения на Министерството на авиационната промишленост на 14 декември 1946 г. В заявлението, изпратено заедно с обяснителна бележка и чертежи, озаглавени „Ротационна дюза на турбореактивен двигател“, авторът поиска да регистрира това предложение като изобретение „за осигуряване на приоритет“.
Още през януари 1947 г. се провежда заседание на експертната комисия към техническия отдел на MAP под председателството на кандидата на техническите науки V.P. Горски. В комисията са включени и А.Н. Волоков, B.I. Черановски и L.S. Каменномостски. В решението си от 28 януари комисията отбеляза, че това предложение е принципно правилно и препоръча авторът да продължи да работи в тази посока. Наред с това тя отбеляза, че намаляването на площта на крилото е нецелесъобразно, тъй като в случай на повреда на електроцентралата кацането на самолета би било проблематично.
Скоро проектът на самолета получи конструктивна разработка до такава степен, че това даде на автора основа за разглеждането му в ЦАГИ, ЦИАМ, ОКБ на завод № 300 и други организации, където проектът също получи положителна оценка. В резултат на това на 9 декември 1950 г. заявлението на K.V. Пеленберг беше приет за разглеждане от Службата за изобретения и открития към Държавния комитет за въвеждане на съвременни технологии в националната икономика. В същото време публикуването на предложеното изобретение беше забранено.
Разбира се, проектът все още не е обхванал и не може веднага да обхване всички тънкости, свързани със създаването на вертикално излитащ самолет. Освен това трябваше да работя сам. Но въпреки че възникнаха много технически трудности и нови проблеми, още тогава стана ясно, че проектът е реален, че е началото на ново направление в съвременната авиация.
Само въртящата се дюза не реши всички проблеми, които възникват по време на вертикално излитане. Както се казва в решението на експертната комисия на MAP,
„...когато посоката на газовата струя се промени, стабилността и балансът на самолета ще се променят, което ще доведе до затруднения в контрола по време на излитане и кацане.“
Следователно, в допълнение към промяната на вектора на тягата, беше необходимо да се реши проблемът със стабилизирането на превозното средство, тъй като при липса на въздушен поток около крилото и опашката те вече не играят ролята на стабилизатори.
За да реши този проблем, Константин Владимирович разработи няколко варианта за стабилизиране. Първо, дисбалансът на самолета, когато векторът на тягата се отклони по време на полет, може да се противодейства чрез промяна на ъглите на атака на стабилизатора. Второ, при ниски скорости на полета той предложи използването на допълнително реактивно устройство (автономно или използващо изпускане на газ от посткомпресорната част на двигателя). Работата по втория метод беше трудна задача, тъй като без изследване и прочистване в аеродинамичен тунел беше невъзможно да се прецени поведението на самолета с отклонена газова струя близо до земята.
Факт е, че когато се появят първоначални напречни смущения близо до земята, ъгловите ускорения на крилото бързо се увеличават, което води до критични ъгли на накланяне на самолета. При ръчно управление на страничната стабилизация пилотът по субективни причини няма време да реагира навреме на появата на първоначалния крен. В резултат на забавянето на въвеждането на управление, както и известна инертност на системата, ръчното управление не може да гарантира бързо и надеждно възстановяване на нарушеното странично балансиране. В допълнение, газовият поток, слизащ от реактивния двигател, улавящ съседни въздушни маси, кара въздуха да тече от горната повърхност на крилото към долната, което води до увеличаване и намаляване на налягането върху горната част на крилото под него. Това намалява повдигането на крилото, намалява затихването и затруднява стабилизирането на самолета при накланяне. Следователно, по-специално, контролът на ролката изисква два пъти повече чувствителност от контрола на височината.
В тази връзка през 1953 г. К.В. Пеленберг разработи система за странична стабилизация за своя проект за VTOL изтребител. Неговата особеност беше използването на два ролкови жиростабилизатора на самолета, които бяха поставени на крилото (по един във всяка конзола) на максимално разстояние от надлъжната ос на машината. За тяхната работа е използвана част от енергията на газовата струя на турбореактивния двигател. Системата е пусната в действие с помощта на жироскопи, които са сензори за стабилизираното положение на самолета при накланяне и същевременно разпределители на посоката на възстановяване на реактивните сили.
При търкаляне на самолета жиростабилизаторите създават два еднакви реактивни момента, приложени към конзолите и действащи в посока, противоположна на накланянето.С увеличаване на накланянето на самолета възстановяващите моменти нарастват и достигат максималната си стойност, когато се достигне максимално допустимият ъгъл на накланяне под условия за безопасност. Такава система имаше предимството, че беше пусната в действие автоматично, без участието на пилота и без междинни връзки, беше безинерционна, имаше висока чувствителност и постоянна готовност за работа, а също така създаде условия за аеродинамично затихване на крилото.
Жирогазовите стабилизатори бяха пуснати в действие по време на режими на излитане и кацане едновременно с въртенето на главните дюзи на турбореактивния двигател и прехвърлянето на двигателите към вертикална тяга. За стабилизиране на самолета и по трите оси в момента е пусната в действие и системата за стабилизиране на тангажа. За да включи стабилизаторите на ролката, пилотът отвори амортисьорите, разположени в турбинната част на реактивния двигател. Част от газовия поток, който на това място имаше скорост около 450 m/s, се втурна в газопровода, а оттам в жироблока, който го насочи в посоката, необходима за издигане на ролката. Когато клапите бяха отворени, горните и долните клапи се отвориха автоматично, покривайки изрезите в крилото.
В случай, че крилото на самолета заемаше строго хоризонтално положение спрямо надлъжната и напречната ос, горните и долните прозорци на десния и левия жироблок бяха отворени до половината от техния размер. Газовите потоци излизаха с равни скорости нагоре и надолу, създавайки равни сили на реакция. В същото време възходящото изтичане на газ от жироблока предотвратява потока на въздух от горната повърхност на крилото към долната и следователно вакуумът над крилото намалява, когато векторът на тягата на двигателя се отклони.
Когато се появи крен, амортисьорът на стабилизатора на жиро-газа на спуснатата конзола на крилото намали изхода на газ нагоре и увеличи изхода на газ надолу, а на повдигнатата конзола се случи обратното. В резултат на това се увеличи реактивната сила, насочена нагоре върху спуснатата конзола и се създаде възстановителен момент. На издигащата се конзола на крилото, напротив, реактивната сила, действаща надолу, се увеличи и възникна равен възстановителен момент, действащ в същата посока. Когато кренът беше близо до максимално безопасния, демпферите на жироблока се отвориха напълно - на спуснатата конзола, за да тече газта надолу, и на повдигнатата конзола, за да тече газта нагоре, в резултат на което възникнаха два равни момента, създаване на пълен възстановителен момент.
Основната част от разработения стабилизатор беше жироскопичният блок. Валът на предния мост беше здраво закрепен към външната кутия, а валът на задния мост беше здраво закрепен към газовия приемник. Половите валове осигуряват на жироблока свободно въртене спрямо оста, която при монтиране на стабилизатора на ролката в крилото трябва да бъде разположена строго успоредно на надлъжната ос на самолета. В равнината на свързване на газовия приемник с хидроблока имаше оформен прозорец, частично затворен отдолу и отгоре с амортисьор. В тази равнина жироблокът и приемникът се приближиха един към друг с минимална междина, осигурявайки свободно въртене на жироблока. За да се избегне ненужно изтичане на газ, свързващата равнина имаше лабиринтно уплътнение.
Приемникът съдържаше механизъм за разпределение на газ. Неговата роля беше да насочва газовия поток от главната линия към горната или долната камера на жироблока, който след това изтичаше през прозорците между лопатките на дисковете на жироблока. В зависимост от посоката на завъртане на блока, амортисьорът затваря или горния прозорец, или долния, прехвърляйки газ от главната линия в една от камерите. Когато жироскопът работи, блокът постоянно поддържа хоризонтално положение, а въртенето на амортисьора и байпасът на газа в камерите се случват в резултат на въртенето на газовия приемник спрямо напречната ос, причинено от наклона на крило. Колкото по-голям е ъгълът на въртене, толкова повече единият прозорец на жироблока се отваря и другият се затваря.
Гироблокът беше монтиран в твърда кутия, върху която бяха прикрепени два чифта щитове с помощта на панти, покриващи изрезите в крилото отгоре и отдолу. В затворено положение клапите прилягат плътно към ламелите и останалата повърхност на крилото, без да нарушават контура му. Те също бяха отворени от пилота едновременно с газовия клапан на реактивния двигател.
Жиростабилизаторите са монтирани в конзолите на крилата по такъв начин, че равнините на жироскопите да лежат в равнината на надлъжната и напречната ос на самолета. За въздухоплавателни средства с относително малки размери, които могат да имат значителни ъгли на трептене в тангажа, за да се избегне явлението прецесия на жироскопа, беше планирано да се въведе паралелограмна връзка между напречните оси на десния и левия жироблок, за да ги държи заедно.
Според изчисленията, страничната стабилизация на изтребител с вертикално излитане с тегло 8000 kg с отношение на тягата към теглото на самолета, равно на единица, и мощност, взета от турбореактивния двигател от 3-4%, може да бъде осигурена от жиростабилизатори, разположени на 2,25 m от надлъжна ос.В този случай те са достатъчни диаметър 330 mm, височина - 220 mm, дължина на външната кутия - 350 mm, ширина на вътрешната кутия - 420 mm, диаметър на газопровода - 142 mm, разстояние между осите на блок и газопровода - 295 мм. Такива инсталации на крилата могат да създадат изправящи моменти от 100 kgm всеки при ъгъл на накланяне от 10° и 220 kgm при ъгъл на накланяне от 25-30°.
Този проект за изтребител с вертикално излитане и кацане обаче не беше предопределен да се сбъдне по това време - той също беше далеч пред техническите възможности на онова време. А официалните среди бяха много скептични към него. Тъй като в СССР плановата икономика, която беше издигната до абсолютно ниво, очевидно предполагаше и планирани изобретения, винаги е имало липса на свободен оборотен капитал в конструкторските бюра за техните собствени мащабни изследвания и разработки. Така инициативният проект за домашен самолет с вертикално излитане и пътуване остана на хартия в бъдеще.
Междувременно във Великобритания идеята за разработване на реактивен самолет с вертикално излитане и пътуване (VTOL) беше приета по-сериозно. През 1957 г. компанията "Hauker Siddley" инициативно започва да разработва такъв самолет и въпреки че те също нямат опит в създаването на машини от този клас, само след три години експерименталният изтребител R. 1127 "Kestrel" излита. И шест години по-късно на негова база е построен експериментален атакуващ самолет Harrier - прототип на превозни средства със същото име, които сега са приети не само от Британските кралски военновъздушни сили, но и от други страни по света.
В Съветския съюз може би само LII действително проучи възможността за създаване на реактивен самолет с вертикално излитане и кацане. През 1958 г. група, ръководена от A.H. Rafaelians, разработиха и построиха експериментално устройство, наречено "Turbolet".
Неговите полети доказаха принципната възможност за създаване на самолет с реактивно управление при режими на вертикално излитане, зависване и кацане, както и при преход към хоризонтален полет. Въпреки това, идеята за създаване на самолет с вертикално излитане и кацане все още не беше завладяла умовете на официалните власти, въпреки че „портфолиото“ на местните дизайнери включваше проект за такъв самолет и опита, натрупан по време на тестването на "Турболет".
Едва в края на 1960 г., когато самолетът R. 1127 Kestrel вече лети и се появяват първите подробни публикации за него, официалните кръгове сякаш „пробиват“. Централният комитет на КПСС и Съветът на министрите на СССР се замислиха сериозно и решиха отново да „настигнат и изпреварят загниващия Запад“. В резултат на това, след почти една година кореспонденция между всички заинтересовани организации, работата по проектирането и изграждането на самолет с вертикално излитане и кацане, въз основа на тяхната съвместна резолюция от 30 октомври 1961 г., е поверена на ОКБ-115. от главния конструктор А.С. Яковлева. Разработването на електроцентралата е поверено на OKB-300, главен дизайнер S.K. Тумански. Вярно е, че си струва да се отбележи, че през 1959 г. заместник-председателят на Съвета на министрите на СССР Д.Ф. Устинов, председателят на Държавния комитет по авиационна техника П.В. Дементиев и главнокомандващият на ВВС SA K, A. Вершинин подготви проект за решение, в който планира да възложи създаването на експериментален изтребител с вертикално излитане и кацане на конструкторското бюро на главния дизайнер Г.М. Бернева.
През есента на 1962 г. първият от трите прототипа на самолета, наречен Як-Зб, предназначен за лабораторни стендови изпитания, напуска монтажния цех; на 9 януари 1963 г. пилотът-изпитател Ю.А. Гърнаев извърши първото вързано обесване на втория екземпляр на Як-Z6, а на 23 юни - безплатно. По време на тестовете Ю.А. Гарнаев беше заменен от пилота-изпитател В.Г. Мухин, който на 24 март 1966 г. извърши първия полет с вертикално излитане и кацане на третата експериментална машина. Електроцентралата Yak-Zb се задвижва от два турбореактивни двигателя R-27-300, оборудвани с въртящи се дюзи. Впоследствие опитът от изграждането и тестването на експерименталния самолет Як-36 послужи като основа за създаването на бойния самолет с ВВП Як-38 (Як-ЗбМ), който беше пуснат в серийно производство и се използваше от авиацията на ВМС.
Междувременно на 29 август 1964 г. (18 години по-късно!) Държавният комитет за изобретения и открития издава К.В. Шуликов (Пеленберг) авторско свидетелство № 166244 за изобретяването на дюза на ротационен реактивен двигател с приоритет от 18 декември 1946 г. По това време обаче СССР не е член на международната организация за изобретения и открития и следователно този проект не може да получи световно признание, тъй като авторското право се прилага само на територията на СССР. По това време дизайнът на ротационната дюза е намерил практическо приложение в самолетостроенето и идеята за вертикално излитащ самолет става широко разпространена в световната авиация. Например, гореспоменатият английски R.1127 Kestrel е оборудван с турбореактивен двигател Pegasus с четири въртящи се дюзи.
През октомври 1968 г. П. О. Сухой, в чието конструкторско бюро Константин Владимирович работи по това време, изпраща петиция до С. К. Тумански да плати на автора възнаграждение, тъй като предприятието, ръководено от последния, е усвоило серийното производство на реактивни двигатели с устройство за дюзи направено по предложените К.В. Схема на Шуликов. Както отбеляза в обръщението си Павел Осипович, по своята техническа значимост това изобретение е едно от най-големите, правени в областта на авиационната техника.
И на 16 май 1969 г. призивът на П. О. Сухой беше подкрепен от А. А. Микулин, който подчерта, че изобретението на К.В. Шуликов е прегледан от него през 1947 г. и „считан за ново, интересно техническо решение, което обещава в бъдеще реална перспектива за използване на тягата на двигателя за улесняване на излитането и кацането на самолети“. Освен това по това време са получени положителни заключения по проекта VTOL от 1946 г. от CIAM (№ 09-05 от 12 април 1963 г., подписан от В. В. Яковлевски), ЦАГИ (№ 4508-49 от 16 януари 1966 г., подписано G.S. Byushgens), технически съвет на OKB-424, както и решението на BRIZ MAP (от 22 юли 1968 г.).
Заявлението за изплащане на възнаграждение за изобретяването на въртящата се дюза беше разгледано на заседание на техническия съвет на OKB-300, проведено на 10 октомври 1969 г. По време на дискусията беше отбелязано, че предложеният К.В. Схемата на въртящата се дюза на Шуликов е въведена за първи път в СССР на двигателя R-27-300 (издание 27), т.е. използването й направи възможно създаването на първия домашен дизайн от този клас. В допълнение, тази схема също е разработена три пъти чрез разработването на двигателя P-27B-300 (ред. 49). В потвърждение на това на техническия съвет 0KB-ZO0 беше представен акт за внедряване на изобретението по сертификат за авторско право № 166244, който беше съставен от ръководителя на OKB M.I. Марков и отговорният представител на БРИЗ ОКБ И.И. Мотин, Актът отбеляза, че
Тъй като двигателите, създадени по тази схема, бяха нова обещаваща посока в развитието на технологиите, възнаграждението беше определено на 5000 рубли. Така техническият съвет на OKB-300 призна, че работата на K.V. Шуликова формира основата за създаването на първия домашен самолет с вертикално излитане и кацане.
Вземайки предвид това, научно-техническият съвет на Техническата дирекция на МАП, председателстван от ИТ. Загайнова през октомври 1969 г. го смята за законно
„признават приоритета в техническото развитие на проекта за първия вертикално излитащ самолет пред местната авиационна технология.“
Въз основа на голямото техническо значение и перспективи, които това изобретение имаше, което предвиждаше появата на авиацията с вертикално излитане и кацане за много години напред и произтичащото от това първенство на местната авиация в развитието на тази област на технологиите, научните и технически съвет го оцени като техническо подобрение, близко по отношение на значението му за техническото откритие, и препоръча на автора да бъде изплатено дължимото възнаграждение.
Това е кратка история на първия в света проект за самолет с вертикално излитане. И въпреки че е плод на въображението на изключителен инженер и дизайнер К.В., страстен към техническата концепция. Шуликов в Съветския съюз не е въплътен в метал, това не нарушава правата на автора и местната авиационна наука и технологии за приоритет при създаването на авиация с вертикално излитане.
При подготовката на публикацията са използвани документални материали, любезно предоставени от К.В. Шуликов от личния му архив, както и документи от Руския държавен икономически архив.
Автобиография
ШУЛИКОВ (ПЕЛЕНБЕРГ) Константин Владимирович
Константин Владимирович Шуликов (Пеленберг) е роден на 2 декември 1911 г. в град Псков в семейството на военен. През 1939 г. завършва с отличие авиоинженерния отдел на Московския авиационен институт с квалификация инженер-механик. Неговата практическа дейност в авиационната индустрия К.В. Шуликов започва през 1937 г., съчетавайки работа с обучение в института. Като служител на дизайнерското бюро на главния дизайнер N.N. Поликарпов, той премина от инженер-конструктор до началник на криловия сектор КБ-1. Участва в проектирането и конструирането на изтребители И-153 Чайка и И-180.
От декември 1939 до 1951 г. К.В. Шуликов е работил в конструкторското бюро на главния дизайнер A.I. Микоян, където участва активно в разработването и изграждането на изтребители МиГ-1, МиГ-3, И-250, И-270, МиГ-9, МиГ-15, МиГ-17, експерименталния МиГ-8 „Патица“. ” и други самолети. През пролетта на 1941 г. той е изпратен като част от бригадата на завод № 1 на името на. Авиахим е на разположение на ВВС на Западния специален и Балтийския специални военни окръзи за подпомагане на летателно-техническия състав на бойните части при овладяването на изтребителите МиГ-1 и МиГ-3. Задачата на екипа включваше и отстраняване на недостатъци, установени по време на работа, и усъвършенстване на оборудването според бюлетините на производителя. По време на Великата отечествена война Константин Владимирович участва във възстановяването на изтребители МиГ-3, които са били на въоръжение в авиационните полкове на ВВС на Западния фронт и 6-ти ИАК на ПВО на Москва. През 1943 г. той разработва технология за производство на резервоари за меко гориво.
Успоредно с работата си в ОКБ-155, от 1943 до 1951 г., К. В. Шуликов работи много на непълно работно време в Московския авиационен институт, където е член на отдела за проектиране на самолети. Изнесъл е около 600 часа лекции по авиационен дизайн за студенти от 5 курс, бил е ръководител на дипломни проекти, рецензент и е участвал в разработването на учебни помагала за студенти и специализанти.
През 1951 г., в съответствие със заповедта на MAP, Константин Владимирович е преместен на работа в Авиастройспецтраст № 5, а през 1955 г. - на разположение на ОКБ-424 на завод № 81 на MAP. През 1959 г. той се премества в дизайнерското бюро на General Designer S.A. Лавочкин, където ръководи разработването и организирането на пункт за автоматично насочване на ракетната система „Дал“ на полигона „Саришаган“ в района на езерото Балхаш. От 1968 г. К.В. Шуликов продължава кариерата си в конструкторското бюро на генералния конструктор П.О. Сухой. Той беше активен участник в разработването и изграждането на свръхзвуковия ракетоносец Т-4.
От 1976 г. до 2003 г. Константин Владимирович работи в Научно-производствената асоциация "Молния", ръководена от Г. Е. Лозино-Лозински. Участва в проектирането и създаването на космическия кораб за многократна употреба "Буран", неговите аналогови и експериментални образци. Много от предложените от него технически решения бяха приети за разработка и производство.
К.В. Шуликов притежава редица научни трудове и повече от 30 изобретения в областта на авиацията и космонавтиката. С негово участие (съвместен TsAGI, TsNII-30 MO, NII-2 MAP) е извършена изследователска работа по „Изследване на аерокосмическия комплекс за въздушно изстрелване на ракети“, включително „Изследване на външния вид на самолетния ускорител на продукт “100” V.N. Челомея на базата на свръхзвуковия самолет Т-4“. Разработва проект за самолет с вертикално излитане и кацане, проекти за различни системи в областта на стабилизацията и управляемостта на самолетите, проект за стабилизираща платформа за високопланинска астрономическа станция на Академията на науките на СССР за повдигане на голям телескоп с тегло 7,5 тона в стратосферата, проект за надуваема стълба за работа на космонавти в открития космос и др.
Ладога-9 UV
Наскоро той разработи проекти за двумоторни многоцелеви самолети-амфибии „Ладога-bA” с 6 места и „Ладога-9I” с 9-11 места. През 1997 г. проектът за самолет-амфибия Ladoga-bA беше награден със златен медал на световното изложение Брюксел-Еврика-97.
Или части от него.
Енциклопедичен YouTube
-
1 / 5
Първите експерименти, свързани с практическото прилагане на променлива векторизация на тягата на самолети, датират от 1957 г. и са проведени във Великобритания като част от програма за създаване на боен самолет с вертикално излитане и кацане. Прототипът, обозначен като P.1127, е оборудван с две въртящи се на 90° дюзи, разположени отстрани на самолета в центъра на тежестта, които осигуряват движение във вертикален, преходен и хоризонтален режим на полет. Първият полет на R.1127 е извършен през 1960 г., а през 1967 г. на негова база е създаден първият сериен VTOL самолет Harrier.
Значителна стъпка напред в развитието на двигатели с променлива векторизация на тягата в рамките на програмите за VTOL беше създаването през 1987 г. на съветския свръхзвуков VTOL Як-41. Основната отличителна черта на този самолет беше наличието на три двигателя: два повдигащи и един повдигащ двигател с въртяща се дюза, разположена между опашните стрели. Трисекционният дизайн на дюзата на двигателя за повдигане и задвижване направи възможно завъртането надолу от хоризонтално положение на 95°. \
Разширяване на маневрените характеристики
Дори по време на работата по R.1127, тестерите забелязаха, че използването на отклонен вектор на тягата по време на полет донякъде улеснява маневрирането на самолета. Въпреки това, поради недостатъчното ниво на развитие на технологиите и приоритета на програмите за VTOL, сериозна работа в областта на увеличаването на маневреността чрез високотехнологични самолети не беше извършена до края на 80-те години.
През 1988 г. на базата на изтребителя F-15 B е създаден експериментален самолет с двигатели с плоски дюзи и отклонение на вектора на тягата във вертикалната равнина. Резултатите от тестовите полети показаха високата ефективност на OVT за повишаване на управляемостта на самолета при средни и големи ъгли на атака.
Приблизително по същото време в Съветския съюз е разработен двигател с осесиметрично отклонение на дюза с кръгло напречно сечение, работата по която се извършва успоредно с работата върху плоска дюза с отклонение във вертикалната равнина. Тъй като инсталирането на плоска дюза на реактивен двигател е свързано със загуба на 10-15% от тягата, предпочитание беше дадено на кръгла дюза с осесиметрично отклонение, а през 1989 г. беше първият полет на изтребителя Су-27 с експериментален двигател място.
Принцип на действие
Схема с отклонение на потока в дозвуковата част се характеризира със съвпадението на механичния ъгъл на отклонение с газодинамичния. За верига с отклонение само в свръхзвуковата част газодинамичният ъгъл се различава от механичния.
Дизайнът на диаграмата на дюзата, показан в ориз. 1а, трябва да има допълнителен възел, който осигурява отклонение на цялата дюза. Диаграма на дюзата с отклонение на потока само в свръхзвуковата част ориз. 1бвсъщност той няма специални елементи, които да осигуряват отклонение на вектора на тягата. Разликите в работата на тези две схеми се изразяват в това, че за осигуряване на еднакъв ефективен ъгъл на отклонение на вектора на тягата схемата с отклонение в свръхзвуковата част изисква големи управляващи моменти.
Представените схеми също изискват решаване на проблемите за осигуряване на приемливи тегловно-размерни характеристики, надеждност, експлоатационен живот и скорост.
Има две схеми за управление на вектора на тягата:
- с управление в една равнина;
- с управление във всички равнини (с отклонение във всички ъгли).
Газодинамично управление на вектора на тягата (GUVT)
Висока ефективност на управлението на вектора на тягата може да се постигне с помощта на газодинамично управление на вектора на тягата (ГУВТ) поради асиметричното подаване на управляващ въздух в пътя на дюзата.
Газодинамичната дюза използва "струйна" техника за промяна на ефективната площ на дюзата и отклоняване на вектора на тягата, докато дюзата не е механично регулируема. Тази дюза няма горещи, силно натоварени движещи се части, тя пасва добре на конструкцията на самолета, което намалява теглото на последния.
Външните контури на фиксираната дюза могат да се слеят безпроблемно с контурите на самолета, подобрявайки характеристиките на ниската видимост на дизайна. В тази дюза въздухът от компресора може да бъде насочен към инжекторите в критичната секция и в разширяващата се част за промяна на критичната секция и съответно контрол на вектора на тягата.
Формирането на силите за управление се осигурява от следния ред на операциите.
- В първата фаза на работа на дюзата (фиг. 5)увеличаване на ъгъла на отклонение на клапите на разминаващата се част на дюзата - ъгъл α монтаж на изходни клапи на разширяващата се част 3 дюзи
- Във втората фаза (фиг. 6), в режим на генериране на управляващи сили върху част от повърхността на дюзата, амортисьорите се отварят 8 за навлизане на атмосферен въздух в части от страничната повърхност на разширяващата се част на дюзата 3 . На Фиг.6показан изглед Аи посоката на атмосферния въздушен поток през отворени отвори с клапи на част от страничната повърхност. Превключващи амортисьори 8 на противоположната половина на страничната разширяваща се част на дюзата води до отклонение на струята и вектора на тягата на двигателя под ъгъл β в обратна посока.
За да създадете управляващи сили в двигател със свръхзвукова дюза, можете леко да промените свръхзвуковата част на съществуваща дюза. Това сравнително просто надграждане изисква минимални промени в основните части и възли на оригиналната стандартна дюза.
По време на проектирането повечето (до 70%) от компонентите и частите на модула на дюзите не могат да бъдат променяни: монтажният фланец към тялото на двигателя, основният корпус, основните хидравлични задвижвания със закрепващи елементи, лостове и скоби, както и като клапите на критичната секция. Конструкциите на клапите и дистанционните елементи на разширяващата се част на дюзата се променят, чиято дължина се увеличава и в които са направени отвори с въртящи се амортисьори и хидравлични задвижващи механизми. Освен това се променя конструкцията на външните клапи, като пневматичните цилиндри за тях се заменят с хидравлични, с работно налягане до 10 MPa (100 kg/cm2).
Отклоняем вектор на тягата
Отклоняем вектор на тягата (OVT) - функция на дюзата, променяща посоката на струйната струя. Предназначен за подобряване на тактико-техническите характеристики на самолета. Регулируема струйна дюза с отклоняем вектор на тягата е устройство с променливи критични и изходни размери на напречното сечение в зависимост от режимите на работа на двигателя, в канала на който се ускорява газовият поток, за да се създаде реактивна тяга и способността да се отклонява вектор на тягата във всички посоки.
Приложение на съвременни самолети
Понастоящем системата за отклонение на вектора на тягата се счита за един от задължителните елементи на съвременния боен самолет поради значителното подобрение на летателните и бойните качества, причинени от нейното използване. Въпросите за модернизиране на съществуващия флот от бойни самолети, които нямат OVT, също се изучават активно чрез подмяна на двигатели или инсталиране на OVT единици на стандартни двигатели. Вторият вариант е разработен от един от водещите руски производители на турбореактивни двигатели - компанията Климов, която произвежда и единствената в света серийна дюза с отклонение на вектора на тягата под всички ъгли за монтаж на двигатели РД-33 (семейство изтребители МиГ-29). ) и AL-31F (марка изтребители Су).
Боен самолет с векторизация на тягата:
С осесиметрично отклонение на вектора на тягата
- Su-27SM2 (двигател AL-31F-M1, продукт 117S)
- Су-30 (двигател АЛ-31ФП)
- PAK FA (прототип)
- F-15 S (експериментален)
При слалома ролките са идентични, тоест и те са високи, но няма и следа от недозавиване! Със същата скорост, при която „несистематичната“ версия плъзгаше предницата си с цялата си сила, Outlander Sport просто се завърта и продължава. Контрастът е особено поразителен на дъга с намаляващ радиус, където поведението на автомобила изглежда напълно нереалистично. Ако обикновената версия трудно можеше да изпълни това упражнение при скорост от 30 км/ч, то новата модификация, която има S-AWC, го изпълни лесно при 40 км/ч.
Колата се държи много по-уверено както в кръга (плъзгането започва по-късно), така и по време на „пренареждането“, което също може да бъде завършено с по-висока скорост и, за разлика от обикновената версия, почти без дрифт. Накратко, поведението на Outlander Sport в екстремни режими не може да се нарече друго освен чудо - кросоувърът сякаш пренебрегва законите на физиката. Сега да видим дали разликата ще бъде забележима при шофиране по обществени пътища.
Почти спортист
Първо, нека си спомним усещанията от шофирането на обикновен Outlander, без префикса Sport в името, тоест без S-AWC. Кросоувърът стои перфектно на права линия, игнорира неравности и коловози, но при бързо навлизане в завоите водачът има чувство на несигурност поради големи ролки и липса на реактивна сила на волана. Но ако карате спокойно, всичко се нормализира. Гладкостта на возенето е отлична, въпреки че шасито вече не може да се справи с откровено счупен асфалт. Но в околностите на Санкт Петербург, където се проведе тестът, пътищата на места са толкова лоши, че е време да карате танк, а не кола. Сред недостатъците отбелязвам ясно влошаване на плавността на возенето на задния диван в сравнение с предните седалки. Освен това пътниците на втория ред почти не чуват седящите отпред поради силния шум от гумите.
Струва си да се каже, че тази кола е произведена през 2013 г. И през 2014 г. кросоувърът получи много значителни подобрения. Така че имам възможност не само да разбера как се движи модификацията Outlander Sport, но и да оценя други нововъведения на практика. На първо място, отбелязвам по-сглобено окачване, което започна да възпроизвежда микропрофила на асфалта малко по-подробно. Но обновеното шаси издържа по-добре на сериозни удари и е по-устойчиво на търкаляне при нормални условия на шофиране. От 2014 г. всички модификации на Outlander са получили това окачване.
Но по-стегнатият волан е изключителна привилегия на версията Outlander Sport. И усещането от колата стана съвсем различно: усещам, че е напрегнала мускулите си и вече не се чувствам несигурен при бързо завиване. Освен това поведението на кросоувъра има спортни нотки! Тази кола ми харесва много повече.
В допълнение комфортът за пътниците отзад е значително подобрен, предимно акустичен. Всички модификации на Outlander 2014 получиха допълнителна звукоизолация и това се забелязва с невъоръжено ухо - сега мога спокойно да говоря с водача, докато седя на задната седалка. И по-твърдото окачване, изненадващо, се оказа по-малко треперещо. Да, да, това се случва, когато шасито е конфигурирано правилно.
Що се отнася до S-AWC, работата му изобщо не се усеща при нормално шофиране. Това може да се очаква. Системата си върши работата незабелязано, за което й чест и хвала. Накратко, Mitsubishi Outlander става все по-добър всяка година. През 2015 г. кросоувърът ще претърпи глобална актуализация. И така, чакаме нова среща.
Технически характеристики на Mitsubishi Outlander Sport 3.0
Диференциално уравнение
Как работи системата за управление на вектора на тягата?
Диференциално уравнение
Как работи системата за управление на вектора на тягата?
Павел Михайлов, публикувано на 02 май 2017 гСнимка: Фирми производители
Във всяка кола има диференциал, но защо е необходим? Какво е „активен диференциал“ с функция за векторизиране на въртящия момент - и защо помага при завиване? Нека разберем!
При шофиране всички колела на автомобила се въртят с различна скорост. Макар и само защото пътят е неравен и ако едно от колелата удари неравност, то изминава по-голямо разстояние от всички останали, които се движат по равен път. Но при завиване всичко е наистина лошо: всяко от четирите колела се движи по собствения си радиус (обърнете внимание на следите, оставени от колите в снега).
И ако това не е проблем за незадвижващите колела, тогава с задвижващите колела всичко не е толкова просто. Когато две задвижващи колела са свързани с твърд вал, гумите постоянно ще се плъзгат или плъзгат, което означава, че бързо ще се износват. В същото време разходът на гориво ще се увеличи и колата ще се справи по-зле. За да се избегнат тези проблеми, автомобилите са оборудвани с диференциали.
За изобретател на диференциала се смята френският математик Онесифор Пекьор, а самото събитие датира от 1825 година. Въпреки че, според някои източници, подобно устройство е съществувало в Древен Рим, нека оставим въпроса за историята на специалистите. В тази статия ще обърнем повече внимание на една относително млада система, известна като torque vectoring, което в превод от английски означава „управление на вектора на тягата“.
Първо, струва си да разберете как работи диференциалът като цяло. Състои се от четири основни елемента: корпус, сателити, сателитна ос и зъбни колела на осите. Принципът на неговата работа е прост: корпусът на диференциала е твърдо свързан към задвижваното зъбно колело на главната предавка, оста на сателитите е твърдо свързана към корпуса. Въртящият момент се предава на тялото, от него към оста на сателитите и съответно на самите сателити - а те от своя страна предават сила на зъбните колела на полуосите.
Спомнете си как като дете балансирахте приятел със същата конструкция на люлка - можехте да висите във въздуха, без да докосвате земята. В диференциала зъбните колела на полуосите са еднакви, така че силовото рамо за левия и десния полуоси също е еднакво, което означава, че въртящият момент на лявото и дясното колело е еднакъв.
Диференциалът позволява на колелата да се въртят в различни посоки едно спрямо друго. Опитайте да завъртите едно задвижващо колело на асансьора - второто ще се върти в обратна посока. Спрямо колата обаче тези колела се въртят в една посока - все пак корпусът на диференциала също се върти! Това е като да вървите назад в автобус и все още да се отдалечавате от човека, който остава на спирката. И така, оказва се, че двете колела се въртят с еднаква сила и имат способността да правят това с различни скорости. Това е показано възможно най-ясно във видеото:
Този дизайн има недостатък: двете колела получават еднакъв въртящ момент и за да накарате колата да се върти по-добре, би било хубаво да подадете повече въртящ момент към външното колело. След това, когато натиснете газта, колата буквално ще се завърти в завоя - и ефектът ще бъде много по-изразен, отколкото при кола с едноосно задвижване и свободен диференциал. Но как да внедрим такава система в реален дизайн?
Днес такива системи стават все по-популярни. Самата фраза „въртящ момент“ се чу за първи път през 2006 г., но подобна система, наречена Active yaw control, се появи на рали пистите през 90-те години: тя беше оборудвана с Mitsubishi Lancer Evolution IV, който дебютира през 1996 г. Но преди да разгледаме подробно дизайна на пълноценен диференциал със система за вектор на въртящия момент, нека първо да разгледаме неговия опростен аналог, използван във Ford Focus RS. Подобна система се използва в трансмисиите на Land Rover Discovery Sport и Cadillac XT5.
Системата е доста проста - дори е малко по-проста от традиционното задвижване на всички колела, защото няма заден диференциал. Има само два съединителя, всеки от които свързва своя полуоска. При движение в права линия без приплъзване, колата остава с предно предаване, задните колела се включват само при приплъзване и завиване (при ляв завой - дясното задно колело и обратно). Колелото може да получи до 100% от въртящия момент, отиващ към задната ос, като по този начин системата компенсира полученото недозавиване, сякаш завива колата.
Но какво, ако има само един задвижващ мост и в тихите режими е необходим диференциал, при това отворен, но в завой искате да подадете повече въртящ момент към външното колело, за да управлявате по-ефективно колата с газ , а също и намаляване на недозавиването?
Такива решения има и в съвременната автомобилна индустрия. Например последното поколение Lexus RC F и GS F са оборудвани със заден диференциал, който може да разпределя въртящия момент между лявото и дясното колело. В такъв блок в задната скоростна кутия главното зъбно колело върти корпуса на най-обикновения диференциал; има и две планетарни предавки с повишена скорост, които с помощта на съединител могат да свържат корпуса на диференциала с полуоската. По този начин към външното колело се подава допълнителен въртящ момент чрез планетарна предавка, поради което се получава ефектът на завинтване в завой.
Подобно решение е приложено и за задния мост на BMW X6 M и X5 M с пълно задвижване - както за BMW, така и за Lexus, а за Cadillac и Land Rover системата е разработена и произведена от GKN. Разликата като цяло е само в корпуса на крайното задвижване: например BMW го има от алуминий, докато Lexus го има от чугун. Задвижването на фрикционните съединители и на двата производителя е механично, извършва се от идентични съединители GKN.
Автомобилите Audi с опционален спортен диференциал също имат подобна система, но тук няма планетарни предавки, а прости вътрешни предавки. Но принципът на работа е абсолютно същият: с помощта на пакет съединител се свързват две предавки, а полуоската е свързана с корпуса на диференциала чрез ускоряване. За по-пълно разбиране можете да гледате това видео:
Колко голям е ефектът от използването на разширени диференциали? Американското списание Car and Driver проведе сравнителен тест на два Lexus RC F, единият от които беше оборудван с диференциална система за вектор на въртящия момент, а вторият с конвенционален „автоблок“. В резултат на по-високите максимални ускорения, по-ниските ъгли на завиване и по-добрите времена за обиколка за автомобила с активен диференциал, характерът на автомобила се е променил към презавиване. И се радвам, че се предлага не само за спортни автомобили, но и за компактния кросоувър Nissan Juke - макар и в малко опростена версия.
Засега не очаквайте, че такива системи ще заменят традиционните диференциали - в крайна сметка те са по-сложни, по-скъпи и по-необходими от активните шофьори. Въпреки това, с настъпването на ерата на електрическите превозни средства, ще се появят най-широките възможности за управление на вектора на тягата: в края на краищата, ако всяко задвижващо колело има свой собствен електродвигател, тогава прилагането на ефекта на вектора на въртящия момент ще бъде само въпрос на софтуер .
