Конвертоплан, который способен выполнять горизонтальный полет, подобно самолету и при этом может зависать, взлетать и садиться в вертикальном режиме, как вертолет. Давно смущал конструкторов свой привлекательной перспективой, увеличить скорость по сравнению с вертолётом и в тоже время, не зависеть от наличия аэродромов как самолет.
И вот к концу 1920-х годов прошлого века конструкторская мысль закипела.
Работы развернулись по двум направлениям - создания аппаратов с поворотными воздушными винтами и аппаратов с поворотным крылом.
В частности, в 1922 году американский изобретатель Генри Берлинер на базе планера истребителя «Ньюпор 23» построил летательный аппарат, оснащенный двумя воздушными винтами противоположного вращения и одним винтом изменяемого шага диаметром 30 см. Винты приводились во вращение при помощи ротативного двигателя «Бентли» BR-2 мощностью 220 л. с., установленного в носовой части фюзеляжа. Большие винты обеспечивали полет по-вертолетному, а малый позволял пилоту несколько наклонить нос машины - в результате этого большие винты также наклонялись несколько вперед и обеспечивали полет по-самолетному. Позже конструктор переоборудовал биплан в триплан (данный аппарат известен под обозначением «Модель 1924 года» и отличается также расположением наклоняющихся воздушных винтов в средней части трипланной коробки), но ему так и не удалось обеспечить приемлемую подъемную силу - аппарат поднимался максимум на 15 футов (4,6 метра).
Биплан конструкции американца Генри Берлинера
Основываясь на полученном опыте, Г. Берлинер в 1925 году построил аппарат, в целом напоминавший биплан, но оснащенный двумя воздушными винтами большого диаметра, установленными в концевых частях крыла и частично наклонявшихся вперед, позволяя, таким образом, выполнять полет как по-вертолетному, так и по-самолетному. Берлинеру удалось развить на своем аппарате скорость полета порядка 40 миль в час (около 70 км/час), но существенно увеличить высоту полета ему не удалось. Впрочем, по свидетельству очевидцев, воздушные винты наклонялись вперед не полностью - лишь на некоторый угол, позволявший аппарату совершать движение вперед, а потому данный аппарат историки авиации называют «вертолетом с поворотными винтами». В целом же концепция летательного аппарата Г. Берлинера схожа с современными конвертопланами.
16 сентября 1930 года Джордж Лебергер, проживавший в графстве Каунти, штат Нью-Джерси, получил патент США за № 1775861 на проект летательного аппарата, который и можно считать первым вариантом конвертоплана, родоначальником данного семейства. Аппарат, названный в патенте просто и незамысловато «летающая машина» («Flying Maсhine»), оснащался двумя установленными над фюзеляжем в носовой части соосными воздушными винтами разного диаметра, которые могли устанавливаться в вертикальной (по-вертолетному) или горизонтальной (по-самолетному) плоскости.
Впрочем, дальше патента у него дело не пошло. Равно как и у британского авиаконструктора Лесли Бейнса, известного конструктора планеров, спроектировавшего в 1920-е годы по заказу компании «Шорт» летающие лодки «Сингапур» и «Калькутта» и являющегося автором первого патента на самолет с крылом изменяемой стреловидности (1949 год). В 1938 году он получил патент на так называемый «вертоплан», который представлял собой летательный аппарат самолетного типа, на концевых частях крыла которого располагались мотогондолы, способные устанавливаться вертикально - для полета по-вертолетному или горизонтально винтами вперед - для полета по-самолетному. Для практической реализации своей идеи Бейнсу не хватило денег.
«Вертоплан» Лесли Бейнса
Более успешно дело обстояло у германских авиаконструкторов. С 1942 года здесь усилиями специалистов компании «Фокке-Ахгелис» разрабатывался истребитель смешанной конструкции Fa 269 - конвертоплан с поворотными винтами. Компания была образована 27 апреля 1937 года известным немецким авиаконструктором Генрихом Фокке и не менее известным в те годы немецким летчиком Гердом Ахгелисом с целью разработки и постройки вертолетов и автожиров. Наиболее известным из них стал Fw 61, совершивший первый полет 26 июня 1936 года и в последующие годы установивший ряд рекордов высоты, скорости и дальности полета для машин своего класса.
Fa 269 разрабатывался под руководством инженера Пауля Клаге с целью максимальной возможности интегрировать в одном аппарате достоинства вертолета, способного взлетать и садиться вертикально, и самолета, обладающего более высокой скоростью и лучшей топливной экономичностью. При этом работы по данной теме были начаты не на пустом месте. Еще в 1938 году инженер Симон по указанию Адольфа Рорбаха, технического директора завода авиастроительной компании «Везер Флюгцугбау Г. м. б.Х.» в Лемвердере, недалеко от Бремена, приступил к проектированию одноместного летательного аппарата с поворотным крылом, получившего обозначение WP 1003/1. Рорбах - инженер по образованию - с 1933 года самостоятельно изучал возможности создания конвертоплана, а получив в свое распоряжение завод и его КБ, решил попытаться реализовать данную идею на практике.
WP 1003/1 представлял собой моноплан со средним расположением трапециевидного поворотного крыла - поворачивались внешние половины его консолей с расположенными в их концевых частях тянущими воздушными винтами диаметром 4 метра. Винты могли поворачиваться вниз на угол почти 90 градусов. Размещенный в фюзеляже двигатель мощностью 900 л. с. должен был обеспечить конвертоплану максимальную скорость горизонтального полета порядка 650 км/час. Пилотская кабина была смещена вперед и имела остекление достаточно большой площади, что обеспечивало хороший обзор пилоту.
Что касается Fa 269, то конструктивно он представлял собой моноплан со средним расположением крыла небольшой стреловидности по передней кромке, в средней части которого были расположены два толкающих трехлопастных воздушных винта очень большого диаметра. При необходимости перейти из режима по-самолетному в режим по-вертолетному воздушные винты разворачивались вниз на угол до 85 градусов, в основном это предполагалось делать при взлете и посадке. Звездообразный двигатель воздушного охлаждения BMW 801 мощностью 1800 л. с. располагался в фюзеляже, позади пилотской кабины, и работал на воздушные винты при помощи специальной трансмиссии. Причем от разработчиков потребовалось применить на машине основные опоры шасси с длинными стойками, а также убиравшуюся в фюзеляж хвостовую опору шасси с достаточно высокой стойкой - во избежание повреждения винтов о землю (ВПП). Экипаж - один, по другим данным, два человека, располагался в достаточно просторной кабине, смещенной вперед и имевшей большую площадь остекления, в том числе для лучшего обзора вниз-вперед. Вооружение - две 30-мм пушки MK 103 или MK 108 - располагались по бокам кабины. Предусматривалась также возможность размещения 20-мм пушки MG 151/20 в специальной гондоле под фюзеляжем. В состав авионики входили радиостанции FuG 17 и FuG 25 a, изучалась возможность установки радиовысотомера - для выполнения «слепого» полета.
Техническое задание на новое «чудо-оружие» германское министерство авиации выдало компании «Фокке-Ахгелис» еще в 1941 году. Военным требовался одноместный «истребитель местной обороны». Впрочем, по другим данным, работа носила сугубо инициативный характер, но была благосклонно встречена военными. Разработка конвертоплана была завершена в 1942 году, были проведены продувки масштабной модели в аэродинамической трубе, а вскоре был построен и полноразмерный макет. Главным достоинством истребителя-конвертоплана считалась неприхотливость по базированию и оперативность действий против бомбардировочной авиации союзников, уже порядком доставшей германское военно-политическое руководство. Однако после того как во время очередного налета союзной авиации в ночь с 3 на 4 июня 1942 года макет и вся документация по проекту были уничтожены, работы по программе стали затухать, а в 1944 году проект был и вовсе закрыт. Основные причины неудачи - нехватка средств и времени (по расчетам специалистов компании-разработчика, прототип такими темпами можно было построить не ранее 1947 года), а также отсутствие требуемых для машины особых редукторов, приводов, различных механизмов и оборудования. Остается добавить, что в 1955 году в британском журнале «Флайт» вышла заметка, в которой сообщалось: в Соединенных Штатах профессор Фокке получил патент на проект конвертоплана, «разработанного в интересах правительства Бразилии». Более подробной информации по данному проекту не содержалось.
В дело вступают Соединенные Штаты
Работы в области преобразуемых летательных аппаратов не прошли незамеченными для противников Третьего рейха, тем более что основная масса документов по германским разработкам и оставшихся в живых инженеров и конструкторов попала в руки американцев и британцев - сдаваться русским бывшие создатели оружия не стремились. Причем перенимать опыт немецких инженеров на Западе начали еще в начале 1940-х годов.
Одними из тех, кто решил воспользоваться опытом немецких вертолетостроителей, стали доктор Винн Лоуренс Ле Пейдж и Хэвиленд Халл Платт, основатели компании «Платт - Ле Пейдж Эркрафт Кампани» из Эддистоуна, штат Пенсильвания. Взяв за основу проект германского вертолета Fw-61, американцы в 1941 году спроектировали двухвинтовой вертолет XR-1 A. Последний, в свою очередь, послужил опорной точкой для создания почти схожего с ним внешне конвертоплана взлетной массой 24 тонны. Принципиальное отличие состояло в том, что его воздушные винты могли поворачиваться, наклоняясь вперед, и обеспечивать машине полет по-самолетному. Причем, несмотря на то, что в железе или хотя бы в полноразмерном макете данный конвертоплан реализован не был (у него даже не появилось собственного названия), работа не пропала даром - 15 декабря 1955 года Х. Х. Платт получил патент США за № 2702168.
Конвертоплан Ле Пейджа - Платта
Следующая попытка успешно «скрестить» вертолет и самолет была предпринята в начале 1947 года специалистами компании «Трансцендентал Эркрафт Корпорейшн» из Ньюкасла, штат Делавер. На этот раз авиаконструкторам удалось создать действительно работоспособный летательный аппарат, который сумел подняться в воздух и в целом подтвердил правильность выбранных технических решений.
Инициаторами и движущей силой этого проекта стали основатели компании «Трансцендентал» Марио А. Гуэрьери и Роберт Л. Лихтен, ранее работавшие вместе в компании «Келлетт Эркрафт Кампани». Причем Лихтен ранее имел опыт работы с американскими конструкторами вертолетной техники - упомянутыми выше Ле Пейджем и Платтом - и стал активным сторонником концепции конвертопланов, а во время работы в «Келлетт» к нему присоединился Гуэрьери. Вместе они провели значительный объем исследований с целью выяснить, насколько эффективно применяемый на вертолетах несущий винт может быть использован в варианте «самолетного» воздушного винта.
Результаты, полученные в ходе данных работ, добавили Лихтену и Гуэрьери уверенности в том, что они идут правильным путем и их идея не так уж и фантастична. Единомышленники решили, что теперь им необходимо самостоятельно разработать, построить и поднять в воздух, доказав его способность летать, небольшой одноместный экспериментальный конвертоплан, получивший обозначение «Модель 1-G».
Первый в мире летающий конвертоплан «Модель 1-G»
Отличительной особенностью машины, имевшей максимальную длину 7,93 метра и взлетную массу около 800 кг, было наличие только одного поршневого двигателя - он располагался внутри фюзеляжа и работал на оба трехлопастных воздушных винта противоположного вращения (диаметр винта - 5,18 м), расположенных в концевых частях крыла размахом 6,4 метра.
Максимальная мощность четырехцилиндрового двигателя Lycoming O-290-A, размещавшегося в фюзеляже непосредственно за пилотской кабиной, достигала 160 л. с., при 3000 об./мин. Максимальная скорость полета в режиме по-самолетному - 256 км/час (винты - не более 633 об./мин.), в режиме по-вертолетному - 196 км/час (не более 240 об./мин.). Переход из одного режима в другой занимал не более 3 минут, при этом винты могли поворачиваться в пределах 82 градусов. Запас топлива позволял находиться в воздухе до 1,5 часа.
Первый построенный компанией конвертоплан разрушился во время наземных статических испытаний в 1950 году, а вот второй, который и известен под обозначением «Модель 1-G», вначале рассматривался разработчиком только как машина для наземных испытаний и лишь после получения правительственного контракта был модифицирован для проведения программы летных испытаний.
В первый полет первый в мире конвертоплан отправился 15 июня 1954 года, но только пять месяцев спустя его создатели рискнули выполнить переход из одного режима полета в другой. К тому времени оба основателя компании уже покинули ее. Лихтен - в 1948 году, а Гуэрьери - в сентябре 1952 года продал свою долю Уильяму Э. Коби, работавшему специалистом по диагностике в компании «Келлетт Эркрафт Корпорейшн». Причем Коби удалось заручиться финансовой поддержкой - пусть и небольшой - со стороны министерства обороны США. В 1952 финансовом году министерства армии и ВВС подписали с компанией контракт, согласно которому заказчики должны были получить все результаты летных испытаний новой машины. Аналогичный контракт был подписан с ВВС США в следующем, 1953 году.
Впрочем, совершив немногим более 100 полетов общей продолжительностью 60 часов, за время которых, правда, так ни разу и не был выполнен полный переход в режим по-самолетному, 20 июля 1955 года конвертоплан во время полета в режиме по-самолетному потерял управляемость и рухнул в воды Чесапикского залива. Авария произошла вблизи берега, на мелководье, и пилоту удалось спастись. Аппарат, конечно, пришлось списать.
Тем не менее возможность создания летательного аппарата нового класса была подтверждена на практике, и компания приступила к постройке второго опытного конвертоплана - «Модель 2». Он был уже двухместным, с посадкой летчиков рядом, имел взлетную массу 1020 кг, более короткий - на 1,2 метра - фюзеляж и крыло меньшего на 0,3 метра размаха. На нем был установлен шестицилиндровый двигатель One Lycoming O-435–23 мощностью 250 л. с., а полезная нагрузка достигала 304 кг.
Конвертоплан «Модель 2»
Однако министерство ВВС США вышло из проекта. Предпочтение военными было отдано альтернативному аппарату XV-3, разрабатывавшемуся компанией «Белл», а на собственные средства реализовать полностью программу испытаний было невозможно. В итоге конвертоплан «Модель 2» сумел совершить лишь несколько кратковременных полетов в режиме по-вертолетному. Программа была окончательно закрыта в 1957 году.
Знаменитые «пятидесятники»
В течение 1950-х годов ряд проектов конвертопланов был разработан и в некоторых других компаниях, но подавляющее их большинство даже не поднялось в воздух. Однако были среди этого сонма разработок и достаточно примечательные проекты, на которых стоит коротко остановиться.
В 1940–50-е годы американские военные проявляли активный интерес к летательным аппаратам с вертикальным или укороченным взлетом и посадкой, в том числе благодаря сведениям о не менее активных работах, проводившихся в Третьем рейхе. Одной из компаний, занявшихся работами в данной области, стала «Вертол Эркрафт» (бывшая «Пясецки»), которая разработала в инициативном порядке летательный аппарат «Модель 76». В 1960 году данная компания была приобретена концерном «Боинг» и стала его вертолетостроительным подразделением «Боинг Вертол».
Отличительной особенностью новой машины стало то, что в ней впервые в мире была успешно реализована техническая идея поворотного крыла. Ранее такие машины называли винтокрылами, но их тоже можно отнести к классу «конвертопланы». Конструктивно аппарат, получивший затем название VZ-2, представлял собой моноплан с установленным в центральной его части высоко расположенным крылом, с открытым ферменным фюзеляжем и с трехопорным шасси с носовой стойкой и хвостовым колесом. Он имел пилотскую кабину со сферическим фонарем от вертолета «Белл 47», за которой располагались газотурбинный двигатель Avco Lycoming YT53-L-1 и трансмиссия.
Конвертоплан VZ-2
Прямоугольное в плане крыло имело цельнометаллическую конструкцию и крепилось к фюзеляжу на шарнирах и под действием гидравлических силовых цилиндров могло поворачиваться на 90 градусов. Взлет по-вертолетному осуществлялся за счет поворота крыла и трехлопастных воздушных винтов вертикально вверх, а после достижения безопасной высоты пилот возвращал его в нормальное положение - аппарат переходил в режим по-самолетному. Хвостовое оперение - Т-образной формы, с килем большой площади. При этом для более эффективного управления при полете на малых скоростях в хвостовой части VZ-2 размещались дополнительные воздушные винты малого диаметра.
Опытную машину, сер. № 56–6943, облетали в апреле 1957 года. Первый успешный переход с одного режима на другой - в горизонтальный полет - был выполнен 23 июля 1958 года. Еще до этого компания-разработчик подписала контракт с министерствами армии и ВМС США, которые выделяли на доработку аппарата, получившего новое обозначение VZ-2 A, 850 тысяч долларов. Летные испытания вначале осуществлялись компанией-разработчиком совместно со специалистами армии США и аэрокосмическим агентством НАСА, но в 1960-х годах проект полностью передали в ведение последнего. Исследовательский центр имени С. П. Лэнгли работал с VZ-2 A до 1965 года. За время эксплуатации на аппарате было выполнено около 450 полетов и 34 полных перехода из одного режима в другой. В настоящее время аппарат находится в экспозиции Смитсоновского института.
Конвертоплан VZ-2
Другим интересным проектом стал конвертоплан, разработанный в 1959 году в кооперации специалистами компании «Вертол» и агентством НАСА. Он не получил какого-то собственного наименования и именуется просто аппарат с поворотным крылом разработки «Вертол» - НАСА (Vertol-NASA Tilt-Wing). Отличительной особенностью его было поворотное крыло, на котором располагались шесть воздушных винтов, которые должны были приводиться во вращение при помощи мотора мощностью 1000 л. с., а также двухщелевые элероны, занимавшие до 60% длины задней кромки крыла. Работы по проекту, впрочем, дальше продувок масштабной модели в аэродинамической трубе не пошли.
Совершенно другая концепция «сращивания самолета и вертолета» была отработана американскими авиаконструкторами на конвертоплане VZ-4. Его разработка осуществлялась во второй половине 1950-х годов компанией «Доак Эркрафт Кампани» из Торренса, штат Калифорния. У данного аппарата имелись поворотные воздушные винты в кольцевых насадках (каналах). Причина выбора такого варианта конструкции была проста - президент компании-разработчика, Эдмонд Р. Доак, занимался работами в области воздушных винтов, расположенных в кольцевых каналах.
VZ-4 в музее Армии США, Форт-Эстис
Свое предложение Э. Р. Доак впервые направил военным в 1950 году, но только 10 апреля 1956 года министерство армии США в лице инженерно-исследовательского командования транспортной службы подписало с ним контракт. В следующем году компания начала активные работы над аппаратом, получившим вначале внутрифирменное обозначение «Доак 16». Первый его полет состоялся 25 февраля 1958 года (зав. № 56–9642). Впоследствии конвертоплан был переименован в VZ-4 DA, конструктивно он представлял собой небольшой экспериментальный среднеплан с пилотской кабиной с тандемной посадкой двух человек (пилот и наблюдатель), с традиционным хвостовым оперением и неубирающимся трехопорным шасси с носовой стойкой. Фюзеляж конвертоплана был выполнен из сварных труб, обшивка от носа до пилотской кабины - композитная (формованный стеклопластик), а от кабины в хвост - алюминиевая. Свободнонесущее крыло и хвостовое оперение - цельнометаллические.
Главной отличительной особенностью «Доак 16», оснащенного одним турбовальным двигателем Lycoming T53-L-1 мощностью 825 л. с., было наличие поворотных воздушных винтов в кольцевых каналах (насадках), размещенных в концевых частях плоскостей крыла. Винты могли поворачиваться вперед на 90 градусов для выполнения горизонтального полета, а также отклоняться назад на 2 градуса от вертикали - при работе в режиме «по-вертолетному».
В целях максимального снижения стоимости проектирования и постройки конвертоплана Доак решил по максимуму использовать наработки других авиастроителей и конструктивные элементы с других ЛА. В частности, шасси было заимствовано с «Цессна-182», сиденья экипажа - с F-51 «Мустанг», приводы поворота винтов в кольцевых каналах - от электромоторов привода закрылков учебно-тренировочного Т-33, а руль направления - с более раннего самолета разработки «Доак».
Конвертоплан «Доак 16» был построен в единственном экземпляре (зав. № 56–9642). Его расчетная масса в пустом виде составляла 900 кг, а максимальная взлетная при вертикальном взлете - 1170 кг, однако в процессе доработки машины данные показатели выросли - до 1037 кг и 1443 кг соответственно. Максимальная скорость, согласно расчетам, должна была составить в горизонтальном полете не менее 370 км/час, скороподъемность на уровне моря - 30 м/с, практический потолок - 1830 м, продолжительность полета - около 1 часа, а дальность полета максимальная - 370 км.
Наземные испытания «Доак 16» проходили на территории муниципального аэропорта Торранс в феврале 1958 года 32 часа на стенде и 18 часов «подлетов на привязи» и рулежные испытания. 25 февраля был выполнен первый свободный полет. В июне испытания в Торрансе были закончены, и конвертоплан подвергся тщательному изучению, после чего в октябре был передан на военно-воздушную базу ВВС США Эдвардс, где прошел 50-часовые испытания, в рамках которых неоднократно выполнялся переход из одного режима в другой - в том числе на высоте 1830 метров.
После завершения испытаний армия США в сентябре 1959 года приняла конвертоплан, присвоив ему обозначение VZ-4, и передала в Исследовательский центр имени Лэнгли, принадлежащий НАСА, для проведения новых испытаний. В ходе последних выявились не только достоинства, но и ряд недостатков данной схемы. Одним из наиболее существенных была склонность аппарата задирать нос во время перехода между вертолетным и самолетным режимами. Оказались хуже ожидания и взлетно-посадочные характеристики. В ходе испытаний конвертоплан смог развить скорость 370 км/час, максимальная скороподъемность составила 20 м/с, а дальность полета - 370 км.
В конце 1960-х годов компания-разработчик вошла в период финансовых неудач и продала права и всю техдокументацию на конвертоплан VZ-4 компании «Дуглас Эркрафт», находившейся недалеко, в Лонг Бич. Но и это не помогло - в 1961 году компания «Доак» прекратила существование. «Дуглас» тем временем выполнила предварительную проработку модернизации неожиданно полученного конвертоплана, включая установку более мощного двигателя, и в 1961 году направила предложение командованию армии США. Однако ответа не последовало. Сам же конвертоплан эксплуатировался в Центре имени Лэнгли до августа 1972 года и затем был передан в Музей транспортной службы армии США в Форт-Эстисе, около Ньюпорт-Ньюс, где он и находится сегодня.
Еще одним американским экспериментальным конвертопланом с поворотным крылом стал Х-18, разработанный компанией «Хиллер» по контракту с ВВС США от февраля 1957 года. Контракт стоимостью 4 млн. долларов, предусматривал разработку, испытания конвертоплана, а также постройку 10 машин. Компания также сумела получить контракт на подобные работы и от ВМС США - адмиралам нужен был конвертоплан, способный брать груз массой до 4 тонн. В процессе постройки были активно использованы отдельные конструктивные элементы с других летательных аппаратов. В частности, фюзеляж был немного модифицированным фюзеляжем от XC-122 C компании «Чейз», а другие элементы - от военной летающей лодки R3 Y «Трейдвинд» компании «Конвэр».
Конвертопланы Х-18
Х-18 имел прямоугольный фюзеляж с высоко расположенным крылом небольшого размаха, в средней части которого были установлены два мощных, по 5500 л. с. турбовинтовых двигателя Allison Т40-А-14 с турбоэлектрическими трехлопастными воздушными винтами противоположного вращения марки «Кертис-Райт» (диаметр 4,8 метра). Причем во время взлета по-вертолетному все крыло поворачивалось вместе с двигателями (вокруг своей продольной оси на угол до 90 градусов), хотя для взлета с максимальной полезной нагрузкой применялся взлет по-самолетному. Кроме того, в хвостовой части машины находился дополнительный турбореактивный двигатель Westinghouse J-34-WE тягой 1530 кгс (15,1 кН), реактивная струя которого могла отклоняться в вертикальной плоскости, что улучшало управляемость машиной на малых скоростях.
В 1958 году был построен первый, и как оказалось - единственный, опытный аппарат, который прошел интенсивный цикл наземных испытаний и в 1959 году был передан в Исследовательский центр имени Лэнгли, где 24 ноября 1959 года выполнил свой первый свободный полет. До завершения летных испытаний в июле 1961 года конвертоплан успел совершить 20 полетов. Главной причиной завершения испытаний и последующего закрытия программы послужили неисправность в механизме изменения шага воздушного винта, возникшая в последнем полете, и тот факт, что двигатели «не были взаимосвязаны». Впрочем, он все же позволил собрать достаточный объем данных, необходимых для постройки более тяжелого конвертоплана - четырехдвигательного ХС-142. Во время одного из наземных испытаний - уже после завершения полетов, конвертоплан Х-18 был разрушен и закончил свои дни на свалке.
XC-142 A в Национальном музее ВВС США
Что касается ХС-142, то он был разработан совместно с компаниями «Воут» и «Райан» в первой половине 1960-х годов. Он оснащался четырьмя двигателями T64-GE-1 компании «Дженерал Электрик» мощностью по 2850 л. с., приводившими во вращение стеклопластиковые воздушные винты марки «Хэмилтон Стандарт» диаметром 4,7 метра. Конвертоплан, после модификации получивший обозначение ХС-142 А, предназначался для перевозки до 3500 кг грузов или подразделений десантников. В общей сложности было построено 5 аппаратов, первый был облетан 29 сентября 1964 года, а 11 января 1965 года в полете был впервые выполнен переход между режимами: взлет вертикально, полет горизонтально и посадка вертикально.
Первый XC-142 A был передан ВВС США в июле 1965 года. В ходе последующих летных испытаний пять построенных опытных машин налетали 420 часов (488 полетов, привлекалось 39 военных и гражданских летчиков), включая взлеты/посадки на палубу кораблей, участие в поисково-спасательных учениях, выброске парашютистов и сброс грузов на малой высоте. Конвертоплан имел максимальную взлетную массу 20227 кг, масса пустого - 10270 кг, и мог брать полезную нагрузку массой 3336 кг (32 десантника в полной экипировке или 24 носилочных раненых при 4 сопровождающих).
В ходе испытаний и опытной эксплуатации четыре конвертоплана были разбиты. Министерство ВВС США в 1966 году предварительно заявило о намерении закупить партию серийных конвертопланов С-142 В, но до контракта дело не дошло, и оставшийся экземпляр (зав. № 65–5924) был передан НАСА, где эксплуатировался с мая 1966 по май 1970 года. Предлагался гражданский вариант, «Даунтаунер», рассчитанный на перевозку 40–50 пассажиров на скорости 470 км/час при работе только двух двигателей. Однако эта идея также реализована не была.
Одновременно с работами по ХС-142 А другая компания, «Кертис-Райт», осуществляла работы по конвертоплану Х-100, отличительной особенностью которого было наличие двух несущих винтов. Одноместный Х-100, равно как и ряд других конвертопланов, представлял собой относительно недорогой экспериментальный аппарат, разработанный для оценки технической реализуемости создания и эффективной эксплуатации летательного аппарата с поворотными винтами.
Конвертоплан Х-100
Х-100 имел один турбовинтовой двигатель Lycoming YT53-L-1 мощностью 825 л. с., который размещался в фюзеляже и приводил в движение оба поворотных винта, тогда как балансировка в режиме висения и при полете на малых скоростях обеспечивалась при помощи управляемого реактивного сопла, расположенного в хвостовой части машины. Главной задачей в рамках программы Х-100 была отработка схемы конвертоплана с поворотными винтами, что было необходимо для разработки и постройки более важного аппарата данного типа, вначале получившего обозначение М-100, а затем - Х-19. Также предстояло отработать вопросы создания стеклопластиковых лопастей винтов.
Работы по Х-100 были начаты в феврале 1958 года, в октябре того же года были начаты интенсивные продувки в аэродинамической трубе. 12 сентября 1959 года он совершил первое висение, а 13 апреля 1960 года - выполнен первый переход из одного режима в другой. Однако в последующих испытаниях выяснилось, что летные характеристики конвертоплана не вполне удовлетворительные, а система балансировки и управления на малых скоростях полета не отвечает предъявленным требованиям.
С другой стороны, реализуемость концепции Х-100 была вполне доказана, что побудило разработчиков перейти к работам по более тяжелому конвертоплану Х-19. 21 июля 1960 года испытания Х-100 были завершены, и аппарат был перевезен в Исследовательский центр НАСА имени Лэнгли, а затем был подарен Национальному музею авиации и космонавтики при Смитсоновском институте.
Конвертоплан Х-19
Конвертоплан М-200 (от Model 200) имел фюзеляж «самолетного» типа и два тандемных крыла малого размаха, на законцовках которых находились поворотные воздушные винты диаметром 3,96 метра каждый, приводившиеся во вращение двумя турбовальными двигателями Lycoming T55-L-5 мощностью по 2620 л. с. На случай выхода из строя одного двигателя перекрестная трансмиссия обеспечивала привод всех четырех воздушных винтов от другого. Министерство обороны США рассматривало возможность использования данного конвертоплана в роли разведывательного и транспортного. Машина была облетана 26 июня 1964 года, после чего ее передали для дальнейших испытаний в ВВС США. Ей присвоили новое обозначение X-19. Впрочем, как и в случае с X-100, полученные характеристики оказались хуже ожидаемых. 25 августа 1965 года X-19 разбился в очередном полете.
«Великолепная «Тройка» от компании «Белл»
Одним из решающих, поворотных проектов в истории конвертопланостроения стал аппарат XV-3, разработанный компанией «Белл Эркрафт». Первым ее опытом в данной области стал разработанный в инициативном порядке конвертоплан «Модель 50» Конверт-О-Плейн, за которым последовала целая серия проектов, большая часть из которых, впрочем, далее чертежной доски так и не продвинулась.
Однако затем настал и ее звездный час - компания стала фаворитом в тендере, объявленном в 1950 году командованиями армии и ВВС США в рамках программы создания транспортного конвертоплана (Convertible Aircraft Program). В следующем году компания получила контракт на постройку и проведение всесторонних испытаний двух машин типа XV-3 «Конвертиплэйн».
Восстановленный конвертоплан XV-3
XV-3 представлял собой небольшой конвертоплан со взлетной массой 2177 кг, длиной 9,25 метра и размахом крыла 9,55 метра. Экипаж состоял из двух пилотов, располагавшихся по схеме «тандем». Мощность расположенного в фюзеляже двигателя составляла 450 л. с. Машина имела два трехлопастных винта, которые устанавливались в расположенных на концах крыла гондолах - на особых поворотных устройствах. Перевод винтов из вертикального положения в горизонтальное осуществлялся механически и занимал не более 10 секунд.
Наземные испытания машины стартовали в начале 1955 года на заводе компании в городе Херст, штат Техас. Затем дошла очередь и до летных испытаний - первая машина (Ship 1) поднялась в воздух 11 августа 1955 года, но во время 18-го полета она потерпела небольшую аварию. К счастью, тогда обошлось без жертв. Первый раз смена режимов была выполнена 11 июля 1956 года, но уже 25 октября во время очередной попытки произошла авария - машина разбилась, а пилот получил серьезные травмы.
Во время испытаний очень быстро выяснилось, что машина имеет массу недоработок. Частично они были устранены на втором экземпляре (Ship 2). 18 декабря 1958 года на нем был успешно осуществлен переход из одного режима полета в другой, после чего машину передали для испытаний ВВС и НАСА, за время которых 11 пилотов налетали на XV-3 в общей сложности 125 часов в 250 полетах, выполнив 110 «полных переходов». Кроме того, были отработаны различные варианты взлета и посадки. Так, например, при взлете с укороченным разбегом машина на скорости около 57 км/ч поднималась в воздух при пробеге всего 61 метра (винты устанавливались под углом 80 градусов к горизонту). Летчикам-испытателям удалось достичь на XV-3 высоты 3750 м и развить скорость 213 км/ч, а также отработать посадку на режиме авторотации.
В конечном итоге постройка и испытания двух XV-3 явились важным этапом в мировом авиастроении. Однако успех был только частичным: была доказана сама возможность постройки конвертоплана, но практическую ценность он представлять, по сути, не мог.
Конвертоплан XV-3 во время испытательного полета
Дальнейшая судьба конвертоплана весьма занимательна. В конце 1966 года оставшийся XV-3, зав. № 54–148, был перевезен на площадку хранения летательных аппаратов на военно-воздушной базе ВВС США Дэвис-Монтан в Таксоне, штат Аризона, и почти на два десятка лет о нем забыли. Лишь в 1984 году специалисты из группы проектирования конвертоплана XV-15, разработкой которого занималась компания «Белл», разыскали его в Авиационном музее армии США в Форт-Рукере, штат Алабама. Аппарат восстановили в декабре 1986 года, после чего разобрали и законсервировали в крытом ангаре, где он оставался еще два десятилетия. Наконец 22 января 2004 года XV-3 был перевезен на завод № 6 компании «Белл» в Арлингтоне, штат Техас, и специалисты предприятия приступили к его восстановлению под руководством бывшего инженера программы XV-3 Чарльза Дэвиса. Еще через два года XV-3 занял свое место в экспозиции Национального музея ВВС США в Дейтоне, штат Огайо, где и находится поныне.
Конвертопланы в СССР
Конвертоплан Ми-30 в горизонтальном полете
Советские конструкторы, реально оценивая большое количество сложностей, связанных с разработкой преобразуемого аппарата, достаточно длительное время относились к разнообразным «сомнительным» проектам скептически, но тем не менее работы по проектам конвертопланов были и в СССР.
В частности в КБ Миля. Ми-30 – это советский проект многоцелевого конвертоплана, разработка которого началась в 1972 году в МВЗ им. М. Л. Миля, руководителем проекта был М. Н. Тищенко. Внутри КБ у данной конструкционной схемы было собственное обозначение «винтоплан». Главной задачей при создании Ми-30 было обеспечение таких параметров, как дальность и скорость полета, которые превзошли бы показатели вертолётов аналогичного класса.
Конвертоплан Ми-30 рассматривался создателями в качестве перспективной замены многоцелевому вертолету Ми-8. В изначальном проекте Ми-30 был рассчитан на перевозку 2 тонн груза и 19 пассажиров, но в дальнейшем грузоподъемность машины была увеличена до 3-5 тонн, а пассажировместимость доведена до 32 человек.
В 1972 году конструкторы МВЗ им. М. Л. Миля в инициативном порядке создали проект-предложение транспортно-пассажирского конвертоплана, получившего название Ми-30. По имеющейся в СССР терминологии он первоначально назывался вертолетом-самолетом, но позднее милевцы придумали ему свое собственное обозначение – винтоплан. Главной задачей при проектировании Ми-30 было обеспечение летно-технических параметров, в первую очередь дальности и скорости полета. Первоначально он должен был перевозить до 2 тонн груза и 19 человек десанта.
В качестве силовой установки для новой машины планировалось использовать 2 двигателя ТВ3-117, размещенных над грузовой кабиной, двигатели должны были приводить в действие с помощью трансмиссии 2 несуще-тянущих винта, имеющих диаметр в 11 м. каждый. Винты были расположены по концам консолей крыла. Расчетная скорость полета Ми-30 оценивалась в 500-600 км/ч, а дальность полета должна была составить 800 км. Взлетная масса машины – 10,6 т. К исследованиям в рамках реализации данной программы милевцы смогли подключить ЦАГИ. Вскоре совместными усилиями была начата постройка аэродинамического стенда для проведения испытаний модели винта. В то же время конструкторы ОКБ Миля создали экспериментальную летающую радиоуправляемую модель винтоплана, чтобы в полете изучить переходные режимы, управляемость и устойчивость аппарата.
В процессе разработки заказчик захотел увеличить грузоподъемность Ми-30 до 3-5 тонн, а пассажировместимость довести до 32 человек. В результате этого проект винтоплана был переделан под использование 3-х форсированных двигателей ТВ3-117Ф. При этом диаметр несуще-тянущих винтов вырос до 12,5 м., а взлетная масса Ми-30 до 15,5 т. К началу 1980-х годов конструкторы и ученые из МВЗ успели проработать ряд возможных схем, компоновок и конструкций агрегатов машины, провели основательные аналитические исследования проблем динамики конструкции, аэроупругости, динамики полета и аэродинамики, характерной для преобразуемых аппаратов.
Учитывая глубину проработки проекта, имеющийся многолетний заводской опыт решения трудных задач, Комиссия Президиума Совмина СССР по вопросам вооружения в августе 1981 года издала постановление о создании вертолета Ми-30 с преобразуемой несущей системой (винтоплана). Созданное техническое предложение было представлено на рассмотрение заказчика и институтов МАП. Военные одобрили создание машины, но потребовали поставить на винтоплан более мощные двигатели – 2 двигателя Д-136, расчетная масса конвертоплана возросла до 30 т.
В итоге создание Ми-30 было включено в госпрограмму вооружения на 1986-1995 годы. Но распад СССР и возникшими экономическими трудностями, поставили крест на винтоплане Ми-30 и он так и не выбрался из стадии проведения аналитическо-конструкторских исследований. В последний год существования СССР специалисты ОКБ проектировали 3 различных винтоплана: Ми-30С, Ми-30Д и Ми-30Л, обладавших грузоподъемностью в 3,2, 2,5 и 0,95 тонн соответственно и пассажировместимостью в 21, 11 и 7 человек. Первые 2 конвертоплана имели максимальную взлетную массу в 13 т. их планировалось оснастить силовыми установками из 2-х двигателей ТВ7-117, а третий Ми-30Л (массой 3,75 т.) силовой установкой из 2-х АЛ-34. Велись работы и над созданием боевых вариантов.
В начале 1990-х годов изучалась возможность участия МВЗ им. М. Л. Миля в европейских проектах и программах, в том числе «Еврофар» и «Эврика», которые были направлены на создание конвертопланов аналогичных Ми-30. Но в то время в России еще не было условий для организации такого рода совместных проектов.
Конвертоплан - это двухвинтовой летательный аппарат, совмещающий в себе преимущества вертолета и самолета одновременно. На таком аппарате, оба винта располагаются на крыльях аппарата. Для вертикального взлета или посадки, винты располагаются параллельно земле. После подъема на необходимую высоту, винты поворачиваются на угол примерно 90 градусов и становятся тянущими винтами .
Эволюция этих устройств началась с автожиров . Первый автожир - британский Fairey Rotodyne (1950 г.), фирмы "Фэйри" (вот такая игра слов - автоЖИР создала фирма Фэйри). Его ошибочно называют винтокрЫлом. Однако первым в мире классическим винтокрылом , смело можно считать разработку Камова - КА-22 (1960). Кстати, если верить википедии, уцелел только один образец КА-22 и если кто-то знает где он сейчас, поделитесь информацией . Уже в начале 60-х, КА-22 сняли с серийного производства после ряда катастроф. Далее в СССР даже не предполагали возвращаться к аппаратам такого класса.
Однако руководители США были другого мнения и продолжили развитие направления винтокрылов, позволив винтам изменять угол тяги, тем самым создав новый вид летательных аппаратов - конвертоплан . В 1989 году были проведены испытания первого конвертоплана, над которыми лучшие разработчики США трудились 30 лет. Так свет увидел Bell V-22 Osprey . Но и он не был оценен по достоинству. Уже в начале 90-х, было решено отдать эту игрушку морпехам. У V-22 (как и у всех разработок конвертопланов) я вижу один недостаток - потеря тяги за счет сопротивления крыльев, которые находятся под винтами . Короткая дискуссия вертолетчиков в форуме говорит о том, что V-22 действительно хорош.
Думаю, что именно с появлением информации о V-22 , как нового типа летательного аппарата, разработкой аналога занялись и у нас. Уже в 1972 году, специалисты МВЗ им. М.Л.Миля , начали разработку конвертоплана Ми-30 . Первый полет этого устройства предполагался, в 1991 году. Подробнее про разработку Ми-30 читать . Но из-за тяжелого экономического положения в стране, Ми-30 так и остался на бумаге.
Здесь также хочу заметить, что самый быстрый в мире вертолет на 2008 год (выполненный кстати скорее как автожир ) по скорости не достигает и 500 км/ч . А V-22 уже с 1990 года достигает максимальной скорости 638 км/ч . Кроме того, он вмещает в себя 24 десантника.
Тот факт, что VA-22, который получился с отличными техническими характеристиками был отброшен безаргументно в морскую пехоту, да еще "сокращенным тиражом", а также не очень понятная незаконченность разработок Ми-30 , говорит мне о том, что скорее всего данный тип аппаратов (конвертопланов) все же разрабатывается, но не афишируется.
А ТЕПЕРЬ САМОЕ ГЛАВНОЕ!
В фильме "Аватар", по моему мнению, продемонстрирован практически идеальный летательный аппарат, выполненный по принципу конвертоплана
. Во всех рецензиях к фильму его так, правильно и называют - конвертоплан.
Винты данного аппарата могут вращаться практически в любых направлениях, даже не синхронно, что позволяет ему быть сверхманевренным . Он имеет возможность развивать огромные скорости или стоять неподвижно в воздухе, даже при сильном ветре, компенсируя поправку на ветер с помощью оптимального угла поворота винтов. Наличие предохранительных колец позволяет уберечь винты от поломки во время выполнения маневров в экстремальных условиях. Это идеальный летательный аппарат общего назначения. Совсем не обязательно здесь говорить о военной сфере.
Такие летательные аппараты стали бы незаменимыми помощниками на службе у полиции, скорой помощи, службы спасения. Также предвижу появление нового вида спорта - конвертопланнинг. Гонки на конвертопланах собирали бы толпы зрителей по всему миру, где главным соревновательным моментом использовалась не только скорость данного аппарата, но и его сверхманевренность.
Конечно же в будущем, для повышения характеристик, конвертопланы станут использовать вместо винтов реактивные установки. Винт - это лишь пример источника тяги для конвертоплана. На фото рядом как раз пример реактивного конвертоплана.
Я не мегаспециалист в авиатехнической среде и руководствовался в данной статье в основном логикой, поэтому буду рад если мои предположения по поводу будущего конвертопланов поправит компетентный специалист.
На видео, трейлер к игре "Аватар". Смотреть только первые минуты ролика, где демонстрируется полет игрока на конвертоплане. Только обратите внимание, на сколько маневренной была бы эта штука в реальности.
Конвертоплан Колибри в отличие от других конвертопланов имеет инновационный реактивный привод роторов в сочетании с авторским автоматом перекоса лопастей, что позволило избежать конструктивных ошибок допущенных в уже существующих моделях конвертопланов, высокая стоимость и исключительная сложность которых, не позволяет массово производить их.
Технология ожидает финансирования!
Описание:
Конвертоплан Колибри в отличие от других конвертопланов имеет реактивный привод роторов. При этом в разработке конвертоплана применяются отечественные серийные узлы и агрегаты, проверенные временем. Фюзеляж выполнен из композитных материалов. Несущий каркас – из авиационных марок стали .
В конструкции используется инновационный реактивный привод роторов в сочетании с авторским автоматом перекоса лопастей, что позволило избежать конструктивных ошибок допущенных в уже существующих моделях конвертопланов, таких как Bell V-22 «Osprey» – высокая стоимость и исключительная сложность которого, не позволяют массово производить его.
Сложности в конструкции конвертоплана Bell V-22 «Osprey»:
–
трансмиссия и силовая установка. Традиционная силовая установка, синхронизирующие вращение роторов валы, редукторы, угловые передачи значительно утяжеляют и усложняют конструкцию. Все это отрицательно сказывается на полезной нагрузке летательного аппарата,
–
гидравлическое управление. Дублировано троекратно,
–
система электроуправления и обеспечения бортового оборудования электричеством Дублировано троекратно.
Сложная гидравлика, электрика и электроника делает это воздушное судно – конвертоплан Bell V-22 «Osprey» необычайно дорогим и сложным в управлении и повседневной эксплуатации.
У конвертоплана Колибри с реактивным приводом роторов нет традиционной силовой установки, трансмиссии и различных редукторов как на Bell V-22 «Osprey» или AW-609.
Летает, конвертируется и управляется в полёте конвертоплан Колибри за счёт реактивного движителя и изменения вектора тяги роторов, посредством автомата перекоса, который изменяет общий и циклический шаг лопастей.
Ротор или винт конвертоплана Колибри вращается за счёт реактивного двигателя на конце лопасти.
Конвертоплан Колибри не имеет аналогов в мире и работает на сжиженном углеводородном газе (пропан-бутан), а не на стандартно принятом авиационном топливе, что в разы удешевляет эксплуатацию. Например, РТ (ГОСТ 10227-86) стоит от 50 рублей за литр, а литр сжиженного углеводородного газа – 14 рублей. Экономические показатели при эксплуатации конвертоплана Колибри в 7 раз дешевле вертолёта. Расход топлива в пределах 5 литров газа на 100 км. полёта. Стандартная комплектация позволяет иметь дальность полёта до 3500 км. По желанию заказчика дальность полёта может быть увеличена на несколько тысяч километров.
Срок службы данного конвертоплана равен сроку службы всех узлов и агрегатов, который составляет 20 лет. Единственный “расходный материал” в данной конструкции, – это подшипники, использующиеся в несущей системе, рассчитанные на 40 000 часов. Замена такого подшипника может быть произведена одним квалифицированным сотрудником в течении 5 часов.
Конвертоплан Колибри производится в 2 модификациях: 4 местная и 8 местная модификации.
Преимущества:
– надежность технического оборудования. Используются отечественные серийные узлы и агрегаты, проверенные временем,
– безопасность. Простота конструкции и использование проверенных временем серийных узлов и агрегатов делает Колибри одним из самых надежных летательных аппаратов. На конвертоплане устанавливается четыре автоматизированных варианта защиты при аварийной посадке. Первые три варианта дают пилоту возможность в том или ином режиме посадить аппарат самостоятельно, или же система защиты самостоятельно автоматически выпускает специальный аварийный парашют,
– срок службы конвертоплана Колибри 20 лет,
– экономичность. Работает на сжиженном углеводороднодном газе – пропан-бутан. В 7 раз экономичнее обычного вертолета,
– прост в управлении,
– высокая скорость полета до 800 км/ч,
– высокая скорость набора высоты до 90 м/с в динамике,
– взлетает и приземляется с любой неподготовленной площадки размером 3х5 метров, на болотистую и поросшую кустарником высотой до 2,5 метров, на водную поверхность при волнении до 3-х баллов,
– возможность эксплуатации в условиях Крайнего Севера без дополнительных средств и систем антиобледенения,
– низкая цена по сравнению с аналогичными летательными аппаратами. Один из самых продаваемых вертолетов в своем классе Robinson R-44 стоит от 30 000 000 рублей. Минимальная цена 4-х местного варианта конвертоплана Колибри составляет 15 000 000 рублей, 8-ми местного варианта – 20 000 000 рублей,
– комфорт. Низкая вибронагруженность и незначительный по авиационным меркам уровень шума позволяют довольно комфортно осуществлять полеты на любые расстояния.
Технические характеристики:
| Характеристики: | Значение: |
| Длина, м | 6,5 |
| Ширина, м | 5,5 |
| Высота, м | 3,25 |
| Размах, м | 10,6 |
| Экипаж / пассажиры, чел. | 1 + 3 (1 + 7) |
| Масса пустого, кг | не более 200 | 550 (до 900) |
| Полный взлетный вес, кг | 800 (до 1 200) |
| Максимальная скорость, км/ч | до 800 |
| Крейсерская скорость, км/ч | 570 |
| Скороподъемность, м/сек | 30 |
| Дальность полета, км | 3500 |
| Длительность полета, час | 6,5 |
| Рабочая высота, м | до 7 000 |
| Максимальная высота, м | 8 000 |
| Максимальная мощность силовой установки, л.с. | 174 |
| Топливо | пропан/бутан – смесь |
| Расход топлива, л/час | 30 |
| Расход топлива на 100 км, л | 5 |
| Межремонтный интервал, часов | 40 000 |
Примечание: описание технологии на примере конвертоплана Колибри.
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)
