Конвертопланы – летающие трансформеры

Сегодня многие видели по телевизору или в интернете сюжеты о таком интересном летательном аппарате, как конвертоплан, кто-то читал о них в журналах. Что же представляют собой эти интересные машины? Конвертопланы – это летательные аппараты, которые способны выполнять вертикальный взлет и посадку (как обычные вертолеты), но при этом в состоянии осуществлять длительный горизонтальный высокоскоростной полет, который характерен для самолетов. Так как подобные летательные аппараты в полной мере не являются ни самолетами, ни вертолетами, то это сказывается на их внешнем облике. Помимо этого тот факт, что данные летательные аппараты характеризуются различающимися режимами полета, при их создании и проектировании нередко приходится идти на компромиссные решения.

Стоит отметить, что мечты о постройке такого летательного аппарата, который был бы способен совершать вертикальный взлет и посадку, одновременно с высокоскоростным горизонтальным полетом имеют столь же давнюю историю, как и мечты о полетах вообще. Первые проекты чего-то похожего предложил в свое время еще Леонардо да Винчи. Сама идея «скрестить» достаточно быстрый, но ограниченный по полетным режимам и условиям базирования самолет и гораздо менее скоростной, но неприхотливый к местам взлета и посадки вертолет занимала умы конструкторов и военных долгие годы. Однако сколь-либо заметного развития такие аппараты смогли достичь только в последнее время.

Работы по конвертопланам – летательным аппаратам, которые за счет поворота воздушных винтов могли преобразовываться из вертолета в самолет и обратно, велись во многих странах мира. Конструкторы практически всех государств, обладавших развитой авиационной промышленностью, работали над такими машинами более полувека. Первые работы в данной области можно отнести к 1920-1930-м годам прошлого века. Над созданием конвертоплана работали в предвоенной Европе, во время войны над проектом таких машин работали в Германии. В 1970-х годах в СССР в ОКБ Миля велись работы по проекту конвертоплана Ми-30, который так и не поднялся в небо. В итоге определенных успехов в их создании добились только в США. Единственный серийно выпускаемый сегодня конвертоплан Bell V-22 Osprey находится на вооружении морской пехоты США. Его разработка компаниями Boeing и Bell заняла более 30 лет.
Конвертопланы – летающие трансформеры
Проект американского конвертоплана VZ-2


По своей схеме конвертопланы можно условно поделить на 2 основных класса, каждый из которых характеризуется своей собственной спецификой и характерными для него проблемами преобразования и передачи тяги, развиваемой силовой установкой машины. Речь идет о конвертопланах с поворотным крылом и конвертопланах с поворотными винтами.

Летательные аппараты с поворотным крылом сочетают в себе характеристики многодвигательных самолетов, у которых моторы расположены на консолях крыла в фиксированном положении с возможностями вертикально взлетающих и садящихся вертолетов. Данное техническое решение позволяет достичь дальностей и скоростей полета характерных для самолетов (также возможностей по транспортировке грузов), вместе с возможностью совершения верти¬кального взлета и посадки. Во время взлета крыло данных аппарата устанавливается в вертикальное положение, а воздушные винты создают необходимую для взлета машины тягу. Во время переходного режима полета крыло постепенно возвращается в горизонтальное положение. После возвращения в горизонтальное положение вся подъемная сила создается крылом, а воздушные винты обеспечивают необходимую для горизонтального перемещения аппарата тягу.

В свое время ряд американских авиастроительных фирм, а также одна канадская компания экспериментировали с подобными аппаратами, некоторые из их экспериментов можно считать достаточно удачными. К примеру, американский конвертоплан с поворотным крылом Х-18. Конвертоплан Х-18 обладал фюзеляжем прямоугольной формы и высоко расположенным крылом небольшого размаха. В средней части крыла были смонтированы 2 мощных турбовинтовых двигателя Allison Т40-А-14 развивавших мощность в 5 500 л.с. каждый. Данные двигатели оснащались трехлопастными турбоэлектрическими винтами противоположного вращения «Кертис-Райт» (диаметр винтов составлял 4,8 метра).
Конвертопланы – летающие трансформеры
Конвертоплан X-18 c поворотным крылом

Во время взлета машины «по-вертолетному» все крыло конвертоплана поворачивалось вместе с двигателями (вокруг своей продольной оси на 90 градусов). При этом для взлета аппарата с максимальной нагрузкой использовался стандартный самолетный взлет. Помимо этого, в хвостовой части летательного аппарата находился дополнительный турбореактивный двигатель Westinghouse J-34-WE, развивавший тягу в 1530 кгс. Его реактивная струя могла изменять свое направление в вертикальной плоскости, что существенно улучшало управляемость конвертоплана на малых скоростях полета.

В 1958 году был изготовлен первый и, как оказалось впоследствии, единственный опытный экземпляр Х-18. Данный конвертоплан прошел достаточно интенсивный цикл наземных испытаний, после чего в 1959 году был передан в Исследовательский центр им. Лэнгли, где 24 ноября 1959 года впервые поднялся в воздух. До завершения летных испытаний в июле 1961 года конвертоплан Х-18 успел выполнить около 20 полетов. Главной причиной окончания его испытаний и последующего свертывания программы стала неисправность в механизме изменения шага воздушного винта, которая произошла в последнем полете аппарата, а также тот факт, что его двигатели «не были взаимосвязаны». Во время одного из своих дальнейших наземных испытаний конвертоплан Х-18 был разрушен и закончил свою жизнь уже на свалке. Впрочем, стоит отметить, что данный конвертоплан позволил собрать достаточное количество данных, которые были необходимы для постройки более тяжелого и совершенного конвертоплана ХС-142, обладающего 4-мя двигателями.

Вторым наиболее распространенным типом конвертопланов можно назвать модели с поворотными винтами. Они получили более широкое распространение, по крайней мере, среди экспериментальных летательных аппаратов точно. Недостатком таких моделей в сравнении с классическими вертолетами является необходимость в наличии крыльев достаточно большого размаха. Это обусловлено тем, что на таких аппаратах чаще всего монтируются рядом 2 достаточно больших по диаметру винта. Это требует увеличения площадки, которая используется для выполнения взлета и посадки. Так как в конструкции многих конвертопланов применяются силовые установки, состоящие из нескольких двигателей, которые и приводят в движение воздушные винты, отказ одного или сразу нескольких из них может иметь катастрофические для аппарата последствия. Учитывая это, для того чтобы предотвратить катастрофу в конструкции многодвигательных конвертопланов часто можно встретить перекре¬стные трансмиссии, которые позволяют обеспечить привод нескольких воздушных винтов всего от 1 двигателя, что в свою очередь ведет к росту массы таких аппаратов.
Конвертопланы – летающие трансформеры
Bell V-22 Osprey с поворотными мотогондолами

Стоит отметить, что поворотными обычно являются не сами винты, а гондолы с ними, как это реализовано на единственном серийно выпускающемся конвертоплане Bell V-22 Osprey. Данный летательный аппарат, находящийся на вооружении морской пехоты США оснащается 2-мя двигателями Rolls-Royce T406 мощностью в 6150 л.с. каждый. Двигатели расположены в специальных гондолах на концах крыла и могут поворачиваться на угол до 98 градусов. Трехлопастные винты с трапециевидными лопастями связаны между собой синхронизирующим валом, который проложен внутри крыла конвертоплана. Данный вал также позволяет Bell V-22 Osprey совершить посадку лишь с 1 работающим двигателем. С целью уменьшения массы конструкции конвертоплана около 70% аппарата изготавливается из композитных материалов на основе стекло- и углепластиков с эпоксидным связующим, что делает его конструкцию на 25% легче металлического аналога.

Поскольку данный конвертоплан должен базироваться на ограниченных по размерам площадках, он оснащен складывающимися крыльями и винтами, что позволяет уменьшить его ширину на земле до 5,51 метров. Экипаж конвретоплана состоит из 2 человек, а в его грузовом отсеке могут разместиться 24 десантника со своим вооружением. Винты конвретоплана диаметром 11,6 метра с целью снижения веса также производятся из стеклопластика

С развернутым крылом ширина Bell V-22 Osprey по концам лопастей составляет 25,78 метра. Длина его фюзеляжа – 17,48 метра. Высота машины – 5,38 метра, при вертикально установленных двигателях возрастает до 6,73 метров. Максимальная взлетная масса чуть более 27 тонн, при этом масса полезной нагрузки при использовании вертикального взлета – 5 445 кг. Масса груза на внешней подвеске составляет при использовании 2-х крюков 6 147 кг. Максимальная скорость конвертоплана в самолетном режиме полета – 483 км/ч, в вертолетном режиме – 185 км/ч. Практическая дальность полета – 1627 км.
Конвертопланы – летающие трансформеры
V-22 в самолетном режиме полета

Следует отметить, что единственный серийный конвертоплан дорого обходится американскому бюджету, а количество приобретаемых машин пересматривается в сторону уменьшения на протяжении ряда лет. Цены на него составляют от 71 до 58 млн. долларов за единицу. В свое время столь нелюбимый россиянами сенатор Джон Маккейн дал ему такую характеристику: V-22 отлично смотрится в небе… когда не простаивает в ремонте.

Источники информации:
-http://www.bratishka.ru/archiv/2012/09/2012_9_15.php
-http://sw-master.narod.ru/fly_sh_3.htm
-http://nvo.ng.ru/armament/2006-03-31/6_convertoplan.html
-http://ru.wikipedia.org/wiki
Автор: Юферев Сергей


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 35
  1. avt 18 января 2013 10:06
    Хорошая статья , спокойный и без фанатизма обзор темы с историческим экскурсом good автору +.
    avt
  2. King 18 января 2013 10:43
    Спасибо за статью. Интересно в России ведется программа по созданию конвекторпланов.
    1. SVVP 18 сентября 2014 07:34
      Официально - нет. Неофициально - строю.
  3. PDM80 18 января 2013 11:18
    Статья хорошая, но смысл создания таких машин? Машина которая и не вертолет и не самолет, возвращаться к эре винтовых машин если только?
  4. Лес 18 января 2013 13:22
    Непонятно ,что хотел сказать Маккейн про ремонт или регламентные работы ,а это две большие разницы.У V-22 были проблемы с герметичностью маслосистемы ,но ее доработали.И факт ,что Оспри активно использовались в войне против Ливии в виде транспортников ,а до этого в Афганистане (и даже на одном было установлено вооружение) ,говорит о надежности конструкции .
  5. Ralex 18 января 2013 13:48
    Если честно,непонятно чем конвертоплан лучше транспортного вертолета?Экономичностью?Так разница в стоимости машин по-моему напрочь съедает всю экономию.
    1. rkka 18 января 2013 15:25
      Благодаря самолетным возможностям его дальность в 2 и более раза больше чем у вертолетов, скорость тоже выше, шумит меньше.
      Данная машинка очень хороша для заброски и эвакуации групп спецназа/диверсантов. Операция по устранению бен ладена вроде как проводилась с этих машинок.
      1. PDM80 18 января 2013 17:25
        rkka А про какие дистанции идет речь?
        1. Пупырчатый 18 января 2013 17:30
          Лётные характеристики


          Максимальная скорость:
          в самолётном режиме — 463 км/ч;
          в вертолётном режиме — 185 км/ч.
          Крейсерская скорость — 396 км/ч (на уровне моря).
          Дальность действия:
          боевой радиус — 690 км;
          радиус действия при десантной загрузке — 722 км;
          практическая дальность — 1 627 км (без дозаправки);
          при вертикальном взлёте — 2 225 км;
          при взлёте с коротким разбегом — 3 340 км;
          перегоночная дальность — 3 892 км (с дозаправкой).
          Практический потолок — 7 620 м;
          с одним двигателем — 3 139 м.
      2. Пупырчатый 18 января 2013 17:28
        Нет, там была модернезированная версия "Блэк-Хоука". Но да, машинка интересная и полезная, обладает рядом крайне интересных функций.
        1. PDM80 18 января 2013 17:57
          спасибо за летные характеристики, но чем он лучше на дальних дистанциях, кроме как вертикальный взлет, вертолетные характеристики не особенно впечатляют. Надежность под вопросом
          1. Пупырчатый 18 января 2013 18:02
            В чем конкретно надежность под вопросом?
            1. PDM80 18 января 2013 18:18
              На одном винте эта машина лететь может? Плюс лично мне кажется, что сам механизм поворота двигателей придает излишнею сложность всей конструкции.
              1. Пупырчатый 18 января 2013 18:21
                с одним двигателем — 3 139 м.

                1. PDM80 18 января 2013 18:24
                  Но планировать то он точно не сможет. А вес он какой может взять?
                  1. Пупырчатый 18 января 2013 18:34
                    Вас забанил гугл? Посмотрите сами, это не так трудно.

                    В отчете по второму этапу эксплуатационных испытаний отмечено, что конвертоплан V-22 имеет значительные преимущества над вертолетами СН-46(53) которые он призван заменить. Преимуществами являются большая скорость и дальность полета, большая масса полезной нагрузки, более совершенные бортовые системы, меньшее время подготовки к заданию, лучшее навигационное оборудование, меньшая загрузка экипажа во время полета, меньшая уязвимость от средств противовоздушной обороны. Также отмечалось, что были решены 4 главных проблемы, связанные с безопасностью полетов, приведших в 2000 году к потере 2 конвертопланов. Две из данных проблем напрямую связаны с эффектом «вихревого кольца». При выполнении заданий экипажи эскадрильи VMX-22 не выходили на режимы, которые близки к возникновению этого эффекта. Исключить попадание в данные режимы удалось благодаря пересмотру тактики использования аппаратов V-22 и внесению изменений в технику пилотирования. При этом, в отчете указывали на необходимость доработать лебедку для подъема людей, метеорологическую радиолокационную систему и бортовой комплекс обороны.

                    Пригодность конвертопланов к полетам оценивали по 4 параметрам: количество летных часов до отказа, который приводил к отмене полета (25 часов при требовании 17 часов); наработка на отказ (1,4 часа при требовании 0,9 часа); количество человеко-часов затраченных на подготовительные работы на 1 час налета (7,2 часа при требовании 20 часов); исправность парка (от 78 до 88% при 82%). За 751,6 час налета было зафиксировано 30 отказов, которые были не совместимы с выполнением задания, а также 552 средних и мелких отказа.

                    К недостаткам отнесли недостаточную мощность системы кондиционирования, в связи с чем в кабине при высоких температурах атмосферного воздуха очень жарко. Также указывается, что конвертоплан не может выполнять посадку в режиме авторотации в случае отказа обоих двигателей на высотах менее 500 метров. Ряд экспертов, в то же время, данный недостаток не считает критичным, поскольку, как показывает опыт, даже посадка обычного вертолета, особенно несущего груз, в таком режиме не часто завершается удачно
                    1. Cavas 18 января 2013 18:36
                      Цитата: Пупырчатый
                      Вас забанил гугл?

                      Второй раз от тебя вижу--это . что новая фишка такая? request
                      Cavas
                    2. PDM80 18 января 2013 18:39
                      А отчет кто готовил?
      3. SVVP 18 сентября 2014 07:52
        Совершенно и полностью согласен с Вашим утверждением, ещё в 1943 году были проведены исследования
        Проведенные в NASA исследования воздушных винтов показали, что может быть найдено компромиссное решение и может быть создан винт, получивший название «ненагруженный пропеллер», для которого можно получить достаточно высокий относительный КПД на режимах вертикального взлета и посадки и вместе с тем высокий КПД в горизонтальном полете (г| = 0,65 - 0,85) до скоростей, соответствующих числу М = 0,8
        (это в районе 800 км/час)
        . Было установлено, что в диапазоне скоростей полета от 0 до 400 км/ч изменения скорости вращения винтов не требуется, при увеличении скоростей от 400 до 640 км/ч желательно, а при скоростях более 640 км/ч - необходимо. Воздушные винты должны иметь шарнирное крепление лопастей, чтобы уменьшить напряжение в лопастях и изгибающие моменты.
        http://www.k2x2.info/transport_i_aviacija/amerikanskie_samolety_vertikalnogo_vzl

        eta/p11.php
        Для справки, рекордные вертолёты, не превышают скоростей в 500 км/час, да и то, с завышенными расходами топлива, по аналогии гоночных машин: Только скорость! А расход - не имеет значения...
  6. Trevis 18 января 2013 14:24
    Жаль у России такой машины нету, применение нашлось бы.
    1. Zhylaw 18 января 2013 15:48
      Существует проект в течение трех десятилетий - Ми-30:

      http://ru.wikipedia.org/wiki/Ми-30
      1. Lone gunman 18 января 2013 18:04
        и вот такое чудо...
        1. Zerstorer 20 января 2013 09:47
          А это не конвертоплан. Это винтокрыл.
  7. lordinicus 18 января 2013 15:44
    В СССР были проекты конвертопланов но все были закрыты в связи с рискованностью. В данном типе летательного аппарата очень сложно решить ряд проблем самой большой из каких есть вибрации. США V-22 делали больше 20 лет. Проект зародился еще в конце 80-ых, а первый полет совершил данный агрегат в 1989 году.
  8. biglow 18 января 2013 16:01
    Тупиковый вариант развития авиации ,повреждение одного из двигателей и всем кто на борту конец
    biglow
    1. rkka 18 января 2013 16:35
      Винты с тремя трапециевидными лопастями связаны между собой синхронизирующим валом, который проходит внутри крыла. Данный вал также обеспечивает возможность посадки летательного аппарата на одном двигателе.
    2. biglow 18 января 2013 20:39
      biglow,
      зря минусим ,в советские времена прототипы были созданы ,но дальше дело не пошло,если бы направление было бы перспективным его бы стали продвигать.
      biglow
  9. Lone gunman 18 января 2013 18:00
    за трансформерами будущее,кто в это не верит ,тот глупец отсталый...
    1. TIT 18 января 2013 21:26
      эти аппараты из другой серии
      TIT
      1. studentmati 18 января 2013 21:32
        Цитата: TIT
        эти аппараты из другой серии

        Я так понимаю, автожиры?
        1. TIT 18 января 2013 21:54
          Цитата: studentmati
          Я так понимаю, автожиры?


          нет у автожиров несущий винт без двигателя ,а это что то типа

          http://topwar.ru/21090-proekty-letatelnyh-apparatov-tipa-vintokryl-chast-i.html
          TIT
      2. Lone gunman 20 января 2013 17:20
        есть и такой
        http://topwar.ru/uploads/images/2013/702/iezp982.jpg
        ещё
        http://topwar.ru/uploads/images/2013/171/ygug192.jpg
        1. SVVP 18 сентября 2014 08:06
          ...только проект - "...бумага - всё стерпит!"
  10. studentmati 18 января 2013 20:18
    Цитата: lordinicus
    В данном типе летательного аппарата очень сложно решить ряд проблем

    Поддерживаю Владислав, аппарат действительно очень сложный в конструктивном и технологическом плане. И как следствие этого высокая стоимость производства и эксплуатации.
    1. SVVP 18 сентября 2014 07:39
      То что я строю, совершенно противоречит Вашему и lordinicus утверждению, проверено мной на авиамодели, собственноручно сконструированной, в аналогичном принципе.
  11. SVVP 18 сентября 2014 08:11
    Есть и такой вариант гражданского конвертоплана от AgustaWestland - но он ещё только проект, и имеет недостатки, которые выявятся на стадиях испытаний, которые потребуют очень много переделок.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня