Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3

Bell XV-3 — это американский экспериментальный конвертоплан. Свой первый полет он совершил 23 августа 1955 года. Первый переход от вертикального полета к горизонтальному — 18 декабря 1958 года. Всего к 1966 году было совершено более 250 испытательных полетов, что доказало принципиальную возможность создания конвертоплана с поворотными винтами. Испытания данного летательного аппарата были признаны успешными, поэтому было принято решение создать на его базе аппарат уже с поворотными двигателями, что привело к созданию конвертоплану Bell XV-15.

Экспериментальный Bell XV-3 обладал большим фюзеляжем, рассчитанным на 4-х пассажиров, неподвижными крыльями размахом 9,54 метра и двигателем Pratt & Whitney R-985, который развивал максимальную мощность в 450 л.с. Ротор-пропеллер, который находился на консоли каждого крыла, переводился в необходимое положение при помощи электромоторов: вверх — для осуществления вертикального полета, вперед — для горизонтального.

С целью получения летательного аппарата, который смог совместить бы в себе особенности самолета и вертолета, предпринималось много попыток создания разнообразных винтокрылых машин, в том числе с поворотными винтами, которые на западе получили название конвертоплан, а у нас в стране — вертолет-самолет. Данные летательные аппараты были снабжены поворотными винтами большого диаметра с шарнирным креплением лопастей и небольшой нагрузкой на ометаемую площадь, как у вертолетов, что обеспечивало таким машинам возможность совершения вертикального взлета при сравнительно небольшой мощности установленного на них двигателя.



Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3


Винты конвертопланов приводились во вращение непосредственно от двигателей, которые могли быть установлены в гондолах, поворачивающихся вместе с винтами, или от двигателя/двигателей, которые были расположены в фюзеляже машины или в отдельных гондолах, при этом при переходе к другой модели полета поворачивались лишь винты. Во время горизонтального полета конвертоплан управлялся как самолет — при помощи обыкновенных самолетных органов управления, а при переходе к вертикальному полету — как вертолет, при помощи управления общим и циклическим шагом винтов. Предполагалось, что конвертопланы в случае неисправности силовой установки смогут совершить посадку по-самолетному с планированием и частичным наклоном винтов, или, как вертолет, на режиме авторотации.

Конвертоплан Bell XV-3

В течение многих лет компанией «Bell» проводился большой объем научно-исследовательской и экспериментальной работы в области создания конвертопланов, работами в этом направлении руководили конструкторы Артур Янг и Бертран Келли, позднее к ним присоединился и Роберт Лихтен. На проведенном американской армией в 1950 году конкурсе на лучший проект самолета, предназначенного для фронтовой разведки и спасательной службы, компанией «Bell» был представлен проект конвертоплана с поворотными винтами. Всего комиссия рассмотрела 17 различных проектов, из которых были выбраны всего 3 проекта винтокрылых машин, в том числе и проект конструкторов фирмы «Bell». По итогам состоявшегося в 1951 году конкурса, ВВС США заключила с данной компанией контракт на строительство двух экспериментальных конвертопланов для проведения последующих летных испытаний аппаратов.

Строительство первого конвертоплана фирмы «Bell», который первоначально получил обозначение Bell XH-33, а позднее Bell XV-3, затянулось, работы удалось завершить лишь в начале 1955 года, а уже 10 февраля того же года состоялась первая официальная демонстрация новинки. 11 августа 1955 года был совершен первый вертикальный взлет и полеты на режиме висения, а затем и переходы к горизонтальному полету, когда наклон винтов доходил до 15 градусов (летчик-испытатель Флойд Карлсон). В последующих испытаниях конвертоплана, которые проходили 25 октября 1956 года в воздухе на высоте 60 метров при наклоне винтов на 20 градусов, аппарат потерял управляемость из-за механической неустойчивости и упал, при этом Bell XV-3 был разрушен, а летчик-испытатель Дик Стенсбери в результате падения получил серьезные травмы.


Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3


Из-за катастрофы дальнейшие летные испытания конвертоплана продолжились только в 1958 году на втором экземпляре Bell XV-3. Сначала на нем стояли двухлопастные винты, но вскоре их заменили на трехлопастные. Впервые полный переход от вертикального полета к горизонтальному с последующей вертикальной посадкой был осуществлен 18 декабря 1958 года, в этом полете конвертопланом управлял летчик-испытатель Билл Квинлен. В последующих полетах аппарат смог развить скорость 212 км/ч на высоте 1220 метров. В 1962 году данный аппарат был передан для проведения дальнейших испытаний в Научно-исследовательский центр имени Лэнгли NASA. В этом центре Bell XV-3 успешно летал на вертикальных режимах и выполнял неполные переходы к самолетному режиму с наклоном винтов на 30-40 градусов.

Также конвертоплан проходил испытания на специальном стенде, на котором выполнялся полный переход к режиму полета «по-самолетному». При переходе от вертолетного режима полета к самолетному винты наклонялись на 90 градусов при помощи червячной передачи от электромоторов. Процесс перехода обычно занимал всего 15-20 секунд. При этом конвертоплан Bell XV-3 был в состоянии продолжать полет при любом промежуточном положении винтов во время перехода. В общей сложности данный конвертоплан выполнил более 250 испытательных полетов и 110 полных переходов между режимами полета, налетав за это время порядка 450 часов. Во время этих полетов была достигнута максимальная скорость 290 км/ч, а также высота полета 3660 метров. Испытания конвертоплана продолжились в 1965 году, но уже в аэродинамической трубе. Данные испытания были остановлены из-за отрыва гондолы с винтом и полученных Bell XV-3 повреждений.

ВВС и Армия США возлагали очень большие надежды на развитие данного типа летательных аппаратов, полагая, что конвертопланы наилучшим образом подходят для ведения разведки, осуществления связи и проведения спасательных операций. Компанией «Bell» был создан целый ряд проектов как военных, так и гражданских моделей подобных винтокрылых летательных аппаратов. На ряд из них планировалось установить два ГТД, расположенных в гондолах под крылом, при этом максимальная скорость должна была составить около 400 км/ч.


Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3


Конвертоплан Bell XV-3 обладал такой же компоновкой, что и обыкновенные самолеты. Наиболее простой и подходящей была признана компоновка, при которой винты располагались на концах крыльев: при их повороте конвертоплан становился похож на вертолет двухвинтовой поперечной схемы. При осуществлении вертикального взлета поток от винтов затормаживался, обдувая крыло, что было причиной потери в тяге винтов, а максимальная скорость конвертоплана была сравнительно небольшой из-за малой энерговооруженности экспериментального летательного аппарата.

Внешне экспериментальный конвертоплан Bell XV-3 представляет собой моноплан с одним двигателем и двумя поворотными трехлопастными винтами, а также полозковым шасси очень простой конструкции, колея шасси составляла 2,8 метра. При этом фюзеляж летательного аппарата отличался хорошими аэродинамическими формами. В его носовой части располагалась кабина, обладавшая большой площадью остекления. В этой кабине находились летчик, второй пилот или наблюдатель, а также двое пассажиров, вместо них здесь можно было разместить раненого на носилках вместе с санитаром. Крыло конвертоплана было прямым и обладало относительно небольшой площадью, так как было рассчитано для создания подъемной силы лишь на крейсерской скорости полета. На концах крыла находились небольшие гондолы с поворотными винтами. Обшивка носка крыла могла быть снята представителями технических служб для доступа к элементам трансмиссии. На крыле также имелись выдвижные закрылки и элероны. Хвостовое оперение было таким же, как у обычных самолетов — с рулем направления, с большим по площади вертикальным оперением, на киле находился стабилизатор размахом 4 метра с рулями высоты.

Из-за своей конструкции конвертоплан Bell XV-3 обладал рядом уникальных особенностей в эксплуатации. К примеру, перекрестная трансмиссия, которая была характерна для многодвигательных летательных аппаратов, на нем отсутствовала. В случае отказа силовой установки винты Bell XV-3 автоматически приводились в вертикальное положение, вследствие чего конвертоплан мог снижаться на авторотации как обыкновенный вертолет или обычный автожир. При этом воздушные винты наклонялись вперед для создания тяги, однако при горизонтальном полете часть подъемной силы все-таки создавалась крылом аппарата.


Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3


Больше всего трудностей инженерам компании Bell доставил подбор винтов оптимального диаметра для конвертоплана Bell XV-3. Все дело было в том, что для вертикального взлета аппарата нужны были пропеллеры большого диаметра, тогда как в горизонтальном полете выгоднее было использовать винты небольшого размера. В конечном итоге компромиссным диаметром поворотных винтов был признан — 7,6 метра. Трехлопастные винты этого диаметра были расположены в гондолах на концах крыла. Втулки винтов имели пересекающиеся вертикальные и горизонтальные шарниры, расположенные на расстоянии 0,44 метра от оси вращения, а также компенсаторы взмаха. Втулки винтов были закрыты обтекателями. Цельнометаллические клееные лопасти в плане обладали прямоугольной формой и геометрической круткой 20 градусов.

В качестве силовой установки на экспериментальном конвертоплане Bell XV-3 использовался авиационный радиальный поршневой двигатель воздушного охлаждения компании Pratt & Whitney. Это была модель R-985-AN-1, двигатель развивал максимальную мощность 450 л.с. при 2300 об/мин на высоте 450 метров и при взлете. Двигатель устанавливался в центральной части фюзеляжа. Из-за недостаточной мощности силовой установки максимальная скорость ограничивалась 280 км/ч, хотя на испытаниях конвертоплан и показал большее значение. Достижение большей скорости возможно было при замене двигателя на более мощный. В частности, существовали планы по установке двухвального ГТД Лайкоминг Т-53, который развивал мощность 825 л.с.

После завершения испытаний Bell XV-3 от идеи конвертоплана в США не отказались. После него на свет появилась новая модель. Новый летательный аппарат был оснащен уже поворачивающимися двигателями. Он получил обозначение Bell XV-15, свой первый полет он совершил в мае 1977 года. А 19 марта 1989 года в небо поднялся конвертоплан Bell V-22 Osprey, который с 2005 года находится на вооружении. Он несет службу в Корпусе морской пехоты и Командовании сил специальных операций ВВС США. По данным на 2016 год, всего построено более 300 аппаратов данного типа, поставки данных конвертопланов вооруженным силам США по-прежнему продолжаются.


Экспериментальный конвертоплан Bell XV-3


Летно-технические характеристики конвертоплана XV-3:
Габаритные размеры: длина — 9,2 м, высота — 4 м, размах крыла — 9,5 м, диаметр поворотных винтов — 7,6 м.
Масса пустого — 1907 кг.
Масса взлетная — 2218 кг.
Силовая установка — ТВД Pratt Whitney R-985-AN-1 мощностью 450 л.с.
Максимальная скорость — 290 км/ч.
Крейсерская скорость — 269 км/ч.
Практическая дальность — 411 км.
Практический потолок — 4600 м.
Скороподъемность — 6,3 м/с.
Экипаж — 1 человек.

Источники информации:
http://www.dogswar.ru/oryjeinaia-ekzotika/aviaciia/4337-eksperimentalnyi-sam.html
http://www.k2x2.info/transport_i_aviacija/amerikanskie_samolety_vertikalnogo_vzleta/p2.php
http://www.popmech.ru/technologies/14617-samolet-vertolet-effektnyy-eksperiment/#full
Материалы из открытых источников
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
Загрузка...
Комментарии 25
  1. alekc73 29 августа 2016 16:55
    Занимательно.У Оспрея были предки.
    1. avt 29 августа 2016 17:30
      Занимательно.У Оспрея были предки
      Не поверите - и не только этот.На память помню вариант с поворачивающимися плоскостями крыла с закреплёнными кажется 4-мя движками.А была ещё ,,Белл"-ка ,прям с которой Кэмэрон в своём ,,Аватаре" срисовал -Х-22А
      avt
    2. Комментарий был удален.
    3. Connie 29 августа 2016 18:27
      Были еще канадские CF-84 которые американцы взяли попользоваться, скопировали что им надо из них и разбили. По сравнению с которыми все остальное фуфел (даже Оспрей).
  2. Dekabrev 29 августа 2016 22:38
    Спасибо автору за статью.
  3. Dekabrev 29 августа 2016 23:01
    Вот здесь канадец http://www.airwar.ru/enc/xplane/cl84.html.
    Здесь Оспрей: http://www.airwar.ru/enc/craft/v22.html.
    Вопрос: и чем канадец лучше. Естественно, что Оспрей лучше. Он намного новее. Двигатели там лучше, авионика - само собой. Но, самое главное, они даже по схемам разные!
    А для тех, кто думает, что канадцы изобрели конвертоплан, почитайте, хотя бы это - http://www.bratishka.ru/archiv/2012/10/2012_10_14.php.
    Там ещё не все что было.
    Американцы вкладывают громадные деньги в исследования и разработки - не удивительно, что они впереди планеты всей. Правда, в науке деньги решают не все, поэтому, бывает, в некоторых направлениях и американцы отстают. С деньгами у них хорошо. С мотивацией хуже, особенно в науке фундаментальной - очень многие американцы мечтают стать успешными бизнесменами, а не учёными, поэтому учёных им постоянно приходится прикупать на эти самые деньги. Деньги, к сожалению, способны на многое. А если в любом исследовании и разработке видеть распил денег, в то время как некоторые в рваных джинсах становятся владельцами половины нефтяники страны, то никаких новых разработок не будет - будет перекраска старых танков новой краской.
    1. Connie 30 августа 2016 00:13
      Канадец лучше американцев на голову тем что у него поворотное крыло и хвостовой управляемый винт. Поэтому, из самого главного, он хорошо может взлетать укорочено, лучше управляется, и безопасен при дифферентах и кренах.
      Та же судьба как CL-84 постигла до этого канадский СF-105 Arrow, потом BAE Harrier-2 и советский Як.
      Еще до того как получить ракетную команду фон-Брауна и все равно плестись в хвосте, они подмяли под себя все мировое дирижаблестроение (в первую очередь немецкое), через подрыв "Гинденбурга" и монополию на гелий.
      Американцы воруют все у всех и опускают первоначальные разработки, или страны целиком, поэтому впереди планеты всей. Покупать им приходится инженеров и ученых, также как отбирать наработки, не потому что они плохо мечтают, а потому что соображают плохо.
      1. Мимопроходил 30 августа 2016 15:31
        У американцев ХС-142А полетел на год раньше. И чем он хуже канадского CL-84?
        1. Connie 30 августа 2016 22:28
          Всем хуже, явно не думали. Другая хвостовая балка с неповоротным винтом, отсутствием единой системы управления. Постоянно ломались синхронизаторы на винты.
  4. Dekabrev 29 августа 2016 23:04
    Меня, вообще, восхищает ситуация когда некоторые тырят отраслями, а в распиле бюджета обвиняют учёных, некоторые из которых Нобелевку не хотят получать, потому что не знают куда её давать.
    Не смешно?
  5. Dekabrev 29 августа 2016 23:18
    Кстати, на topwar была интересная статья про ми-30: https://topwar.ru/20847-konvertoplan-mi-30-proekt.html.
    Но эта программа накрылась круглым изделием из цветного металла в 90-х как и многое другое. Правильно. А нечего бюджет тырить на всякие конвертопланы, когда некоторым даже на обычный личный бизнес джет не хватает!
    1. Connie 30 августа 2016 00:22
      Когда видели медный таз в последний раз? Кроме всего этого и "бизнесджетов" Ан-2 из бывшего СССР они еще все цветные металлы потырили. Маленькая Эстоония неожиданно вышла на первое место в мире по их экспорту, правда потом паром с их грузом затонул, и с большим количеством человеческих жертв.
  6. Dekabrev 30 августа 2016 22:29
    Американские учёные и инженеры ничуть не тупее остальных. Проблема в том что коренных американцев среди них совсем не много. Мечтают, видимо, тоже не хуже остальных только не о познании всего сущего, а о том чтобы заработать больше всех. Мне кажется, что большинство из них просто не понимают как можно всерьёз заниматься такой ерундой как наука вместо зарабатывания денег. Поэтому все учёные в их фильмах - сумасшедшие. То что они их скупают по всему миру, этих ученых, это истинная правда. Кстати, вот чему у них, действительно, можно поучиться, так это предприимчивость и умение организовывать. В частности они так изумительно организовали мировую финансовую систему, что значительную долю их ВВП им дарит остальной мир в благодарность за нарисованные ими вечнозеленые бумажки. А медный таз я видал в прошлом году в антикварном магазине, но, надеюсь, что Вы поняли, что я выражаюсь фигурально. Кстати, наличие соосных управляющих винтов в хвосте не такое уж неоспоримое преимущество. Еще один, а точнее не один, узел, который может сломаться, а это надёжность.
    1. Connie 30 августа 2016 22:58
      Проблема в том что завозные быстро опускаются до их уровня.
      Наличие поворотного винта преимущество неоспоримое, можно сравнить как управлялся американец и насколько он из-за четырех пропеллеров был сложнее.
  7. Dekabrev 30 августа 2016 23:14
    Авторы оспрея знали о существовании такой схемы, но, почему-то, не избрали её. Думаю не просто так. Скорее всего было несколько, как минимум, эскизных проекта, и, скорее всего, их показатели моделировались и анализировались - в итоге выбрали тот вариант, который летает. Я не берусь оспаривать результаты труда коллектива специалистов, владеющих современными методами расчёта и анализа, программными и аппаратными средствами, работающими в этой проблеме не первый год. Не представляю себе уровень тупизны, который бы позволил при наличии многолетнего опыта и всего необходимого оснащения, делать менее обоснованные выводы, чем делаем мы, не имеющие ничего подобного. Поверьте, хорошая научная или инженерная школа обладает, кроме всего прочего, такими знаниями, да и чутьем, которых не почерпнуть ни из каких источников информации.
    1. Connie 31 августа 2016 02:19
      Ну и почему они не избрали ее и Оспрей козлил так что в него на лужайке Белого дома отказался садиться Дж.Буш-мл? Может они не поняли в ней чего, или просто не захотели? Потому что получалось дешево, или почему-то еще? В итоге выбрали тот вариант который летает хуже канадца.
      Возьметесь обьяснить почему F-35B на публике отлетал на 25 лет позже советского оригинала? И почему он условно-боеготовый сейчас не на кораблях?
      Почему система автоматической стыковки так и не была разработана усилиями американского
      Цитата: Dekabrev

      "коллектива специалистов, владеющих современными методами расчёта и анализа, программными и аппаратными средствами, работающими в этой проблеме не первый год."

      собственными силами, и какой должен быть по Вашим представлениям
      Цитата: Dekabrev

      "уровень тупизны, который бы позволил при наличии многолетнего опыта и всего необходимого оснащения, делать менее обоснованные выводы, чем делаем мы,"

      и в результате купить эту систему в России для своего американского причального узла на МКС как и для их капсул?
      И что у их "хорошей инженерной или научной школой" с чутьем и знаниями после этого?
      Как и после того как стал рассыпаться F-35C меньше чем от дюжины посадок, и почему это так с ним - понятно любому летчику палубнику, которые еле удерживаются чтобы не засмеяться над этой "школой" во время интервью?
      https://www.youtube.com/watch?v=vGc4Npg1oy0
      https://topwar.ru/99506-palubnyy-f-35cpristupil-k-tretemu-etapu-ispytaniy.html
  8. Dekabrev 31 августа 2016 22:33
    А при чем здесь F-35 и провальный узел?
  9. Dekabrev 31 августа 2016 22:36
    Провальный узел, вообще-то , понятно почему. СССР много лет эксплуатировал эти узлы на своих станциях - зачем лисапет изобретать.
    1. Connie 31 августа 2016 23:04
      Это кроме узла еще система наведения. Понятно почему американцы сами такую сделать так и не смогли, и в конце концов купили советскую.
  10. Connie 31 августа 2016 23:01
    При том что такие "действия" носят систематический характер.
  11. Dekabrev 31 августа 2016 23:08
    А сколько лет доводили до ума Ту-22? До конца так и не довели, пришлось спроектировать заново. Не ошибаются только те, кто ничего не делает.
    1. Connie 31 августа 2016 23:25
      От T-4 тоже отказались из-за отсутствия на нем переменной стреловидности.

      Не делают сами те кто только воруют, покупают за бумажки и играют на бирже. После того как легирующие инженера и ученые из всех волн всех эмиграций в их "плавильном тигле" опять опустились до общего уровня.
  12. SVVP 1 сентября 2016 17:34
    А у меня вот какой вопрос:
    Есть ли на ВО те, кому действительно интересна тема о конвертопланах, заинтересованность чтобы он был?
    Нет, я понимаю, что просто поговорить, по-ахать, может удивиться и даже просто поругать саму идею - это у нас от природы! ))
    А вот по делу! Как с этим? С уважением. smile
    1. Connie 1 сентября 2016 23:42
      Собрались лететь куда-то на своем мимо таможенных рыл и гайцов?
      1. SVVP 2 сентября 2016 09:28
        bully Да нет, знаете ли, изобрёл и строю https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf
        ;jsessionid=0A98DC99A1C3115E65DD3E8237213277.wapp
        1nC?docId=WO2015094020

        1. SVVP 11 сентября 2016 09:57
          реактивный ВСУ

Информация

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