Экспериментальный самолёт Bell X-22A (США)

Экспериментальный вертикально взлетающий самолёт Bell X-22A разрабатывался компанией «Bell Aircraft Corporation» по объединенной программке ВВС, армии и флота США. Самолёт предназначался для исследования аэродинамических и механических заморочек, связанных с проектированием, постройкой и проведением испытаний вертикально взлетающего самолета с расположенными тандемом крыльями и винтами в кольцевых каналах. Предполагалось использовать самолет Bell X-22A в военном и штатском вариантах: во флоте самолёт мог отыскать применение в качестве десантно-транспортного, противолодочного, поискового и самолета связи, базирующегося на авианосцах; в ВВС и армии - в качестве военно-транспортного для снабжения стартовых площадок ракет и боевого самолета конкретной поддержки.

Компания «Bell Aircraft Corporation» начала заниматься исследовательскими работами вертикально взлетающих самолётов с винтами в кольцевых каналах с 1953 г., разработав ряд проектов таких СВВП. В ноябре 1962 г. флотом США был заключен договор на сумму 32 млн. баксов на проектирование, постройку и проведение летных испытаний 2-ух экспериментальных СВВП Bell X-22A (фирменное обозначение D2127). Управление программкой разработки производилось флотом США.

В процессе разработки было сделано восемь моделей Bell X-22A для испытаний в аэродинамической трубе, в том числе модель самолета в 1/5 натуральной величины с несущей системой. Было создано аналоговое устройство с шестью степенями свободы для моделирования критерий полета на горизонтальном и вертикальном режимах, созданное для исследования черт маневренности и отработки техники пилотирования. Были проведены также тесты на флаттер модели в 1/7 натуральной величины, показывающие отсутствие вибрации при скорости, превосходящей на 25% предельную скорость пикирования. Тесты на бафтинг проявили, что вибрация не наступает при скорости полета до 340 км/ч. В испытаниях воздушного винта в кольцевом канале определялись условия вероятного срыва потока. Были проведены также акустические тесты винтов в кольцевых каналах.

Постройка первого экспериментального СВВП Bell X-22A под управлением вице-президента конторы Н. Виллкокса была завершена 25 мая 1965 г. 1-ый полет состоялся 17 марта 1966 г., самолет начал проходить летные тесты, но 8 августа он разрушился при аварийной посадке из-за отказа гидравлической системы. Постройка второго самолета Bell X-22A была завершена в конце 1966 г., а 26 января 1967 г. он сделал 1-ый полет.

В согласовании с договором компания «Bell» должна была провести летные тесты 2-ух экспериментальных СВВП в объеме 225 ч. Летные тесты начались с полетов на режиме висения, после этого исследовались свойства на вертикальных и переходных режимах, потом были проведены тесты при взлете и посадке с малой длиной разбега и пробега при повороте каналов с винтами на угол 30-35°. Тесты с системой конфигурации стойкости проводились на втором СВВП, сначала с разомкнутой системой, в каких сигналы от системы конфигурации стойкости не подавались в систему управления самолета, а потом с замкнутой системой управления. К 1968 г. 2-ой СВВП Bell X-22A сделал 100 полетов, выполнив 240 вертикальных взлетов и посадок и 54 полных перехода, В испытаниях достигалась скорость 370 км/ч и был выполнен рекордный полет на режиме висения на высоте 2440 м. В 1980 г. общий налет составил более 200 ч. Летные тесты длилось до 1984 г.

Компанией «Bell» был разработан ряд вариантов самолета Bell X-22A: учебно-тренировочный для обучения летчиков вертикально взлетающих самолетов; тактический истребитель, на котором быть может установлено вооружение весом до 1700 кг; противолодочный, который сумеет взмывать с палубы авианосца в перегрузочном варианте при помощи катапульты и будет иметь радиус деяния 280 км, включая полет на режиме висения в течение 30 мин; десантно-транспортный, который мог бы употребляться для снабжения судов.

Были проведены проектные исследования транспортного СВВП Bell P-2022, имеющего огромные размеры фюзеляжа и снабженного более сильными ГТД. Самолет был должен соответствовать ТТТ SOR.210 и иметь взлетную массу 13 т, наивысшую скорость 600 км/ч и дальность 925 км. Он был рассчитан на транспортировку 30 десантников. Компанией «Белл» был разработан также ряд проектов легких многоцелевых СВВП с 2-мя винтами в кольцевых каналах на концах крыла для ВВС, один из которых Bell D.190 был построен в виде макета, но не получил развития.

СВВП Bell X-22A выполнен по схеме моноплана с расположенными тандемом крыльями, поворотными винтами в кольцевых каналах на концах крыльев, 4-мя ГТД и трехопорным шасси. Конструкция цельнометаллическая, из прочных дюралевых и титановых сплавов и стали. Требованиями вооруженных сил предусматривалось, что самолет сумеет иметь общий налет 1000 часов и совершить 5000 посадок. Фюзеляж типа «полумонокок» прямоугольного сечения. В носовой части располагается двухместная кабина летчиков с расположенными рядом сиденьями. Катапультные кресла Дуглас «Эскапак» с ракетными ускорителями обеспечивают возможность катапультирования при нулевой скорости и высоте полета.

Кабина оборудована двойным управлением. Сидение первого летчика размещено слева, сидение второго летчика - справа; на приборной доске перед летчиками установлены пилотажно-навигационные приборы, приборы контроля работы движков установлены на центральной консоли. На центральной консоли размещена панель пуска движков, связное и навигационное оборудование; на левой консоли - панель управления связной аппаратурой и самопишущие приборы. На правой консоли сгруппированы потенциометры для регулирования системы переменной стойкости. Доступ в кабину обеспечивается при помощи откидывающихся панелей фонаря с левой и правой стороны кабины. Остекление кабины большой площади обеспечивает всесторонний обзор. В грузовой кабине самолета быть может расположено 6 пассажиров либо 540 кг груза. Имеются боковая дверь и задний грузовой лючок, снабженный погрузочной рампой.

Крылья прямые, фронтальное крыло среднерасположенное, заднее - высокорасположенное с хордой 2,31 м и профилем NACA 2419. На заднем крыле в гондолах установлены ГТД; винты в поворотных кольцевых каналах установлены на обоих крыльях, на выходе из каналов имеются управляющие поверхности. Вертикальное оперение однокилевое, без руля направления, роль горизонтального оперения делает заднее крыло.

Силовая установка самолета Bell X-22A состоит из 4 ГТД General Electric-YT58-GE-8D с задним выводом вала, установленных попарно в гондолах в корневой части заднего крыла. Горючее содержится в одном топливном баке емкостью 1980 л, расположенном в цельнометаллической части фюзеляжа. ГТД через систему валов и редукторов приводят во вращение винты. Каждый винт имеет Т-образный редуктор, понижающий скорость вращения винтов до 2590 об./мин при взлете. Винты поперечником 2,13 м трехлопастные, лопасти трапециевидной формы в плане, стеклопластиковые, со железными лонжеронами, установлены в поворотных кольцевых каналах на крыльях. Спектр конфигурации углов установки лопастей 55°. Для обеспечения вертикального взлета и посадки кольцевые каналы с винтами могут поворачиваться на 95°. В горизонтальном полете фронтальные каналы имеют угол установки + 2°, задние каналы -3°. Скорость поворотов каналов 5 °/с, время поворота каналов из вертикального положения в горизонтальное 18 с. Поворот кольцевых каналов осуществляется при помощи гидромеханических приводов.

Шасси убирающееся, трехопорное, с носовой опорой со сдвоенными колесами, главные опоры имеют по одному колесу. При уборке передняя опора шасси убирается вспять, главные опоры - вбок. База шасси 4,88 м, колея 2,44 м. Управление самолетом Bell X-22A  обеспечивается общим и дифференциальным конфигурацией шага винтов и отклонением управляющих поверхностей в потоке от винтов. На режиме висения продольное управление осуществляется методом конфигурации шага фронтальных и задних винтов, поперечное управление - конфигурацией шага левой и правой групп винтов, путное управление - отклонением управляющих поверхностей, установленных на выходе из каналов в потоке от винтов. В горизонтальном полете путное управление обеспечивается дифференциальным конфигурацией тяги винтов, поперечное и продольное - управляющими поверхностями. Очень допустимое ускорение по тангажу и наклону 3 рад/с, по рысканью - 0,65 рад/с.

Управление шагом винтов и рулями обеспечивается при помощи дублированной гидравлической системы с давлением гидросмеси 210 кгс/см2. Управление поворотом кольцевых каналов осуществляется при помощи переключателей, установленных на ручке управления. На центральной консоли установлена аварийная система поворота каналов. На переходных режимах полета для предотвращения взаимовлияния сигналов управления употребляется механическое смесительное устройство с изменяемым передаточным отношением.

Оборудование. Самолёт Bell X-22A обеспечен дублированной системой увеличения стойкости с электрогидравлическим триммером. Система увеличения стойкости разработана компанией «Белл» и употребляется на режиме висения и переходных режимах, обеспечивая демпфирование но трем осям. В горизонтальном полете система увеличения стойкости выключается. Система VSS (Variable Stability System) создана для исследования черт маневренности и динамических черт самолета самолета Bell X-22A, также вертикально взлетающих самолетов других типов. Система VSS имеет 80 каналов, из которых 55 могут употребляться сразу, и включена в цепь управления первого летчика. Органы управления второго летчика остаются соединенными с управляющими поверхностями самолета. При включении системы VSS система увеличения стойкости отключается.

Система конфигурации стойкости VSS позволяет изменять главные характеристики системы управления, включая мощность управления, чувствительность управления, усилия на ручках управления, усилия для преодоления трения в проводе управления и передаточное отношение в системе управления. В согласовании с ТТТ система должна обеспечивать изменение разных видов колебаний самолета, переменное демпфирование угловых передвижений, переменное демпфирование по высоте, переменную стабилизацию положения самолета и разные методы конфигурации вертикальных сил при соответственном изменении таких характеристик, как скорость, что позволяет моделировать свойства разных типов вертикально взлетающих самолетов.

На ручке управления обоих летчиков имеются кнопки для включения системы VSS. После выключения системы самолет немедля ворачивается в начальные условия стойкости и маневренности. Регулирование системы делается при помощи потенциометров, сгруппированных на правой консоли. Пилотажно-навигационные приборы включают указатель воздушной скорости, радиовысотомер, гировертикаль, указатель высоты полета.

Свойства самолета Bell X-22A Размеры: размах фронтального крыла с каналами 7 м размах заднего крыла с каналами 11,9м длина 12,06 м высота 6,3 м площадь фронтального крыла 12,9 м2 площадь заднего крыла 26,57 м2 Движки 4 ГТД General Electric-YT58-GE-8D взлетная мощность 4х 1250 л.с. Массы и нагрузки: наибольшая взлетная при вертикальном взлете 7980 кг обычная взлетная при вертикальном взлете 6800 кг пустого самолета 4760 кг платная нагрузка при вертикальном взлете 540-680 кг платная нагрузка при взлете с разбегом 180 м 1380 кг припас горючего 1760 л Летные данные (расчетные): наибольшая скорость 603 км/ч крейсерская скорость 523 км/ч статический потолок 1830 м

Источник: dogswar.ru