Экспериментальный самолёт Bell XV-15 (США)

Bell XV-15 - это американский экспериментальный конвертоплан. С началом военных действий во Вьетнаме, в каких была продемонстрирована высочайшая продуктивность вертолётов, ограничивавшаяся недостаточной их скоростью, армия США стала проявлять завышенный энтузиазм к преобразуемым высокоскоростным винтокрылым аппаратам с поворотными винтами. В 1965 г. были разработаны требования армии к транспортному СВВП с поворотными винтами с взлетной массой 13 т, но в 1968 г. из-за недочета средств для сотворения такового СВВП было решено сначала создать демо СВВП с наименьшей втрое взлетной массой 4,5 т.

Осенью 1972 г. конторы «Bell» и «Boeing-Vertol» получили от армии США и NASA договоры по 0,5 млн. долл. на конкурсные исследования экспериментального СВВП с новоротными винтами. В апреле 1973 г. для проведения последующих исследовательских работ была выбрана компания «Bell», представившая проект СВВП «Model 301» и получившая договор ценой 26 млн. долл. от армии и NASA на постройку и летные тесты 2-ух экспериментальных СВВП под обозначением Bell XV-15; управление их разработкой производил ведущий конструктор Кеннет Вернике.

Постройка первого экспериментального СВВП Bell XV-15 началась посреди 1974 г., в изготовлении фюзеляжа и оперения приняла роль компания «Рокуэлл». Постройка СВВП была завершена в мае 1976 г., в октябре 1976 г. на нем были установлены поворотные винты. Летные тесты первого СВВП Bell XV-15 на режиме висения начались 3 мая 1977 г. После проведения 50-часовых промышленных испытаний самолет был доставлен в НИЦ им. Эймса NASA для испытаний в аэродинамической трубе. Сначала 1977 г. была завершена постройка второго СВВП Bell XV-15, который до начала летных испытаний прошел также тесты в аэродинамической трубе НИЦ им. Эймса. В натурной аэродинамической трубе исследовались все режимы полета (до скорости 335 км/ч), определялись летные и динамические свойства, оценивались устойчивость и маневренность. Результаты испытаний были применены при подготовке к летным испытаниям второго СВВП Bell XV-15. Суровые проблемы появились с вибрациями и устойчивостью системы «винт-пилон-крыло», что потребовало конфигурации конструкции.

1-ый полет второго экспериментального СВВП Bell XV-15 состоялся 23 апреля 1979 г. на режиме висения, а 24 июля 1979 г. был совершен 1-ый полет по полному профилю (летчик-испытатель Рон Эрхард); в горизонтальном полете была достигнута скорость 300 км/ч. В апреле 1980 г. была достигнута скорость 486 км/ч на высоте 2530 м, а в июне 1980 г. - наибольшая скорость 557 км/ч на высоте 4880 м, существенно превосходившая рекорды скорости вертолетов, но не зарегистрированная в качестве мирового рекорда. На вертолетном режиме самолет летал вбок со скоростью 46 км/ч и вспять 18 км/ч. Производились горки с перегрузкой 2д и полеты с наклоном 60°. Имитировались посадки на режиме самовращения винтов при скорости понижения 15,7 м/с; такую посадку можно делать с винтами, повернутыми па 60°. На СВВП Bell XV-15 летали летчики армии и корпуса морской пехоты.

В 1981 г. СВВП Bell XV-15 удачно демонстрировался на авиакосмическом салоне в Париже, а с 1982 г. оба самолета Bell XV-15 использовались в летных испытаниях в рамках программки JVX. Этой программкой предусматривалась разработка многоцелевого СВВП V-22 для армии, ВВС, ВМС и корпуса морской пехоты США, способного делать широкой круг задач: перевозку грузов и десантников, разведку, ПЛО, РЭБ, поиск и спасение, конкретную поддержку войск, борьбу с вертолетами и самолетами противника. В 1983 г. компания «Bell» приступила к испытаниям СВВП Bell XV-15 на борту десантного вертолетоносца LPH-10 «Триполи», во время которых были выполнены 54 вертикальных взлета и посадки, взлеты с маленьким разбегом, также проводились тесты по подъему грузов, поиску и спасению с воды, заправка топливом в полете, полеты в режиме следования рельефу местности. Демонстрировалась возможность использования СВВП для перевозки пассажиров с крыши построек, СВВП совершал посадку на площадку перед зданием сената.

К 1992 г. воздушные суда Bell XV-15 налетали более 600 ч., в 1990 г. на СВВП Bell XV-15 была достигнута высота 3000 м за 4 мин 29 с, а высота 6879 м с грузом 453 кг, которые представлялись как мировые рекорды, но не были зарегистрированы. Позднее, 20 августа 1992 г., во время демо полета 2-ой СВВП Bell XV-15 потерпел трагедию на режиме висения на высоте 12 м, перевернулся и свалился, летчики смогли покинуть самолет через аварийный лючок. 1-ый СВВП Bell XV-15 после окончания летных испытаний был передан в NASA, где употреблялся в качестве тренажера для летчиков СВВП V-22.

СВВП Bell XV-15 выполнен но схеме моноплана с высокорасположенным крылом, 2-мя ГТД с поворотными винтами на концах крыла, двухкилевым оперением и трехопорным шасси. Фюзеляж типа «полумонокок», сделан из дюралевых сплавов. В негерметизированной кабине экипажа летчики посиживают рядом; употребляются катапультные кресла «Рокуэлл» LW-3B. С правого борта имеется дверь размером 1,37x0,81 м. Из кабины экипажа есть дверь в грузовую кабину, в какой, не считая испытательного оборудования, может быть размещение грузов либо 9 пассажиров. Размеры кабины: длина 4,5 м, ширина 1,5 м, высота 1,5 м, площадь пола 5,4 м2, объем кабины 8,5 м3.

Крыло прямое, высокорасположенное, неразрезное, имеет постоянную хорду 1,56 м. Относительное удлинение 6,12. Для предотвращения ударов лопастями на самолетном режиме имеет угол оборотной стреловидности 6°30. Угол поперечного V=2°r угол установки 3. В конструкции крыла употребляется улучшенный профиль NACA 64А-223. Панели обшивки слоистой сотовой конструкции, шириной 19 мм. Механизация крыла состоит из односекционных закрылок и элеронов-закрылок. Закрылки могут отклоняться на углы 20°, 40° и 75°, а элероны-закрылки - на 47°. При полете на режиме висения за счет наибольшего отличия закрылок утраты тяги винтов уменьшаются на 6%. Поворотные винты трехлопастные. Лопасти сделаны из нержавейки и крепятся ко втулке из титанового сплава при помощи торсионов и осевых шарниров. Крепление втулки к валу мотора полужесткое, при помощи эластомерного шарнира, допускающего отклонение плоскости вращения винта на 12° на вертолетном режиме полета. Винты не имеют тормозов, складывание лопастей не предвидено. Лопасти имеют постоянную хорду 0,355 м, относительная толщина лопасти у комля 28%, на конце - 8%, крутка лопасти 35°, угол конусности лопастей 2,5°, коэффициент наполнения винта 0,089.

Окружная скорость концов лопастей на вертолетном режиме 225 м/с, на самолетном - 183 м/с. Масса лопасти 54,5 кг. Позднее, в 1982 г., NASA и компания «Bell» по договору ценой 12,8 млн. долл. разработали и сделали новые винты с лопастями из композиционных материалов на базе волокон графита. Лопасти имели крутку, увеличенную до 43°, корневую хорду 0,507 м и концевую 0,127 м. С новыми лопастями предполагалось повышение статического потолка до 3050 м, наибольшей взлетной массы до 6800 кг и скорости до 600 км/ч. Оперение двухкилевое, цельнометаллическое. Размах стабилизатора 3,91 м. Вертикальные кили имеют рули направления, стабилизатор - рули высоты. Угол установки стабилизатора может изменяться. Шасси трехопорное, от канадского СВВП Канадэр CL-84. Все опоры имеют спаренные колеса. Передняя опора убирается вспять, главные - вперед в обтекатели по краям фюзеляжа. Шасси рассчитано на вертикальную скорость понижения 3,05 м/с. База шасси 4,8 м, колея 2,64 м.

Силовая установка. Турбовальные движки Avco Lycoming LTC1K-4K с фронтальным выводом вала установлены в гондолах на концах крыла. Движок LTC1K-4K является модификацией вертолетного ГТД Lycoming T-53-L-13 и рассчитан на работу при разных углах поворота гондолы. ГТД имеет осецентробежный компрессор, кольцевую противоточную камеру сжигания, осевую турбину компрессора и одноступенчатую силовую турбину. Масса сухого мотора 234 кг (без сопловой трубы), длина мотора 1,21 м, наибольший поперечник 0,58 м. Удельный расход горючего 0,234 кг/л. с.-ч. Воздухопоглотители ГТД снабжены противообледенительной системой.

Топливная система. Горючее размещено в 2-ух крыльях баках-отсеках общей вместимостью 870 л. Масса масла 62 кг. Коробка имеет два промежных и два главных редуктора (по одному для каждого мотора), проходящий в крыле синхронизирующий вал и центральный редуктор. Синхронизирующий вал обеспечивает привод винтов при отказе 1-го ГТД. Поворот гондол осуществляется при помощи винтообразных домкратов. Винты могут отклоняться от горизонтального положения на угол 95°. При взлете с маленьким разбегом угол поворота винтов равен 60-75°. Переход самолета от полета на режиме висения к горизонтальному полету быть может выполнен за 10-12 с.

Система управления бустерная, с гидравлическим приводом, дублированная. При полете на вертолетных режимах самолет Bell XV-15 управляется при помощи рычага «шаг-газ» и ручки управления повторяющимся шагом винтов. В крейсерском полете поперечное управление осуществляется при помощи элеронов-закрылок (флаперонов), путное - при помощи рулей направления, а продольное - рулей высоты. Рули могут употребляться и на вертолетных режимах при соответственной скорости. Самолет обустроен 2-мя автоматическими системами управления: трехосевой системой SCAS управления и увеличения стойкости и системой FFS с внедрением устройств загрузки.

Оборудование и системы. На СВВП Bell XV-15 установлены три гидравлические системы: для управления поворотными винтами, привода поверхностей управления и аварийная. Рабочее давление 210 кг/см2. В состав электронной системы входят два генератора неизменного тока (30 В, 300 А), статические преобразователи, две никель-кадмиевые аккумуляторные батареи (12 В, 13 А/ч). Система кондиционирования компании «Гаррет». Имеется кислородный баллон (давление 127 кг/см2).

Свойства СВВП Bell XV-15 Размеры: размах крыла: с учетом гондол движков 10,72 м без гондол 9,8 м длина самолета 12,83 м высота самолета (винты в горизонтальном положении) 4,67 м площадь крыла 15,7 м2 поперечник поворотных винтов 7,62 м ометаемая площадь 2x45,6 м2 Движки 2 ГТД Avco Lycoming LTC1K-4K взлетная мощность 2x1550 л.с. Массы и нагрузки: взлетная при вертикальном взлете 5900 кг при взлете с маленьким разбегом 6805 кг пустого оснащенного 4340 кг горючего 675 кг Летные данные (расчетные): наибольшая скорость на самолетном режиме 615 км/ч финансовая крейсерская скорость 370 км/ч наибольшая скороподъемность 15 м/с статический потолок без учета воздействия земли 2635 м с учетом воздействия земли 3200 м динамический потолок 4570 м дальность полета 820 км

Источник: dogswar.ru