Bell convertible X-22 (EE. UU.)
Como parte del proyecto estadounidense Doak VZ-4 aviación La industria pudo confirmar la posibilidad de construir y operar el despegue vertical de aeronaves con canales rotativos de los rotores. Tal arquitectura de la tecnología de la aviación dio ciertas ventajas sobre los modelos existentes, lo que llevó a la aparición de un nuevo proyecto. Basado en desarrollos existentes, pronto se creó el rotor basculante Bell X-22.
La base de los nuevos proyectos fueron ideas bastante simples. Se propuso un despegue vertical con la posibilidad de transición al vuelo horizontal con la ayuda de rotores capaces de girar alrededor de un eje horizontal. Para mejorar las características básicas, se propuso colocar los tornillos dentro de los canales anulares. Esto permitió aumentar la eficiencia del tornillo, así como reducir su tamaño. Además, el diseño correcto del canal permitió que se usara como un avión portador adicional en vuelo horizontal. Un esquema similar convertoplane llamado Tiltduct.
Campana X-22 en vuelo. Foto Diseno-art.com
De acuerdo con la experiencia de probar el prototipo VZ-4, los clientes potenciales representados por varias estructuras de las fuerzas armadas de EE. UU. Iniciaron la creación de una muestra más grande con características diferentes. En el futuro, tal equipo podría incluso entrar en funcionamiento.
En noviembre, el Comando de las Fuerzas Navales de los Estados Unidos, 1962, firmó un contrato con Bell Helicopter. De acuerdo con el acuerdo, que le costó a 27,5 millones, durante los próximos dos años, la compañía de aeronaves tuvo que desarrollar un nuevo convertoplane-tiltdact, y luego construir y lanzar dos muestras experimentales para realizar pruebas. Teniendo en cuenta la posible aplicación práctica, fue necesario equipar la máquina con cuatro tornillos principales a la vez en los canales anulares. Esto le permitió dar las características requeridas, así como reducir el tamaño a un nivel aceptable.
El nuevo borrador del convertoplane recibió la designación oficial X-22, que hablaba de su pertenencia a la llamada. Serie X: familia condicional de aeronaves experimentales, diseñada para desarrollar nuevas ideas audaces. En Bell, el proyecto recibió la designación de trabajo D2127. Por razones obvias, el avión se hizo ampliamente conocido bajo el nombre oficial.
Sobre la base de los requisitos de las fuerzas navales, el desarrollador de la empresa tuvo que crear un motor de tracción con canales de torneado de tornillos, caracterizado por las características máximas posibles y las dimensiones mínimas. Las dimensiones y los parámetros técnicos de la máquina tenían que cumplir los requisitos para los helicópteros de transporte militar de la época. En caso de que el proyecto se complete con éxito, el X-22 convertible podría pasar por el refinamiento y entrar en pleno funcionamiento.
Esquema convertoplane. Figura Aviastar.org
En vista de tales requisitos, se formó la apariencia general del posible automóvil. Se propuso crear un avión "pato" con un gran fuselaje y un alerón trasero. En los lados del fuselaje y el ala deben colocarse canales anulares rotativos. Para mejorar las características aerodinámicas y de vuelo, se propuso separar un par de tornillos: los canales del alerón trasero tenían que estar más alejados del fuselaje en comparación con los canales del frente. Además, se propuso la composición original de la planta de energía y una transmisión relativamente compleja que proporciona el accionamiento de todos los tornillos disponibles. Con todo este tweeter se necesitaba un nuevo sistema de control con las capacidades adecuadas.
El convertoplano Bell X-22 recibió un fuselaje totalmente metálico de forma simplificada que se distinguió por volúmenes internos relativamente grandes. El fuselaje tenía un carenado de nariz redondeada, hecho en forma de una sola estructura con un gran acristalamiento frontal. Detrás de la cabina de los pilotos, el fuselaje tenía una sección casi rectangular. En la cola, el ancho y la altura del fuselaje disminuyeron, la pluma de la cola se elevó. En el futuro, tales líneas de fuselaje permitieron desarrollar un vehículo de transporte completo.
El diseño del fuselaje era bastante simple y consistente con los objetivos del proyecto. En la parte delantera estaba ubicada la cabina, que tenía un conjunto completo de instrumentos y controles necesarios. Junto a él estaba el compartimiento del instrumento. Los tanques de combustible con una capacidad total de 1760 l estaban ubicados cerca del centro de gravedad del vehículo. La mayoría de los volúmenes del fuselaje permanecieron vacíos y se pudieron utilizar para el transporte de mercancías. Detrás de la cabina, en el brazo de la cola y en algunas otras partes de las unidades de transmisión alojadas en el fuselaje.
Prototipo en el aeródromo. Foto Airwar.ru
En la parte trasera del fuselaje, se planeó instalar un ala de gran tamaño y pequeña elongación. El plano de apoyo se distinguió por un rango pequeño y una mayor longitud de la cuerda. En la parte delantera, cerca del fuselaje, se proporcionaron dos cortes grandes para la instalación de carenados de motor. Las puntas de las alas estaban equipadas con nodos para la instalación de canales anulares rotativos. El ala de un diseño inusual no tenía su propia mecanización. Directamente sobre el ala había una quilla trapezoidal. El timón no se utilizó en relación con la aplicación de otros principios de gestión.
Convertoplan recibió los rotores originales en los canales anulares. Para la elevación vertical y el vuelo horizontal, se propuso utilizar un conjunto de cuatro tornillos idénticos de Hamilton Standard. El tornillo tenía un diámetro de 2,13 m y estaba equipado con tres cuchillas de construcción compuesta. La cuchilla recibió un larguero de acero y un revestimiento de fibra de vidrio con una tira de níquel calcetín incrementada. Una cuchilla de este tipo era un cuarto de metal completamente ligero, pero era tres veces más resistente a la fatiga. Las cuchillas se montaron en el manguito, lo que supuso un cambio en su inclinación.
El buje y el eje de la hélice se unieron a la góndola central, que, a su vez, se conectó con un canal anular con la ayuda de varios bastidores. Este último tenía las paredes de un perfil especial que creaba la fuerza de elevación durante el vuelo horizontal. Directamente detrás de la cabina a los lados del fuselaje se instalaron dos canales con tornillos. El segundo par de tales dispositivos se colocó en las puntas de las alas. Para mejorar los datos de vuelo, los canales de la cola estaban equipados con estabilizadores horizontales adicionales colocados en su superficie exterior.
Con la ayuda de accionamientos hidráulicos, los canales de tornillo podrían oscilar en un plano vertical. Cada canal tenía su propio cilindro hidráulico, pero el proyecto preveía la conexión mecánica de dos dispositivos adyacentes. Como resultado, incluso con la ruptura de una de las unidades, un par de canales anulares conservó la posibilidad de un movimiento sincrónico.
Vista frontal superior. Foto Airwar.ru
Se propuso utilizar ruedas de control aerodinámicas de diseño inusual. Una gran área de once fue colocada en la parte posterior del canal anular. Al mando de los controles de la cabina, dicho volante podría subir o bajar, cambiando la dirección de flujo de la hélice en consecuencia. De acuerdo con los autores del proyecto, la desviación síncrona o diferencial de cuatro niveles permitió el control del vehículo en todos los modos de vuelo.
La colocación de los motores en la proximidad de los tornillos se consideró imprudente. Debido a esto, el tiltrotor-tiltdakt D2127 / X-22 recibió un motor inusual. En la sección central del ala, en las inmediaciones del fuselaje, se instalaron en pares cuatro motores de turboeje General Electric YT58-GE-8B / D clasificados en 1267 hp. todo el mundo Los motores estaban ubicados con una pendiente hacia atrás, debido a que sus entradas de aire estaban por encima del ala, y las boquillas - abajo. Una característica interesante de la planta de energía fue el uso simultáneo de sistemas de combustible de dos tipos. Los motores de los modelos YT58-GE-8B y YT58-GE-8D se unificaron lo más posible, pero difirieron en los medios de suministro de combustible. Convertoplan recibió dos tipos de sistemas de suministro de combustible, que se propuso utilizar alternativamente, dependiendo del modo de vuelo.
El uso de cuatro motores agrupados y la misma cantidad de tornillos separados llevó al desarrollo de la transmisión original. La estructura de la transmisión incluía diez cajas de engranajes que tenían diferentes tareas y estaban ubicadas en diferentes partes de la máquina. La caja de cambios principal tomó 19500 revoluciones por minuto y las bajó a 2600, emitidas en los ejes principales. Con la ayuda de varias cajas de engranajes adicionales, se suministró torque a las cajas de engranajes de tornillo. El diseño de la transmisión proporcionó la rotación de los cuatro tornillos, incluso con un motor en marcha.
Salpicadero en la cabina del piloto. Foto de Wikimedia Commons
El avión recibió un tren de aterrizaje retráctil de tres puntos. Debajo de la cabina había un puntal con dos ruedas de pequeño diámetro. En vuelo, ella podría salir del fuselaje. En los laterales previstos para la instalación de los puntales principales con ruedas de mayor diámetro. Fueron retraídos en el fuselaje girándose uno hacia el otro.
La tripulación del convertoplan estaba formada por dos personas y estaba ubicada en la cabina de proa, una al lado de la otra. Los lugares de trabajo de los pilotos albergaban un conjunto completo de controles basados en los sistemas tradicionales tipo helicóptero. Se propuso controlar la máquina mediante el botón principal, la palanca de inclinación de los canales anulares, los pedales y las cuatro manijas de control del motor. Los movimientos de los controles fueron percibidos por los automáticos y transformados en los comandos requeridos para los actuadores correspondientes al modo de vuelo actual. Entonces, durante el despegue vertical, el ascenso se realizó cambiando el paso de los cuatro tornillos. Para el control de balanceo, inclinación y desvío, se utilizó un cambio diferencial en el empuje.
El control en regímenes transitorios y en vuelo horizontal se debería haber ejercido, en primer lugar, al desviar elevones. Debido a la colocación directamente detrás de los tornillos, fue posible aumentar la eficiencia del trabajo de los aviones. Debido a esto, la desviación de los elevones llevó al resultado deseado en todo el rango de velocidades de vuelo. El control de la guiñada se realizó cambiando el empuje de los tornillos de diferentes lados. Dependiendo de la velocidad de vuelo y otros factores, el control también podría llevarse a cabo utilizando el cambio de posición de los canales anulares. En la posición normal, con vuelo horizontal, los ejes de las hélices delanteras aumentaron en 3 ° en relación con la horizontal, los ejes de las traseras - bajaron en 2 °.
Despegue vertical. Foto Airwar.ru
La automatización de control utilizada en el convertoplane tenía la llamada función. variable de estabilidad Al ajustar los diversos parámetros de este sistema, fue posible cambiar el comportamiento de la máquina en vuelo. Se asumió que la presencia de tal función permitiría no solo probar un X-22 experimentado, sino también realizar una investigación sobre aviones prometedores o hipotéticos. Los autores del proyecto han desarrollado una gran cantidad de programas que imitaban el comportamiento de aviones y helicópteros existentes de tipo serial. La estabilidad variable podría incluirse solo para el asiento del piloto izquierdo. El copiloto siempre tuvo que usar algoritmos de control estándar, que eran necesarios para garantizar la seguridad en situaciones difíciles.
El convertible-tiltdact debería tener una longitud de 12 m con una envergadura (a lo largo de los planos laterales del par de canales traseros) 11,96 m. El ancho del automóvil a lo largo de los canales delanteros no excedía 7 m. La altura en el estacionamiento era 6,3 m. el peso máximo de despegue es 22 t. Según los cálculos, el motor debe haber alcanzado una velocidad superior a 4750 km / hy ascender a la altura de 8 km. Rango de vuelo - no menos de 400 km.
El desarrollo del proyecto Bell D2127 / X-22 se completó al final de 1964, casi de acuerdo con el calendario originalmente establecido. Poco después, comenzó la construcción del primer prototipo. Fue sacado del taller de ensamblaje a fines de mayo del año que viene. Se planificó comenzar las comprobaciones con pruebas en tierra utilizando un soporte especial y cables atados. La primera etapa de dichos controles tomó poco menos de un año, tiempo durante el cual se llevaron a cabo varios vuelos con una duración total de aproximadamente 50 horas.
Vuelo en helicóptero a baja altura. Foto Airwar.ru
17 March 1966, el experimentado tiltrotor salió al aire "en modo helicóptero". En minutos 10, los pilotos de prueba realizaron cuatro despegues y aterrizajes. Durante uno de estos vuelos, se realizó un giro a 180 °. En los próximos meses, los evaluadores volvieron a elevar el auto en el aire en diferentes modos. Se verificaron las características del vuelo vertical y se probó una carrera de despegue reducida con diferentes ángulos de inclinación de los canales.
A principios de agosto, el primer X-22 con experiencia logró hacer vuelos gratuitos con 14 por un total de aproximadamente 3,2 horas. Los pilotos de pruebas de agosto de 8 volvieron a levantar el auto y comenzaron a realizar la tarea de vuelo. El propósito del vuelo fue la transición del vuelo vertical al horizontal con el posterior aterrizaje vertical. Cuando los canales se elevaron a una posición vertical, los dos actuadores hidráulicos de los elevones fallaron sucesivamente, debido a lo cual la máquina perdió estabilidad y comenzó a disminuir al exceder la velocidad vertical permitida. Cayendo al suelo, el tiltrotor se partió a la mitad. Los pilotos no resultaron heridos.
El estudio de la máquina rota permitió establecer las causas del incidente. El fluido hidráulico se introdujo en las unidades elevon a través de un accesorio giratorio ubicado en la unión del canal anular y el fuselaje. Debido al aumento de la vibración, dos de estos compuestos colapsaron, lo que resultó en la pérdida de fluido. Para evitar este tipo de situaciones en el futuro, se decidió reemplazar las conexiones de bisagra con elementos rígidos por tuberías blandas. Además, los tubos de aluminio fueron reemplazados por tubos de acero, y sus ataduras en el conjunto de potencia también se fortalecieron.
En vuelo horizontal. Foto Vertipedia.vtol.org
También durante la finalización del proyecto se tuvieron en cuenta algunos de los resultados de pruebas anteriores. Durante una de las comprobaciones en tierra, cuando los canales se desplazaron a la posición horizontal, las herramientas de sincronización no funcionaron. Los tornillos delanteros giraron al ángulo requerido, mientras que los traseros permanecieron en la misma posición. El problema se resolvió mejorando el sistema de sincronización: el eje longitudinal de aluminio fue reemplazado por acero. Con el paso de la cuchilla cerca de la pared del canal, se formó una zona de mayor presión, seguida de una zona de menor presión. Tal carga condujo al agrietamiento de la estructura de fibra de vidrio, por lo que fue necesario aumentar el espesor de la pared interna del canal anular. Además, los generadores vortex deben instalarse dentro de los canales. Sin ellos, el aire en movimiento produjo un zumbido excesivo.
Se utilizaron mejoras de proyecto similares en la construcción del segundo prototipo de avión. Fue puesto a prueba al inicio de 1967; El primer vuelo tuvo lugar en enero de 26. El segundo prototipo pasó rápidamente las mismas pruebas que el primero, después de lo cual fue posible iniciar un programa de inspección a gran escala. Durante los siguientes años, un tweeter experimentado se elevó regularmente al aire, trabajando en diferentes modos y realizando una variedad de misiones de vuelo.
Los últimos vuelos en el marco de estas pruebas tuvieron lugar a principios de 1971. Durante este tiempo, un experimentado D2127 / X-22 logró realizar vuelos 228 con una duración total de 125 horas. Los equipos de probadores de 400 despegaron una vez y aterrizaron verticalmente, sobre 200 una vez que el automóvil despegó y aterrizó con un kilometraje reducido. Los tiempos 250 hicieron la transición del vuelo vertical al horizontal y viceversa.
Máquina en transición. Foto Airwar.ru
Según los informes de los evaluadores, el prototipo se mostró bien en todos los modos. El automóvil se distinguió por un buen manejo, que no se deterioró incluso a bajas velocidades y altitudes. La gestión en el despegue y vuelo vertical fue más fácil que los helicópteros existentes. El vuelo horizontal no causó ninguna queja. La buena retroalimentación fue recibida por los controles automáticos, que transformaron los movimientos de los controles en comandos para los actuadores. En general, la posibilidad de una aplicación práctica completa de la clase de equipos de Tiltduct fue confirmada por numerosos vuelos de prueba.
Luego de la finalización de las pruebas de vuelo realizadas bajo la supervisión del departamento militar, se lanzó un nuevo programa bajo el cual se planificó prestar más atención al comportamiento del equipo en condiciones complejas. Para tales pruebas, un prototipo X-22 fue donado al Laboratorio Aeronáutico de Cornell (Buffalo).
Desde agosto 1971 hasta febrero 1972, se utilizó el X-22 experimentado para evaluar la posibilidad de ingresar a un aterrizaje más corto con grandes pendientes de planeo, hasta 10 °. Desde el verano del 1972 del año hasta el invierno del próximo 1973, se llevaron a cabo trabajos similares, pero con diferentes parámetros de oscilación en roll and yaw. En el otoño del mismo año, comenzaron los trabajos, según los cuales se determinaron los nuevos requisitos para equipos de aviónica y cabina de piloto. Durante un año y medio, los especialistas trabajaron en la creación de sistemas que permiten despegar y aterrizar en todos los modos en cualquier momento del día.
Volando cerca del rio. Niagara, septiembre 9 1969. Foto Getty Images
Desde febrero 1977 hasta marzo 1978, se llevaron a cabo pruebas similares, pero ahora se probaron innovaciones específicas. En particular, el vehículo experimental recibió nuevos radares, lo que hizo posible determinar su propia ubicación con mayor precisión. Por primera vez en el curso de las pruebas, los datos de una determinada aeronave, y no ciertos parámetros generales, se ingresaron en el sistema de estabilidad variable. La tarea del sistema en el curso de varios vuelos fue imitar el comportamiento de los aviones de cubierta AV-8B.
Hasta mayo de 1980, los expertos trabajaban en el despegue y el aterrizaje en la cubierta de un barco en movimiento. Para ello, tuvimos que crear nuevos programas para el sistema de variables de estabilidad. La solución exitosa de tales problemas nos permitió realizar varios vuelos de prueba con la imitación de las difíciles condiciones del barco. Los controles se llevaron a cabo nuevamente en interés de un proyecto prometedor específico.
Incluso antes del final de las pruebas especiales del avión Bell X-22, la Marina de los EE. UU. Decidió abandonar el desarrollo de planes convertibles de varios esquemas. Debido a esto, después de completar las comprobaciones, la máquina única permaneció inactiva. A principios de los años ochenta, el segundo prototipo construido se usó varias veces en eventos de demostración, pero luego se colocó. Se decidió transferir el prototipo al Museo de Aviación Naval (Pensacola), pero el liderazgo de esta organización rechazó tal regalo. El museo no consideró necesario tomar una muestra de equipo que nunca estuvo en servicio con la aviación naval. Debido a esto, durante los próximos años, X-22 se vio obligado a permanecer en uno de los hangares del Aeropuerto de Buffalo.
El superviviente Bell X-22 como pieza de museo. Foto Aeropuerto-data.com
En 1995, el tiltrotor se sacó del hangar y se dejó al aire libre, ya que ya no era necesario, pero al mismo tiempo ocupaba un lugar debajo del techo. Afortunadamente, el automóvil se salvó de factores adversos. Local Histórico La sociedad encontró dinero para una tienda de plástico bajo cuya protección el X-22 permaneció durante los próximos años. Un nuevo lugar para una muestra única se encontró solo en 1998. En Nueva York, se abrió el Museo Aeroespacial de Niágara, cuyo liderazgo tomó la iniciativa y se llevó un prototipo innecesario. Desde entonces, el convertiplane-tilttact se ha ubicado en uno de los pabellones del museo y se encuentra en muy buenas condiciones.
El objetivo del proyecto Bell X-22 era crear un nuevo convertible con canales anulares rotativos, que es diferente de sus predecesores por su gran tamaño y que puede encontrar su lugar en la estructura de la aviación civil o militar en el futuro. La experiencia existente y los nuevos desarrollos nos permitieron resolver las tareas y presentar dos muestras experimentales para la prueba. Sin embargo, el principal cliente potencial frente al Pentágono eventualmente se desilusionó con esta técnica, prefiriéndole los helicópteros "tradicionales". El proyecto único perdió perspectivas prácticas, pero ayudó a llevar a cabo una serie de pruebas cruciales. En particular, fue X-22 lo que ayudó a realizar una investigación temprana sobre el tema de los aviones de despegue vertical. Cambiar las opiniones del departamento militar fue fatal para el proyecto original y para toda la dirección en su conjunto. Bell X-22 fue el último automóvil de su clase, construido en los EE. UU. La industria estadounidense ya no desarrollaba nuevos convertiplanos con canales anulares rotativos.
En los materiales de los sitios:
http://aviastar.org/
http://airwar.ru/
https://vertipedia.vtol.org/
http://aviadejavu.ru/
http://diseno-art.com/
http://airport-data.com/
La base de los nuevos proyectos fueron ideas bastante simples. Se propuso un despegue vertical con la posibilidad de transición al vuelo horizontal con la ayuda de rotores capaces de girar alrededor de un eje horizontal. Para mejorar las características básicas, se propuso colocar los tornillos dentro de los canales anulares. Esto permitió aumentar la eficiencia del tornillo, así como reducir su tamaño. Además, el diseño correcto del canal permitió que se usara como un avión portador adicional en vuelo horizontal. Un esquema similar convertoplane llamado Tiltduct.
Campana X-22 en vuelo. Foto Diseno-art.com
De acuerdo con la experiencia de probar el prototipo VZ-4, los clientes potenciales representados por varias estructuras de las fuerzas armadas de EE. UU. Iniciaron la creación de una muestra más grande con características diferentes. En el futuro, tal equipo podría incluso entrar en funcionamiento.
En noviembre, el Comando de las Fuerzas Navales de los Estados Unidos, 1962, firmó un contrato con Bell Helicopter. De acuerdo con el acuerdo, que le costó a 27,5 millones, durante los próximos dos años, la compañía de aeronaves tuvo que desarrollar un nuevo convertoplane-tiltdact, y luego construir y lanzar dos muestras experimentales para realizar pruebas. Teniendo en cuenta la posible aplicación práctica, fue necesario equipar la máquina con cuatro tornillos principales a la vez en los canales anulares. Esto le permitió dar las características requeridas, así como reducir el tamaño a un nivel aceptable.
El nuevo borrador del convertoplane recibió la designación oficial X-22, que hablaba de su pertenencia a la llamada. Serie X: familia condicional de aeronaves experimentales, diseñada para desarrollar nuevas ideas audaces. En Bell, el proyecto recibió la designación de trabajo D2127. Por razones obvias, el avión se hizo ampliamente conocido bajo el nombre oficial.
Sobre la base de los requisitos de las fuerzas navales, el desarrollador de la empresa tuvo que crear un motor de tracción con canales de torneado de tornillos, caracterizado por las características máximas posibles y las dimensiones mínimas. Las dimensiones y los parámetros técnicos de la máquina tenían que cumplir los requisitos para los helicópteros de transporte militar de la época. En caso de que el proyecto se complete con éxito, el X-22 convertible podría pasar por el refinamiento y entrar en pleno funcionamiento.
Esquema convertoplane. Figura Aviastar.org
En vista de tales requisitos, se formó la apariencia general del posible automóvil. Se propuso crear un avión "pato" con un gran fuselaje y un alerón trasero. En los lados del fuselaje y el ala deben colocarse canales anulares rotativos. Para mejorar las características aerodinámicas y de vuelo, se propuso separar un par de tornillos: los canales del alerón trasero tenían que estar más alejados del fuselaje en comparación con los canales del frente. Además, se propuso la composición original de la planta de energía y una transmisión relativamente compleja que proporciona el accionamiento de todos los tornillos disponibles. Con todo este tweeter se necesitaba un nuevo sistema de control con las capacidades adecuadas.
El convertoplano Bell X-22 recibió un fuselaje totalmente metálico de forma simplificada que se distinguió por volúmenes internos relativamente grandes. El fuselaje tenía un carenado de nariz redondeada, hecho en forma de una sola estructura con un gran acristalamiento frontal. Detrás de la cabina de los pilotos, el fuselaje tenía una sección casi rectangular. En la cola, el ancho y la altura del fuselaje disminuyeron, la pluma de la cola se elevó. En el futuro, tales líneas de fuselaje permitieron desarrollar un vehículo de transporte completo.
El diseño del fuselaje era bastante simple y consistente con los objetivos del proyecto. En la parte delantera estaba ubicada la cabina, que tenía un conjunto completo de instrumentos y controles necesarios. Junto a él estaba el compartimiento del instrumento. Los tanques de combustible con una capacidad total de 1760 l estaban ubicados cerca del centro de gravedad del vehículo. La mayoría de los volúmenes del fuselaje permanecieron vacíos y se pudieron utilizar para el transporte de mercancías. Detrás de la cabina, en el brazo de la cola y en algunas otras partes de las unidades de transmisión alojadas en el fuselaje.
Prototipo en el aeródromo. Foto Airwar.ru
En la parte trasera del fuselaje, se planeó instalar un ala de gran tamaño y pequeña elongación. El plano de apoyo se distinguió por un rango pequeño y una mayor longitud de la cuerda. En la parte delantera, cerca del fuselaje, se proporcionaron dos cortes grandes para la instalación de carenados de motor. Las puntas de las alas estaban equipadas con nodos para la instalación de canales anulares rotativos. El ala de un diseño inusual no tenía su propia mecanización. Directamente sobre el ala había una quilla trapezoidal. El timón no se utilizó en relación con la aplicación de otros principios de gestión.
Convertoplan recibió los rotores originales en los canales anulares. Para la elevación vertical y el vuelo horizontal, se propuso utilizar un conjunto de cuatro tornillos idénticos de Hamilton Standard. El tornillo tenía un diámetro de 2,13 m y estaba equipado con tres cuchillas de construcción compuesta. La cuchilla recibió un larguero de acero y un revestimiento de fibra de vidrio con una tira de níquel calcetín incrementada. Una cuchilla de este tipo era un cuarto de metal completamente ligero, pero era tres veces más resistente a la fatiga. Las cuchillas se montaron en el manguito, lo que supuso un cambio en su inclinación.
El buje y el eje de la hélice se unieron a la góndola central, que, a su vez, se conectó con un canal anular con la ayuda de varios bastidores. Este último tenía las paredes de un perfil especial que creaba la fuerza de elevación durante el vuelo horizontal. Directamente detrás de la cabina a los lados del fuselaje se instalaron dos canales con tornillos. El segundo par de tales dispositivos se colocó en las puntas de las alas. Para mejorar los datos de vuelo, los canales de la cola estaban equipados con estabilizadores horizontales adicionales colocados en su superficie exterior.
Con la ayuda de accionamientos hidráulicos, los canales de tornillo podrían oscilar en un plano vertical. Cada canal tenía su propio cilindro hidráulico, pero el proyecto preveía la conexión mecánica de dos dispositivos adyacentes. Como resultado, incluso con la ruptura de una de las unidades, un par de canales anulares conservó la posibilidad de un movimiento sincrónico.
Vista frontal superior. Foto Airwar.ru
Se propuso utilizar ruedas de control aerodinámicas de diseño inusual. Una gran área de once fue colocada en la parte posterior del canal anular. Al mando de los controles de la cabina, dicho volante podría subir o bajar, cambiando la dirección de flujo de la hélice en consecuencia. De acuerdo con los autores del proyecto, la desviación síncrona o diferencial de cuatro niveles permitió el control del vehículo en todos los modos de vuelo.
La colocación de los motores en la proximidad de los tornillos se consideró imprudente. Debido a esto, el tiltrotor-tiltdakt D2127 / X-22 recibió un motor inusual. En la sección central del ala, en las inmediaciones del fuselaje, se instalaron en pares cuatro motores de turboeje General Electric YT58-GE-8B / D clasificados en 1267 hp. todo el mundo Los motores estaban ubicados con una pendiente hacia atrás, debido a que sus entradas de aire estaban por encima del ala, y las boquillas - abajo. Una característica interesante de la planta de energía fue el uso simultáneo de sistemas de combustible de dos tipos. Los motores de los modelos YT58-GE-8B y YT58-GE-8D se unificaron lo más posible, pero difirieron en los medios de suministro de combustible. Convertoplan recibió dos tipos de sistemas de suministro de combustible, que se propuso utilizar alternativamente, dependiendo del modo de vuelo.
El uso de cuatro motores agrupados y la misma cantidad de tornillos separados llevó al desarrollo de la transmisión original. La estructura de la transmisión incluía diez cajas de engranajes que tenían diferentes tareas y estaban ubicadas en diferentes partes de la máquina. La caja de cambios principal tomó 19500 revoluciones por minuto y las bajó a 2600, emitidas en los ejes principales. Con la ayuda de varias cajas de engranajes adicionales, se suministró torque a las cajas de engranajes de tornillo. El diseño de la transmisión proporcionó la rotación de los cuatro tornillos, incluso con un motor en marcha.
Salpicadero en la cabina del piloto. Foto de Wikimedia Commons
El avión recibió un tren de aterrizaje retráctil de tres puntos. Debajo de la cabina había un puntal con dos ruedas de pequeño diámetro. En vuelo, ella podría salir del fuselaje. En los laterales previstos para la instalación de los puntales principales con ruedas de mayor diámetro. Fueron retraídos en el fuselaje girándose uno hacia el otro.
La tripulación del convertoplan estaba formada por dos personas y estaba ubicada en la cabina de proa, una al lado de la otra. Los lugares de trabajo de los pilotos albergaban un conjunto completo de controles basados en los sistemas tradicionales tipo helicóptero. Se propuso controlar la máquina mediante el botón principal, la palanca de inclinación de los canales anulares, los pedales y las cuatro manijas de control del motor. Los movimientos de los controles fueron percibidos por los automáticos y transformados en los comandos requeridos para los actuadores correspondientes al modo de vuelo actual. Entonces, durante el despegue vertical, el ascenso se realizó cambiando el paso de los cuatro tornillos. Para el control de balanceo, inclinación y desvío, se utilizó un cambio diferencial en el empuje.
El control en regímenes transitorios y en vuelo horizontal se debería haber ejercido, en primer lugar, al desviar elevones. Debido a la colocación directamente detrás de los tornillos, fue posible aumentar la eficiencia del trabajo de los aviones. Debido a esto, la desviación de los elevones llevó al resultado deseado en todo el rango de velocidades de vuelo. El control de la guiñada se realizó cambiando el empuje de los tornillos de diferentes lados. Dependiendo de la velocidad de vuelo y otros factores, el control también podría llevarse a cabo utilizando el cambio de posición de los canales anulares. En la posición normal, con vuelo horizontal, los ejes de las hélices delanteras aumentaron en 3 ° en relación con la horizontal, los ejes de las traseras - bajaron en 2 °.
Despegue vertical. Foto Airwar.ru
La automatización de control utilizada en el convertoplane tenía la llamada función. variable de estabilidad Al ajustar los diversos parámetros de este sistema, fue posible cambiar el comportamiento de la máquina en vuelo. Se asumió que la presencia de tal función permitiría no solo probar un X-22 experimentado, sino también realizar una investigación sobre aviones prometedores o hipotéticos. Los autores del proyecto han desarrollado una gran cantidad de programas que imitaban el comportamiento de aviones y helicópteros existentes de tipo serial. La estabilidad variable podría incluirse solo para el asiento del piloto izquierdo. El copiloto siempre tuvo que usar algoritmos de control estándar, que eran necesarios para garantizar la seguridad en situaciones difíciles.
El convertible-tiltdact debería tener una longitud de 12 m con una envergadura (a lo largo de los planos laterales del par de canales traseros) 11,96 m. El ancho del automóvil a lo largo de los canales delanteros no excedía 7 m. La altura en el estacionamiento era 6,3 m. el peso máximo de despegue es 22 t. Según los cálculos, el motor debe haber alcanzado una velocidad superior a 4750 km / hy ascender a la altura de 8 km. Rango de vuelo - no menos de 400 km.
El desarrollo del proyecto Bell D2127 / X-22 se completó al final de 1964, casi de acuerdo con el calendario originalmente establecido. Poco después, comenzó la construcción del primer prototipo. Fue sacado del taller de ensamblaje a fines de mayo del año que viene. Se planificó comenzar las comprobaciones con pruebas en tierra utilizando un soporte especial y cables atados. La primera etapa de dichos controles tomó poco menos de un año, tiempo durante el cual se llevaron a cabo varios vuelos con una duración total de aproximadamente 50 horas.
Vuelo en helicóptero a baja altura. Foto Airwar.ru
17 March 1966, el experimentado tiltrotor salió al aire "en modo helicóptero". En minutos 10, los pilotos de prueba realizaron cuatro despegues y aterrizajes. Durante uno de estos vuelos, se realizó un giro a 180 °. En los próximos meses, los evaluadores volvieron a elevar el auto en el aire en diferentes modos. Se verificaron las características del vuelo vertical y se probó una carrera de despegue reducida con diferentes ángulos de inclinación de los canales.
A principios de agosto, el primer X-22 con experiencia logró hacer vuelos gratuitos con 14 por un total de aproximadamente 3,2 horas. Los pilotos de pruebas de agosto de 8 volvieron a levantar el auto y comenzaron a realizar la tarea de vuelo. El propósito del vuelo fue la transición del vuelo vertical al horizontal con el posterior aterrizaje vertical. Cuando los canales se elevaron a una posición vertical, los dos actuadores hidráulicos de los elevones fallaron sucesivamente, debido a lo cual la máquina perdió estabilidad y comenzó a disminuir al exceder la velocidad vertical permitida. Cayendo al suelo, el tiltrotor se partió a la mitad. Los pilotos no resultaron heridos.
El estudio de la máquina rota permitió establecer las causas del incidente. El fluido hidráulico se introdujo en las unidades elevon a través de un accesorio giratorio ubicado en la unión del canal anular y el fuselaje. Debido al aumento de la vibración, dos de estos compuestos colapsaron, lo que resultó en la pérdida de fluido. Para evitar este tipo de situaciones en el futuro, se decidió reemplazar las conexiones de bisagra con elementos rígidos por tuberías blandas. Además, los tubos de aluminio fueron reemplazados por tubos de acero, y sus ataduras en el conjunto de potencia también se fortalecieron.
En vuelo horizontal. Foto Vertipedia.vtol.org
También durante la finalización del proyecto se tuvieron en cuenta algunos de los resultados de pruebas anteriores. Durante una de las comprobaciones en tierra, cuando los canales se desplazaron a la posición horizontal, las herramientas de sincronización no funcionaron. Los tornillos delanteros giraron al ángulo requerido, mientras que los traseros permanecieron en la misma posición. El problema se resolvió mejorando el sistema de sincronización: el eje longitudinal de aluminio fue reemplazado por acero. Con el paso de la cuchilla cerca de la pared del canal, se formó una zona de mayor presión, seguida de una zona de menor presión. Tal carga condujo al agrietamiento de la estructura de fibra de vidrio, por lo que fue necesario aumentar el espesor de la pared interna del canal anular. Además, los generadores vortex deben instalarse dentro de los canales. Sin ellos, el aire en movimiento produjo un zumbido excesivo.
Se utilizaron mejoras de proyecto similares en la construcción del segundo prototipo de avión. Fue puesto a prueba al inicio de 1967; El primer vuelo tuvo lugar en enero de 26. El segundo prototipo pasó rápidamente las mismas pruebas que el primero, después de lo cual fue posible iniciar un programa de inspección a gran escala. Durante los siguientes años, un tweeter experimentado se elevó regularmente al aire, trabajando en diferentes modos y realizando una variedad de misiones de vuelo.
Los últimos vuelos en el marco de estas pruebas tuvieron lugar a principios de 1971. Durante este tiempo, un experimentado D2127 / X-22 logró realizar vuelos 228 con una duración total de 125 horas. Los equipos de probadores de 400 despegaron una vez y aterrizaron verticalmente, sobre 200 una vez que el automóvil despegó y aterrizó con un kilometraje reducido. Los tiempos 250 hicieron la transición del vuelo vertical al horizontal y viceversa.
Máquina en transición. Foto Airwar.ru
Según los informes de los evaluadores, el prototipo se mostró bien en todos los modos. El automóvil se distinguió por un buen manejo, que no se deterioró incluso a bajas velocidades y altitudes. La gestión en el despegue y vuelo vertical fue más fácil que los helicópteros existentes. El vuelo horizontal no causó ninguna queja. La buena retroalimentación fue recibida por los controles automáticos, que transformaron los movimientos de los controles en comandos para los actuadores. En general, la posibilidad de una aplicación práctica completa de la clase de equipos de Tiltduct fue confirmada por numerosos vuelos de prueba.
Luego de la finalización de las pruebas de vuelo realizadas bajo la supervisión del departamento militar, se lanzó un nuevo programa bajo el cual se planificó prestar más atención al comportamiento del equipo en condiciones complejas. Para tales pruebas, un prototipo X-22 fue donado al Laboratorio Aeronáutico de Cornell (Buffalo).
Desde agosto 1971 hasta febrero 1972, se utilizó el X-22 experimentado para evaluar la posibilidad de ingresar a un aterrizaje más corto con grandes pendientes de planeo, hasta 10 °. Desde el verano del 1972 del año hasta el invierno del próximo 1973, se llevaron a cabo trabajos similares, pero con diferentes parámetros de oscilación en roll and yaw. En el otoño del mismo año, comenzaron los trabajos, según los cuales se determinaron los nuevos requisitos para equipos de aviónica y cabina de piloto. Durante un año y medio, los especialistas trabajaron en la creación de sistemas que permiten despegar y aterrizar en todos los modos en cualquier momento del día.
Volando cerca del rio. Niagara, septiembre 9 1969. Foto Getty Images
Desde febrero 1977 hasta marzo 1978, se llevaron a cabo pruebas similares, pero ahora se probaron innovaciones específicas. En particular, el vehículo experimental recibió nuevos radares, lo que hizo posible determinar su propia ubicación con mayor precisión. Por primera vez en el curso de las pruebas, los datos de una determinada aeronave, y no ciertos parámetros generales, se ingresaron en el sistema de estabilidad variable. La tarea del sistema en el curso de varios vuelos fue imitar el comportamiento de los aviones de cubierta AV-8B.
Hasta mayo de 1980, los expertos trabajaban en el despegue y el aterrizaje en la cubierta de un barco en movimiento. Para ello, tuvimos que crear nuevos programas para el sistema de variables de estabilidad. La solución exitosa de tales problemas nos permitió realizar varios vuelos de prueba con la imitación de las difíciles condiciones del barco. Los controles se llevaron a cabo nuevamente en interés de un proyecto prometedor específico.
Incluso antes del final de las pruebas especiales del avión Bell X-22, la Marina de los EE. UU. Decidió abandonar el desarrollo de planes convertibles de varios esquemas. Debido a esto, después de completar las comprobaciones, la máquina única permaneció inactiva. A principios de los años ochenta, el segundo prototipo construido se usó varias veces en eventos de demostración, pero luego se colocó. Se decidió transferir el prototipo al Museo de Aviación Naval (Pensacola), pero el liderazgo de esta organización rechazó tal regalo. El museo no consideró necesario tomar una muestra de equipo que nunca estuvo en servicio con la aviación naval. Debido a esto, durante los próximos años, X-22 se vio obligado a permanecer en uno de los hangares del Aeropuerto de Buffalo.
El superviviente Bell X-22 como pieza de museo. Foto Aeropuerto-data.com
En 1995, el tiltrotor se sacó del hangar y se dejó al aire libre, ya que ya no era necesario, pero al mismo tiempo ocupaba un lugar debajo del techo. Afortunadamente, el automóvil se salvó de factores adversos. Local Histórico La sociedad encontró dinero para una tienda de plástico bajo cuya protección el X-22 permaneció durante los próximos años. Un nuevo lugar para una muestra única se encontró solo en 1998. En Nueva York, se abrió el Museo Aeroespacial de Niágara, cuyo liderazgo tomó la iniciativa y se llevó un prototipo innecesario. Desde entonces, el convertiplane-tilttact se ha ubicado en uno de los pabellones del museo y se encuentra en muy buenas condiciones.
El objetivo del proyecto Bell X-22 era crear un nuevo convertible con canales anulares rotativos, que es diferente de sus predecesores por su gran tamaño y que puede encontrar su lugar en la estructura de la aviación civil o militar en el futuro. La experiencia existente y los nuevos desarrollos nos permitieron resolver las tareas y presentar dos muestras experimentales para la prueba. Sin embargo, el principal cliente potencial frente al Pentágono eventualmente se desilusionó con esta técnica, prefiriéndole los helicópteros "tradicionales". El proyecto único perdió perspectivas prácticas, pero ayudó a llevar a cabo una serie de pruebas cruciales. En particular, fue X-22 lo que ayudó a realizar una investigación temprana sobre el tema de los aviones de despegue vertical. Cambiar las opiniones del departamento militar fue fatal para el proyecto original y para toda la dirección en su conjunto. Bell X-22 fue el último automóvil de su clase, construido en los EE. UU. La industria estadounidense ya no desarrollaba nuevos convertiplanos con canales anulares rotativos.
En los materiales de los sitios:
http://aviastar.org/
http://airwar.ru/
https://vertipedia.vtol.org/
http://aviadejavu.ru/
http://diseno-art.com/
http://airport-data.com/
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