Tiltrotor del futuro Bell HSVTOL
A principios de agosto, Bell Textron anunció el proyecto HSVTOL (despegue y aterrizaje vertical de alta velocidad), que tiene como objetivo crear una familia completa de convertiplanos basados en soluciones comunes. Los aviones de la nueva línea podrán despegar y aterrizar verticalmente y desarrollar alta velocidad en vuelo horizontal. Se proponen varias ideas y tecnologías interesantes para resolver estos problemas técnicos.
Un concepto con visión de futuro
El proyecto conceptual HSVTOL propone la creación de una arquitectura de aeronave con la capacidad de escalar para diferentes tareas. En los materiales publicados, ya se han mostrado tres versiones del rotor basculante, desde un pequeño vehículo no tripulado hasta un vehículo de carga con las dimensiones de un avión C-130. Además, Bell está trabajando en varios sistemas adicionales, como plataformas en alta mar para respaldar el funcionamiento del UAV.
En todos los casos, el rotor basculante HSVTOL es una máquina con un fuselaje aerodinámico y un ala media, en cuyas puntas se colocan góndolas con hélices. La cola está provista de un plumaje de dos quillas. El motor turboeje / turborreactor principal debe estar ubicado en la parte superior o trasera del fuselaje, que es responsable de la rotación de las hélices y la creación de una corriente en chorro en diferentes modos de vuelo.
Se supone que el HSVTOL despegará verticalmente utilizando dos rotores. Al girar las góndolas en el plano vertical, podrá cambiar al vuelo horizontal. Para la aceleración a velocidades máximas, se propone utilizar el empuje del chorro y la sustentación del ala; las palas de la hélice deben doblarse a lo largo de las góndolas.
Como se indicó, este esquema se puede utilizar para construir aviones de varios tamaños, capacidades de carga y propósitos. Según los cálculos, es posible superar la velocidad de vuelo de 400 nudos (740 km / h). Sin embargo, cada proyecto de la familia tendrá que desarrollarse por separado utilizando unidades y estructuras que correspondan a los términos de referencia.
A principios de agosto, Bell reveló solo la supuesta apariencia de los nuevos convertiplanos y algunas de sus características. El otro día se ha sabido más sobre el proyecto: el 10 de septiembre, The Drive, bajo el título The War Zone, publicó un interesante artículo sobre este tema. En él, Jeff Nissen, director de tecnologías avanzadas de Bell, habló sobre historias desarrollo de convertoplanes y divulgó nuevos datos sobre el proyecto actual HSVTOL.
Enfoques generales
La tarea principal del proyecto HSVTOL es lograr la máxima velocidad y rango de vuelo posibles. Según estos parámetros, las nuevas muestras deberían superar a los rotores basculantes existentes. Para ello, se realizaron algunos estudios, durante los cuales se determinó el nivel óptimo de rendimiento de vuelo.
Se ha establecido que la aeronave del nuevo esquema debe desarrollar una velocidad de crucero de al menos 400 nudos. Con menos requisitos de alta velocidad, puede utilizar el esquema de rotor basculante "tradicional", utilizando hélices en todos los modos. La velocidad máxima no debe superar los 0,85 M (más de 1000 km / h según la altitud). Después de superar este valor, se espera un aumento significativo de la resistencia del aire. Puede superarse aumentando el empuje del motor de crucero, pero esto degradará la eficiencia del combustible y reducirá el rango posible.
La maniobrabilidad calculada de HSVTOL es mayor que la de otros convertidores. Un vehículo ligero o mediano podrá realizar evoluciones vigorosas y volar por el terreno. Sin embargo, lograr la maniobrabilidad al nivel de los cazas modernos es imposible.
El planeador de rotor basculante está siendo diseñado teniendo en cuenta una reducción de la visibilidad, pero su arquitectura y exterior limitan los resultados alcanzables en esta área. La capacidad de plegar las hélices elimina uno de los principales factores de desenmascaramiento, sin embargo, incluso en este modo, el avión será más notable que los aviones furtivos especialmente diseñados.
Junto con el rotor basculante, Bell está trabajando en los problemas de base. Por ejemplo, los vehículos aéreos no tripulados de la familia HSVTOL se pueden utilizar con la plataforma de reabastecimiento / reabastecimiento no tripulado de logística basada en el mar (SLURRP). El dispositivo podrá aterrizar en dicha plataforma, repostar automáticamente y volver a elevarse en el aire. El avión mediano se puede utilizar con plataformas más grandes, tripuladas o autónomas.
Pregunta del motor
La tarea principal del proyecto HSTOVL es encontrar la arquitectura óptima de la planta de energía. Bell está trabajando actualmente en varias de sus opciones basadas en componentes existentes y futuros. Algunas versiones permiten llevar el proyecto a prueba lo más rápido posible, pero limitan las características técnicas. Otros esquemas permiten obtener datos de alto vuelo, pero son complejos y requieren una elaboración adicional.
Se propone implementar el enfoque más simple en un proyecto de UAV ligero. Tal dispositivo debería recibir un TVD de "elevación" con una transmisión a ambas hélices y un motor turborreactor "sustentador". Este esquema permite el desarrollo y prueba de un vehículo prototipo lo más rápido posible utilizando motores disponibles en el mercado. Sin embargo, no difiere en la eficiencia del peso y limita el nivel general de rendimiento.
Para variantes más grandes de HSVTOL, se proponen esquemas combinados, en los que el vuelo en todos los modos será proporcionado por un motor o varios con la potencia total requerida. Los cálculos ya han demostrado que el HPT no dará las características requeridas en los dos modos principales de operación y, por lo tanto, se necesita una solución diferente.
A nivel teórico, se consideró el motor Pratt & Whitney F135 con ventilador de elevación, desarrollado para el caza F-35B. A pesar de todas sus ventajas, muestra una tracción insuficiente y, al menos, necesita mejoras. Se está estudiando un esquema híbrido, en el que un motor turborreactor está conectado a un generador y el rotor principal gira mediante un motor eléctrico. Esta opción es interesante, pero hasta ahora no puede mostrar una alta eficiencia de combustible o peso.
La mejor opción se considera un motor de turbina de gas multimodo capaz de entregar alternativamente más potencia al eje y crear un alto empuje reactivo. Sin embargo, los productos de esta clase aún no han avanzado más allá de las pruebas, y el desarrollo de un nuevo modelo llevará un tiempo indefinido. Por lo tanto, en el corto y mediano plazo, Bell planea estudiar y desarrollar solo los productos disponibles.
Flujo próximo
El diseño de la hélice desarrollado para HSVTOL es de gran interés. Durante la transición al vuelo de alta velocidad, el aparato debe emplumar las palas y luego colocarlas a lo largo de la góndola. El diseño óptimo de dicha hélice fue creado y probado en 1972 y ha demostrado todas sus ventajas.
El plegado de la hoja se realiza mediante una bisagra en la culata. No hay unidades. La cuchilla debe cambiar su posición solo debido al flujo de aire entrante. En este caso, se proporciona un sistema de frenado que controla la velocidad de movimiento de las palas.
Las pruebas de principios de los setenta mostraron la posibilidad de realizar 30-40 ciclos de plegado y desplegado a velocidades de 150-175 nudos (280-325 km / h) sin interrupción. Probablemente, el mayor desarrollo del proyecto, así como el uso de materiales y tecnologías modernas, garantizarán la operatividad del circuito original en 400 nodos.
Teoria y practica
Así, el proyecto HSVTOL se encuentra todavía en sus primeras etapas, involucrando el desarrollo de ideas básicas y la búsqueda de soluciones técnicas. Al mismo tiempo, la construcción y prueba de equipos experimentales sigue siendo una cuestión de futuro incierto, mientras que la empresa desarrolladora debe evaluar las perspectivas reales del proyecto y determinar la viabilidad de su continuación.
Como se desprende de las declaraciones y mensajes oficiales, Bell Textron es optimista sobre el futuro, y no es solo un deseo de demostrar su interés en desarrollos prometedores. La empresa tiene una amplia experiencia y conocimientos en aviones de despegue vertical. Además, constantemente se proponen, estudian y ponen en práctica nuevas ideas y conceptos. Sobre la base de la experiencia antigua y las propuestas modernas, realmente pueden crear una técnica de una nueva clase, o incluso de toda una familia.
Sin embargo, un optimismo excesivo no es apropiado. El concepto HSVTOL propuesto se enfrenta a varios problemas serios, sin resolver los cuales no será posible crear un rotor basculante con el nivel de rendimiento requerido. En un futuro cercano, Bell Textron y las organizaciones relacionadas tendrán que resolver todos estos problemas, y luego quedará claro cuál será el motor basculante del futuro.
- Ryabov Kirill
- Bell Textron Inc., Marina de los EE. UU.
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