Military Review

Proyectos de aeronave tipo "rotorcraft". Parte I

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De la exposición china Airshow China 2012 siguen llegando nuevas noticias. De las últimas innovaciones presentadas en el salón, la más interesante es el nuevo proyecto chino de helicóptero de alta velocidad. Como se puede ver en el diseño de la máquina de ala de rotor, que recibió el nombre en clave Avant-Courier, cuando se creó, la velocidad máxima de vuelo se estableció a la vanguardia. Esto se indica mediante el fuselaje "lamido", los carenados de los rotores de los rotores, así como dos pequeñas alas con barquillas y hélices. Hasta ahora, solo los helicópteros diseñados para desarrollar altas velocidades de vuelo tenían esa apariencia. La aparición del Avant-Courier chino indica que China se ha unido a la actual carrera de helicópteros.



El esquema utilizado por los chinos en la tecnología doméstica se llama el término "rotorcraft". Esto significa que la aeronave tiene un rotor separado que sostiene la máquina en el aire y un sistema separado para crear un empuje horizontal. La principal ventaja de este esquema radica en la ausencia de la necesidad de desarrollar y fabricar un manguito de tornillo complejo con una placa de protección. Además, el empuje horizontal se convierte en la "responsabilidad" del sistema individual, en lugar del rotor, y, como resultado, la potencia del motor se gasta de manera más eficiente, lo que permite velocidades de vuelo mucho más altas. Todas las ventajas del helicóptero, como la posibilidad de flotar y despegar / aterrizar en plataformas pequeñas, están totalmente preservadas. Hasta cierto momento, los helicópteros compitieron casi por igual con los helicópteros por el derecho a convertirse en la clase principal de aviones de despegue vertical, pero por varias razones, principalmente debido a la transmisión relativamente compleja, perdieron. Sin embargo, el desarrollo de los aviones de alas rotativas continuó, aunque en número no pudieron competir con los helicópteros.

Fairey Rotodyne

Uno de los primeros proyectos del ala rotatoria, que tenía buenas perspectivas de uso práctico, fue el inglés Fairey Rotodyne, creado a mediados de los años cincuenta. El propósito de este proyecto fue la fabricación de un prometedor avión multipropósito (principalmente transporte) capaz de transportar cargas útiles a una velocidad más alta que los helicópteros existentes. Al mismo tiempo, el aparato requerido era inferior en velocidad al avión disponible, pero no requería grandes áreas para el despegue y el aterrizaje. Después de una breve reflexión sobre el aspecto de la futura máquina, los ingenieros de la firma "Fairy" recordaron la idea anterior con un tornillo principal separado y uno separado. Como resultado de la investigación y el desarrollo en 1957, se construyó el primer prototipo de la Rotodyne. Era algo que combina las características de un helicóptero y un avión. Un tornillo pilón fue instalado en la parte superior del fuselaje en forma de cigarro. En los lados del aparato había dos alas con una góndola en cada uno. En el fuselaje trasero se proporcionó estabilizador con dos quillas-arandelas.



De particular interés es la central eléctrica de rotodina. El dispositivo tenía hasta seis motores. Los dos primeros: turbopropulsor Napier Eland NE1.7 con una capacidad de 2800 hp. - Se colocaron en góndolas de ala. A través de sus propias cajas de engranajes, giraron los tornillos de tracción. La rotación del rotor se realizó mediante cuatro motores a reacción en miniatura (uno en cada pala) de su propio diseño. En los motores de turbohélice, se instaló un sistema de extracción de aire, que ingresó a los motores en las palas, donde se mezcló con combustible. La mezcla quemada puso el rotor en rotación. Tal sistema era bastante complejo e inusual para aviación Sin embargo, el uso de una unidad de hélice de chorro simplificó el diseño de todo el Rotodyne debido a la ausencia de la necesidad de un rotor de cola que luche contra el momento reactivo del rotor. Además, en la planta de energía Rotodine, era posible apagar el rotor, después de lo cual el dispositivo podía volar como un autogiro y gastar toda la potencia del motor en tracción horizontal. El rotorcraft Rotodyne resultante tenía dimensiones sólidas: un diámetro de rotor de 27,5 metros, una longitud total de casi 18 metros y un peso en seco de 7200 kilogramos. Inicialmente, solo se desarrolló una opción para el transporte de pasajeros. La cabina del dispositivo podía acomodar hasta cuarenta personas con equipaje. A la carga máxima, el peso de despegue del Rotodine fue un poco menos de quince toneladas.

6 Noviembre 1957, el primer prototipo de la aeronave del rotor salió al aire. Durante los primeros vuelos "en vuelo de vuelo", la capacidad de control se verificó una vez más: el hecho es que el control de giro se llevó a cabo no por el rotor de cola, que no fue, sino por un cambio separado en la inclinación de los tornillos de tiro. Los primeros vuelos mostraron la viabilidad de tal sistema. Antes del final de la primera fase de prueba, el Rotodine alcanzó velocidades de 250 km / hy alturas de medidores de 2100. En este caso, todos los vuelos se realizaron sin desconectar los motores del rotor y sin el uso de tornillos de tiro. En la primavera de 1958, comenzó la segunda etapa de prueba, durante la cual el rotorcraft comenzó a cambiar al modo de autorrotación y volar utilizando motores turbohélices. Al comienzo del 1959 del año, Fairey Rotodyne estableció un récord de velocidad para las unidades con un rotor. En una ruta cerrada de 100-kilómetro, aceleró a 307 km / h. Era casi 80 kilómetros por hora más rápido que el récord anterior para helicópteros. Al mismo tiempo, los cálculos mostraron que sin cambiar el diseño, Rotodine puede tomar la barra en 400 km / h.



Rotodyne se mostró al público por primera vez en el espectáculo aéreo Farnborough 1958, donde su diseño inusual atrajo de inmediato mucha atención. Sin embargo, además de los curiosos visitantes "simples", los clientes potenciales también se interesaron en ellos. Incluso antes del final de la prueba, varias de las principales compañías aéreas mostraron su deseo de obtener dicho equipo, y la compañía canadiense Okanagan Helicopters (ahora CHC Helicopters), sin esperar el final del salón, firmó un contrato preliminar para el suministro de al menos un rotorcraft. Además, incluso el Pentágono y la Real Fuerza Aérea de Gran Bretaña estaban interesados ​​en una máquina prometedora. Sin embargo, muchos clientes querían obtener un automóvil con mayor capacidad de carga. Los cálculos de los economistas de la compañía "Fairy" al comienzo del trabajo mostraron que la más eficiente financieramente sería la versión del rotorcraft capaz de transportar pasajeros 60-65. Fue en las ubicaciones de 65 que varias compañías navieras insistieron. El reciclaje del proyecto requirió importantes inyecciones financieras, aproximadamente 8-10 millones de libras. Debido a esto, el proyecto Rotodyne a finales de los años cincuenta se encontraba en una situación muy incómoda. Los clientes potenciales no querían pagar por el trabajo de diseño, y Fairey Aviation no tenía sus propios fondos.

Además de sus propios problemas con la financiación del proyecto "Rtodayn" golpeó los planes del gobierno británico. La reducción en los pedidos del gobierno obligó a Fairy Aviation a convertirse en parte de Westland, y este último no tenía planes de desarrollar el programa Rotodyne. La financiación de los helicópteros prometedores fue insuficiente, lo que llevó al ajuste de las pruebas. Debido a esto, la mayoría de las compañías navieras han abandonado sus planes. En el año 1962, a pesar de los planes iniciales para el lanzamiento de la producción en masa, el proyecto Rotodyne se cerró. Un avión interesante y valiente no podría hacer frente a la burocracia, los problemas financieros y la desconfianza de los comerciantes.

Kamov Ka-22

Casi simultáneamente con la creación del inglés "Rotodain", se inició un proyecto algo similar en nuestro país. Más bien, solo los términos del trabajo de diseño principal coincidieron aproximadamente, y las ideas de ambos proyectos aparecieron a finales de los años cuarenta. El primer helicóptero soviético con características adecuadas para su uso en la práctica surgió de la idea de remolcar un helicóptero en avión. En este caso, el automóvil remolcado podría cambiar a autorrotación y ahorrar mucho combustible. Sin embargo, el uso práctico del ligamento "helicóptero" no se veía muy conveniente. Se decidió desarrollar un avión que pudiera combinar todas las características positivas de los tipos existentes.



Para mayo 1952, la oficina de diseño N.I. Kamov completó un borrador preliminar del futuro del rotorcraft llamado Ka-22. Ya en las primeras etapas de la aeronave se propuso hacer un tornillo doble, con una disposición transversal de los rotores. Además de la relativa simplicidad del diseño del fuselaje, esto hizo posible simplificar significativamente la transmisión: los motores ubicados en las góndolas del motor debajo de los rotores podrían accionar simultáneamente los tornillos de tiro. De hecho, la parte más difícil de la transmisión fue el mecanismo de sincronización, que proporcionó una rotación idéntica simultánea de ambos rotores y, en el caso de una parada de uno de los motores, que distribuyó la potencia restante. Al mismo tiempo, el esquema Ka-22 en ese momento se consideraba no totalmente adecuado para la explotación masiva. Todos los helicópteros de sección transversal anteriores sufrieron el mismo problema: fuertes vibraciones. Luego se opinó que las vibraciones estructurales son una desventaja orgánica de la disposición transversal de los tornillos.

Vale la pena señalar que, además de las vibraciones, el prometedor proyecto tuvo una serie de otros problemas. Por ejemplo, los cálculos mostraron la necesidad de crear una planta de energía y una transmisión capaces de funcionar a capacidades del orden de los miles de caballos de fuerza de 12. También tuve que pasar mucho tiempo estudiando tornillos. Con una velocidad de vuelo de aproximadamente 400 km / h, la velocidad de flujo en los extremos de las palas del rotor excedió la velocidad del sonido, lo que afectó significativamente sus características. Sin embargo, los diseñadores del Kamov Design Bureau y los empleados de TsAGI se enfrentaron a problemas aerodinámicos e ingenieros. Diez años después de esas obras N.I. Kamov defendió su tesis doctoral, que estaba parcialmente relacionada con el proyecto Ka-22. Según M.L. Milla, para este proyecto fue necesario dar de inmediato el grado de doctor en ciencias técnicas.

El proyecto terminado se veía así. En el fuselaje de la sección, que es casi rectangular, se montó el ensamblaje de la cola del estabilizador y la quilla. En la parte central del fuselaje, se instaló un tramo de ala del medidor 23,8, en cuyos extremos se instalaron dos góndolas de motor para motores D-25В con caballos de fuerza 5500. Las góndolas del motor también alojaban los sistemas de transmisión, que distribuían la energía a los cojinetes y a los tornillos de tiro. El Ka-22 vacío pesaba casi 26 toneladas. La carga útil máxima excedió las toneladas 16. En este caso, en algunos casos, un avión de ala rotatoria no podía transportar más de cinco toneladas de carga; en este caso, se alcanzó un rango aceptable.



El primer prototipo del ala giratoria Ka-22 se construyó en el año 1958, pero después de la transferencia a la estación de prueba de vuelo, se necesitaron algunas mejoras. Debido a ellos, el primer vuelo tuvo lugar solo en medio de 59. A finales de año, se agregaron tareas de vuelo a los vuelos en helicóptero, que incluían la inclusión de hélices de tracción. 29 de abril 1960, el primer vuelo en círculo terminó poco después del inicio. La tripulación del piloto D.K. Efremova unos segundos después del despegue, sintió una fuerte vibración y se vio obligado a sentarse cerca del campo de aviación. El motivo del problema fue la separación de la piel de una de las palas del rotor derecho. En el futuro, las pruebas del Ka-22 se interrumpieron repetidamente por un corto tiempo debido a fallas y mejoras técnicas constantes. Sin embargo, en noviembre, 1961, el nuevo ala giratoria estableció un récord mundial, elevando los kilogramos de carga de 16485 a la altura de los medidores 2557.

El accidente más grave durante las pruebas del Ka-22 ocurrió a fines del verano de 1962, cuando se estrelló un prototipo experimentado del ala del helicóptero, que se adelantó desde la fábrica de aviones de Tashkent a Moscú. Al entrar en el aeródromo de Dzhusaly, el avión cayó de costado y cayó al suelo, enterrando a siete miembros de la tripulación debajo de él. La causa del incidente fue la desconexión del embrague de sujeción del paso del cable de control del rotor derecho. El segundo adelantamiento de los helicópteros fue enviado para inspección y revisión. Las pruebas se reanudaron solo en la primavera del próximo año. La nueva etapa de vuelos según su programa repitió las anteriores: primero el despegue con la ayuda de rotores y luego los vuelos de prueba "de una manera similar a una aeronave". Las últimas pruebas fueron generalmente exitosas, pero el rotorcraft aún requería un ajuste fino para su uso en la fuerza aérea. Durante las pruebas, el automóvil alcanzó una velocidad máxima de 356 kilómetros por hora. Un aumento adicional en la velocidad aerodinámica se asoció con un cierto riesgo, pero la barra en el 400 km / h calculado todavía podría ser moderada.

Sin embargo, el acabado no fue necesario, y la velocidad de cuatrocientos kilómetros por hora permaneció sin alcanzar. Incluso al final de 1963, el proyecto Ka-22 se mantuvo en la etapa de prueba de prototipos. Para entonces, su principal competidor, el helicóptero Mi-6, entró en serie y se puso en servicio. El Ka-22 se diseñó originalmente como una alternativa al nuevo helicóptero de servicio pesado. Las dificultades en el diseño y las pruebas del ala giratoria terminada afectaron en última instancia el cronograma del proyecto, lo que finalmente lo puso fin. El liderazgo de la industria de la aviación y el Departamento de Defensa han perdido interés en un proyecto complejo y largo en 1964. El trabajo en el Ka-22 se detuvo.

Lockheed AH-56 Cheeyenne

La compañía Lockheed siempre ha sido famosa por sus desarrollos avanzados. A menudo, la implementación de nuevas ideas cuesta al cliente grandes sumas o se detiene debido a problemas técnicos, pero esto casi no afectó el "celo" de los diseñadores. En los años sesenta, los empleados de Lockheed intentaron crear coches de alas rotativas. No hace falta decir que el proyecto resultó interesante y, en cierta medida, audaz. El rotorcraft resultante AH-56 Cheeyenne aún atrae la atención de expertos, pero el destino real del proyecto fue triste.

Proyectos de aeronave tipo "rotorcraft". Parte I


A mediados de los años sesenta del siglo pasado, el Pentágono quería obtener un nuevo helicóptero de ataque con buenas características de vuelo y combate. El programa del departamento militar recibió la designación de AAFSS y las organizaciones de diseño 12 participaron en él. Solo dos empresas entraron en la etapa final de la competencia: Lockheed con su proyecto AH-56 Cheeyenne y Sikorsky con S-66. Los requisitos técnicos para el nuevo helicóptero fueron listados como de alta velocidad. El ejército asumió que el nuevo helicóptero de ataque debería dedicar el mínimo de tiempo para alcanzar el área de ataque. Por esta razón, ambos proyectos incluyeron la instalación de un tornillo de empuje en el extremo de la cola del helicóptero. Este hecho hace del avión de clase helicóptero hecho de los helicópteros en cuestión. Cabe destacar que los ingenieros de Lockheed y Sikorsky eligieron diferentes formas de contrarrestar el par reactivo del rotor. "Lockheed" llegó simplemente: se agregó al rotor de la cola un impulsor de empuje de tres cuchillas, ubicado al final del auge de la cola, con cuatro cuchillas. Sikorsky diseñó un mecanismo especial que desenvolvió el tornillo de dirección en 90 °. Después de tal giro, el rotor entró en modo de autorrotación y no creó un momento reactivo. Sin embargo, el cliente encontró que el helicóptero S-66 era demasiado complicado. En 1966, este proyecto se cerró a favor de Lockheed AH-56 Cheeyenne.

La relativa simplicidad de la disposición de la sección de cola de la Cheyenne fue más que compensada por el coraje general de otras soluciones técnicas. El helicóptero-ala-rotativa tiene un fuselaje delgado con un acristalamiento convexo de la cabina. Por la forma característica reconocible del rotorcraft obtuvo el apodo Dragonfly - "Dragonfly". En la parte superior del fuselaje, se instaló un casquillo de tornillo de perfil bajo, en el que se colgaron tres cuchillas. Para los helicópteros de esa época, la hélice de tres palas era una decisión bastante valiente. La mayoría de las máquinas de alas rotativas de ese tiempo tenían un número par de cuchillas para facilitar el equilibrio y reducir las vibraciones. En la parte media del fuselaje, detrás del centro del tornillo, había un motor turboeje. En las primeras copias del AH-56, era un T64-GE-16 de General Electric con una potencia ligeramente menor que la potencia de 3000. Con un peso máximo de despegue de aproximadamente 7700 kg, el Cheyenne podría transportar hasta 1700 litros de queroseno. Esto le dio al ala rotatoria un rango máximo único - hasta 1400 kilómetros. A pesar del bajo peso, las importantes unidades de helicópteros y la tripulación tenían armadura antibalas y astillas. La tripulación de dos personas estaba ubicada en una cabaña común; el lugar de trabajo del piloto estaba ubicado detrás y encima del lugar de trabajo del navegante-artillero.

Comprendiendo el gran futuro de los helicópteros de combate y los aviones de alas rotativas, los diseñadores de Lockheed no comenzaron a "perder tiempo en ello" con la aviónica. Su elemento principal fue el sistema de observación y observación General Electric XM-112. El sistema incluía periscopios 12, un telémetro láser y un dispositivo de visión nocturna. Gracias a XM-112, el tirador pudo controlar el sector ancho de 210 ° frente al automóvil. Un giro en la orientación podría proporcionar una revisión circular. El sistema XM-112 se combinó con el complejo de objetivos de los nuevos misiles antitanque BGM-71 TOW. Misiles y otras armas fueron colocadas en seis torres bajo el ala. Además, se incorporaron tres estaciones de radio en el sistema de monitoreo y control de armas para la comunicación con las conexiones de base y tierra, el equipo del sistema de identificación "amigo-enemigo", un radioaltímetro, un curso automático y otros equipos radioelectrónicos necesarios. Un rasgo característico de la aviónica "Cheyenne" fue la máxima integración de todos los equipos. En comparación con los helicópteros anteriores, la cantidad de varios componentes electrónicos prácticamente no afectó la conveniencia de manejarlos. La única desventaja de la aviónica avanzada es el alto precio de todo el complejo. Sin embargo, en esos días, el ejército de los Estados Unidos no escatimó en equipos militares.



Una potencial operadora de alas rotativas, Sheeyenne, podría elegir armas de un rango bastante amplio. Entonces, en la nariz del vehículo de combate, se colocó una torre de control remoto de la compañía Emerson Electric. Debajo del calibre de milímetros 196 del cañón XN-40 del sistema Gatling XM-129, el lanzador de granadas automático XM-52 de 30-mm o el cañón automático XM-907 del calibre 1 de mm se pueden colocar bajo la carcasa de la torreta esférica. La munición de los diferentes sistemas de cañones era diferente, pero en la nariz de las alas giratorias había suficiente espacio para acomodar las cajas con cartuchos o carcasas. En seis nodos de la suspensión externa, fue posible transportar otro kilogramo de armas XNUMX, por ejemplo, bloques de cohetes no guiados o un ATWM TOW. En general, el potencial de combate de Cheyenne superó significativamente las capacidades de la recientemente creada Cobra AH-XNUMX.

Arriba estaban las características de vuelo del nuevo rotorcraft. A una altura de mil metros, el AH-56 subió en menos de un minuto y pudo volar una distancia de hasta 1400 kilómetros. Durante las pruebas, se alcanzó la velocidad máxima en 407 kilómetros por hora. 21 Septiembre 1967, el primer prototipo de vuelo del helicóptero despegó. Mostró claramente la conveniencia de un motor de alta potencia y un sistema aplicado con dos tornillos de cola. Sin embargo, durante la transición de vuelo en vuelo estacionario a nivel, así como durante este último, la Cheyenne se comportó de manera inestable. Mejoras menores intercaladas con vuelos de prueba. Esta práctica duró hasta la primavera del año 1969: marzo 12, la tercera copia de vuelo se estrelló. Durante el vuelo, el rotor principal comenzó a vibrar, lo que provocó que golpeara la linterna. El golpe fue tan fuerte que el piloto D. Bale, que estaba en la cabina superior, murió de inmediato. Después de este incidente, hubo una propuesta para equipar el rotorcraft con asientos de expulsión y un sistema para expulsar las cuchillas. Para entonces, el número total de Cheeyenne construidos o en construcción era ocho.

Cheyenne tenía muchos problemas técnicos y operativos. El personal de Lockheed estaba trabajando activamente para eliminarlos, pero la Guerra de Vietnam ya estaba en la fase activa. El ejército de EE. UU. Necesitaba con urgencia un helicóptero de ataque, que pronto se convirtió en el AH-1 Cobra. A finales de la primavera 69, el Pentágono rompió el contrato con Lockheed. La oferta favorable por un monto de alrededor de cien millones de dólares fue recibida por Bell. Posteriormente le siguen otros contratos por varios cientos de choques "Cobras". En cuanto a AH-56, Lockheed, por su propia iniciativa y por su propia cuenta, continuó el proyecto. La versión Cheyenne del AH-56A tenía un chasis actualizado, una nueva hélice de cuatro palas y un motor T64-GE-716 más potente de General Electric. Además, se ajustó la composición del equipo y se simplificó ligeramente la tecnología de producción. De acuerdo con el nuevo proyecto, se construyeron dos alas de aeronave. En 1972, Lockheed presentó un vehículo de combate renovado al ejército, pero ya no mostró ningún interés. El proyecto finalmente se cerró, y pronto el Pentágono comenzó un nuevo programa, que resultó en el helicóptero Apache AH-64.

El primer avión de alas rotativas de la compañía Lockheed era demasiado complejo y valiente para su época. Además, "Cheyenne" no tuvo la suerte de aparecer en el momento adecuado. Debido a los combates en Vietnam, el cliente principal perdió interés en una máquina prometedora, incluso si era una clase inusual de rotorcraft. De los diez construidos por AH-56, solo cuatro especímenes sobreviven hasta hoy, que ahora son piezas de museo.


En los materiales de los sitios:
http://china-defense.blogspot.ru/
http://militaryparitet.com/
http://airwar.ru/
http://aviastar.org/
http://globalsecurity.org/
http://pkk-avia.livejournal.com/
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7 comentarios
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  1. Civil
    Civil 16 noviembre 2012 09: 09
    +1
    Mientras tanto, nuestro amigo chino da pasos rápidos:

    Helicóptero chino UAV V750 lanzado en una serie

    V750: el tipo de helicóptero UAV chino más grande. Tiene un peso máximo de despegue de 757 kg, una carga útil de hasta 80 kg. La altitud máxima de vuelo es de 3000 metros, velocidad de hasta 161 km / h. El dispositivo se puede controlar desde una estación de control en tierra a una distancia de hasta 150 km, duración de vuelo de hasta 4 horas, rango de vuelo de hasta 500 km. El primer vuelo tuvo lugar en mayo de 2011.

  2. Tjumenec72
    Tjumenec72 16 noviembre 2012 10: 55
    +1
    Sikorsky X2 todavía de alguna manera se ve más interesante (cópialo)

    ... giraron en la discoteca! (en la esquina superior izquierda)
  3. mamba
    mamba 16 noviembre 2012 16: 19
    +1
    El helicóptero Ka-22 tiene un área de ala muy grande, impulsada por rotores, lo que, por supuesto, redujo su eficiencia. Tal vez tendría sentido cambiar su perfil y hacerlos más estrechos en el fuselaje y expandirse hacia los balonmano. Algo así se hizo en Mil en el Mi-12.
  4. Suerte
    Suerte 16 noviembre 2012 17: 28
    +1
    ¡Es hora de incluso encontrar un MI-8 de reemplazo, lo mismo durante una década!
  5. Zerstorer
    Zerstorer 17 noviembre 2012 10: 05
    0
    También puede especificar dispositivos como XV-2A, XV-3, XV-15, XV-22.
  6. Burelom
    Burelom 17 noviembre 2012 11: 28
    0
    ¿Y dónde están los convertiplanos?
    1. Zerstorer
      Zerstorer 18 noviembre 2012 09: 46
      0
      De acuerdo, estoy de acuerdo. Nosotros, a diferencia de la burguesía, tenemos una clara separación entre el rotorcraft y el tiltrotor. Amers no tiene una división tan clara: todos pueden llamarse aviones combinados.