برنامج تطوير الأعاصير "Cyclone". تنفيذ جديد لفكرة قديمة
المظهر المقترح للطائرة "سيكلوكار"
في مجال الإقلاع والهبوط العمودي ، تعتبر المروحيات هي القائد بلا منازع. ومع ذلك ، يستمر البحث عن مخططات بديلة قد يكون لها آفاق حقيقية. على وجه الخصوص ، يدرس المتخصصون الروس الآن مفهوم ما يسمى ب. سيكلوبلين أو سيكلوكوبتر. كجزء من برنامج Cyclone ، تم بالفعل إنشاء واختبار عينات مقاعد البدلاء وطائرة تجريبية ، ومن المتوقع طائرة بالحجم الكامل في المستقبل القريب.
"الإقلاع الحر"
في عام 2017 ، أطلقت المؤسسة الروسية للدراسات المتقدمة (FPI) مسابقة الإقلاع الحر. كانت مهمته هي البحث عن مخططات بديلة لطائرة إقلاع عمودية / قصيرة للغاية يمكنها منافسة طائرة هليكوبتر. تم تقديم أحد طلبات المسابقة من قبل شركة Flash-M (Krasnoyarsk) ، والتي جمعت ممثلين عن مجموعة Arey الإبداعية ومعهد الفيزياء الحرارية التابع لفرع سيبيريا التابع لأكاديمية العلوم الروسية (IT SB RAS).
قدم "Flash-M" اقتراحًا لإنشاء ما يسمى ب. سيكلوليت. يعمل علماء IT SB RAS على هذا المفهوم لفترة طويلة ويقومون بإجراء دراسات نظرية وتجريبية. تم جمع كمية كبيرة من البيانات وتم عرض نموذج مقاعد البدلاء لمروحة دورية واعدة. أثار اقتراح Flash-M اهتمام FPI ، وكانت هذه المنظمة هي الفائزة في Free Rise.
في عام 2018 ، أطلقت FPI مشروع Cyclone ، حيث تم التخطيط لمواصلة العمل في موضوع cyclolets ، وكذلك بناء واختبار النماذج الأولية. أيضًا ، في إطار هذا المشروع ، تتم دراسة قضايا الإنتاج الإضافي والتنفيذ والتشغيل للمعدات كاملة الحجم المناسبة للاستخدام الحقيقي.
اختبارات مقاعد البدلاء للمحرك الدوري
في يوليو 2020 ، أجرى Flash-M أول اختبارات طيران تجريبية طائرة بدون طيار-دورة. استقبل الجهاز الذي يزن 50 كجم أربع محركات دائرية أصلية. تم تأكيد قدرتها على الإقلاع والهبوط العمودي ، والطيران المستوي والمناورات. بالإضافة إلى ذلك ، أظهروا بعض القدرات التي لا تتوفر لطائرات الهليكوبتر. بعد ذلك بوقت قصير ، تم عرض طائرة تجريبية أخرى بدون طيار تسمى Cyclone-2020 في منتدى Army-2020.
خطط للمستقبل
في أبريل من هذا العام ، تم الإعلان عن بدء مرحلة جديدة من العمل. الهدف الآن من مشروع Cyclone هو إنشاء طائرة مأهولة بالحجم الكامل اختياريًا يصل وزنها إلى 2 طن مع حمولة 600 كجم. من المقرر اختبار مثل هذا Cyclocar العام المقبل. على المدى المتوسط ، قد يبدأ الإنتاج الضخم وإدخال مثل هذه المعدات في مختلف المجالات.
يخطط مطورو Cyclone لإنشاء مجموعة كاملة من المعدات بناءً على المبادئ والتقنيات العامة. الشحنات التي يصل وزنها إلى 20 كجم سيتم الاستيلاء عليها بواسطة طائرة بدون طيار من طراز Cyclodron يبلغ وزنها 60 كجم. شحنات أكبر ، بما في ذلك. الركاب ، سوف تضطر إلى حمل 2 طن Cyclocar. في المستقبل البعيد ، قد تظهر Cyclotruck ثقيلة ، بوزن إقلاعها 10 أطنان ، يمكنها حمل ما يصل إلى 4 أطنان من البضائع.
من المفترض أن الأنواع الجديدة من السيكلوليت سوف تجد تطبيقات في مجال نقل البضائع والركاب. قد يهتم بها أيضًا الجيش ورجال الإنقاذ وما إلى ذلك. في بعض المناطق ذات المتطلبات الخاصة ، يمكن لهذه المعدات أن تحل محل طائرات الهليكوبتر. تعتبر مزاياها أبعادًا ووزنًا أصغر ، فضلاً عن قدرة أعلى على المناورة والاستقرار.
طائرة بدون طيار ذات خبرة تقلع من منصة مائلة
لتلبية طلبات المعدات ، من المخطط إنشاء مصنع جديد لبناء الطائرات. لدى منظمة المطورين بالفعل خطة عمل ، ويذكر أيضًا أن هناك مستثمرين على استعداد لضمان تنفيذها.
الميزات التقنية
كجزء من برنامج Cyclone ، تتم دراسة واختبار مخطط عالمي لطائرة cycloplane ، والتي سيتم استخدامها بعد ذلك في جميع المشاريع المخطط لها. هذا المخطط يفسح المجال للقياس ، ونتيجة لذلك فإن "Cyclodron" المضغوط و "Cyclotruck" الثقيل سيكونان متشابهين مع بعضهما البعض.
ينص المخطط المقترح على بناء طائرة بأربع مراوح دورية ، موضوعة في أزواج على جوانب جسم الطائرة الانسيابي. في التصميم ، يُقترح استخدام البلاستيك والمواد المركبة على نطاق واسع قدر الإمكان ، مما يزيد من كمال الوزن.
ستتلقى Cycloplanes محطة طاقة هجينة أو كهربائية بالكامل. في كلتا الحالتين ، يتم توفير دوران المراوح بواسطة محركات كهربائية. يجري تطوير نظام كهربائي للتحكم عن بعد بأتمتة قصوى. سيتعين عليها العمل بشكل مستقل تمامًا أو اتباع أوامر الطيار وإفراغه.
الابتكار الرئيسي للمشروع هو ما يسمى ب. المحرك الدوري. هذا الجهاز عبارة عن مجموعة من خمس شفرات بطول محدود ، مثبتة بين الأقراص الجانبية. الشفرات حرة في الدوران حول المحور الطولي ؛ آلية خاصة - على غرار لوحة swashplate على طائرة هليكوبتر - تحدد درجة الصوت العامة والدورية.
عندما تدور المروحة ، تتحرك الشفرات على طول مسار دائري. في أجزائه العلوية والسفلية ، تعرضهم آلية التحكم لزاوية الهجوم ، مما يضمن إنشاء قوة الرفع. يتم استخدام مبدأ مشابه لإنشاء دفع أفقي. إن الاستخدام المتزامن لأربعة من هذه الدافعات يخلق فرصًا كبيرة للطيران الرأسي والأفقي ، والمناورات المختلفة ، وما إلى ذلك.
يمكن أن يكون لتصميم المحرك الدوري أحجام مختلفة. لذلك ، تم بالفعل اختبار منتج بقطر وعرض 1,5 متر على المنصة. تم تصميم دافع بهذا الحجم لسيارة سايكلوكار وزنها 2 طن ، وهذا يعني أن أحد هذه الأجهزة ينتج قوة دفع تبلغ 500 كجم. وفقًا للحسابات ، سيكون مثل هذا الجهاز قادرًا على الوصول إلى سرعات تصل إلى 250 كم / ساعة ويطير لمسافة 500 كم. سيكون طول وعرض المنتج عند مستوى 6 أمتار.
الفوائد والآفاق
الميزة الرئيسية للسيكلوليت / سيكلوكوبتر فوق المروحية هي الحجم الأصغر للوحدات الرئيسية. مع نفس الدفع ، تكون المروحة الدائرية أصغر بكثير من المروحة. يعمل محرك المروحة الدوارة باستمرار في موضع واحد ؛ لا توجد حاجة للإمالة تسمح لها بتوليد دفع أفقي دون تقليل الدفع الرأسي.
تستطيع الطائرة المزودة بعدة مراوح دائرية توليد قوة دفع في اتجاهات مختلفة وبالتالي إجراء مناورات مختلفة ، بما في ذلك. لا يمكن الوصول إلى المروحية. من خلال تحسين أنظمة ضبط زاوية الشفرات ، من الممكن توسيع زوايا الميل المسموح بها أثناء الطيران. على وجه الخصوص ، بفضل هذا ، فإن cyclolet ، على عكس المروحية ، قادر على الإقلاع من الأسطح المائلة والهبوط عليها.
لاحظ المطورون سلامة الطائرة. من السهل تجهيز المراوح الدائرية بالحماية. على سبيل المثال ، في معرض "cyclodrone" ، تم استخدام جهاز من زوج من الأقراص مع وصلات عبور بينهما. تم وضع مروحة داخل هذا الجهاز. "Cyclocar" في الصور المنشورة له حماية على شكل شبكة. بالإضافة إلى ذلك ، لن يكون الجهاز صاخبًا: في هذا الصدد ، يجب ألا يختلف عن السيارة التقليدية.
ومع ذلك ، فإن المخطط الأصلي له عيوب معينة يصعب التخلص منها. بادئ ذي بدء ، هذا هو الافتقار إلى الخبرة الواسعة في تطوير وبناء وتشغيل هذه المعدات. سيتطلب البحث عن حلول جديدة وتطويرها الكثير من الوقت ، وبعد ذلك فقط ستتمكن العوامات من الاعتماد على أي مكان في نقل البضائع. طائرات الهليكوبتر ، على عكسها ، مدروسة جيدًا ومتقنة بالفعل ، مما يبسط إلى حد ما التطوير والتشغيل.
تتفاقم مشكلة التجربة بسبب حقيقة أن السيكلوليت أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية من المروحية. لذلك ، في المخطط من "Flash-M" و IT SB RAS ، يتم استخدام أربع وحدات دفع أصلية في وقت واحد. كل واحد منهم ليس بسيطًا ، ويؤدي استخدامهما المشترك إلى الحاجة إلى حل مشاكل هندسية جديدة في مجال إمدادات الطاقة والمحركات ، والديناميكا الهوائية ، والتحكم ، وما إلى ذلك.
معرض الطائرات بدون طيار لمنتدى "الجيش -2020"
يعتبر برنامج Cyclolet المتوسط لبرنامج Cyclone نموذجًا جماعيًا قادرًا على القيام بدور "التاكسي الجوي" في المستقبل. ويتبع ذلك تحدٍ جديد: سيتعين على المطورين والمنظمين تحديد قواعد تشغيل هذه الطائرات ، والعمل على قضايا السلامة ، وما إلى ذلك. كما ذكر ، فإن المشاركين في المشروع يتعاملون بالفعل مع هذه المشاكل.
تكنولوجيا المستقبل؟
تجدر الإشارة إلى أن مشروع Cyclone من FPI و Flash-M و IT SB RAS ليس الأول من نوعه. تم اقتراح فكرة cyclolet / cyclopter في بداية القرن الماضي. في عام 1909 ، قام المهندس الروسي إي.بي. بنى Sverchkov "orthopter ذو عجلات" - طائرة ذات "عجلتين مجدافتين". لم ينطلق المنتج أبدًا بسبب عدم التصميم الأكثر مثالية ونقص قوة المحرك.
في المستقبل ، تم تطوير وبناء cyclolets الجديدة مرارًا وتكرارًا في بلدنا وفي الخارج. ومع ذلك ، حتى أكثر المشاريع نجاحًا لم تتقدم إلى ما بعد اختبار الطيران للنماذج - تأثر تعقيد المفهوم ونقص التصميمات. بالإضافة إلى ذلك ، لم تستطع الطائرات غير العادية منافسة طائرات الهليكوبتر المألوفة بالفعل.
في العقود الأخيرة ، تم تذكر الدراجات الهوائية مرة أخرى. تتيح الأساليب والتقنيات والمواد العلمية الحديثة دراسة وتنفيذ هذا المفهوم على مستوى جديد. في بلدنا ، يتم تنفيذ هذا العمل كجزء من مشروع Cyclone ، الذي مر بالفعل بمرحلة النموذج الأولي ويقترب من اختبار مركبة كاملة الحجم مأهولة / بدون طيار. سيتضح في المستقبل القريب ما إذا كان العلماء والمهندسون قادرين على التعامل مع جميع التحديات المقبلة. ستتم أول رحلة من Cyclocar العام المقبل.
معلومات