طائرة مكشوفة لمستقبل Bell HSVTOL
في أوائل أغسطس ، أعلنت شركة Bell Textron عن مشروع HSVTOL (الإقلاع والهبوط العمودي عالي السرعة) ، والذي يهدف إلى إنشاء عائلة كاملة من الطائرات المكشوفة بناءً على الحلول المشتركة. ستكون طائرات الخط الجديد قادرة على الإقلاع والهبوط عموديًا ، وتطوير سرعة عالية في الطيران الأفقي. لحل مثل هذه المشاكل التقنية ، يتم اقتراح العديد من الأفكار والتقنيات المثيرة للاهتمام.
مفهوم المنظور
يقترح مشروع مفهوم HSVTOL إنشاء بنية طائرة مع القدرة على توسيع نطاق المهام المختلفة. أظهرت المواد المنشورة بالفعل ثلاثة أنواع مختلفة من المحرك المائل - من مركبة صغيرة بدون طيار إلى مركبة شحن في أبعاد طائرة C-130. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل Bell على أنظمة إضافية مختلفة ، مثل المنصات البحرية لدعم تشغيل الطائرات بدون طيار.
في جميع الحالات ، فإن HSVTOL tiltrotor عبارة عن آلة ذات جسم مبسط وجناح متوسط ، يتم وضع أطرافه مع مراوح. يتم تزويد الذيل بريش ذو عارضتين. يجب أن يكون المحرك الرئيسي / المحرك التوربيني التوربيني موجودًا في الجزء العلوي أو الخلفي من جسم الطائرة ، وهو المسؤول عن دوران المراوح وإنشاء تيار نفاث في أوضاع طيران مختلفة.
من المفترض أن تقلع HSVTOL عموديًا باستخدام دوَّارين. عن طريق قلب الكرات في مستوى عمودي ، سيكون قادرًا على التحول إلى الطيران الأفقي. من أجل التسارع إلى السرعات القصوى ، يُقترح استخدام الدفع النفاث ورفع الجناح ؛ يجب أن تكون شفرات المروحة مطوية على طول الفتحات.
وفقًا لهذا المخطط ، يمكن بناء طائرات ذات أحجام مختلفة وقدرات تحمل وأغراض. وفقًا للحسابات ، من الممكن تجاوز سرعة الطيران البالغة 400 عقدة (740 كم / ساعة). ومع ذلك ، سيتعين بالفعل تطوير كل مشروع للعائلة بشكل منفصل باستخدام الوحدات والهياكل التي تفي بالاختصاصات.
في أوائل أغسطس ، كشف بيل فقط عن المظهر المقصود للطائرات المحولة الجديدة وبعض خصائصها. في اليوم الآخر ، أصبح المزيد من المعلومات حول المشروع معروفًا: في 10 سبتمبر ، نشر The Drive مقالًا مثيرًا للاهتمام حول هذا الموضوع تحت عنوان The War Zone. في ذلك ، تحدث جيف نيسن ، رئيس التقنيات المتقدمة في Bell ، عن قصص تطوير الطائرات المكشوفة وكشف عن بيانات جديدة حول مشروع HSVTOL الحالي.
النهج العامة
الهدف الرئيسي لمشروع HSVTOL هو تحقيق أعلى سرعة ممكنة ومدى طيران. وفقًا لهذه المعلمات ، يجب أن تتجاوز العينات الجديدة المحولات الموجودة. تحقيقا لهذه الغاية ، تم إجراء بعض الدراسات التي حددوا خلالها المستوى الأمثل لأداء الرحلة.
لقد ثبت أن طائرة المخطط الجديد يجب أن تطور سرعة إبحار لا تقل عن 400 عقدة. مع متطلبات السرعة المنخفضة ، يمكنك استخدام مخطط tiltrotor "التقليدي" الذي يستخدم المراوح في جميع الأوضاع. يجب ألا تتجاوز السرعة القصوى 0,85 ماخ (أكثر من 1000 كم / ساعة حسب الارتفاع). بعد تجاوز هذه القيمة ، من المتوقع حدوث زيادة كبيرة في مقاومة الهواء. يمكن التغلب عليها عن طريق زيادة قوة الدفع للمحرك "الرئيسي" ، ولكن هذا سيزيد من كفاءة الوقود ويقلل المدى المحتمل.
القدرة على المناورة المقدرة لـ HSVTOL أعلى من تلك الموجودة في الطائرات المكشوفة الأخرى. ستكون المركبة الخفيفة أو المتوسطة قادرة على إحداث تطورات قوية والطيران حول التضاريس. ومع ذلك ، فإن تحقيق القدرة على المناورة على مستوى المقاتلين الحديثين أمر مستحيل.
تم تصميم هيكل الطائرة المائل لتقليل الرؤية ، لكن بنيته وشكله الخارجي يحدان من النتائج التي يمكن تحقيقها في هذه المنطقة. تؤدي القدرة على طي المراوح إلى إزالة أحد عوامل الكشف الرئيسية ، ومع ذلك ، حتى في هذا الوضع ، ستكون الآلة أكثر وضوحًا من الطائرات الشبح المصممة خصيصًا.
يعمل Bell جنبًا إلى جنب مع tiltrotor على حل المشكلات الأساسية. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الطائرات بدون طيار من عائلة HSVTOL مع منصة سطح غير مأهولة تعتمد على البحر لمنصة إعادة التزود بالوقود / إعادة الذراع (SLURRP). سيكون الجهاز قادرًا على الهبوط على مثل هذه المنصة ، وإعادة التزود بالوقود تلقائيًا والارتفاع في الهواء مرة أخرى. يمكن استخدام الطائرة المتوسطة مع منصات أكبر ، بطقم أو مستقلة.
سؤال المحرك
تتمثل المهمة الرئيسية لمشروع HSTOVL في العثور على الهيكل الأمثل لمحطة الطاقة. يعمل Bell حاليًا على العديد من المتغيرات بناءً على المكونات الحالية والمستقبلية. تسمح بعض الإصدارات بإكمال المشروع بأسرع وقت ممكن قبل الاختبار ، ولكنها تحد من الخصائص التقنية. تسمح المخططات الأخرى بالحصول على بيانات طيران عالية ، ومع ذلك ، فهي معقدة وتتطلب مزيدًا من التفصيل.
تم اقتراح أبسط نهج ليتم تنفيذه في مشروع الطائرات بدون طيار الخفيفة. يجب أن يتلقى مثل هذا الجهاز مسرح "رفع" مع ناقل حركة إلى كل من المراوح ومحرك نفاث "يسير". يتيح لك هذا المخطط تطوير آلة تجريبية واختبارها بسرعة باستخدام المحركات المتوفرة في السوق. ومع ذلك ، فإنه لا يختلف في كفاءة الوزن ويحد من المستوى العام للأداء.
بالنسبة للمتغيرات الأكبر من HSVTOL ، يتم تقديم مخططات مجمعة ، حيث سيتم توفير الرحلة في جميع الأوضاع بواسطة محرك واحد أو عدة محركات مع إجمالي الطاقة المطلوبة. أظهرت الحسابات بالفعل أن TVD لن يعطي الخصائص المطلوبة في وضعي التشغيل الرئيسيين ، وبالتالي هناك حاجة إلى حل آخر.
على مستوى النظرية ، اعتبرنا محرك Pratt & Whitney F135 المزود بمروحة رفع ، تم تطويره لمقاتلة F-35B. على الرغم من جميع مزاياها ، فهي لا تُظهر قوة جر كافية ، وتحتاج على الأقل إلى التحسين. تجري دراسة مخطط هجين ، حيث يتم توصيل المحرك التوربيني النفاث بمولد ، ويتم تدوير الدوار الرئيسي بواسطة محرك كهربائي. هذا الخيار مهم ، ولكن حتى الآن لا يمكن إظهار كفاءة عالية في استهلاك الوقود أو الوزن.
يعتبر الخيار الأفضل هو محرك توربيني غازي متعدد الأوضاع قادر على توفير طاقة عالية بالتناوب للعمود وخلق دفع نفاث عالي. ومع ذلك ، لم تتقدم منتجات هذه الفئة بعد إلى ما بعد الاختبار ، وسيستغرق تطوير عينة جديدة وقتًا غير محدد. لذلك ، على المدى القصير والمتوسط ، تخطط Bell لدراسة وتطوير المنتجات المتاحة فقط.
تيار الأحرار
من الأهمية بمكان تصميم المروحة الذي تم تطويره لـ HSVTOL. عند التبديل إلى الطيران عالي السرعة ، يجب على الجهاز ريش الشفرات ثم وضعها على طول الجندول. تم إنشاء واختبار التصميم الأمثل لمثل هذا المسمار مرة أخرى في عام 1972 وأظهر جميع مزاياها.
يتم طي النصل بمساعدة مفصل في الجزء الخلفي. لا توجد محركات. يجب أن تغير الشفرة موضعها فقط بسبب تدفق الهواء القادم. في هذه الحالة ، يتم توفير نظام فرملة يتحكم في سرعة حركة الشفرات.
أظهرت الاختبارات في أوائل السبعينيات إمكانية إجراء 30-40 دورة طي وكشف بسرعة 150-175 عقدة (280-325 كم / ساعة) دون انقطاع. من المحتمل أن التطوير الإضافي للمشروع ، بالإضافة إلى استخدام المواد والتقنيات الحديثة ، سيضمن إمكانية تشغيل الدائرة الأصلية حتى عند 400 عقدة.
النظرية والتطبيق
وبالتالي ، فإن مشروع HSVTOL لا يزال في مراحله المبكرة ، حيث يوفر تطوير الأفكار الأساسية والبحث عن حلول تقنية. في الوقت نفسه ، لا يزال بناء واختبار المعدات التجريبية مسألة مستقبل غير مؤكد - بينما يتعين على الشركة المطورة تقييم الآفاق الحقيقية للمشروع وتحديد جدوى استمراره.
على النحو التالي من البيانات والرسائل الرسمية ، تتطلع Bell Textron إلى المستقبل بتفاؤل ، ولا يتعلق الأمر فقط بإظهار اهتمامها بالتطورات الواعدة. تتمتع الشركة بخبرة وكفاءة واسعة في مجال طائرات الإقلاع العمودي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم طرح الأفكار والمفاهيم الجديدة ودراستها وتشغيلها باستمرار. بناءً على التجربة القديمة والمقترحات الحديثة ، يمكنهم حقًا إنشاء فئة جديدة من المعدات - أو حتى عائلة بأكملها.
ومع ذلك ، فإن التفاؤل المفرط بالكاد مناسب. يواجه مفهوم HSVTOL المقترح العديد من المشكلات الخطيرة ، والتي بدونها لن يكون من الممكن إنشاء محرك مائل بمستوى الأداء المطلوب. في المستقبل القريب ، سيتعين على Bell Textron والمنظمات ذات الصلة حل كل هذه المشكلات - وبعد ذلك سيصبح من الواضح كيف سيكون شكل المائل في المستقبل.
- ريابوف كيريل
- شركة بيل تيكسترون ، البحرية الأمريكية
معلومات