Евгений Ружицкий - Американские самолеты вертикального взлета

• Название: Американские самолеты вертикального взлета
• Автор: Евгений Ружицкий
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2000

В данном издании собраны все (во всяком случае доведенные до экспериментальных аппаратов) "вертикалки", разрабатывавшиеся в США.Вообще складывается впечатление, что реализация вертикально взлетающего самолета была в США чем то вроде навязчивой идеи. Пожалуй, количество доведенных до "железа" аппаратов составляет половину таковых во всем мире. Хотя первую успешную и производимую серийно "вертикалку" пришлось брать у англичан (Харриер).

Перевод не всегда точен в терминах. Например, общепринятый термин "авторотация" переведен как "самовращение". Невысокое качество скана - лучшее из найденных в сети.

---

Компоновочная схема XFV-12А

Топливная система состоит из двух фюзеляжных и крыльевых топливных баков общей емкостью 2760л.

Система управления. Управление самолетом на вертикальных режимах осуществляется за счет отклонения на различные углы диффузорных закрылок на крыле и оперении. В крейсерском полете заделе диффузорные закрылки крыла играют роль элеронов, а задние закрылки на оперении - рулей высоты. Кроме того, диффузорные закрылки на крыле могут использоваться в качестве воздушных тормозов: передние в этом случае отклоняются вниз на угол 25°, а задние - вверх па угол 15°. Все органы управления имеют гидравлический привод.

Системы. Гидравлическая система состоит из двух независимых систем с рабочим давлением 210 кг/см2. Система предназначена для привода в действие шасси, эжекторных и диффузорных закрылок и поверхностей управления, а также для управления воздухозаборниками.

Схема работы эжекторов на оперении и крыле: 1 - при вертикальном взлете и посадке; 2 - при укороченном взлете и посадке; 3 - при горизонтальном полете

Электросистема состоит из стартер-генератора мощностью 30 кВА; система работает на переменном токе (напряжение 115/200 Вг частота 400 Гц) и постоянном токе (напряжение 28 В).

Система жизнеобеспечения поддерживает в кабине на больших высотах давление, соответствующее высоте 2440 м.

Кислородная система состоит из баллона жидкого кислорода емкостью 5 л и системы подачи.

Оборудование. Радиопередатчик Коллинз AV/ARC-159, навигационные системы VOR RN-242A фирмы «Бендикс» и DMEKN-65 фирмы «Кинг», оборудование для полета по приборам.

Вооружение. Под фюзеляжем и на концах крыла предполагалась подвеска до четырех УР класса «воздух-воздух» типа «Спэрроу» или «Сайдуиндер» или УР класса «воздух-поверхность». Кроме того, под фюзеляжем может размещаться встроенная пушка калибром 20 мм.

Характеристики СВВП XFV-12

Размеры:

размах крыла 8,69 м

длина самолета 13,39 м

высота самолета 3,15 м

площадь крыла 27,2 м2

Двигатель 1 ТР/\Д Пратт-Уитни

F401-PW-400

тяга установочная 6380 кгс

тяга при работе эжекторной

системы (расчетная) 9880 кгс

Массы и нагрузки:

максимальная взлетная:

при вертикальном взлете 8885 кг

при взлете с коротким разбегом 11 000 кг

пустого 6260 кг

Летные данные:

максимальное число М 2,2 - 2,4

боевой радиус действия 925 км

Трансцендентал 1-G

Экспериментальный СВВП с поворотными винтами

Первым построенным и успешно летавшим СВВП с поворотными винтами был экспериментальный одноместный вертолет-самолет I-G, разработанный небольшой фирмой «Трансцендентал Эркрафт», которая была основана в 1945 г. конструктором Робертом Лихтеном и начала заниматься исследованиями вертолетов-самолетов с поворотными винтами одновременно с фирмой «Белл». Фирмой «Трансцендентал» под руководством Р. Лихтена был разработан ряд проектов, из которых только один, получивший обозначение I-G, был доведен в 1950 г. до постройки экспериментального образца. Летным испытаниям предшествовали 40-часовые наземные испытания на специальном стенде, где изучалась работа поворотных винтов, а также процесс перехода от одного режима к другому. Во время рулежных испытаний выявились проблемы механической неустойчивости системы «винт-крыло», которые привели к аварии в 1951 г.

Вертолет-самолет I-G был отремонтирован, прошел наземные испытания и совершил первый полет 25 апреля 1954 г. сперва только на вертолетных режимах полета. Во время одного из полетов 17 декабря 1954 г. был выполнен неполный переход к самолетному режиму полота с наклоном винтов на 35°. В 1954 -1955 гг. вертолет-самолет совершил более 120 полетов, которые производились на высотах до 1200 м со скоростью до 180 км/ч при углах наклона винтов до 70°, когда крыло создавало 90% подъемной силы, однако 20 июня 1955 г. потерпел аварию. В полете над водой заклинило управление общим шагом, вертолет-самолет начал снижаться, зацепился колесами за воду и перевернулся.

Был построен второй вертолет-самолет «Модель 2» с более мощным двигателем и увеличенным диаметром винтов, совершивший первый полет в 1957 г.

Экспериментальный СВВП с поворотными винтами Трансцендентал I-G

Разработка СВВП I-G финансировалась сперва из частных фондов, а затем ВВС США. Предполагалось, что опыт проектирования и испытания этих экспериментальных СВВП будет использован при проектировании двухдвигательного спасательного и санитарного вертолета-самолета Трансцендентал «Модель 3», который должен был перевозить четырех раненых на носилках со скоростью обычного санитарного самолета на расстояние до 500 км. Однако к этому времени уже начались испытания СВВП Белл XV-3 для армии США, которому было отдано предпочтение, и работы по СВВП фирмы «Трансцендентал» прекратились.

Конструкция

По компоновке вертолет-самолет I-G представляет моноплан с высокорасположенным крылом, на концах которого установлены два поворотных винта. На вертолетных режимах полета вертолет-самолет управляется, подобно вертолету двухвинтовой поперечной схемы.

Фюзеляж вертолета ферменной конструкции, с металлической обшивкой. В носовой части размещается хорошо остекленная кабина летчика.

Крыло прямоугольной формы в плане, размах крыла 6,4 м, хорда 0,9 м, профиль - NASA 23015. Крыло создает необходимую подъемную силу в горизонтальном полете. Для поперечного управления на самолетном режиме полета на крыле имеются элероны.

Экспериментальный СВВП «Модель 2»

Оперение обычное, стабилизатор и киль имеют ферменную конструкцию с металлической обшивкой, обшивка па рулях полотняная.

Шасси трехопорное, с носовой опорой, неубирающееся. Все колеса самоориентирующиеся.

Силовая установка состоит из одного поршневого двигателя воздушного охлаждения Лайкоминг СО-290 мощностью 160 л.с, установленного в центральной части фюзеляжа. Непосредственно на двигателе установлен двухскоростной редуктор с муфтами сцепления и свободного хода.

Винты трехлопастные, с цельнометаллическими лопастями, имеющими прессованный лонжерон, проходящий вдоль носка лопасти и соединенный с нервюрами и обшивкой; вдоль задней кромки проходит стрингер. Лопасти прямоугольной формы в плане, профиль лопасти NACA 23018, хорда -0,11 м, крутка лопасти - 21,25°. Каждая лопасть присоединяется к втулке с помощью совмещенного вертикального и горизонтального шарнира, колебания лопасти ограничиваются демпферами.

На вертолетном режиме при максимальной мощности винты вращаются со скоростью 708 об/мин, окружная скорость концов лопастей - 192 м/с. Для крейсерского режима самолетного полета винты делают 613 об/мин (окружная скорость концов лопастей 176 м/с).

При вертолетном режиме полета валы винтов наклонены вперед на 6°, а при переходе к горизонтальному полету они вместе с редукторами поворачиваются на 84° с помощью электродвигателя и червячной передачи. Процесс перехода выполняется за три-четыре минуты. Управление переходом осуществляется с помощью кнопки включения электродвигателей поворота винтов, размещенной на штурвале управления.

Характеристики СВВП Трансцендентал I-G

Размеры:

размах крыла 6,4 м

длина самолета 6,0 м

диаметр винтов 5,2 м

коэффициент заполнения 0,04

ометаемая площадь - 2x21,2 м2

площадь крыла 5,85 м2

Двигатели ПД «Лайкоминг СО290

взлетная мощность 160 л.с.

Массы и нагрузки:

взлетная 794 кг

пустого 658 кг

нагрузка на ометаемую площадь 17,7 кгс/м2

нагрузка на крыло 126 кгс/м2

запас топлива 60 л

Летные данные: вертолетный самолетный

режим режим

максимальная

скорость 210 км/ч 270 км/ч максимальная

скороподъемность 8,6 м/с 7,1 м/с

дальность 260 км 370 км

Управление винтами осуществляется с помощью автоматов перекоса типа «паук» и системы управления общим шагом. Наличие двух видов управления - самолетного и вертолетного - создавало некоторые трудности. Для продольного и поперечного управления па вертолетных режимах используется ручка циклического шага и рычаг «шаг-газ» с левой стороны сиденья, для путевого управления - ножные педали. Для продольного и поперечного управления па самолетных режимах полета использовался штурвал. Вертолетное управление связано с самолетным, что позволяло сохранять управляемость и при переходе от одного режима к другому.

Хиллер Х-18

Экспериментальный СВВП с поворотными крылом и винтами

Вторым экспериментальным СВВП с поворотным крылом и винтами в США (после СВВП Вертол VZ-2) стал экспериментальный транспортный СВВП Хиллер Х-18, разработанный по контракту с ВВС США для исследования возможностей использования тяжелых транспортных СВВП такой схемы. По требованиям ВВС, выданным известной вертолетостроительной фирме «Хиллер Эркрафт» в начале 1956 г., предусматривалась разработка и постройка экспериментального СВВП с взлетной массой 15 т. До этого фирмой «Хиллер Эркрафт» начиная с 1953 г. был разработан ряд различных проектов СВВП с поворотным крылом и винтами.