eğik motor - Tiltrotor

Bir tiltrotor bir bir hava aracı oluşturur asansör ve tahrik bir veya daha fazla güç vasıtasıyla rotor (bazen proprotors ) döner monte milleri veya motor bölmesi genellikle sabit bir uçlarında kanat . Hemen hemen tüm tiltrotorlar , diğer çok rotorlu düzenleri kullanan birkaç istisna dışında enine rotor tasarımı kullanır .

Tiltrotor tasarımı, bir helikopterin VTOL kabiliyetini, geleneksel bir sabit kanatlı uçağın hızı ve menzili ile birleştirir . Dikey uçuş için rotorlar, dönüş düzlemi yatay olacak şekilde açılıdır ve normal bir helikopter rotorunun yaptığı gibi kaldırma oluşturur . Uçak hız kazandıkça, rotorlar kademeli olarak öne doğru eğilir ve dönüş düzlemi sonunda dikey hale gelir. Bu modda rotorlar sağlamak itme bir şekilde pervane ve kanat profili sabit kanatları tüm uçakların ileri hareketi vasıtasıyla kaldırma sağlayan üstlenir. Rotorlar, sevk için daha verimli olacak şekilde yapılandırılabildiğinden (örneğin, kök ucu bükümü ile) ve bir helikopterin geri çekilme bıçak stall'ı sorununu ortadan kaldırdığından, tiltrotor, helikopterlerden daha yüksek seyir hızları ve kalkış ağırlıkları elde edebilir .

Bir tiltrotor uçağı, tiltwing'den farklıdır, çünkü tüm kanat yerine sadece rotor döner. Bu yöntem, STOL / STOVL operasyonlarında verimlilik için dikey uçuşta verimliliği takas eder .

Tarih

Bir Bell XV-15 inmeye hazırlanıyor

Bir tilt-rotor (Fransızca "Convertible") yönündeki ilk çalışma yaklaşık ca. 1902, Fransız-İsviçreli kardeşler Henri ve Armand Dufaux tarafından Şubat 1904'te patent aldıkları ve çalışmalarını Nisan 1905'te halka açıkladıkları.

Helikopter benzeri rotorlar kullanarak dikey kalkış ve iniş (VTOL) uçakları inşa etme konusundaki somut fikirler 1930'larda daha da ileri götürüldü. Modern tiltrotorlara benzeyen ilk tasarımın patenti 1930 Mayıs'ında George Lehberger tarafından alındı, ancak konsepti daha fazla geliştirmedi. İkinci Dünya Savaşı'nda , Almanya'daki Weserflug, 1938 civarında, kanatların bir kısmı ile tepeye doğru eğilen ancak tam kanatları olmayan P.1003/1 konseptiyle ortaya çıktı, bu nedenle tilt-rotor ve tilt arasında olabilir. -yüzeyleri. Bir Alman prototipinden kısa bir süre sonra , Focke-Achgelis Fa 269 , 1942'den başlayarak geliştirildi, yere eğildi , ancak asla uçmadı. Platt ve LePage , ilk Amerikan tiltrotor uçağı olan PL-16'nın patentini aldı. Ancak şirket, sermaye yetersizliği nedeniyle Ağustos 1946'da kapandı.

Uçmayı sağlayan iki prototip , her biri tek bir pistonlu motorla çalışan tek koltuklu Transandantal Model 1-G ve iki koltuklu Transandantal Model 2 idi. Model 1-G'nin geliştirilmesi 1947'de başladı, ancak 1954'e kadar uçmadı. Model 1-G, 20 Temmuz 1955'te Chesapeake Körfezi'nde prototip uçağı yok eden ancak ciddi şekilde yaralanmayan bir kazaya kadar yaklaşık bir yıl uçtu . pilot. Model 2 geliştirildi ve kısa bir süre sonra uçtu, ancak ABD Hava Kuvvetleri Bell XV-3 lehine finansmanı geri çekti ve vurgulu testlerin ötesine geçmedi. Transandantal 1-G, uçuşta bir helikopterden uçağa geçişin çoğunu uçan ve gerçekleştiren ilk tiltrotor uçaktır (10 derecelik gerçek yatay uçak uçuşu içinde).

1953'te inşa edilen deneysel Bell XV-3 , 1966'ya kadar uçtu, tiltrotor konseptinin temel sağlamlığını kanıtladı ve gelecekteki tasarımlar için gereken teknik iyileştirmeler hakkında veri topladı.

VTOL disk yükleme kaldırma verimliliği

İlgili bir teknoloji geliştirme, tiltwing'dir . Canadair CL-84 Dynavert ve LTV XC-142 olmak üzere iki tasarım teknik açıdan başarılı olmasına rağmen , ikisi de başka sorunlardan dolayı üretime girmedi . Tiltrotorlar genellikle tiltwinglerden daha iyi havada durma verimliliğine sahiptir, ancak helikopterlerden daha azdır.

1968'de Westland Aircraft, SBAC Farnborough Airshow'da kendi tasarımlarını (küçük bir deneysel araç (We 01C) ve 68 kişilik bir nakliye aracı We 028) sergiledi .

1972'de sağladığı fonlarla birlikte NASA ve ABD Ordusu , Bell Helicopter Textron gelişimini başlatan XV-15 , çift motorlu tiltrotor araştırma uçağı. Tiltrotor tasarımını kanıtlamak ve askeri ve sivil uygulamalar için operasyonel uçuş zarfını keşfetmek için iki uçak inşa edildi.

1981'de, XV-3 ve XV-15'ten kazanılan deneyimi kullanarak Bell ve Boeing Helikopterleri , ABD Hava Kuvvetleri ve ABD Deniz Piyadeleri için çift turboşaft askeri tiltrotor uçağı olan V-22 Osprey'i geliştirmeye başladı .

Bell, ticari bir tiltrotor geliştirmek için Boeing ile birlikte çalıştı, ancak Boeing 1998'de çıktı ve Agusta, Bell/Agusta BA609 için geldi . Bu uçak, 2011 yılında tam mülkiyetin AgustaWestland'e devredilmesinin ardından AW609 olarak yeniden adlandırıldı . Bell ayrıca bir tiltrotor insansız hava aracı (UAV), TR918 Eagle Eye'ı geliştirdi .

Rusya'nın Mil Mi-30 gibi çoğu insansız birkaç tiltrotor projesi vardı ve 2015'te bir başka projeye başladı.

2005-2010 civarında, Bell ve Boeing , ABD Ordusunun Ortak Ağır Kaldırma (JHL) programı için daha büyük bir Quad TiltRotor (QTR) üzerinde kavramsal bir çalışma yapmak üzere tekrar bir araya geldi . QTR, V-22'nin iki tandem kanat seti sabit kanatlı ve dört devirmeli rotorlu daha büyük, dört rotorlu bir versiyonudur .

Ocak 2013'te FAA , ICAO kurallarına uymak için ABD tiltrotor gürültü kurallarını tanımladı . Gürültü sertifikası, büyük bir helikopterle aynı şekilde 588.000 dolara mal olacak.

AgustaWestland, 2013 yılında, rotorları kanat açıklığında olan Project Zero adlı insanlı bir elektrikli tiltrotoru serbest uçtuklarını söylüyor .

2013 yılında, Bell Helikopter CEO'su John Garrison, Boeing'in ABD Ordusunun gelecekteki kaldırma gereksinimleri için farklı bir uçak gövdesi ortağı almasına, Bell'in Lockheed Martin ile birlikte Bell V-280 Valor'u geliştirmede öncülük edeceğini belirterek yanıt verdi .

2014 yılında, Clean Sky 2 programı ( Avrupa Birliği ve endüstri tarafından), AgustaWestland ve ortaklarına , 2016'nın sonlarına doğru Critical Design Review ile birlikte açık deniz pazarı için bir "yeni nesil sivil tiltrotor" tasarımı geliştirmeleri için 328 milyon dolar verdi . Hedefler eğilebilir kanat bölümleri, 11 ton Maksimum kalkış ağırlığı , 19 ila 22 yolcu için oturma, 2021'de ilk uçuş, 300 deniz mili seyir hızı, 330 deniz mili azami hız, 25.000 fit tavan ve 500 deniz menzili mil.

Teknik hususlar

Kontroller

Dikey uçuşta, tiltrotor, ikiz veya tandem rotorlu bir helikoptere çok benzer kontroller kullanır . Sapma , rotorlarını zıt yönlerde eğerek kontrol edilir. Yuvarlanma , diferansiyel güç veya itme ile sağlanır. Hatve , rotor kanatları döngüsel veya nasel eğimi ile sağlanır. Dikey hareket, geleneksel rotor kanat açısı ve ya geleneksel bir helikopter toplu kontrol kolu ( Bell/Agusta BA609'da olduğu gibi ) ya da itme kontrol kolu (TCL) olarak adlandırılan sabit kanatlı bir motor kontrolüne benzer benzersiz bir kontrol ile kontrol edilir. Bell-Boeing V-22 Osprey ).

Hız ve yük sorunları

Tiltrotorun avantajı, bir helikopterden önemli ölçüde daha yüksek hızdır. Bir helikopterde maksimum ileri hız, rotorun dönüş hızı ile tanımlanır ; Bir noktada helikopter, rotorun geriye doğru hareket eden tarafının dönüşü ile aynı hızda ileri doğru hareket edecektir, böylece rotorun o tarafı sıfır veya negatif hava hızı görür ve stall olmaya başlar . Bu, modern helikopterleri yaklaşık 150 knot / 277 km/s seyir hızlarıyla sınırlar . Bununla birlikte, tiltrotor ile bu problem önlenir, çünkü proportorlar uçuş rejiminin yüksek hızlı bölümlerindeki harekete diktir (ve dolayısıyla bu ters akış koşuluna tabi değildir), bu nedenle tiltrotor nispeten yüksek maksimum hıza sahiptir. Şimdiye kadar uçulan iki tip tiltrotorda 300 knot / 560 km/s hıza ulaşıldı ve 250 knot / 460 km/s seyir hızlarına ulaşıldı.

Bu hız, bir miktar yük pahasına elde edilir . Bu azaltılmış taşıma kapasitesinin bir sonucu olarak, bazıları tiltrotorun bir helikopterin taşıma verimliliğini (hız çarpı yük) aşmadığını tahmin ederken, diğerleri bunun tam tersini düşünüyor. Ek olarak, tiltrotor tahrik sistemi, büyük, mafsallı nacelles ve eklenen kanat nedeniyle geleneksel bir helikopterden daha karmaşıktır; ancak, helikopterlere göre geliştirilmiş seyir verimliliği ve hız iyileştirmesi, belirli kullanımlarda önemlidir. Hız ve daha da önemlisi, genel tepki süresine sağladığı fayda, tiltrotor kullanan askeri güçlerin aradığı başlıca erdemdir. Tiltrotorlar, ileri uçuşta (uçak modu) doğası gereği helikopterlerden daha az gürültülüdür. Bunun, artan hızlarıyla birleştiğinde, ticari kullanımlar için nüfuslu alanlarda kullanımlarını iyileştirmesi ve askeri kullanımlar için tespit tehdidini azaltması bekleniyor. Bununla birlikte, tiltrotorlar, tipik olarak, havada süzülerek uçuşta eşit büyüklükteki helikopterler kadar gürültülüdür. 90 yolcu kapasiteli bir tiltrotor için gürültü simülasyonları , düşük frekanslı titreşimler daha yüksek olabilse de , kabin içinde bir Bombardier Dash 8 uçağına göre daha düşük seyir gürültüsünü gösterir .

Tiltrotorlar ayrıca helikopterlerden önemli ölçüde daha fazla seyir irtifa kabiliyeti sağlar. Tiltrotorlar kolayca 6.000 m / 20.000 ft veya daha fazlasına ulaşabilirken, helikopterler tipik olarak 3.000 m / 10.000 ft irtifayı geçmez. Bu özellik, yalnızca sabit kanatlı uçaklar için yaygın olarak düşünülen bazı kullanımların artık bir piste ihtiyaç duymadan tiltrotorlarla desteklenebileceği anlamına gelecektir. Ancak bir dezavantajı, bir tiltrotorun yüksek irtifadan kalkış yaparken önemli ölçüde azaltılmış taşıma yüküne maruz kalmasıdır.

mono tiltrotor

Tek tiltrotorlu bir uçak , kaldırma ve itme için eğilebilir dönen bir pervane veya koaksiyel proprotor kullanır . Dikey uçuş için proprotor, itişini aşağı doğru yönlendirmek için açılıdır ve kaldırma sağlar. Bu çalışma modunda, araç esasen bir helikopterle aynıdır. Araç hız kazandıkça, koaksiyel proprotor yavaşça öne doğru eğilir ve bıçaklar sonunda yere dik hale gelir . Bu modda kanat kaldırmayı sağlar ve kanadın daha yüksek verimliliği tiltrotorun yüksek hızına ulaşmasına yardımcı olur. Bu modda, zanaat esasen bir turboprop uçaktır.

Bir mono tiltrotor uçağı, proprotorların kanat uçlarına monte edildiği geleneksel bir tiltrotordan farklıdır, çünkü koaksiyel proprotor uçağın gövdesine monte edilir . Bu yapısal verimliliğin bir sonucu olarak, bir mono tiltrotor, hem bir helikopterin hem de bir konvansiyonel tiltrotorun taşıma verimliliğini (hız çarpı yük) aşar. Bir tasarım çalışması , eğer mono tiltrotor teknik olarak gerçekleştirilebilseydi, bir helikopterin yarısı kadar, ağırlığının üçte biri ve bir helikopterden neredeyse iki kat daha hızlı olacağı sonucuna vardı.

Dikey uçuşta, mono tiltrotor, Kamov Ka-50 gibi bir koaksiyel helikoptere çok benzer kontroller kullanır . Sapma düşük proprotor üzerinde yükseliş olayını azaltır ve hem de üst proprotor ile asansör arttırarak mesela kontrol edilir. Döngü ve hatve rotor çevrimi ile sağlanır. Dikey hareket, geleneksel rotor kanat kanat aralığı ile kontrol edilir .

tiltrotor uçakların listesi

Curtiss-Wright X-19 deneysel VTOL uçağı uçuşta
Paris Air Show 2007'de uçak modunda bir BA609 (şimdi AW609)

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar