Wiropłat do celów cywilnych i wojskowych jest w stanie rozwiązywać zadania, które są niedostępne dla jakiegokolwiek innego typu samolotów i ogólnie nowoczesnej technologii. Ich główną i chyba jedyną wadą jest stosunkowo niska prędkość. Średnia prędkość śmigłowca nie przekracza 220 km/h. Dziś wielu producentów śmigłowców twierdzi, że nadszedł czas na rekordy!
Dlaczego helikoptery potrzebują dużych prędkości?
Podobnie jak przy wykonywaniu operacji wojskowych, a także przy realizacji wielu zadań o charakterze pokojowym, zdarzają się sytuacje, w których powodzenie misji zależy wyłącznie od szybkości działania śmigłowca. Należą do nich:
- Ewakuacja ciężko rannych i chorych z ośrodków działań wojennych i trudno dostępnych miejsc do dużych placówek medycznych.
- Nagła dostawa specjalistów (lekarzy, epidemiologów, funkcjonariuszy organów ścigania) na obszary zagrożenia.
- Ekspresowa dostawa niezbędnych (leki, żywność, sprzęt specjalny) i ponadgabarytowych ładunków do miejsc oddalonych od rozwiniętychinfrastruktura.
Pomimo wielu zalet wiropłatów (minimalne wymagania dotyczące powierzchni do lądowania, zwrotność, możliwość zawisu w powietrzu), do niedawna prędkości samolotu i śmigłowca były nieporównywalne.
Maksymalna prędkość helikoptera
Do ostatnich lat oficjalny rekord prędkości dla klasycznych wiropłatów wynosił 400,9 km/h, ustanowiony w 1986 r. przez zmodyfikowaną wersję brytyjskiego wielozadaniowego pojazdu Westland Lynx. Faktem jest, że nawet teoretycznie maksymalna prędkość helikoptera nie może przekroczyć tego progu.
Ten stan rzeczy tłumaczy się tym, że przy wyższych prędkościach niebezpiecznie zwiększa się zakres ruchów oscylacyjnych łopatek wirnika głównego. co z kolei prowadzi do oddzielenia przepływu od ich kończyn. Zjawisko to jest szczególnie charakterystyczne dla azymutów 270-300° (kąt nachylenia ostrza względem osi wzdłużnej maszyny), tj. do cofających się ostrzy. Jakie innowacje projektowe i technologiczne pozwolą programistom przezwyciężyć ten ukochany kamień milowy?
Pierwsze rekordy
Jednym z pomysłów na zwiększenie prędkości helikoptera jest użycie dodatkowego napędu „pchającego”. Ta cecha konstrukcyjna nie jest w żadnym wypadku nowa. W 1967 r. Twórcy amerykańskiego urządzenia Lockheed AH-56 „Cheyenne” zainstalowali w części ogonowej maszyny, aby zwiększyć charakterystykę prędkościśmigło trójłopatowe.
Prędkość 407 km/h (407 km/h) zademonstrowana podczas lotów testowych wyglądała wówczas bardzo imponująco. Planowano wyprodukować 375 śmigłowców dla Sił Powietrznych USA, ale ze względu na liczne trudności w realizacji seryjnej projekt został zamknięty po wyprodukowaniu zaledwie dziesięciu samolotów.
Oczywiście jednym jest zbliżenie się do ukochanej postaci, ale zupełnie co innego znacznie ją przekroczyć.
Europejska hybryda
Kolejny rekordzista - X3 Hybrid został opracowany przez europejską korporację Eurocopter. Po raz pierwszy wzbił się w przestworza z terenu bazy wojskowej Istres - Le Tube (Francja) w 2010 roku. Po roku lotów testowych twórcom udało się podnieść prędkość przelotową śmigłowca do 430 km/h.
Dalsze udoskonalenia konstrukcji i osiągów pozwoliły europejskiemu samolotowi ustanowić nieoficjalny rekord prędkości dla wiropłatów - 472 km/hw locie poziomym i 487 km/hw nurkowaniu. Dlaczego nieoficjalne? Tak, ponieważ Eurocopter X3 tak naprawdę nie jest helikopterem.
Model produkcyjny EC155 Dauphin posłużył jako podstawa do stworzenia maszyny. Konstruktorzy uzupełnili „źródło” o dwa silniki lotnicze z turbiną gazową ze śmigłami ciągnącymi umieszczonymi na małych skrzydłach. Tym samym Eurocopter X3 jest raczej hybrydą śmigłowca i samolotu. Projekt jest w końcowej fazie testów, a twórcy twierdzą, że niedługo rozpocznie się masowa produkcja.
Trochę więcej teorii
Użycie śmigieł ciągnących lub pchających uwalnia główny wirnik od konieczności tworzenia ciągu poziomego dla ruchu translacyjnego samolotu. Specjaliści z amerykańskiej firmy produkującej samoloty i śmigłowce Sikorsky opracowali obiecującą technologię ABC (Advancing Blade Concept), która w rosyjskim tłumaczeniu nazywana jest koncepcją nacierającego ostrza.
Istotą rozwoju jest to, że kąt pochylenia poruszających się i cofających łopat wirnika musi zawsze zapewniać maksymalny udźwig. Dzięki temu wirnik główny będzie w stanie utrzymać wymaganą wysokość lotu przy znacznie mniejszej prędkości obrotowej. I to jest niemal decydujący czynnik w zwiększaniu prędkości helikoptera.
Technologia ABC pozwala samolotowi, nawet po zaniku ciągu unoszącego na cofających się łopatach, kontynuować przyspieszanie.
Konkurs jako zachęta
Pomysł został już sprawdzony. Eksperymentalny śmigłowiec koncernu Sikorsky-69, wyposażony w dwa pchające silniki turboodrzutowe, osiągnął prędkość maksymalną 518 km/h.
Producenci śmigłowców po obu stronach oceanu doskonale zdają sobie sprawę z tego, że przy innych warunkach bez zmian, zwycięzcą będzie producent, którego charakterystyka modelu śmigłowca zapewni wyższą prędkość.
Oprócz pojawiania się nowych rozwiązań technologicznych, nowoczesna materiałoznawstwo zapewnia programistom wiele możliwości poprawy parametrów lotu. Wiele modeli produkcyjnych jest już wyposażonychśruby wykonane z materiałów kompozytowych. Aby zmniejszyć opór aerodynamiczny, piasty śmigieł są pokryte owiewkami.
Jak szybko latają helikoptery?
Liderzy branży
Urządzenie koncernu, zrealizowane w ramach projektu Sikorsky X2, stało się logicznym rozwinięciem koncepcji modelu Sikorsky-69. Śmigłowiec znacznie zwiększył prędkość i wydajność, ale zachował wszystkie zalety wiropłatu: doskonałą manewrowość przy niskich prędkościach, możliwość stacjonarnego zawisu, pionowy start i lądowanie oraz autorotację. Prędkość przelotowa współosiowego śmigłowca z jednym śmigłem pchającym wynosi 460 km/h (maksymalnie -474 km/h), zasięg - 1300 km.
Sprawdzone technologie zostały kontynuowane w śmigłowcu nowej generacji S-97 Raider, którego model wraz z oszacowanymi charakterystykami lotu został zaprezentowany publicznie przez konstruktorów przedsiębiorstwa. Twórcy twierdzą, że prędkość przelotowa śmigłowca wyniesie co najmniej 500 km/h. Jednostki i zespoły przyszłego lidera przechodzą testy naziemne. Nie ma jeszcze wiarygodnych informacji o dacie pierwszego lotu amerykańskiego Rydera.
A co z rosyjskimi helikopterami?
Ale co z krajowymi producentami śmigłowców? Można powiedzieć, że plany pracowników biur projektowych Kamov i Mil są nie mniej ambitne. W 2013 roku przywódcy holdingu Russian Helicopters zainicjowali program PSV, aby opracować obiecującyszybki helikopter. W ramach tego projektu specjaliści Zakładu im Mile w 2015 roku zaprezentowano demonstracyjny model śmigłowca Rachel. Prędkość śmigłowca, według zapewnień twórców, nie jest priorytetem dla tego modelu, ale dla innego obiecującego samolotu Mi-1X może osiągnąć 520 km/h.
"Kamovtsy" prawie dekadę temu przedstawił koncepcję bardzo fantastycznego samolotu Ka-90. Zgodnie z zamysłem konstruktorów śmigłowiec, osiągając prędkość 400 km/h za pomocą głównego wirnika, składa łopaty w opływową obudowę, a dalsze przyspieszanie jest kontynuowane z silnikami odrzutowymi. Co więcej, twórcy nie uważają parametru 700-800 km/h za granicę.
