Bell XV-15 — американский конвертоплан вертикального взлета и посадки. Это был второй успешный экспериментальный конвертоплан и первый, продемонстрировавший высокие скоростные характеристики концепции по сравнению с обычными вертолетами.
Идея создания самолетов вертикального взлета и посадки с использованием вертолетоподобных несущих винтов на законцовках крыла возникла в 1930-х годах. Первая конструкция, напоминающая современные конвертопланы, была запатентована Джорджем Лебергером в мае 1930 года, но дальнейшего развития концепции он не дал. Во время Второй мировой войны немецкий прототип под названием Focke-Achgelis Fa 269 разрабатывался начиная с 1942 года, но он так и не поднялся в воздух.
Двумя прототипами, дошедшими до полета, были одноместная Transcendental Model 1-G и двухместная Transcendental Model 2, оба с одним поршневым двигателем. Разработка модели 1-G началась в 1947 году, а полет она совершила в 1954 году. Модель 1-G летала до крушения в Чесапикском заливе 20 июля 1955 года, уничтожив прототип самолета, но не получив серьезных травм пилота. Transcendental 1-G был первым конвертопланом, который совершил полет, и он выполнил большую часть перехода от вертолета к самолету в полете с точностью до десяти градусов от истинного горизонтального полета самолета. Модель 2 была разработана и вскоре после этого полетела, но дальше испытаний на висении она не летала. ВВС США отказались от финансирования в пользу Bell XV-3.
Bell XV-3 впервые поднялся в воздух в 1955 году. Как и его предшественники, XV-3 имел двигатели в фюзеляже и карданные валы, передавшие мощность на несущие винты с наклоняемыми законцовками крыла.
Другие концепции роторов, такие как замедленные роторы , остановленные роторы, складные роторы и роторы переменного диаметра, были исследованы для последующих конструкций, но инженеры Bell Кеннет Вернике и Боб Лихтен сочли их неосуществимыми по сравнению с опытом проекта XV-3. [1]
Одной из основных проблем ранних конструкций конвертопланов было то, что карданные валы, передающие мощность от фюзеляжа к несущим винтам законцовок крыла, а также коробка передач и механизмы наклона на законцовках крыла, имели значительные нагрузки и были тяжелыми. Они передавали большое количество мощности и крутящего момента на большие расстояния для системы передачи мощности самолета.
Экспериментальный самолет XV-15 внес значительный прогресс в концепцию конструкции: вместо двигателей в фюзеляже XV-15 переместил двигатели во вращающиеся законцовки крыла, непосредственно связанные с несущими винтами. Обычный путь передачи мощности проходил напрямую от двигателя к редуктору и к несущему винту/гребному винту без использования каких-либо длинных валов. Вдоль крыльев все еще имелся карданный вал для аварийного использования для передачи мощности на противоположный ротор в случае отказа двигателя, но этот вал обычно не нес на себе никаких силовых нагрузок, что позволяло ему быть легче.
Концепция наклонного двигателя усложнила конструкцию двигателей и блоков двигателей, чтобы обеспечить возможность перехода от горизонтального режима работы к вертикальному. Эти проблемы были решены довольно рано в программе XV-15.
В конце 1960-х и начале 1970-х годов НАСА и другие исследователи активно работали над теоретическими испытаниями и испытаниями в аэродинамической трубе различных несущих гондол. В исследованиях и предложении проектов участвовали две компании: Bell Helicopter и Boeing Vertol . Основное внимание уделялось гондолам поворотных винтов, интеграции наклонных винтов с крыльями и фюзеляжем самолета, а также изучению воздушного потока при наклоне винтов. Исследовались наклонные роторы с неподвижными и складными роторами.
То, что должно было стать программой XV-15, было запущено в 1971 году в Исследовательском центре Эймса НАСА . После предварительных работ был проведен конкурс на присуждение двух контрактов на исследования и разработки на сумму 0,5 миллиона долларов США на разработку прототипов. В число откликнувшихся компаний вошли Sikorsky Aircraft , Grumman Aircraft , Boeing Vertol и Bell Helicopter.
Контракты на НИОКР были заключены с Bell Helicopter и Boeing Vertol 20 октября 1972 года. Конструктивные предложения обеих компаний были представлены 22 января 1973 года.
Boeing Vertol предложил свою модель 222 (не путать с более поздним обычным вертолетом Bell 222 ), в которой двигатели находились в фиксированных гондолах на конце каждого крыла, а небольшая вращающаяся гондола с несущим винтом находилась немного ближе к фюзеляжу. на крыле. Эта конструкция упростила конструкцию двигателя, удерживая его всегда в горизонтальном положении без очень длинных приводных валов для наклонных роторов.
В конструкции Bell, Bell Model 301, вся гондола законцовки крыла вращалась между горизонтальным и вертикальным положением, при этом двигатель и ротор в сборе фиксировались вместе внутри гондолы. Это упрощало передачу мощности, но предъявляло более сложные требования к конструкции двигателя и, вероятно, было немного тяжелее, чем предложение Боинга.
После рассмотрения обоих предложений НАСА выбрало Bell 301 для дальнейшей разработки, и 31 июля 1973 года был заключен контракт на дальнейшие исследования и разработки. Следующие четыре года потребовались обширные разработки и испытания, чтобы завершить разработку самолета. Первый из двух Bell XV-15, бортовой номер N702NA , совершил первый полет 3 мая 1977 года. После минимальных летных испытаний на испытательном полигоне Bell самолет был перевезен в Исследовательский центр Эймса в Маунтин-Вью, Калифорния, где он затем был установлен в в большой аэродинамической трубе Эймса и тщательно протестирован в различных условиях моделирования полета.
В рамках программы экспериментальных самолетов с вертикальным взлетом и посадкой Министерства обороны США (JVX) компании Bell Helicopter и Boeing Vertol объединились, чтобы подать заявку на увеличенную версию XV-15 в 1983 году. Команда Bell Boeing получила В том же году был заключен контракт на предварительное проектирование, в результате которого был создан Bell Boeing V-22 Osprey . [2]
После аэродинамической трубы и летных испытаний, проведенных Беллом, самолет был перевезен в НАСА Драйден , который находится на базе ВВС Эдвардс в высокой пустыне Калифорнии. Летные испытания XV-15 продолжили расширять диапазон полетов. Он мог успешно работать как в вертолетном, так и в обычном самолетном режимах полета и плавно переходить между ними. Как только самолет был признан достаточно испытанным, его вернули в Исследовательский центр Эймса для дальнейших испытаний.
XV-15 были признаны достаточно испытанными, и один самолет был доставлен на Парижский авиасалон 1981 года для демонстрационных полетов. The New York Times высоко оценила его работу. «И если когда-либо и существовал красивый самолет, то это Bell XV-15... Машина, ставшая хитом шоу, выполнила серию маневров, включая поклоны толпе». [3] В течение следующего года сенатору Барри Голдуотеру, министру военно-морского флота Джону Леману и другим официальным лицам были предложены полеты в качестве второго пилота для продвижения технологии конвертопланов в целях военного развития. [4]
XV-15 были стандартной демонстрацией на ежегодном летнем авиашоу на расположенной рядом военно-морской авиабазе Моффетт-Филд в течение нескольких лет в 1980-х годах. Оба XV-15 активно летали на протяжении 1980-х годов, испытывая аэродинамику и конвертопланы для гражданских и военных типов самолетов, которые могут последовать за ними.
Международная авиационная федерация классифицирует XV-15 как Rotodyne, и поэтому он является рекордсменом скорости 456 километров в час (283 миль в час), [5] и времени набора высоты 3 км [6] и 6 км. [7]
Первый прототип самолета XV-15, N702NA, был передан обратно компании Bell для разработки и демонстрационного использования. 20 августа 1992 года самолет разбился под управлением приглашенного летчика-испытателя. Он поднимался для финального зависания, когда болт выскользнул из коллективной системы управления на одном пилоне, в результате чего ротор перешел на полный шаг. Самолет перевернулся, вышел из-под контроля и упал перевернутым. Хотя самолет был значительно поврежден, конструктивно самолет остался практически неповрежденным, и пилот и второй пилот отделались лишь легкими травмами в результате крушения. Кабина самолета была восстановлена и переоборудована для использования в качестве авиасимулятора .
Второй прототип XV-15, N703NA, использовался для испытаний в поддержку военной программы V-22 Osprey и гражданского транспортного средства Bell/Agusta BA609 (все еще находящегося в разработке в 2023 году как AgustaWestland AW609). До сентября 2003 года он продолжался в основном в испытательных операциях НАСА. Наименьшая взлетная дистанция была достигнута при наклоне гондол под углом 75 градусов. [8]
После того, как N703NA был выведен из эксплуатации, он был передан в дар Смитсоновскому национальному музею авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. XV-15 перелетел через всю страну из Форт-Уэрта, штат Техас, в музей, а затем был списан для демонстрации. Сейчас он выставлен в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в международном аэропорту Вашингтона имени Даллеса .
Данные Jane's All the World's Aircraft, 1988-89 гг. [9]
Общие характеристики
Производительность
Связанные разработки
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
