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 СВВП с использованием вертолетоподобных роторов на законцовках крыльев возникла в 1930-х годах. Первая конструкция, напоминающая современные конвертопланы, была запатентована Джорджем Лебергером в мае 1930 года, но он не стал развивать эту концепцию дальше. Во время Второй мировой войны немецкий прототип под названием Focke-Achgelis Fa 269 разрабатывался с 1942 года, но он так и не полетел .
Два прототипа, которые достигли полета, были одноместный Transcendental Model 1-G и двухместный Transcendental Model 2, оба с одним поршневым двигателем. Разработка Model 1-G началась в 1947 году, и она полетела в 1954 году. Model 1-G летала до крушения в Чесапикском заливе 20 июля 1955 года, в результате которого прототип самолета был уничтожен, но пилот не получил серьезных травм. Transcendental 1-G был первым конвертопланом, который совершил полет, и он выполнил большую часть перехода от вертолета к самолету в полете в пределах десяти градусов от истинного горизонтального полета самолета. Model 2 была разработана и полетела вскоре после этого, но она не летала дальше испытаний на висении. Военно-воздушные силы США прекратили финансирование 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 приводные валы, передающие мощность на наклонные роторы на законцовках 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 посчитали их нецелесообразными по сравнению с опытом проекта XV-3. [1]
Одной из основных проблем ранних конструкций конвертопланов было то, что приводные валы, передающие мощность от фюзеляжа к роторам законцовок крыла, а также редуктор и механизмы наклона на законцовках крыла, имели значительные нагрузки и были тяжелыми. Они передавали большие объемы мощности и крутящего момента на большие расстояния для системы передачи мощности самолета.
Экспериментальный самолет XV-15 представил крупное усовершенствование концепции дизайна: вместо двигателей в фюзеляже, XV-15 переместил двигатели во вращающиеся гондолы на концах крыла, напрямую соединенные с роторами. Обычный путь для мощности был напрямую от двигателя в редуктор скорости и в ротор/пропеллер без участия каких-либо длинных валов. Вдоль крыльев все еще был приводной вал для аварийного использования, чтобы передать мощность на противоположный ротор в случае отказа двигателя, но этот вал обычно не нес никаких силовых нагрузок, что позволяло ему быть легче.
Концепция наклонного двигателя привела к сложностям в конструкции двигателей и гондол двигателей, чтобы иметь возможность переходить от горизонтальной работы к вертикальной. Эти проблемы были решены довольно рано в программе XV-15.
В конце 1960-х и начале 1970-х годов NASA и другие исследователи активно работали над теоретическими и аэродинамическими испытаниями различных роторных гондол. Две компании были вовлечены в исследования и предлагали проекты: Bell Helicopter и Boeing Vertol . Основное внимание уделялось гондолам с наклонными роторами, интеграции наклонных роторов с крыльями и фюзеляжем самолета и изучению воздушного потока при наклоне роторов. Исследовались наклонные роторы с фиксированными роторами и со складными роторами.
То, что должно было стать программой XV-15, было запущено в 1971 году в исследовательском центре NASA Ames . После предварительной работы был проведен конкурс на получение двух контрактов на исследования и разработки стоимостью 0,5 млн долларов США для разработки прототипов. Среди компаний, которые откликнулись, были Sikorsky Aircraft , Grumman Aircraft , Boeing Vertol и Bell Helicopter.
Контракты на НИОКР были заключены с Bell Helicopter и Boeing Vertol 20 октября 1972 года. Предложения по проектированию обеих компаний были предоставлены 22 января 1973 года.
Boeing Vertol предложила 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 ротором располагалась немного ближе к фюзеляжу на крыле. Такая конструкция упростила конструкцию двигателя, удерживая его в горизонтальном положении все время без очень длинных приводных валов для наклонных роторов.
В конструкции Bell, Bell Model 301, вся крыльевая стручка вращалась между горизонтальным и вертикальным положениями, а двигатель и роторный узел были зафиксированы вместе внутри стручка. Это упростило передачу мощности, но предъявляло более сложные требования к конструкции двигателя и, вероятно, было немного тяжелее, чем предложение Boeing.
После рассмотрения обоих предложений NASA выбрало Bell 301 для дальнейшей разработки, и 31 июля 1973 года был выдан контракт на дальнейшие НИОКР. Следующие четыре года ушли на обширное проектирование и испытания, чтобы завершить разработку самолета. Первый из двух Bell XV-15, бортовой номер N702NA , совершил свой первый полет 3 мая 1977 года. После минимальных летных испытаний на испытательном полигоне Bell, самолет был перемещен в Исследовательский центр Эймса в Саннивейле, Калифорния, где затем был установлен в большой аэродинамической трубе Эймса и прошел всесторонние испытания в различных имитируемых летных условиях.
Для программы Министерства обороны США по созданию экспериментального самолета с вертикальным взлетом и посадкой (JVX) компании Bell Helicopter и Boeing Vertol объединили усилия, чтобы подать заявку на увеличенную версию XV-15 в 1983 году. В том же году команда Bell Boeing получила предварительный контракт на проектирование, что привело к созданию Bell Boeing V-22 Osprey . [2]
После испытаний в аэродинамической трубе и полета от Bell самолет был перемещен в NASA Dryden , который находится на авиабазе Эдвардс в калифорнийской Высокой пустыне. Летные испытания XV-15 продолжили расширять его диапазон полета. Он смог успешно работать как в вертолетном, так и в обычном режиме полета самолета и плавно переходить между ними. После того, как 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 похвалила его характеристики. «И если когда-либо и был любимый самолет, то это Bell XV-15... Машина, хит шоу, выполнила ряд маневров, включая поклон толпе». [3] В течение следующего года сенатору Барри Голдуотеру, министру ВМС Джону Леману и другим должностным лицам были предложены гостевые полеты второго пилота для продвижения технологии конвертопланов для военных разработок. [4]
XV-15 были стандартной демонстрацией на ежегодном летнем авиашоу на расположенной там же военно-морской авиабазе Моффетт-Филд в течение нескольких лет в 1980-х годах. Оба XV-15 активно летали в течение 1980-х годов, испытывая аэродинамику и применение конвертопланов для гражданских и военных типов самолетов, которые могли появиться позже.
Международная авиационная федерация классифицирует XV-15 как Rotodyne, и как таковой ему принадлежит рекорд скорости в 456 километров в час (283 мили в час) [5] и время набора высоты 3 км [6] и 6 км [7] .
Первый прототип самолета XV-15, N702NA, был передан обратно в Bell для разработки компании и демонстрационного использования. 20 августа 1992 года самолет потерпел крушение во время полета приглашенного летчика-испытателя. Он взлетал для последнего зависания, когда болт выскользнул из системы коллективного управления на одном пилоне, в результате чего ротор вышел на полную мощность. Самолет перевернулся вверх дном, вышел из-под контроля и рухнул в перевернутом виде. Несмотря на значительные повреждения, самолет был в основном структурно цел, и как пилот, так и второй пилот отделались лишь незначительными травмами в результате крушения. Кабина самолета была спасена и переделана для использования в качестве летного тренажера .
Второй прототип XV-15, N703NA, использовался для испытаний в поддержку военной программы V-22 Osprey и гражданского транспортного самолета Bell/Agusta BA609 (все еще находящегося в разработке в 2023 году как AgustaWestland AW609). Он продолжался в основном в испытательных операциях NASA до сентября 2003 года. Самая короткая взлетная дистанция была достигнута с гондолами 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 совершил перелет через всю страну из Форт-Уэрта, штат Техас, в музей, прежде чем был выведен из эксплуатации для показа. Сейчас он выставлен в Центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи в Международном аэропорту Вашингтона имени Даллеса .
Данные из справочника Jane's All the World's Aircraft 1988-89 [9]
Общая характеристика
Производительность
Сопутствующее развитие
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
