СВВП X-Plane
Программа экспериментальных самолетов с вертикальным взлетом и посадкой ( VTOL X-Plane ) была американским исследовательским проектом, спонсируемым Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA). Целью программы была демонстрация конструкции самолета вертикального взлета и посадки , который может взлетать вертикально и эффективно зависать, при этом летая быстрее, чем обычные винтокрылые машины . [1] Раньше было много попыток, большинство из них по состоянию на 2015 год оказались безуспешными. [2] [3]
Вертолет с традиционной схемой несущего винта имеет теоретическую максимальную скорость 200 узлов (230 миль в час; 370 км / ч), после чего у него возникает асимметрия подъемной силы . В некоторых разработках были успешно созданы парящие и высокоскоростные самолеты, в том числе Bell Boeing V-22 Osprey конвертоплан , который может летать со скоростью 275 узлов (316 миль в час; 509 км/ч), и Sikorsky X2 составной вертолет , который летал со скоростью 260 узлов (300 миль в час). ; 480 км/ч), но оба существенно ухудшили аэродинамические характеристики эффективности и дальности зависания. Целью DARPA было продемонстрировать самолет вертикального взлета и посадки, который может развивать максимальную скорость от 300 до 400 узлов (от 345 до 460 миль в час (от 555 до 740 км/ч)). [1]
Все участники программы предпочли продемонстрировать свои концепции с использованием беспилотного летательного аппарата, хотя в этом не было необходимости, но технологии предполагалось применить и к пилотируемым самолетам. [4]
Aurora Flight Sciences была выбрана для создания испытательного проекта, который должен был полететь в 2018 году. [5] DARPA отменило программу в 2018 году перед летными испытаниями, сославшись на растущий коммерческий интерес и отсутствие военного партнера. [6]
В сентябре 2022 года DARPA инициировало программу ANCILLARY по разработке небольшой беспилотной воздушной системы вертикального взлета и посадки (БПЛА) с малым весом, высокой полезной нагрузкой и длительным сроком службы. Летные испытания X-plane запланированы на 2026 год. [7] [8] [9]
Требования и программа
[ редактировать ]DARPA объявило о программе в феврале 2013 года с требованием создать новый самолет, который будет использовать лучшие характеристики технологий вертикального взлета и посадки, а также тех, которые используются в обычных самолетах. [10] Гибридный самолет попытается улучшить в четырех областях:
- Скорость – достичь максимальной скорости не менее 300 узлов. [11]
- Hover — повысить эффективность наведения хотя бы до 75 процентов. [11]
- Крейсерская эффективность – добиться аэродинамического качества не менее 10. [11]
- Нагрузка – убедитесь, что решение может выдерживать полезную нагрузку не менее 40 % от проектируемой полной массы. [11]
Этап первый – Предварительное проектное исследование
[ редактировать ]О первых двух компаниях, которые будут участвовать, было объявлено в декабре 2013 года, когда Sikorsky Aircraft получила долларов США контракт на сумму 14,4 миллиона , а Aurora Flight Sciences получила 14 миллионов долларов США на предварительные проектные исследования в рамках бюджета первой фазы в размере 47 миллионов долларов США. [12] [13]
18 марта 2014 года DARPA объявило, что Sikorsky, Aurora Flight Sciences, Boeing и Karem Aircraft были выбраны для участия в конкурсе на VTOL X-plane. Четыре компании основывают свои разработки на беспилотных летательных аппаратах и будут конкурировать в течение следующих 20 месяцев. Название модели Aurora было раскрыто как LightningStrike в феврале, и хотя конструкция была неизвестна, компания уже имеет опыт производства самолетов с воздуховодными вентиляторами и гибридными силовыми установками. Ожидалось, что компания Karem Aircraft предложит конвертоплан с несущим винтом оптимальной скорости. В Boeing PhantomSwift встроены два подъемных вентилятора внутри фюзеляжа с наклоняемыми канальными вентиляторами, установленными на законцовках крыла для подъемной силы и тяги вперед; масштабный демонстратор был построен и запущен компанией в 2013 году. Sikorsky совместно с Lockheed Martin разработали конструкцию «низкой сложности», сочетающую в себе аэродинамику неподвижного крыла и усовершенствованное управление несущим винтом. Осенью 2015 года должен был быть выбран единый дизайн для контракта на сумму 95 миллионов долларов. [14] построить демонстрационный образец на этапе 2. [15]
- Роторное крыло с выдувным винтом. Sikorsky и Lockheed Martin объединились для разработки концепции беспилотного несущего крыла с выдувным винтом. Они утверждали, что в нем интегрирована аэродинамика неподвижного крыла и усовершенствованное управление несущим винтом, что обеспечивает несложную конфигурацию. [12] Изображенное художником роторное крыло Сикорского имело визуальное сходство с Boeing Heliwing, беспилотным задним сиденьем, предназначенным для достижения скорости 180 узлов (210 миль в час; 330 км / ч) в полете вперед; Первый полет он совершил в апреле 1995 года, но в июле разбился, и проект был отложен. Сикорский подтвердил, что Rotor Blown Wing будет хвостовым, причем его название предполагает, что крыло остается выровненным по направлению движения пропротора во время перехода между вертикальным и прямым движением, уменьшая нагрузку на крыло в режиме зависания. [3] [16]
- LightningStrike – LightningStrike компании Aurora Flight Sciences позволит достичь высокой общей эффективности за счет интеграции силовой установки в аэродинамическую конструкцию летательного аппарата. Компания имеет опыт разработки проектов с канальным вентилятором на самолетах серии Goldeneye , а также в рамках программ DARPA, а также с гибридно-электрической силовой установкой на экспериментальном беспилотном летательном аппарате Excalibur для создания конструкции, обеспечивающей вертикальный взлет и посадку с высокой скоростью. горизонтальный полет. [17] Используя этот опыт, компания Aurora Flight Sciences разработала революционную концепцию транспортного средства, в которой используется электрическая распределенная двигательная установка (EDP) в восемнадцати 31-дюймовых (79 см) крыльевых вентиляторах и шести 21-дюймовых (53 см) вентиляторах «утка», приводимых в движение мощностью 3 МВт . электричеством [3]
- Конвертоплан Karem - компания Karem Aircraft представила концепцию конвертоплана под названием TR36XP, в которой используется тонкий фюзеляж с крылом типа «чайка » с большим удлинением . Внешние секции крыла вместе с двумя 36-футовыми винтами/пропеллерами поворачивались на 90 градусов для перехода между режимом висения и полетом вперед, приводясь в движение двумя двигателями Rolls-Royce Turbomeca RTM322 . [3] [18]
- PhantomSwift - концепция PhantomSwift от Boeing имела два больших внутренних вентилятора, обеспечивающих подъемную силу, а также два вентилятора на законцовках крыла, обеспечивающие устойчивость во время зависания. При полете вперед внутренние вентиляторы перестают подавать мощность, а тягу создают вентиляторы на законцовках крыла. Компания Boeing заявила, что эта конфигурация на 50 процентов более эффективна при зависании, чем обычный вертолет, и ожидается, что ее максимальная скорость составит 740 км/ч (460 миль в час; 400 узлов). Полноразмерная версия должна была иметь размах крыла 50 футов (15 м), длину фюзеляжа 44 фута (13 м) и весить 12 000 фунтов (5 400 кг). [19] Демонстратор будет оснащен одним или двумя двигателями General Electric CT7-8 . [3] но серийная версия будет оснащена полностью электрическим приводом. [20]
Фаза вторая
[ редактировать ]Ожидается, что этап проектирования, разработки и интеграции продлится 18 месяцев; Второй этап позволит компаниям усовершенствовать свои разработки. [11] [12]
3 марта 2016 года DARPA выделило Aurora Flight Sciences 89,4 миллиона долларов на создание и демонстрацию своей концепции LightningStrike, опередив трех других конкурентов. LightningStrike представляет собой конструкцию с наклоняемым крылом, оснащенную одним двигателем Rolls-Royce AE1107C турбовальным , того же типа, который используется на V-22 Osprey, который генерирует электроэнергию с помощью трех генераторов Honeywell для работы 24 распределенных канальных вентиляторов, по три каждого в носовой части носового оперения. и 18 в главном крыле. Вместо использования обычных двигателей, как у всех других участников, самолет полагается на «распределенную электрическую силовую установку», где три генератора, вырабатывающие три мегаватта (4023 лошадиных силы ) электроэнергии, столько же, сколько коммерческая ветряная турбина , приводят в действие отдельные двигатели, приводящие в движение самолет. фанаты; каждый крыльевой вентилятор использует двигатель мощностью 100 кВт, а каждый вентилятор «утка» - двигатель мощностью 70 кВт. Летательный аппарат будет весить от 10 000 до 12 000 фунтов (4 500–5 400 кг), размером примерно с UH-1Y Venom , и двигаться со скоростью более 300 узлов, что на 50 узлов быстрее, чем V-22. На втором этапе проекта VTOL X-Plane будут изготовлены два летательных аппарата перед летными испытаниями, запланированными к сентябрю 2018 года. [5] [21] [22] [23] [24] демонстратор в масштабе 20 процентов весом 325 фунтов (147 кг) с крыльями и утком, изготовленными из углеродных композитов и пластика, напечатанного на 3D-принтере . 29 марта 2016 года был запущен [25] [26] Полномасштабный самолет получит обозначение XV-24A . [27]
Этап третий
[ редактировать ]Третий этап должен был продлиться 12 месяцев с февраля 2017 года по февраль 2018 года и включать наземные и летные испытания экспериментальных конструкций. [11] [12]
DARPA отменило проект до летных испытаний . [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б DARPA заключило контракты на поиск вертолета со скоростью 460 миль в час - News.USNI.org, 19 марта 2014 г.
- ^ Уорик, Грэм. « Высокоскоростной вертикальный взлет и посадка — DARPA пытается… снова » Aviation Week & Space Technology , 24 марта 2013 г. Доступ: 25 мая 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Уиттл, Ричард. « The Next X-Plane » Air & Space/Smithsonian , октябрь 2015 г. Доступ: 26 сентября 2015 г.
- ^ DARPA выбирает четырех разработчиков для новой программы X-Plane - Defense-Update.com, 18 марта 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б ВИДЕО: LightningStrike компании Aurora выиграл конкурс DARPA VTOL X-plane - Flightglobal.com, 4 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Грэм Уорвик (24 апреля 2018 г.). «DARPA отключило гибридный электрический самолет вертикального взлета и посадки X-Plane компании Aurora» . Сеть «Авиационная неделя» .
- ^ Тингли, Бретт (9 сентября 2022 г.). «DARPA разрабатывает небольшой самолет вертикального взлета для военного использования» . space.com . Проверено 7 июня 2024 г.
- ^ «Вспомогательная программа DARPA X-Plane направлена на повышение планки для БПЛА вертикального взлета и посадки | Сеть Aviation Week» . Aviationweek.com . Проверено 7 июня 2024 г.
- ^ «ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ проект выбирает команды для разработки первоначальных концепций вертикального взлета и посадки X-Plane» . darpa.mil . 22 июня 2023 г. . Проверено 7 июня 2024 г.
- ^ «DARPA объявляет о новой программе X-plane» . Флайтглобал . 25 февраля 2013 года . Проверено 22 декабря 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Экспериментальный самолет с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL X-Plane)» . ДАРПА . Проверено 22 декабря 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Sikorsky выигрывает контракт на постройку экспериментального самолета вертикального взлета и посадки» . Флайтглобал . 20 декабря 2013 года . Проверено 22 декабря 2013 г.
- ^ Найлз, Расс (23 декабря 2013 г.). «DARPA хочет 400-узловой СВВП» . AVweb . Проверено 26 декабря 2013 г.
- ^ Ричард Уиттл (11 октября 2015 г.). «Конкуренция за создание самолета будущего жестока» . Нью-Йорк Пост . Архивировано из оригинала 11 октября 2015 года . Проверено 11 октября 2015 г.
- ^ DARPA выбирает четырех претендентов на приобретение высокоскоростного самолета вертикального взлета и посадки X-Plane - Flightglobal.com, 18 марта 2014 г.
- ^ Оборванное крыло ротора Сикорского - знакомо? - Aviationweek.com, 20 декабря 2013 г.
- ^ Аврора выигрывает контракт на программу DARPA VTOL X-Plane - пресс-релиз Aurora, 4 февраля 2014 г.
- ↑ Окончательные контракты Darpa Awards на самолеты вертикального взлета и посадки X-Plane - Ainonline.com, 21 марта 2014 г.
- ↑ Boeing Phantom Swift присоединяется к группе вертикального взлета и посадки X-Plane - Armedforces-Int.com, 25 июня 2014 г.
- ^ Boeing получает еще 9 миллионов долларов на разработку Phantom Swift X-Plane - Defensetech.org, 28 августа 2014 г.
- ^ Ознакомьтесь с экспериментальным военным вертолетом - Defenseone.com, 4 марта 2016 г.
- ^ Вы-не-поверите-эта конструкция выиграла сделку DARPA X-Plane - Breakingdefense.com, 4 марта 2016 г.
- ↑ DARPA выбирает 24-винтовой гибридный самолет вертикального взлета и посадки Aurora LightningStrike X-Plane - Defense-Update.com, 3 марта 2016 г.
- ^ Аврора выигрывает контракт Darpa на создание нового демонстратора дронов - Ainonline.com, 6 марта 2016 г.
- ^ Аврора летает на демонстрационном электрическом вертикальном взлете и посадке под масштабом - Flightglobal.com, 18 апреля 2016 г.
- ^ DARPA VTOL X-plane взлетает в миниатюре - Gizmag.com, 18 апреля 2016 г.
- ↑ Прототип VTOL X-Plane DARPA завершил летные испытания - Gizmag.com, 5 апреля 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Внешний образ | |
|---|---|
 Предыдущие попытки работают только в Microsoft Internet Explorer. |