igor113 (igor113) wrote,
igor113
igor113

Categories:

Steven f udvar-hazy center, 2018 год: экспериментальный вертолет Sikorsky X2(Schweizer SHM-41A).

Этот вертолет мне уже попадался в 2011 году на Ошкоше. А теперь вот старого знакомого уже можно увидеть в музее: Sikorsky X2 — экспериментальный вертолёт. Построен компанией Sikorsky Aero Engineering Corporation. Прототип вертолёта соосной схемы с толкающим винтом построен на базе экспериментального S-69. Единственный экземпляр сейчас находится в музее, на него и посмотрим.

National air and space museum, Steven f udvar-hazy center,2018 год.
Национальный Аэрокосмический музей в Вашингтоне
все, что у меня есть по Sikorsky X2
 Как всегда использую информацию с сайтов
http://www.airwar.ru
http://ru.wikipedia.org/wiki
и других источников найденных мною в инете и литературе.


Наш вертолет это Sikorsky X2 с регистрационным номером N525SA и заводским 0001. Также он имеет название Schweizer SHM-41A так как Schweizer Aircraft это подразделение Sikorsky Aircraft Corporation. Изначально он имел регистрационный номер N41AX , который похоже после первого полета сменили на N525SA и тогда же его стали называть попроще: Sikorsky X2.


В 2009 году компания Sikorsky Aircraft доставила в летно-испытательный центр в Уэст-Палм-Биче (шт. Флорида) экспериментальный скоростной вертолет Х2, и приступила к выполнению основной программы летных испытаний. До этого вертолет выполнял полеты на заводе компании. Первый полет вертолет Х2, оснащенный соосным несущим винтом с жестким креплением лопастей и толкающим шестилопастным воздушным винтом, совершил еще 27 августа 2008 года, первый полёт аппарата X2 Technology Demonstrator длился примерно 30 минут, в течение полёта отмечены проблемы с главным редуктором и трансмиссией. К моменту доставки в Уэст-Палм-Бич вертолет налетал 15 ч, выполняя полеты на режимах висения и горизонтальные полеты с небольшой скоростью. На заключительном этапе заводских испытаний включался толкающий воздушный винт. Однако максимальная скорость не превышала 100 км/ч.
В летно-испытательном центре конструкция вертолета Х2 была доработана. Втулку несущего винта и колеса шасси закрыли обтекателями. Ведущий летчик-испытатель вертолета Кевин Бреденбек заявил, что до конца 2009 года он планирует довести максимальную скорость полета вертолета до 460 км/ч. Компания Sikorsky не комментировала заявление летчика, но сообщала, что летные испытания в Уэст-Палм-Биче пройдут в три этапа. На первом этапе намечается получить скорость около 150 км/ч, на втором - 220 км/ч и на третьем -460 км/ч. Сроки выполнения этапов фирма не уточняла.


Sikorsky Aircraft планировала разработать, построить и испытать два прототипа перспективного тактического вертолета на базе технологии Х2. Эта технология позволила вертолету-демонстратору развить максимальную скорость в 420 км/ч, что является неофициальным мировым рекордом среди вертолетов. Компания утверждает, что целью программы является создание винтокрылой машины с максимальной скоростью 470-500 км/ч, не уступающей современным самолетам. При этом машина сохранит все особенности, присущие обычному вертолету: высокую маневренность, способность совершать вертикальный взлет и посадку, зависать в воздухе.
Надо отметить, что попытки создания скоростных вертолетов предпринимались и ранее, однако прирост летных характеристик при этом сводился на нет усложнением и удорожанием конструкции.
При всех своих достоинствах современные вертолеты значительно уступают по скорости полета самолетам сравнимой мощности, размеров и грузоподъемности. В то время как самолеты давно преодолели звуковой барьер, скорость серийных вертолетов не превышает в лучшем случае 315-320 км/ч. Мировой рекорд скорости для вертолетов, по правилам ФАИ, был установлен 11 августа 1986 года в полете над Гластонбери, гр. Сомерсет, Великобритания. На используемом для демонстрационных полетов вертолете Westland Lynx они показали среднюю скорость 400,87 км/ч.


Технический предел скорости вертолетов вызван целым рядом факторов. При конструировании воздушных винтов конструкторы должны совмещать зачастую противоречивые требования. В классическом вертолете главный винт (или винты) являются одновременно и движителем, и несущей системой, тогда как на самолете подъемную силу обеспечивает крыло, а поступательное движение - тяга двигателя.
Большой комплекс проблем связан с тем, что на лопасть несущего винта, в отличие от крыла, воздушный поток набегает не только за счет поступательного движения вертолета, но и от собственного вращения. На определенной скорости полета скорость движения отступающей лопасти относительно набегающего потока воздуха, а значит и подъемная сила, становятся равны нулю. Для вертолета классической конструкции, подъемная сила которого ограничена возможностями отступающих лопастей, наступает технологический предел скорости, приблизительно равный 400 км/ч.
Прежде эту проблему пытались решить, разгрузив винт с помощью небольшого крыла, которое на больших скоростях обеспечивало бы заметную часть подъемной силы. Таким крылом оснащены классические вертолеты Ми-6 и Ми-24. Но слишком развитым такое крыло быть не может, так как на нем из-за сопротивления воздуха расходуется впустую часть энергии потока, отбрасываемого несущим винтом.


Другое направление в создании скоростных вертолетов представляют собой винтокрылы - машины, в которых поступательное движение обеспечивается не только несущим винтом, но и двигателями горизонтальной тяги - реактивными или винтовыми, а заметную часть подъемной силы создает развитое крыло. Таким был советский тяжелый винтокрыл поперечной схемы Ка-22, разработанный и построенный в самом начале 1960 годов. В 1961 году экипаж ОКБ во главе с Д. Ефремовым установил на Ка-22 восемь мировых рекордов, в том числе рекорды скорости - 356,3 км/ч и максимальной массы груза, поднятого на высоту 2000 м, - 16485 кг. Это был удачный по многим параметрам аппарат, один из четырех построенных даже поступил в опытную эксплуатацию ВВС. Однако после двух катастроф, произошедших по невыясненным причинам, его доводка была прекращена, а средства были направлены на создание тяжелого Ми-6.
Работы по винтокрылам велись и в США компанией Lockheed. В попытках увеличить скорость компания снабдила легкий вертолет Х-51 развитым крылом и реактивным двигателем, асимметрично расположенным слева. Модернизированный таким образом Lockheed XH-51A Compound показал 486,9 км/ч по сравнению с 290 км/ч, которые развивал базовый вертолет. Но двухмоторная машина оказалась столь прожорливой, что от нее отказалась даже армия США, желавшая получить легкий скоростной вертолет-разведчик.


Попыткой практической реализации концепции стал боевой винтокрыл конца 1960 Lockheed AH-56 Cheyenne, на который американские военные возлагали очень большие надежды. Компания построила комбинированный вертолет с изящным фюзеляжем, крыльями малого размаха, убирающимся шасси и экипажем из двух человек. Он был оснащен турбовальным двигателем, вращавшим четырехлопастные несущий и рулевой винты плюс трехлопастный воздушный толкающий винт на хвосте машины.
Вертолет развивал максимальную скорость 392 км/ч и крейсерскую 362 км/ч, но без наружной подвески, притом что встроенное вооружение машины включало многоствольный пулемет, или автоматическую пушку, или автоматический гранатомет, что для боевой машины явно маловато. С подвесным вооружением Cheyenne показывал скорость в пределах 310-315 км/ч, что сравнимо со скоростью вертолетов обычной схемы, вроде Ми-24, производство которого начиналось в СССР. Пентагон готов был принять на вооружение некоторое количество AH-56 в варианте только со встроенным вооружением в качестве истребителя вертолетов, но не удалось даже это: после выпуска 10 серийных машин выяснилось, что для полномасштабной серии требуются дополнительные капиталовложения, превосходящие средства, уже затраченные на программу. Такой дорогой винтокрыл оказался не нужен. В результате нового конкурса на свет появился известный сегодня на весь мир AH-64 Apache самой что ни на есть классической конструкции.


Относительно успешным можно назвать лишь один винтокрыл - транспортный и пассажирский Rotodyne британской компании Fairey Aviation. Этот крупный аппарат мог перевозить 54-60 пассажиров или 8 тонн груза со скоростью 340 км/ч и был оснащен оригинальной силовой установкой. На взлете и посадке мощность от двух турбовинтовых двигателей через муфту передавалась на турбокомпрессор, вырабатывавший сжатый воздух. Сжатый воздух, в свою очередь, через систему трубопроводов подавался к реактивным двигателям на законцовках лопастей, где смешивался с топливом и сгорал, создавая тягу для раскрутки ротора. В полете вся мощность расходовалась на тянущие винты, а ротор работал в режиме авторотации, создавая подъемную силу вместе с крылом. Аппарат заказала авиакомпания ВЕА для перевозок транзитных пассажиров с лондонских вокзалов в аэропорты: своего рода комфортабельный воздушный автобус, который не застревает в пробках. Однако когда выяснилось, что реактивный винт создает невыносимый шум на местности, компания заказ аннулировала, и в 1962 году программу закрыли.
Все описанные винтокрылы имели те или иные недостатки: "Компаунд" - повышенный расход топлива, "Шайен" - сложную трансмиссию, а "Ротодайн" очень сильно шумел. Пожалуй, лишь Ка-22 имел хорошие перспективы, но доводить до серии столь необычную машину просто испугались. Тем не менее при ином стечении обстоятельств многие из них нашли бы свою узкую нишу.


Однако один недостаток винтокрылов кажется хроническим: на определенном режиме полета несущий винт, не создающий тяги, превращается в ненужное украшение. Такую конструкцию приходилось таскать, тратя на нее топливо, массу конструкции, жертвуя скоростью и грузоподъемностью ради нескольких минут на взлете и посадке.
Компания Sikorsky предложила иное решение проблемы падения подъемной силы - концепцию опережающей лопасти, по-английски она обозначается сокращением АВС.
Вертолет с технологией ABC может спокойно продолжить разгон - даже после того как подъемная сила на отступающей стороне исчезнет, на наступающей она будет продолжать расти. Концепция уже доказала свою жизнеспособность на экспериментальном вертолете Sikorsky S-69. С помощью двух реактивных двигателей, создающих горизонтальную тягу, аппарат разогнался до 518 км/ч, опираясь на подъемную силу наступающих лопастей соосного винта.


Когда законцовки лопастей вертолета приближаются к скорости звука, сопротивление вращению резко возрастает. Это может стать следующим скоростным пределом для вертолета. Скорость вращения несущих роторов Sikorsky X2 автоматически снижается, начиная со скорости 390 км/ч. На максимальной скорости, а это 474 км/ч, замедление составит 20%. Тот факт, что скорость горизонтального полета не определяется несущими винтами и подъемная сила используется максимально эффективно, позволяет роторам вращаться очень медленно, а вертолету - лететь очень быстро.


Система управления Sikorsky X2 - электродистанционная (Fly-by-Wire). Ни один из органов управления не имеет механической связи с исполнительными механизмами - пилот лишь отдает команды компьютеру, управляющему сервоприводами. Электронное управление позволило реализовать систему активного подавления вибраций, интеллектуальное управление шагом и скоростью вращения роторов, единую систему контроля технического состояния машины, простой переход на авторотацию в случае отказа двигателя. Все винты приводятся в движение одним турбовальным мотором LHTEC T800 мощностью свыше 1000 кВт. Общий шаг регулируется электроприводами, встроенными во втулки бесшарнирных несущих винтов. Кстати, сами винты сделаны из композитных материалов и отличаются улучшенным соотношением подъемной силы к сопротивлению за счет инновационной формы и профиля. Втулка соосного винта X2 будет заключена в аэродинамический обтекатель, который значительно снижает аэродинамическое сопротивление машины на скоростях свыше 400 км/ч.


Действительно, невысокая по сравнению с другими летательными аппаратами скорость вертолетов до сих пор не препятствовала их самому широкому применению как в народном хозяйстве, так и в военном деле. Но существует и ниша для скоростных вертолетов: в качестве специального скоростного транспорта для спасателей, медиков, VIP-персон, в конце концов. В военном аспекте скоростные вертолеты будут хороши в качестве легких вооруженных разведчиков, истребителей малоскоростных воздушных целей, например, ударных вертолетов или беспилотников, вертолетов спецназа.


Но дело в том, что любые попытки преодолеть врожденные недостатки винта достигаются лишь большими усилиями, а польза от них не всегда очевидна. Так, один из способов заставить вертолет лететь быстрее - улучшение аэродинамики фюзеляжа. Для этого, например, в свое время на самолетах была принята система уборки шасси. Однако на вертолетах она себя практически не оправдала: даже при модернизации Ми-24 в новейшую версию Ми-35 от нее отказались в пользу экономии веса и безопасности экипажа при жесткой посадке. Одноклассники советского "Крокодила" итальянская "Мангуста", американский "Апач", европейский "Тигр" и южноафриканский "Руивалк" изначально имеют неубирающиеся шасси. То есть даже такое простое улучшение себя не оправдало.


Опять же, на вертолете Х2 применена сложная трансмиссия, распределяющая мощность между соосными несущими и толкающим винтами. Как она поведет себя в эксплуатации? Насколько окажется уязвимой в боевых условиях? Сколько это все будет стоить в серии? На эти вопросы пока нет ответа.
Следует заметить, что аналогичные работы ведутся и в нашей стране, и в Европе. Один из лидеров индустрии, компания Eurocopter, приступил к созданию собственного скоростного вертолета Eurocopter Х3. Наконец-то официально включились в гонку вертолеты отечественных школ, правда удивительно, что конкурируют они не только с Х2, но и между собой.


Таким образом, даже появление очередного скоростного вертолета революции в отрасли не сделает, по крайней мере пока. Вертолеты классической схемы отлично справляются со своими функциями, представляя собой довольно консервативные конструкции. Несомненно, при наличии спроса скоростные машины займут свою нишу, но смогут ли они ее расширить - большой вопрос.
14 июля 2011 года был совершён последний полёт вертолёта X2, после чего было объявлено о завершении программы. Всего вертолёт совершил 23 полета и провёл в воздухе 22 часа. Стоимость программы X2 составила 50 млн долларов. В ходе программы был отработан ряд новых технологий, которые будут применяться в военном вертолёте S-97 Raider.

ЛТХ:
Модификация X2
Диаметр несущего винта, м 8.05
Ометаемая площадь 50.9 m2
Удлинение лопастей: 9.5
Длина, м
Высота, м
Ширина, м
Масса, кг
пустого самолета
максимальная взлетная 2,404
Тип двигателя 1 ГТД LHTEC T800-LHT-801
Мощность, лс 1 х 1800
Винты: 6-лопастной толкающий
Максимальная скорость , км/ч 463
Крейсерская скорость , км/ч 460
Практическая дальность, км ?
Практический потолок, м
Нагрузка на крыло : 0.44 lb/sq ft (2.1 kg/m2)
Тяговооруженность: 3.66 hp/lb
Экипаж, чел 2

Tags: 2018, national air and space museum, schweizer, schweizer shm-41a, sikorsky, sikorsky x2, steven f udvar-hazy center, вертолет
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments