Недостатки дирижабля и автожира компенсирует их гибрид

0
0

Уникальные характеристики по дальности (до 10…15 тыс. км) и грузоподъемности (до 100 т) дирижаблей, построенных в первой половине ХХ века («Гинденбург», «Акрон», «Мэкон» и др.), известны. Тем не менее, до сегодняшнего дня классические, «сигарообразные» дирижабли сохранили свои концептуальные недостатки. Среди них: высокая парусность; большие трудности в обеспечении устойчивости и управляемости на взлете и посадке; необходимость в сложной наземной инфраструктуре.

Еще в начале 1950-х разработчики обратились к идее гибридных дирижаблей. Типичным примером группы является вертостат, включающий несущие элементы дирижабля и вертолета. Иногда вертостаты называют аппаратами с аэростатической разгрузкой. Примерно половина подъемной силы создается в них несущим газом, а другая половина – вертолетными несущими винтами, которые одновременно обеспечивают необходимую устойчивость и управляемость аппарата. Однако лишь единичные проекты гибридных дирижаблей дошли до экспериментальных образцов. Причина в том, что применение вертолетных силовых установок на вертостате серьезно осложнило задачу обеспечения длительной работоспособности вращающейся динами­ческой системы. Присутствие разветвленной трансмиссии и сильно разнесенных масс тяжелых вертолетных модулей, установленных на концах протяженных ферменных балок ограниченной жесткости, критически снизило надежность воздушного судна (ВС). Этот факт убедительно доказала неожиданная катастрофа экспериментального вертостата Heli-Stat американской фирмы «Пясецки эйркрафт», который до этого трагического события успешно налетал несколько десятков часов. Что же дальше?

В конце 2012 г. возникла идея использовать на вертостате автожирный принцип создания части потребной подъемной силы. Поэтому такой аппарат стал называться автожирным вертостатом.

Концепция автожирного вертостата обещает стать продуктивной по своим возможностям благодаря удачной взаимной трансформации характерных технических особенностей несущей пары «автожирный винт + баллон дирижабля». В то время как при раздельном применении ее составные части имеют врожденные недостатки. Это тот случай, когда сочетание двух способов создания подъемной силы рождает новый, более высокий уровень технических свойств изделия, что дает основание отнести автожирные вертостаты к одному из перспективных направлений развития воздушной транспортной техники.

Автожирный несущий винт в составе силовой установки дирижабля привносит ряд существенных преимуществ. К ним относятся:

1. Хорошее аэродинамическое качество (К=5,5…7).

2. Полное перекрытие диапазонов рабочих скоростей дирижабля и автожирного винта.

3. Хорошее значение производной прироста коэффициента подъемной силы Су=6.

4. Способность автожирного винта быстро гасить дестабилизирующие моменты от порывов ветра (пониженная чувствительность к болтанке).

5.Отсутствие срывных режимов обтекания диска при всех практических углах атаки к воздушному потоку (α=0°…90°).

6. Наличие эффекта устойчивого парашютирования при безмоторном спуске и кабрировании перед приземлением.

7. Способность автожирного винта развивать достаточную для взлета подъемную силу тяги уже при скорости набегающего потока (или ветра) 7 м/с.

8. Свойство не создавать пылевого облака на земле, т.к. поток подходит к винту горизонтально и снизу вверх.

9. Небольшие рабочие усилия в системе управления при изменении углов наклона диска винта в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

10. Простая, легкая и технологичная втулка двухлопастного несущего винта с общим выносным горизонтальным шарниром, без осевого и вертикального шарниров, без автомата перекоса, без поводков и тяг лопастей.

11. Постоянный угол установки лопастей. Обычно 2,0°…2,5°.

12. Возможность использования недорогих серийных экструдированных лопастей с высокоэффективным автожирным профилем NACA 8-Н-12.

13. Отсутствие на корпусе вертостата реактивного момента.

14. Пониженная удельная масса силовой установки.

15. Высокий уровень безопасности полета. При отказе маршевых двигателей дирижабль сохраняет способность к управляемому планированию и посадке практически без пробега.

16. Низкий уровень вибраций конструкции от вращающегося несущего винта.

17. Дифференциальное управление наклоном диска винта, позволяющее активно противостоять сносу дирижабля с линии пути в крейсерском полете.

18. Отсутствие сложной и тяжелой трансмиссии.

 

В качестве недостатков автожирного вертостата следует отметить:

1. Необходимость предстартовой раскрутки автожирного винта.

2. Необходимость в специальном бортовом устройстве для раскрутки винта (реактивного, механического, электрического, гидравлического или пневматического типа).

3. Необходимость систематического и тщательного контроля за состоянием поверхности лопастей, и особенно за чистотой «носика» его профиля. Загрязнения и налипания посторонних частиц, осаждение инея существенно ухудшают аэродинамические характеристики всего винта.

4. Отсутствие у серийных экструдированных лопастей несущего винта защиты от обледенения.

 

Взлет и посадка автожирного вертостата возможна: на аэродромах всех типов; с ровных площадок; с ровного поля; с открытых участков автострад; с водной поверхности озер и рек; с площадок, подобранных с воздуха. При скорости ветра 7 м/с и более вертостат с раскрученным несущим винтом и нормальной взлетной массой взлетает с места без разбега.

В случае полной утраты гелия из газонаполненных мешков по чрезвычайным обстоятельствам (например, посадка с множественными повреждениями оболочки и газовых мешков, вмеша­тель­ство посторонних лиц), пилот вертостата может штатно выполнить эвакуацию с места посадки по воздуху или перелет до ближайшего аэродрома без пассажиров, используя при этом только подъемную силу тяги автожирного винта.

Весовая отдача одновинтового автожирного вертостата с одним маршевым турбовинтовым двигателем находится на уровне 48-50%.

Новизна данного направления дирижаблестроения обусловила необходимость в решении целого ряда задач: обоснование требований к автожирному вертостату, формирование концепции и выполнение технического обоснования применения основных конструктивных решений, предло­жение вариантов исполнения силовой схемы аппарата и его основных частей, выделение рациональных платформ автожирных вертостатов и оценку пригодности моделей для серийного производства в пределах каждой платформы, расчет летно-технических характеристик на примере одной из выделенных платформ, сравнение автожирного вертостата с дирижаблями классического типа, близкими по величине поднимаемой полезной нагрузки, предварительное определение состава бортовых систем, рассмотрение особенностей летной и наземной эксплу­атации автожирного вертостата, а также формирование конкретных предложений по развитию направления.

На рабочих высотах полета по данным многолетних наблюдений, как правило, присутствует ветер 8…10 м/с, поэтому вертостат способен стабилизировать свое положение относительно земли и по высоте, если это необходимо для работы транспортируемого оборудования. При отсутствии ветра возможно барражирование на минимальной скорости горизонтального полета 40 км/ч по кругу с радиусом виража 30…40 м.

Результаты оценок и выводы послужили основой для отработки базовых технологий изготовления изделий.

Автожирный вертостат должен удовлетворять дополнительным требованиям и иметь:

— парусность в несколько раз меньшую, чем у сравнимого классического дирижабля;

— устойчивость и управляемость, аналогичную характеристикам автожиров;

— повышенную удельную прочность конструкции;

— прогрессивные решения по компоновке аппарата и маршевой силовой установки (СУ);

— минимальные требования к наземной инфраструктуре и оборудованию;

— возможность использования в СУ авиационного керосина в качестве основного топлива;

— предрасположенность к использованию разнообразных видов укрытий;

— возможность эксплуатации с имеющейся сети аэродромов и вертодромов;

— возможность посадки на площадки, подобранные с воздуха;

— способность к штатной посадке на воду с причаливанием к берегу или выездом на него;

— повышенную транспортную безопасность для экипажа и пассажиров;

— достаточную живучесть конструкции при локальных повреждениях;

— возможность перелета на базу без объема несущего газа на борту;

— конкурентную стоимость приобретения;

— сравнительно низкие эксплуатационные расходы;

— приемлемые затраты на утилизацию.

Опыт создания и эксплуатации транспортных дирижаблей показывает, что крейсерские скорости 80…110 км/ч, реализованные в построенных ранее конструкциях, сегодня недостаточны. Требу­ется освоение скоростей в интервале 150…200 км/ч, которые играют ключевую роль в дости­же­нии коммерческого успеха изделия. Скорости ближе к верхней границе желательны для пассажирских аппаратов, ближе к нижней – для грузовых. С такими скоростными данными автожирный вертостат сможет успешно конкурировать не только с железнодорожным или вертолетным транспортом, но и с легкомоторной авиацией.

Становится очевидным, что качественного улучшения характеристик транспортных дирижаблей можно достигнуть, стимулируя развитие именно автожирных вертостатов. Потребный объем несущего газа у них в 4…5 раз меньше. Соответственно, в степени 2/3 снижается и сила лобового сопротивления корпуса. В 2,5…3 раза уменьшается парусность.

Выбранная схема автожирного вертостата кардинально изменяет летно-технические харак­те­ристики ВС. Набегающий поток подходит к винту снизу вверх, поэтому его можно располагать не на длинных выносных фермах, а на отдельном кабане, закрепленном на силовом шпангоуте выше образующей корпуса дирижабля. Мощность на вращение автожирных винтов отбирается непо­сред­ственно от набегающего потока, поэтому отсутствуют массивные главные редукторы и тяжелая силовая трансмиссия для передачи мощности на вал винта. Совокупная экономия массы конструкции исчисляется цифрами от многих сотен до нескольких тысяч килограмм, в зависи­мости от размерности изделия.

Другое очень важное качество автожирного винта – отсутствие срывных режимов обтекания при практически возможных углах атаки плоскости вращения винта 0°…90° и при любых эксплуа­тационных скоростях полета, вплоть до нулевых. Такое понятие, как скорость сваливания, характерное для аппаратов с крылом, здесь вообще отсутствует.

При правильном проектировании лопастей автожирного винта не возникает проблем с вибра­циями. Несложно отстроиться от резонансных режимов и автоколебаний. Диапазон посту­па­тельных рабочих скоростей автожирного винта более широкий, чем у классического дирижабля, поэтому и на малых, и на больших скоростях полета он имеет хорошую маневренность и управляемость. Этому факту способствует также высокое расположение плоскости вращения автожирного винта над центром тяжести и центром сплавной силы.

Важным вопросом концепции является установление типа и количества маршевых силовых установок вертостата. Переход к диапазону крейсерских скоростей 150…200 км/ч и учет закономерности роста потребной мощности для полета пропорционально кубу развиваемой скорости однозначно приводит к выбору турбовинтового двигателя (ТВД) в качестве основного типа для маршевой СУ.

Свойство автожирного вертостата автоматически переходить к устойчивому планированию из любой точки воздушного пространства после прекращения работы маршевой СУ и производить при этом безопасную посадку допускает его комплектование только одним маршевым ТВД. Соответственно, вертостат получает все те преимущества, которые принесли в авиацию турбовинтовые двигатели – малую удельную массу, большой межремонтный и назначенный ресурс, низкий уровень вибраций, высокую удельную мощность, легкий запуск при отрица­тель­ных температурах (до –35° С без подогрева), низкий удельный и километровый расход топлива, улучшенные условия для обслуживающего персонала, снижение эксплуата­ци­онных расходов.

Использование в качестве топлива для ТВД авиационного керосина делает доступной для выполнения регулярных полетов всю сеть аэродромов и вертодромов России, в том числе на Крайнем Севере.

В итоге общая концепция перспективного транспортно-пассажирского автожирного вертостата может быть сформулирована в следующем виде: Аппарат тяжелее воздуха с автожирным винтом, расположенным на кабане выше уровня образующей корпуса. Подъемная сила тяги, развиваемая автожирным винтом, перекрывает вес снаряженной конструкции, вес экипажа и аварийного запаса топлива. Кабинный отсек экипажа закреплен в центре носовой части оболочки. В кормовой расположен корпусный модуль хвостового оперения с маршевым ТВД на конце. В носовой части, в центральной силовой трубе и частично в кормовом модуле распределены: полезная нагрузка (пассажиры, грузы) и вспомогательные отсеки (туалет, кухня, багажное отделение). Крейсерская скорость в диапазоне 150-200 км/ч. Посадка и взлет «по-автожирному» с аэродромов и вертодромов любых типов, в том числе, с водной поверхности озер и рек или площадок, подобранных с воздуха.

Облик одновинтового автожирного вертостата, отвечающий предложенной концепции, показан на рис.1.

Рисунок 1. Концептуальный облик транспортно-пассажирского одновинтового автожирного вертостата
Источник: Авиапанорама

Выделение линейки серийных платформ автожирных вертостатов позволяет унифицировать их модули, крупные детали, отсеки, узлы, несущие винты и применять их для моделей внутри данной платформы. Такой подход существенно снижает издержки изготовителя, экономит производственные ресурсы, уменьшает номенклатуру оборудования и оснастки, увеличивает производительность труда исполнителей, создает условия для доведения технологических процессов и конструкции изделий до высокого уровня совершенства по мере накопления опыта их производства.

Для автожирных вертостатов проработаны и предлагаются к унификации шесть платформ с нумерацией от 0 до 5 (см. табл. 1).

Нулевая платформа, при сохранении идентичности конструкции, из-за малых размеров сущест­венно отличается по комплектации. В ней маршевая СУ может комплектоваться как поршневым, так и газотурбинным двигателем. Кроме того, отсутствует вспомогательная силовая установка (ВСУ). Отсюда изменения в составе систем.

В остальных платформах в качестве маршевой СУ применяется только газотурбинная установка – турбовинтовой двигатель (ТВД), и предусмотрена установка вспомогательной СУ. Состав систем между платформами идентичен.

Самая крупная пятая платформа имеет диаметр оболочки, являющийся предельным по рассто­я­нию между опорными колоннами кран-балки эллинга и по размерам ворот. Максимальным является также диаметр несущего винта (НВ), который реально реализован на вертолетах Ми-6 – 35 м.

В пределах каждой платформы модели могут отличаться количеством винтов, количеством лопастей на НВ, расположением несущих винтов, числом силовых шпангоутов, оборудованием от разных производителей.

Не все винтовые схемы вертостата оптимальны для реализации в пределах одной платформы. Оказывает влияние масштабный фактор и разный уровень технических рисков, обусловленных недостаточной изученностью вопросов аэродинамики многовинтовых летательных аппаратов автожирного типа. По самой простой одновинтовой схеме достаточно быстро могут быть созданы серийные модели автожирных вертостатов 0-, 1-, 2- и 3-й платформ.

Для 4-й платформы наиболее простой будет уже двухвинтовая продольная схема, т.к. одно­винтовая компоновка требует НВ, достигающий 50 м в диаметре, что пока трудно реализовать на практике.

Для 5-й платформы, имеющей в 3,5 раза большее значение взлетной массы по сравнению с 4-й платформой, требуется не менее 4 несущих винтов продольно-поперечной компоновки (оси винтов в плане по вершинам прямоугольника).

Ввиду наименьших размеров и стоимости, одновинтовую модель нулевой платформы с поршне­вым двигателем удобно использовать для разработки экспериментального образца автожир­ного вертостата – демонстратора технологий. Цель – получение практического опыта создания и эксплуатации летательного аппарата с автожирным несущим винтом и аэростатической разгрузкой, а также проведение экспериментальных, конструкторских и летных исследований с целью оценки эффективности его эксплуатации. После завершения программы испытаний эта модель первой может быть сертифицирована и запущена в серийное производство. Размерность нулевой платформы привлекательна для большого круга потенциальных потребителей, в том числе для частных компаний и физических лиц.

В табл. 2 приведены сравнительные данные проекта вертостата 2-й платформы модели ВА21-01ТП и шести типов классических дирижаблей, три из которых выпускались серией.

Видно, что удельная масса и, следовательно, удельная прочность конструкции автожирного вертостата в среднем в 1,7 раза выше. Этот факт способствует большей выносливости нагруженных элементов конструкции в условиях действия эксплуатационных нагрузок.

Весовая отдача автожирного вертостата близка к значениям весовой отдачи автожиров и значительно больше, чем у сравниваемых проектов дирижаблей, что свидетельствует о весовом совершенстве конструкции.

Один из важнейших параметров любого ВС – часовая транспортная производительность, которая у автожирного вертостата в среднем почти в 2,9 раза больше, чем у классических дирижаблей.

Другой ключевой параметр – топливная эффективность, рассчитанная как отношение кило­мет­рового расхода топлива к одной тонне полезной грузоподъемности. У автожирного вертостата она оказалась лучше на 25%, несмотря на в 2,2 раза большую крейсерскую скорость и применение ТВД вместо поршневых двигателей.

На Рис.2 в сравнении показаны контуры автожирного вертостата и классического дирижабля, имеющих одинаковую поднимаемую полезную нагрузку.

Рисунок 2. Сравнение контурных объемов проекта автожирного вертостата модели ВА21-01ТП и классического дирижабля, равного по величине поднимаемой полезной нагрузки
Источник: Авиапанорама

Площади проекций, а значит и парусность, различаются в 2,9 раза. Причем, наличие у автожир­ного вертостата управляемого несущего винта и изменяемого вектора тяги маршевой СУ обеспечивает необходимые значения моментов управления в продольной (кабрирование, пикирование), путевой (рыскание) и поперечной (крен) плоскости, что является ценным качеством, особенно при предпосадочном маневрировании вблизи наземных препятствий.

Этим свойством автожирный вертостат выгодно отличается от классического дирижабля, где безопасность взлета и посадки при наличии ветра, турбулентности воздуха и наземных препятствий резко снижается.

За счет уменьшенного в 4,3 раза потребного объема газа, удаления из потока сечений пасса­жирской гондолы и гондол двигателей, выступавших за габариты оболочки, общая сила аэро­динамического сопротивления автожирного вертостата с учетом добавления сопротивления несущего винта и его кабана снизилась почти в 2 раза.

Расположение маршевой СУ на конце хвостового модуля позволяет частично реализовать эффект отсоса пограничного слоя с поверхности оболочки в крейсерском полете, что вносит свою долю в уменьшение силы общего аэродинамического сопротивления.

С учетом изложенного, освоение диапазона крейсерских скоростей 150…200 км/ч становится возможным на энергетически приемлемом уровне, а применение ТВД, как основного типа маршевого двигателя, является технически оправданным и экономически выгодным.

Автожирный вертостат проигрывает классическому дирижаблю в максимальной продолжитель­ности полета примерно в 2 раза, но данный режим не является для него рабочим, т.к. маршевый ТВД в полете на максимальную продолжительность должен быть сильно задросселирован. Поэтому расход топлива и расход технического ресурса маршевого двигателя на таких режимах нельзя признать рациональным, за исключением случаев крайней необходимости, продиктованных техническими обстоятельствами выполнения полета.

Преимущества автожирного вертостата подтверждают практическую целесообразность вложения финансовых средств в развитие данного направления. Отечественные компании способны реализовать программы создания и организации производства таких ВС на существующей в России технологической базе.

В настоящее время нет никакой информации о том, что за рубежом проводятся какие-либо исследования и практические работы по рассматриваемой теме.

Изложенные проектные предложения призваны сформировать стартовые условия для появления в России конкурентоспособных ВС с аэростатической разгрузкой и осуществить переход от единичного выпуска такой техники к серийному производству вертостатов транспортно-пасса­жирского и специального назначения на основе типовых платформ, объединенных общим конструкторским замыслом.

Владимир ВОРОГУШИН,
ведущий инженер НИО­53 ОАО «ДКБА», кандидат технических наук

Опубликовано в журнале «Авиапанорама» №2-2014


Источник: http://vpk.name/news/109662_nedostatki_dirizhablya_i_avtozhira_kompensiruet_ih_gibrid.html

Показать полный профиль

Живу в Минске. Инженер-конструктор МЗКТ. Интересуюсь историей техники, особенно авиации. Убеждённый коммунист.

19 комментариев
  1. ИМХО бред. Такие статьи надо

    ИМХО бред. Такие статьи надо начинать с экономических преимуществ перед имеющейся техникой с развитой инфраструкторой, самолетами, вертолетами и жд траснпортом.

    Каким образом, ползущий на 2 километрах, преодолевающий ветер и плотный, обходя по горизонтали хоть сколько-нибудь серьезное облако летательный аппарат может конкурировать с самолетом летящим там где сопротивление воздуха минимально, и не обращающим внимания на облака внизу?

    • DM-Vladimir пишет:
      ИМХО бред.

      [quote=DM-Vladimir]

      ИМХО бред. Такие статьи надо начинать с экономических преимуществ перед имеющейся техникой с развитой инфраструкторой, самолетами, вертолетами и жд траснпортом.

      [/quote]

      В статье сказано, что одно из основных преимуществ данного проекта (по замыслу разработчиков во всяком случае) — то, что он не требует своей особой инфраструктуры, а спокойно может использовать имеющуюся. "Возможность эксплуатации с имеющейся сети аэродромов и вертодромов" — одно из основных требований.

      Что касается экономических параметров — вот я попробовал посчитать:

       

      ВА21-01ТП

      EC-145

      L-410UVP-E

       Тип ЛА

      Автожирный вертостат

      Вертолет

      Самолет

       Взлетная масса макс.

      4490

      3585

      6400

       Масса пустого, кг

      2314

      1792

      3985

       Весовая отдача, %

      48,5

      50,0

      37,7

       Полезная нагрузка без топлива, кг

      1376

      1099

      1615

       Топливо, кг

      800

      694

      800*

       Двигатели

      1×ТВД-1500Б

      2×Arriel 1E2

      2×M-601E

       Мощность, кВт

      1×1030

      2×550

      2×559

       Мощность, л.с.

      1×1400

      2×748

      2×760

       Часовой расход топлива, кг

      188

      254

      280

       Крейсерская скорость, км/ч

      200

      246

      365

       Дальность полета с грузом, км

      850

      680

      700

       Макс. дальность без груза, км

      2100

      705

      1520

       Макс. продолж. полёта, ч

      12

      3,6

      5,1

       Часовая производительность, ткм/ч

      435,2 (275,2)**

      441,1 (270,4)

      881,5 (589,5)

       Топливная эффективность, г/ткм

      432 (683)

      576 (939)

      318 (475)

      *Максимальный вес топлива – 1300 кг, но при полной загрузке (1615 кг) запас топлива не может превышать 800 кг из-за ограничения максимальной взлётной массы

      ** В этой и последующей строках первые значения рассчитаны для полной нагрузки ЛА (включая топливо) – именно так рассчитаны соответствующие параметры в табл. 2 в статье. Значения в скобках, выделенные жирным шрифтом, учитывают только полезную нагрузку без топлива (что лично мне представляется более правильным).

      Выходит так, что по сравнению с вертолётом данный аппарат (если его расчётные данные подтвердятся) заметно экономичнее при равной транспортной производительности. Самолёту, конечно, он проигрывает ввиду почти вдвое меньшей скорости (хотя L-410 не самый подходящий аналог — лучше бы сравнить с чем-то типа Do 28D, но нет достаточно полных данных). Но тому же Л-410УВП требуется взлётная дистанция 930 м и посадочная 1020 м (это при том, что он называется УВП!) Этот же аппарат, как я понял, садится вертикально, а при ветре 7 м/с и более — и взлетает без разбега.

      Ж/д… ну понятно, что там, куда проведено ж/д, лучше всего возить грузы по ж/д. Но не везде же оно есть, ж/д это самое… И пропускная способность опять же.

      Каким образом, ползущий на 2 километрах, преодолевающий ветер и плотный, обходя по горизонтали хоть сколько-нибудь серьезное облако летательный аппарат может конкурировать с самолетом летящим там где сопротивление воздуха минимально, и не обращающим внимания на облака внизу?

      Во-первых, с таким самолётом он особо и не должен конкурировать. Основные его соперники — вертолёты, летающие не особо быстрее и не особо выше, но менее экономичные. (Вертолёты, казалось бы, тоже не могут конкурировать с самолётами — однако живут же, поскольку могут делать то, на что самолёты в принципе не способны). Во-вторых, сказанное Вами ещё в гораздо большей степени относится к классическому дирижаблю; но у них при этом, как Вы наверняка знаете, немало сторонников.

    • Почему то припомнились дебаты

      Почему то припомнились дебаты по поводу автомобилей мол люди будут сходит сума и прочие кажущиеся сегодня анекдоты.

      Всему свое применение и цена. Если посчитают умные люди экономический + то начнут строить и применять, но не из за того что ветер и облака. Они там всегда есть — в небе.

      А уж в традициях наших считать + себе в карман это святое. Если под такую "нанотехнологию" отломать деньги у Бюджета то можно очень хорошо поживиться и внукам оставить доводя вертожабли до сносного состояния. Типа пристнопамятного F-35.

      Скажу словами Паниковского "А же где аэродромы? Я Вас Шура спрашиваю! Где?!! На всех  буровых полосы металлические с милю длинной раскатывать? Вы пилите Шурочка гири, пилите" 

      • Tatcelvurm пишет:
        А уж в

        [quote=Tatcelvurm]

        А уж в традициях наших считать + себе в карман это святое. Если под такую "нанотехнологию" отломать деньги у Бюджета то можно очень хорошо поживиться и внукам оставить доводя вертожабли до сносного состояния. Типа пристнопамятного F-35.

        [/quote]

        Вот же люди… им предлагают оценить интересную техническую идею, а они всё переводят в плоскость "попилить бюджет…"

        Вообще-то здесь предлагается для отработки технологии использоать маленькую "нулевую платформу", трёхместную, взлётным весом 900 кг (даже легче таких самолёта и вертолёта, как Цессна-172 и Робинсон R-44). Вы на ней много бюджета попилите?

        Скажу словами Паниковского "А же где аэродромы? Я Вас Шура спрашиваю! Где?!! На всех  буровых полосы металлические с милю длинной раскатывать? Вы пилите Шурочка гири, пилите" 

        Это Вы вообще о чём? Какие полосы с милю длиной? Данному аппарату они как бы незачем, чай не самолёт.

        • Вы не поняли Коллега. Это был

          Вы не поняли Коллега. Это был сарказм. wink

  2. И как вертолетный винт будет

    И как вертолетный винт будет гнать поток воздуха вниз через такую тушку? Странный проект, ни то , ни се… 

    • Пупс пишет:
      И как вертолетный

      [quote=Пупс]

      И как вертолетный винт будет гнать поток воздуха вниз через такую тушку? 

      [/quote]

      А что, разве воздух не будет тушку обтекать? Она ведь круглая в сечении. К тому же и "свободная", назовём её так, часть ометаемой площади не так уж мала. Для рассматриваемого ВА21-01ТП при диаметре винта 17,2 м и диаметре оболочки 9,6 м эта самая "свободная" площадь примерно равна ометаемой площади винта диаметром 10 м. Винт должен создать подъёмную силу 3000 кг. У вертолётов такого веса винты имеют диаметр как раз около 10 м (например, EC-135 — 2910 кг и 10,2 м).

      Помимо прочего, здесь винт не вертолётный, а автожирный, и вниз он гонит поток в заметно меньшей степени:

      • Э не коллега. Поток воздуха

        Э не коллега. Поток воздуха от винта будет бить в корпус а корпус сего аппарата в разы больше вертолетного! Общее КПД гораздо ниже, хотя хотелось бы взглянуть на продувки модели… Пока вижу , кто то жестоко изнасиловал два аппарата…wink

        • Ещё раз повторюсь: это — не

          Ещё раз повторюсь: это — не вертолёт, он не висит и вертикально не взлетает (во всяком случае в штиль). Поэтому его винт никогда не направляет поток воздуха откровенно вниз. Он (поток) всегда будет направлен назад-вниз, и при этом более назад, нежели вниз. Я так подозреваю, что он будет практически параллелен верхней образующей корпуса (оболочки).

          Во-вторых: даже если поток идёт вниз и бьёт в корпус. Представьте аппарат сверху. Вот диск ометаемой площади винта: его можно разделить условно на три части — среднюю, под которой находится корпус аппарата, и два сектора по бокам, под которыми ничего нет. Я всё-таки не понимаю, в чём может быть проблема, коль площадь этих двух боковых секторов соответствует всей площади диска вертолётного винта, создающего требуемую по величине подъёмную силу!

          Здесь от винта диаметром 17,2 м требуется создать подъёмную силу всего в 3 тонны. Между тем винт практически идентичного диаметра (17,3 м) поднимает в воздух 11-тонный Ми-24.

          На продувки модели, конечно, интересно было бы взглянуть в любом случае.

        • Я всё-таки не понимаю, в чём

          Я всё-таки не понимаю, в чём может быть проблема, коль площадь этих двух боковых секторов соответствует всейплощади диска вертолётного винта, создающего требуемую по величине подъёмную силу!

          Тут то правильно, но корпус отражая воздушный поток мешает, а Вы это чет не учитываете… И сравнить отношение площадей вертолета к винту и сиго чуда к винту — выявит жуткую неэффективность винта- или вредное действие большого корпуса.

          Здесь от винта диаметром 17,2 м требуется создать подъёмную силу всего в 3 тонны. Между тем винт практически идентичного диаметра (17,3 м) поднимает в воздух 11-тонный Ми-24.

          А во тут уже жульничеством попахивает. Винт МИ-24 вертолетный винт, в режиме автожира будет гораздо хуже, вроде на авторотации Ми-24 толком не садится? А Вы его в пример ставите…

        • Пупс пишет:
          А во тут уже

          [quote=Пупс]

          А во тут уже жульничеством попахивает. Винт МИ-24 вертолетный винт, в режиме автожира будет гораздо хуже, вроде на авторотации Ми-24 толком не садится? А Вы его в пример ставите…

          [/quote]

          Так ведь я в каком контексте его в пример ставлю? "В благоприятных условиях такой винт способен создать 11 тонн вертикальной тяги. Нам 11 не надо, нам надо 3. Пусть здесь условия гораздо менее благоприятны — уж три тонны он вытянет как-нибудь?"

          Насчёт неэффективности — ИМХО странно использовать такой термин применительно к автожирному винту, который вращается "сам по себе" под действием набегающего потока. Был бы это вертолёт, и на вращение винта расходовалась бы мощность — тогда можно было бы говорить о малом КПД и о том, что эта мощность используется неэффективно.

        • Коллега, без продувок мы

          Коллега, без продувок мы недоговоримся, слишком мало информации и нет детального чертежа, только убогий эскиз(как у меня!).wink А вот че получилось если нанести возмущенный поток от корпуса…

          Кроме того верхняя часть дирижабля легкая, а тут надо мощную и тяжелую хрень прилепить, да еще чтоб вибрации не было…frown

      • Почему бы не использовать два

        Почему бы не использовать два винта по поперечной схеме? Проблема с обтекаемостью уменьшится.

        Оболочку нужно тоже сделать с аэродинамическим качеством, чтобы на предельных скоростях безболезненно уменьшать угол атаки винта.

  3. !!! Интересная идея.
    А что Вы

    yes!!! Интересная идея.

    А что Вы думаете насчёт тороидального баллона аэродинмачной формы в сечении с соостными вертолётными роторами посередине? Баллон обеспечивает околонулевой вес всей конструкции, а роторы манёвр по высоте. Тяга для горизонтальный полёта — на выбор. Кстати, на тороидальный баллон можно ещё и какиенить крылушки пришпандорить.

    • Ansar02 пишет:
      А что Вы

      [quote=Ansar02]

      А что Вы думаете насчёт тороидального баллона аэродинмачной формы в сечении с соостными вертолётными роторами посередине? Баллон обеспечивает околонулевой вес всей конструкции, а роторы манёвр по высоте. Тяга для горизонтальный полёта — на выбор. Кстати, на тороидальный баллон можно ещё и какиенить крылушки пришпандорить.

      [/quote]

      Это будет примерно то, что предлагает Александр Филимонов (проект БАРС / ФИАЛКА). Тоже достаточно интересный концепт, на мой взгляд:

      https://ru.wikipedia.org/wiki/Гибридный_дирижабль_Филимонова

      http://www.tumenecotrans.ru/vialka.html 

      http://www.vz.ru/economy/2012/12/4/609999.html

      Правда, похоже, он там "химичит" с заявленными характеристиками. Если, например, "Фиалка-15" имеет пустой вес 22 т и взлётный 81 т, то весовая отдача составляет 73 %, а не 83, как в таблице. Это тоже очень даже неплохо (если подтвердится), но завышать-то зачем? Тяжёлая "Фиалка-35": пустой вес 123 т, взлётный 493 т — весовая отдача получается 75 %, а в таблице заявлено аж 93! Или он взлётную массу указывает "за вычетом" той её части, что копменсируется аэростатической разгрузкой? Так всё равно таких цифр не получится. Чтобы аппарат с массой пустого 123 т имел весовую отдачу 93 %, его взлётный вес должен достигать 1757 т!!!

      (А, я понял наконец, как он это получил! Похоже, он при подсчёте весовой отдачи вычел из массы пустого ту её часть, которая компенсируется аэростатической разгрузкой! Для Фиалки-35 — это 72 % или 88,6 т; оставшиеся 34,4 т действительно составляют 7 % от 493 т взлётной массы. Оригинальный подход… вроде и логика есть, а в то же время… Всё зависит от того, 493 тонны — это масса или вес? Здесь между этими понятиями большая разница. Либо дело происходит так: вот стоит пустой аппарат, весит 123 тонны, в него закачивают гелий (после чего он "как бы" весит только 34,4 тонны), а уж затем загружают груз и заливают топливо до веса 493 тонны (в действительности же масса на 88,6 т больше)? Либо же 493 тонны — это именно масса всего вместе: аппарата, груза, топлива и гелия… Ну, будем считать, всё же имеется в виду первое).

      Также есть подозрение, что он чересчур оптимистичен по поводу лёгкости конструкции своих аппаратов. Как-то слабо верится, что Фиалка-10, приближающаяся размерами к Ил-76, может иметь массу пустого всего 10 тонн (когда даже Ан-140 — 13,1 т), а Фиалка-35, вдвое больше Мрии — 123 тонны (Мрия — 250). Конечно, эти аппараты рассчитаны на гораздо меньшую скорость — но всё-таки… Да и скорости от "самолётоподобных" в общем-то аппаратов как-то ждёшь более высокой.

      Тем не менее, концепт всё же интересный. Опробовать ИМХО стоило бы.

      • Спасибо за ссылки, почтенный

        Спасибо за ссылки, почтенный коллега. Об этом проекте я когда-то что-то слышал.

        В целом — да! Только я имел ввиду больший упор на баллон с несущим газом и меньший на плоскости.

  4. В своё время плотно

    В своё время плотно интерсовался темой воздухоплавания (коей много уделял внимание журнал "Техника-молодёжи", выписываемый мной лет сорок). И, насколько помню, несколько раз попадались статьи о нежизнеспособности "микстов". Только не выпытывайте у меня технические подробности, не помню. Вкраце — комбинированные аппараты "складывают" недостатки вертолёта и дирижабля, а не компенсируют их.

    Ну а экономическая  и "нишевая" сторона вопроса для аппаратов легче воздуха тоже давно хорошо известна:
    а) применение там, где требуется большая продолжительность полёта и автономность — патрулирование, радары, ретрансляторы;

    б) перевозка крупногабаритных неразъёмных грузов, особенно в районах с неразвитой транспортной инфраструктурой.

    • И. К. пишет:
      В своё время

      [quote=И. К.]

      В своё время плотно интерсовался темой воздухоплавания (коей много уделял внимание журнал "Техника-молодёжи", выписываемый мной лет сорок). И, насколько помню, несколько раз попадались статьи о нежизнеспособности "микстов". Только не выпытывайте у меня технические подробности, не помню. 

      [/quote]

      Кхм… О дирижаблях, в том числе и гибридных, в ТМ писали не раз (последний такой материал здесь). А вот о нежизнеспособности их… не помню.

      Вкраце — комбинированные аппараты "складывают" недостатки вертолёта и дирижабля, а не компенсируют их.

      Ну, автор данного концепта в этом согласен с Вами. Именно в части дирижабля и вертолёта. Он же предлагает скрестить дирижабль с автожиром, а это несколько иное.

Оставить ответ

×
Зарегистрировать новую учетную запись
Сбросить пароль
Compare items
  • Включить общее количество Поделиться (0)
Сравнить