旋风循环发展计划。 旧思想的新实现
飞机“Cyclocar”的拟议外观
在垂直起降飞机领域,无可争议的领导者属于直升机。 但是,仍在继续寻找可能具有实际前景的替代方案。 特别是,现在俄罗斯专家正在研究所谓的概念。 旋翼机或旋翼机。 作为 Cyclone 计划的一部分,已经创建并测试了台架模型和原型飞机,预计在不久的将来会出现全尺寸飞机。
“免费起飞”
2017 年,俄罗斯高等研究基金会 (FPI) 发起了自由起飞竞赛。 他的任务是为可以与直升机竞争的垂直/超短距起飞飞机寻找替代方案。 竞赛申请之一是由“Flash-M”(克拉斯诺亚尔斯克)公司提交的,该公司联合了创意团体“Arey”和俄罗斯科学院西伯利亚分院热物理研究所(IT SB RAS)的代表)。
“Flash-M”想出了一个创建所谓的建议。 小册子。 IT SB RAS 的科学家们长期以来一直致力于这一概念并进行理论和实验研究。 收集了大量数据,并展示了一个有前途的循环推进/摆线螺旋桨的台架样本。 Flash-M 提案引起了 FPI 的兴趣,正是这个组织成为了 Free Takeoff 的赢家。
2018 年,FPI 启动了 Cyclone 项目,在此期间计划继续围绕 Cyclolette 主题开展工作,并构建和测试第一个原型。 此外,在该项目的框架内,正在研究进一步生产、实施和运行适合实际使用的全尺寸设备的问题。
循环动子的台架测试
2020 年 XNUMX 月,Flash-M 进行了第一次飞行测试 无人机-小循环。 重 50 公斤的设备装有四个原始的循环推进器。 它的垂直起降、水平飞行和机动能力得到确认。 此外,它们还展示了一些直升机不具备的能力。 此后不久,另一款名为 Cyclone-2020 的实验性无人机在 Army-2020 论坛上亮相。
未来的计划
今年2月,宣布启动新阶段工作。 现在 Cyclone 项目的目标是制造一种全尺寸、可选的载人飞机,重达 600 吨,有效载荷为 XNUMX 公斤。 这样的“Cyclocar”计划明年试行。 从中期来看,可能会开始在各个领域大规模生产和引入此类设备。
Cyclone 开发人员计划根据一般原理和技术创建一整套设备。 重达 20 公斤的货物将由 60 公斤的 Cyclodron 无人机接管。 更大的负载,包括。 乘客,将不得不携带一辆 2 吨的 Cyclocar。 在遥远的未来,可能会出现重型 Cyclotruck,它的起飞重量为 10 吨,最多可运载 4 吨货物。
假设新型小旋翼将在货运和客运领域得到应用。 此外,军方、救援人员等可能对它们感兴趣。 在一些有特殊要求的地区,这种技术可以替代直升机。 它的优点被认为是更小的尺寸和重量,以及更高的机动性和稳定性。
一架经验丰富的无人机从倾斜的平台起飞
为了满足设备订单,计划新建一个飞机制造厂。 开发组织已经有了商业计划,据悉已有投资者准备确保其实施。
技术特点
在 Cyclone 计划的框架内,正在研究和测试自行车飞机的通用方案,然后将用于所有计划的项目。 这种方案本身具有可扩展性,因此紧凑的“Cyclodron”和沉重的“Cyclotrac”将彼此相似。
拟议的计划规定建造一架带有四个循环螺旋桨的飞机,它们成对地位于流线型机身的两侧。 该设计建议尽可能广泛地使用塑料和复合材料,这将增加重量的完美性。
Cyclelets将获得混合动力或全电力装置。 在这两种情况下,动子的旋转都是由电动机提供的。 正在开发具有最大自动化程度的电传操纵系统。 她将不得不完全独立地工作或听从飞行员的命令,卸载他。
该项目的主要创新是所谓的。 周期性推动者。 该装置是一组五个长度有限的叶片,安装在侧盘之间。 叶片具有绕纵轴自由旋转的能力; 一个特殊的机制——类似于直升机上的斜盘——设置它们的共同和循环步骤。
当螺旋桨旋转时,叶片沿圆形路径移动。 在其上部和下部,控制机构将它们暴露于迎角,从而确保产生升力。 类似的原理用于产生水平推力。 同时使用四个这样的螺旋桨为垂直和水平飞行、各种机动等创造了充足的机会。
循环动子的设计可以是不同的尺寸。 因此,直径和宽度为 1,5 m 的产品已经在展台上进行了测试,这种尺寸的推进装置是为 2 吨重的 Cyclocar 设计的,这意味着一个这样的装置可以产生 500 kg 的推力。 根据计算,这样的设备将能够达到高达 250 公里/小时的速度并飞行 500 公里。 产品的长度和宽度将在 6 m 的水平。
利益与前景
与直升机相比,旋翼机/旋翼机的主要优点是关键单元的尺寸更小。 在相同的推力指标下,摆线螺旋桨比螺旋桨小得多。 小旋翼的螺旋桨一直在一个位置工作; 由于不需要倾斜,因此可以在不降低垂直方向的情况下产生水平推力。
具有多个摆线螺旋桨的飞机能够在不同方向产生推力,因此可以执行各种机动,包括直升机无法进入。 通过改进用于设置叶片角度的系统,可以扩大飞行中的允许桨距角。 特别是,由于这一点,与直升机不同,小旋风能够从斜面起飞并降落在斜面上。
开发商注意到飞机的安全性。 摆线螺旋桨易于配备防护装置。 例如,在展览“cyclodron”中,使用了由一对磁盘组成的设备,磁盘之间有跳线。 一个螺旋桨被放置在这个装置内。 已发布图像中的 Cyclocar 受网格保护。 此外,该设备不会有噪音:在这方面,它应该与普通汽车没有区别。
但是,原有的方案存在一定的弊端,很难摆脱。 首先,这是在此类设备的开发、建设和运营方面缺乏丰富的经验。 新解决方案的研究和开发需要大量时间,只有在此之后,小车才能指望货物运输的任何地方。 相比之下,直升机已经得到了很好的研究和掌握,这在一定程度上简化了开发和操作。
小旋翼在技术上比直升机更复杂这一事实加剧了经验问题。 因此,在“Flash-M”和IT SB RAS的方案中,一次使用了四个原始螺旋桨。 它们中的每一个都不是以简单性来区分的,它们的组合使用导致需要解决电源和驱动、空气动力学、控制等领域的新工程问题。
无人机在Army-2020论坛上展出
Cyclone计划的中型气旋被认为是未来能够承担“空中出租车”角色的大众模型。 随之而来的是一个新的挑战:开发商和监管机构必须确定此类飞机的操作规则,解决安全问题等。 据说项目参与者现在正在解决这些问题。
未来科技?
应该记得,来自 FPI、Flash-M 和 IT SB RAS 的 Cyclone 项目并不是同类项目中的第一个。 上个世纪初就提出了单车/单翅目的想法。 1909 年,俄国工程师 E.P. 斯维尔奇科夫制造了一架“轮式直升飞机”——一种带有两个“桨轮”的飞机。 由于不是最完美的设计和发动机功率不足,该产品没有起飞。
今后,我国和国外又不断研制和建造新型小车。 然而,即使是最成功的项目也没有超越模型的飞行测试——概念的复杂性和设计的不完善性受到影响。 此外,不寻常的飞机无法与已经熟悉的直升机竞争。
近几十年来,小旋风再次被人们记住。 现代科学方法、技术和材料使在新的水平上研究和实施这一概念成为可能。 在我国,这项工作正在Cyclone项目的框架内进行,该项目已经通过了模型阶段,即将进行全尺寸有人/无人驾驶车辆的测试。 科学家和工程师能否应对未来的所有挑战将在不久的将来变得明朗。 Cyclocar 的首飞将于明年进行。
- 里亚博夫基里尔
- FPI / fpi.gov.ru
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