垂直離陸航空機の進化

新しいシコルスキーS-97飛行テストに関するビデオ（下記参照）の最近のリリース。これは、SB-1 "Defiant"の変種のアニメーションの公式リリースから少し離れています。 ジョイントマルチロール アメリカ軍（JMR）の 将来の垂直リフト （FVL）は、攻撃や攻撃からの軍事利用だけでなく、ヘリコプターの可能な進化について話す良い機会です。

ヘリコプターは、その完全な移動の自由のおかげで、あらゆる戦略的な目的のための例外的な乗り物ですが、誰もがその主な制限は本質的に低速で自律性の低下であることを知っています。

自律性が制限されている理由は簡単に理解できます。抵抗の点で効率がよくない空力形状であり、重量を維持するためだけに駆動力の大部分を使用する必要があることは誰にでも明らかです。

しかし、ヘリコプターの空気力学は非常に複雑なトピックであり、少なくとも60年間（つまり、Fairayの "Rotodyne"の誕生以来）デザイナーが最も想像力に富んだソリューションの実験に乗り出した場合、それはヘリコプターが提供する貪欲な運用機会のためですあきらめるのは難しいことです。

市民の観点からすると、この目的の追求は投資の価値に見合わないことが証明されている場合、軍事の観点からは、今日では不可能な方法で特定のタイプの戦術作戦を実行できる可能性が商業的利便性の論理を超えています。そして、解決すべき古くからある問題の解決策の探求を推進します。ヘリコプターにスピードと自律性を与えることです。

自律性の問題は、速度を上げることで間接的に既に部分的に解決されています。これが、XNUMXつのシードで航空機の重量を支えられる値に達した場合、負担の大きい動力推進システムが軽減されるためです。航空機の重量を克服し、消費を大幅に削減しなければならないという課題。

したがって、追求される真の設計目標は、ヘリコプターの速度を制限する現在の「風土病」の原因を克服することです。

まず、ローターブレードが非対称の垂直力（「リフト」と呼ばれ、重量に対抗する）を発生させる現象があることを知る必要があります。 これは基本的にヘリコプターの飛行を妨げるので、解決策を見つけるためにXNUMXつの主要な代替案が開発されました。

問題は、ブレードが回転運動中に確かに円周を表すという事実に由来しますが、これは、XNUMXつの隣接する半円であるかのように分析する必要があります。 前半の円周では、ブレードは「前方に移動」します（回転することにより、ヘリコプターが移動しているのと同じ方向に進みます）。後半の半円では、「後方に移動」します（回転により、ヘリコプターの動きとは反対方向に移動します）。 ヘリコプターの並進運動で回転するブレードに発生する力の構成により、ブレードの支持力が「前進」し、支持力が「後退」します。

問題を解決する最初の可能性は、生産のヘリコプターの大多数で一般的に使用され、ドライブアクスルごとにローターをXNUMXつだけ装備しています¹ ハブのピッチ角を連続的に変更することで後退するブレードから失われた揚力を「回復」し（増加）、もう一方の半円周で回転させて同じブレードを前進させると、反対の修正を行うことができます。 これはすべて、ローターのコンポーネントの安定性、振動、機械的疲労という重大な問題につながり、最悪の場合、これらすべての粒子は速度の増加に伴って正確に増加します！

1929番目の代替案（実際には年代順では、XNUMX年にCorradino D'Ascanioによって既に実験されたため、最初の選択肢になります）も、問題に対する明らかに最も簡単な解決策です。XNUMXつの逆回転同軸ローターをマウントします。 何十年もカモフスで使用してきたロシア人に高く評価されている解決策。

シコルスキーの家で² ダブル逆回転ローターの道路は、「ABC」と呼ばれる新しいタイプのローターが開発されたプロトタイプXH-1973A（写真）で59年に到着しました（高度なブレードのコンセプト).

「ABC」システムは、ゼロに等しい揚力を提供するためにXNUMXつの後方ブレードの調整を追加し、空力抵抗を減らして速度と自律性をさらに向上させました。

S-97につながったこれらの最初のシコルスキー実験が行われた歴史的な期間、競合他社のベルは、速度/自律性の組み合わせの問題を解決するために、現在のAW-15の父であるXV-609を開発する転換飛行機の開発に集中しました'ヘリコプター。

どちらの場合も、プロジェクトは再開される前に長年中止されましたが、会社ごとに重要な違いがありました。

シコルスキー（「ロッキードマーチン銀河」の今日のスター）は、2000年代初頭にX2プロトタイプで再び採用されました。新しいテクノロジーと新素材により、高速に適したテーパー形状の高耐性ブレードの構築が可能になり、剛性ローター。 しかし、プロジェクトのアイデアは、完成されていても、基本的に変更されていません。 73年の初期のプロトタイプと比較して、XNUMXつの小型ラテラルジェットによって最初に実行された機能は、可変ピッチを備えたテールのスラストプロペラによって実行されるようになりました。³。 これは、縦方向の速度コンポーネントが必要ない場合（たとえば、「ホバリング」で地面から立ったまま立ち上がる必要がある場合）に、摩擦によって外れる可能性があります。 この選択は、ジェットを使用するという当初のアイデアよりも絶対的に合理的です。達成可能な最大速度と、想定できるミッションプロファイルは、ターボプロップスラストの使用をより効率的にするためなどです。 S-2がどうあるべきかの直接の先駆けであるX97では、約270 Ktsの速度が記録されました。これは、寸法が非常に小さくても、従来のヘリコプターで達成可能な速度の約XNUMX倍です。プロトタイプの。

逆に、ベルはXV-15（写真）の開発を完全に断念し、NASAが発行した優れた本に記載されている、断念の道を選択させた設計上の問題がプロジェクトの主要な要素の実質的なアイデンティティを考慮して、AW-609で輸送されました。

実際、悲しいことに、シコルスキーとベルの両方が行った実験をXNUMXつ共有しています。電子機器とソフトウェアを委託して、設計の選択によって引き起こされる特定の「ハードウェア」問題を修正するために少なくともXNUMXつのプロトタイプを失ったため、大胆すぎるか、完全ではない可能性があります。賢明です...結局のところ、利点を生み出すことができるすべてのソリューションは、予想外に、可能な限り最悪の方法で明らかになる可能性のある相当な隠れた対応物をどこかに隠してしまうリスクがあります。

リスクについて話をしたい場合、リスクは「XNUMXつの喧嘩の間、XNUMX番目の喧嘩は私たちを楽しませる」ということです。

S-97が参加する競技会ではないかもしれませんが、おそらく高速回転翼機の実際の未来です。

実際、シコルスキーがX2を開発し、アグスタウェストランド（今日のレオナルド）がAW-609を完成させようとした同じ時期に、他の立派なビルダーが、それほど複雑ではないアイデアとおそらく優れた効果を提案しました。

Boeing-VERTOL（栄光の名を吹き飛ばす） ピアセッキ）は、X-49“ Speedhawk”（写真）を示しています。これは、基本的に、方向転換可能なシードとリア挿管プロペラを備えたSikorsky SH-60セルを提案しています。

ベルは、V-280「バラー」コンバーチブルで、XV-60とV-15オスプレイの両方の経験によって強調された特定の欠陥を取り除いた空力的かつ推進力のある生計アーキテクチャを備えたシコルスキーSH-22セルを提案しています。

エアバスヘリコプター-fu ユーロコプター -Sikorsky X3と同時にX2を開発しました（そしてその技術的実証者のために選択された名前は、明確な課題であることについて間違いありません）

S-97用に選択された式の利点は確かに複数です。

そのアーキテクチャの対応物を構成する可能性のある欠点が何であるかはわかっていませんが、かなりの期間、さまざまなビルダーによって開発された多くのプロジェクトが、特定のリソースを使用して、 S-97は多くの病気を治療します。おそらくS-XNUMXが現実になる最初のプロジェクト（そしてそれが唯一のものではないかどうかを知っている人）でしょう。

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注：