Трансцендентал 1-G
Экспериментальный СВВП с поворотными винтами
Первым построенным и успешно летавшим СВВП с поворотными винтами был экспериментальный одноместный вертолет-самолет I-G, разработанный небольшой фирмой «Трансцендентал Эркрафт», которая была основана в 1945 г. конструктором Робертом Лихтеном и начала заниматься исследованиями вертолетов-самолетов с поворотными винтами одновременно с фирмой «Белл». Фирмой «Трансцендентал» под руководством Р. Лихтена был разработан ряд проектов, из которых только один, получивший обозначение I-G, был доведен в 1950 г. до постройки экспериментального образца. Летным испытаниям предшествовали 40часовые наземные испытания на специальном стенде, где изучалась работа поворотных винтов, а также процесс перехода от одного режима к другому. Во время рулежных испытаний выявились проблемы механической неустойчивости системы «винт-крыло», которые привели к аварии в 1951 г.
Вертолет-самолет I-G был отремонтирован, прошел наземные испытания и совершил первый полет 25 апреля 1954 г. сперва только на вертолетных режимах полета. Во время одного из полетов 17 декабря 1954 г. был выполнен неполный переход к самолетному режиму полота с наклоном винтов на 35°. В 1954 -1955 гг. вертолет-самолет совершил более 120 полетов, которые производились на высотах до 1200 м со скоростью до 180 км/ч при углах наклона винтов до 70°, когда крыло создавало 90% подъемной силы, однако 20 июня 1955 г. потерпел аварию. В полете над водой заклинило управление общим шагом, вертолет-самолет начал снижаться, зацепился колесами за воду и перевернулся.
Был построен второй вертолет-самолет «Модель 2» с более мощным двигателем и увеличенным диаметром винтов, совершивший первый полет в 1957 г.
Экспериментальный СВВП с поворотными винтами Трансцендентал I-G
Разработка СВВП I-G финансировалась сперва из частных фондов, а затем ВВС США. Предполагалось, что опыт проектирования и испытания этих экспериментальных СВВП будет использован при проектировании двухдвигательного спасательного и санитарного вертолета-
самолета Трансцендентал «Модель 3», который должен был перевозить четырех раненых на носилках со скоростью обычного санитарного самолета на расстояние до 500 км. Однако к этому времени уже начались испытания СВВП Белл XV-3 для армии США, которому было отдано предпочтение, и работы по СВВП фирмы «Трансцендентал» прекратились.
Конструкция
По компоновке вертолет-самолет I-G представляет моноплан с высокорасположенным крылом, на концах которого установлены два поворотных винта. На вертолетных режимах полета вертолет-самолет управляется, подобно вертолету двухвинтовой поперечной схемы.
Фюзеляж вертолета ферменной конструкции, с металлической обшивкой. В носовой части размещается хорошо остекленная кабина летчика.
Крыло прямоугольной формы в плане, размах крыла 6,4 м, хорда 0,9 м, профиль - NASA 23015. Крыло создает необходимую подъемную силу в горизонтальном полете. Для поперечного управления на самолетном режиме полета на крыле имеются элероны.
Экспериментальный СВВП «Модель 2»
Оперение обычное, стабилизатор и киль имеют ферменную конструкцию с металлической обшивкой, обшивка па рулях полотняная.
Шасси трехопорное, с носовой опорой, неубирающееся. Все колеса самоориентирующиеся. Силовая установка состоит из одного поршневого двигателя воздушного охлаждения Лайкоминг СО-290 мощностью 160 л.с, установленного в центральной части фюзеляжа. Непосредственно на двигателе установлен двухскоростной редуктор с муфтами сцепления и
свободного хода.
Винты трехлопастные, с цельнометаллическими лопастями, имеющими прессованный лонжерон, проходящий вдоль носка лопасти и соединенный с нервюрами и обшивкой; вдоль задней кромки проходит стрингер. Лопасти прямоугольной формы в плане, профиль лопасти NACA 23018, хорда -0,11 м, крутка лопасти - 21,25°. Каждая лопасть присоединяется к втулке с помощью совмещенного вертикального и горизонтального шарнира, колебания лопасти ограничиваются демпферами.
На вертолетном режиме при максимальной мощности винты вращаются со скоростью 708 об/мин, окружная скорость концов лопастей - 192 м/с. Для крейсерского режима самолетного полета винты делают 613 об/мин (окружная скорость концов лопастей 176 м/с).
При вертолетном режиме полета валы винтов наклонены вперед на 6°, а при переходе к
горизонтальному полету они вместе с редукторами поворачиваются на 84° с помощью электродвигателя и червячной передачи. Процесс перехода выполняется за три-четыре минуты. Управление переходом осуществляется с помощью кнопки включения электродвигателей поворота винтов, размещенной на штурвале управления.
Характеристики СВВП Трансцендентал I-G
Размеры:
размах крыла 6,4 м длина самолета 6,0 м диаметр винтов 5,2 м
коэффициент заполнения 0,04 ометаемая площадь - 2x21,2 м2 площадь крыла 5,85 м2 Двигатели ПД «Лайкоминг СО290 взлетная мощность 160 л.с. Массы и нагрузки:
взлетная 794 кг пустого 658 кг
нагрузка на ометаемую площадь 17,7 кгс/м2 нагрузка на крыло 126 кгс/м2 запас топлива 60 л
Летные данные: вертолетный самолетный режим режим максимальная
скорость 210 км/ч 270 км/ч максимальная скороподъемность 8,6 м/с 7,1 м/с дальность 260 км 370 км
Управление винтами осуществляется с помощью автоматов перекоса типа «паук» и системы управления общим шагом. Наличие двух видов управления - самолетного и вертолетного - создавало некоторые трудности. Для продольного и поперечного управления па вертолетных режимах используется ручка циклического шага и рычаг «шаг-газ» с левой стороны сиденья, для путевого управления - ножные педали. Для продольного и поперечного управления па самолетных режимах полета использовался штурвал. Вертолетное управление связано с самолетным, что позволяло сохранять управляемость и при переходе от одного режима к другому.
Хиллер Х-18
Экспериментальный СВВП с поворотными крылом и винтами
Вторым экспериментальным СВВП с поворотным крылом и винтами в США (после СВВП Вертол VZ-2) стал экспериментальный транспортный СВВП Хиллер Х-18, разработанный по контракту с ВВС США для исследования возможностей использования тяжелых транспортных СВВП такой схемы. По требованиям ВВС, выданным известной вертолетостроительной фирме «Хиллер Эркрафт» в начале 1956 г., предусматривалась разработка и постройка экспериментального СВВП с взлетной массой 15 т. До этого фирмой «Хиллер Эркрафт» начиная с 1953 г. был разработан ряд различных проектов СВВП с поворотным крылом и винтами.
По заказу научно-исследовательского отдела флота и при поддержке армии и ВВС США фирмой «Хиллер» был разработан проект транспортного СВВП взлетной массой 26 т с поворотным крылом и винтами. Проект получил фирменное обозначение Хиллер 1048 и представлял собой моноплан с высокорасположенным крылом, на котором в гондолах размещались четыре сдвоенных ТВД, приводящих соосные винты большого диаметра.
Модели транспортного СВВП Хиллер 1048 с четырьмя ТВД (а) и легкого многоцелевого СВВП Хиллер 1045 с двумя ТВД (б)
Фирмой «Хиллер» был спроектирован также легкий двухвинтовой вертикально взлетающий самолет, получивший обозначение Хиллер 1045. Вертикальный взлет и посадка у этого самолета обеспечивались также поворотом крыла с винтами на 90°. Вращение винтов предполагалось связать между собой механической трансмиссией, с помощью которой должен был
обеспечиваться привод небольших рулевых винтов, установленных на хвосте самолета.
Для упрощения и ускорения разработки экспериментального СВВП Х-18 был использован фюзеляж десантно-транспортного самолета Чейз YC-122, а в качестве силовой установки были применены два ТВД Аллисон Т-40-А-14 мощностью по 5850 л.с, использовавшиеся па экспериментальных СВВП Конвэр XFY-1 и Локхид XFV-1, и такие же, как на этих самолетах, соосные винты диаметром 4,88 м.
Экспериментальный транспортный СВВП Хиллер Х-18
Постройка СВВП Х-18 была завершена в середине 1958 г., и после длительных наземных испытаний он совершил первый полет 24 ноября 1959 г., взлетая с разбегом, на авиабазе ВВС им. Эдвардса. До июля 1961 г. было совершено 19 полетов с максимальным углом поворота крыла на 33°, с учетом угла тангажа фюзеляжа 17°, максимальный угол атаки крыла достигал 50°. Самолет пилотировали летчики ВВС Джордж Грайт и Брус Джонс.
В полетах были достигнуты максимальная скорость 370 км/ч и высота 4500 м, продолжительность полетов не превышала одного часа. Летные испытания показали, что использование дифференциального изменения шага винтов для поперечного управления явно недостаточно. Серьезным недостатком было также отсутствие механической трансмиссии, связывающей между собой вращение винтов, что делало опасным продолжение испытаний. Поэтому в июле 1961 г. было принято решение летные испытания прекратить и использовать СВВП как стенд для наземных испытаний воздушных винтов разрабатываемых транспортных СВВП.
Конструкция
СВВП выполнен по схеме моноплана с поворотным крылом, двумя ТВД и трехопорным шасси.
Фюзеляж использован от десантно-транспортного самолета Чейз YC-122, имеет прямоугольное сечение и снабжен задней грузовой рампой.
Крыло высокорасположенное, прямое, профиль крыла NACA 3015, относительное удлинение 4,36, угол заклинения 4°. Крыло может поворачиваться с помощью гидравлических приводов на угол 90°. Крыло снабжено закрылками и элеронами с гидравлическим приводом.
Оперение обычное, от самолета YC-123, с рулями направления и высоты.
Шасси неубирающееся, трехопорное, на главных опорах установлено но одному колесу, на носовой опоре сдвоенные колеса.
Силовая установка состоит из двух ТВД Аллисон T-40-A-14, установленных под крылом, и одного ТРД Вестингауз J-34 тягой 1540 кгс, установленного в хвостовой части фюзеляжа и снабженного удлинительной трубой с газовыми рулями для продольного управления.
Система управления. В кабине установлены обычные самолетные органы управления: штурвал и педали, рычаги управления двигателями и шагом винтов и дополнительно рычаг управления поворотом крыла. На самолетных режимах СВВП управляется с помощью
аэродинамических рулей, при вертикальном взлете и посадке для управления по тангажу должны использоваться газовые рули на конце удлинительной трубы ТРД, поперечное управление должно обеспечиваться дифференциальным изменением тяги воздушных винтов, а путевое - отклонением элеронов, расположенных в потоке воздушных винтов. Для эффективного управления в процессе перехода от вертикального взлета к горизонтальному полету, а затем к вертикальной посадке должно было использоваться специальное интегрирующее устройство, изменяющее отклонение аэродинамических рулей и элеронов и обеспечивающее управление шагом винтов и отклонение газовых рулей в зависимости от угла поворота крыла. В систему управления была включена система стабилизации по крену и тангажу.
Испытания в полете СВВП Хиллер Х-18
Характеристики СВВП Х-18
Размеры:
размах крыла 14,64 м длина самолета 19,21 м высота самолета 7,5 м Массы и нагрузки: взлетная масса 14 980 кг