Летающий мотоцикл "Contraves"
В середине сороковых годов прошлого столетия - летательный аппарат под наименованием - "хеликоптер", он же "вертолёт" начал постепенно набирать популярность и доказывать свои возможности, как в военной, так и в гражданской сфере.
До того, как одновинтовая схема (с одним несущим и хвостовым винтами) была практически повсеместно принята в вертолётостроении (в настоящее время большая часть вертолётов имеет именно такую схему), у некоторых изобретателей по всему миру возникла идея установить импульсные (или реактивные двигатели) на законцовки лопастей несущего винта. Всё это дело было связанно с простотой конструкции, в отличии от других вертолётов различных схем.
В длинный список компаний, опробовавших это решение, входит и швейцарская компания Contraves (эта компания была основана в Эрленбахе в 1936 году), построившая в 1950-х годах одноместный прототип с нестандартной системой управления. Этот вертолёт долгое время оставался малоизвестным и "окутанным завесой тайны". Удалось собрать в этой статье немногочисленные сведения об этом вертолёте.
Начиная с 1955 года, эта компания приступила к разработке одноместного прототипа, под руководством инженера Сленцеля (который позже переехал в США), проектировался он для военных целей, как вертолёт разведки и связи.
Задумывался этот вертолёт, как "быстро складывающийся" и транспортируемый в автомобиле, в частности в военном джипе. По замыслу конструктора, для управления этой моделью не требовалось практически никакого лётного опыта.
Вертолёт (который, по-видимому, так и не получил официального обозначения) имел 6-метровый двухлопастный несущий винт, приводимый в движение двумя импульсными реактивными двигателями, разработанными этой же компанией Contraves. Двигатели имели диаметр около 80 мм и создавали тягу около 15 кг каждый. Ротор вращался со скоростью около 600 об/мин.
Импульсные реактивные двигатели были установлены на отдельных стержнях, на этом снимке на переднем плане видна одна из двух импульсных реактивных установок, установленных на экспериментальном вертолете Contraves. (источник фото: Heli-Archiv Wernli).
Импульсные реактивные двигатели были установлены на отдельных стержнях с профилем крыла, расположенном перпендикулярно лопастям на расстоянии около 1,50 м от втулки несущего винта (смотри фото выше, то есть не на самих лопастях, такого я не видел ни в одной подобной схемы, довольно оригинально и вполне разумное решение, на мой взгляд).
Топливо подавалось к импульсным реактивным двигателям с помощью двойного поршневого насоса, который находился в 30-литровом топливном баке, а сам бак служил опорой для кресла пилота.
С помощью двух рычагов пилот регулировал подачу топлива и, соответственно тем самым увеличивал или уменьшал мощность. Расход топлива оценивался примерно: 60 литров в час.
Металлические лопасти были оснащены гидравлическими амортизаторами, и они соединялись со втулкой несущего винта с помощью шарниров.
Втулка несущего винта устанавливалась сверху металлической конструкции. Также имелся баллон со сжатым воздухом, который использовался для запуска импульсных реактивных двигателей.
На переднем плане - органы управления и приборы, используемые на экспериментальном вертолете Contraves. (источник фото: Heli-Archiv Wernli).
Имелась у вертолёта и приборная панель, на которой были установлены некоторые важные элементы управления и приборы: - прибор, измеряющий скорость вращения НВ; - манометр, показывающий давление воздуха в баке; - двойной индикатор расхода топлива, индикатор запаса топлива (топливомер); - клапан, закрывающий подачу топлива, - и электрический выключатель.
Описать каким образом управлялся этот аппарат мне будет сложно, но я постараюсь, надеюсь Вы поймете как это работало....
Вертолёт имел нетрадиционную систему управления, основанную на простом смещении центра тяжести.
(Среди пионеров, выдвинувших эту идею, был авиационный инженер Чарльз Хортон Циммерманн (1908-1996), который в 1930-х годах пришёл к выводу, что обычного балансирования человека достаточно для управления небольшим летательным аппаратом.
Его теории были окончательно подтверждены, когда в начале 1950-х годов была построена летающая платформа Hiller VZ-1 Pawnee. Эта концепция, названная Циммерманом "кинестетическим управлением").
В прототипе Contraves сиденье пилота было установлено над баком и могло перемещаться вперёд и назад. Перемещая свой вес (а значит, и центр тяжести), пилот, пристегнутый страховочным ремнем к трубе перед грудью, мог выбирать, в каком направлении двигаться. Перемещая своё тело влево или вправо, так он получал боковое управление.
Ноябрь 1957 года - прототип вертолета Contraves проходит испытания в сельской местности недалеко от Делемона. В целях безопасности летательный аппарат удерживается тросами. (источник фото: Heli-Archiv Wernli)
Передвигая правой рукой ручку вверх-вниз, пилот управлял углом наклона лопастей (то есть рычаг коллективного или же общего шага). Поворотом ручки пилот управлял подвижным стабилизатором (изготовленного из лёгкого алюминиевого сплава). Несущая труба стабилизатора крепилась к опоре втулки несущего винта.
У вертолёта было небольшое обычное полозковое шасси с колеёй около 100 см.
Вес пустого аппарата составлял около 30 кг, а максимальный взлётный вес оценивался в 140 кг.
Лётные испытания проводились в сельской местности близ городка Делемон. Испытания проводились на привязи, под управлением пилота - испытателя Г. Янотти. Во время одного такого испытательного полёта, летательный аппарат упал и был повреждён, восстановлению не подлежал, пилот при этом не пострадал, отделавшись незначительными ушибами.
Попытки воссоздать проект и оснастить его обычным бензиновым двигателем была отклонена, а впоследствии проект окончательно был свёрнут и забыт.
Это всё, что мне удалось найти об этом причудливом летательном аппарате...
Да ещё в дополнение сама компания Contraves начала свою деятельность в середине 1930-х , и основным её направлением было - разработка и создание зенитного оружия, каким образом она занялась проектированием вертолёта, для меня остаётся загадкой.....
Почему вертолёты с реактивным приводом несущего винта так и не стали распространёнными?
Всякому вертолёту нужен двигатель - для приведения во вращение несущего винта, а также и хвостового винта. Или двух несущих винтов, в зависимости от схемы машины (соосной, продольной и поперечной).
Двигатель этот может быть поршневым или газотурбинным. В обоих случаях привод от двигателя на винт осуществляется через редуктор. Связано это с тем, что обороты двигателя значительно выше нужных оборотов несущего винта. Понижающий редуктор необходим. Но этот агрегат очень дорогой и тяжёлый.
Кроме того, одним редуктором обойтись тоже не удаётся - ведь хвостовой винт имеет свой диапазон оборотов. Приходится ставить ещё один, а то и два редуктора. Трансмиссия вертолёта - сложная конструкция, состоящая из силовых установок, редукторов, валов, а также и системы управления несущим и хвостовым винтами... Это целый комплекс деталей и агрегатов требующих трепетного обслуживания....
Идея радикально упростить конструкцию витала в воздухе. Действительно, уже издавна известны такие инженерные изобретения как турбина Герона, или фейерверочное колесо. Поэтому- не поставить ли небольшой реактивный двигатель прямо на лопасть?
Каковы преимущества такого решения:
- Во- первых, при таком приводе не возникает реактивного момента, и соответственно, сразу отпадает нужда в хвостовом (рулевом) винте и его трансмиссии;
- Понижающий редуктор также не нужен;
- Вертолёт становится очень лёгким и простым, из-за радикального упрощения конструкции.
Идея приобрела популярность еще с 1950-х годов. Вертолеты с реактивным приводом несущего винта строились и испытывались десятками. Как сверхлёгкие одноместные, так и тяжёлые.
Двигатели были разного типа: классические турбореактивные, пульсирующие, прямоточные, даже ракетные на перекиси водорода. Основными проблемами, которые обнаружились сразу, были прочностные: - центробежная сила, стремящаяся оторвать двигатель на рабочих оборотах, подача топлива через лопасть, тепловые нагрузки и высокий расход горючего. Да и ночью они выглядели впечатляюще:
Поэтому опробовали и другую схему, в которой газовая турбина стояла, традиционно, в корпусе вертолёта, а горячий газ от неё разводился по лопастям, так называемый "привод горячего цикла".
Ещё более удачной оказалась схема, где газотурбинный двигатель приводил воздушный компрессор с последующим разведением сжатого воздуха по лопастям к выходным патрубкам. По этой схеме строился единственный серийный реактивный вертолёт- французский "Джинн" - лёгкая машина общего назначения, первый полёт в 1953, построено 180 вертолетов.
Почему же вертолёты с реактивным приводом не стали распространенными?
В первую очередь, из-за высокого расхода топлива в сравнении с обычной схемой, и соответственно, малой дальности полёта. Впрочем, схема не изжила себя, а за прошедшие полвека стали доступны новые технологические решения и материалы. Энтузиасты продолжают строить!
GTA IRL
AS 350 B3
Асимметричный конкурент Апача
Время прочтения не более трех минут
Boeing-Vertol Model 235
Макет вертолета по проекту компании Boeing-Vertol в рамках конкурса на ударный вертолет AAH (Advanced Attack Helicopter) 1973 года.
Компания в то время работала над транспортным YUH-61, который в итоге проиграл UH-60 от «Сикорского» и решила использовать большую часть идей от него. Так в Model 235 использовалась хвостовая и килевая балки YUH-61, а также силовая установка и трансмиссия, однако шасси было существенно переработано: вместо схемы с носовым колесом применили шасси с хвостовым колесом и более мощными основными стойками.
Силовая установка предполагала два двигателя General Electric T700 взлётной мощностью по 1680 л.с. Вооружение: 30-мм пушка на поворотной установке с боезапасом 1200 снарядов и 16 противотанковых ракет TOW или Hellfire.
Самое главное новшество проекта заключалось в конфигурации кабины экипажа. Традиционно боевые вертолеты имеют тандемную кабину, в которой оператор вооружения сидит спереди, а пилот позади него. Это дает несколько преимуществ: отличный обзор у оператора и более узкий фюзеляж, что делает его более сложной целью и уменьшает лобовое сопротивление. А недостатком является ограниченный обзор вперёд. С другой стороны, в транспортных вертолетах при размещении обоих членов экипажа рядом друг с другом они имеют отличный обзор и беспрепятственное взаимодействия между собой, но более широкий фюзеляж. В поисках компромисса инженеры совместили оба варианта: оператор вооружения сидел справа и дальше вперед почти в носу, а пилот сидел чуть дальше позади. Со стороны пилота носовая часть вертолёта имела более крутой "спуск", что обеспечивало хороший обзор вперед и вниз.
Полномасштабная модель была представлена вместе с технической документацией для оценки. После анализа армия отклонила Boeing-Vertol Model 235, а модель Hughes YAH-64 (позже компания будет поглощена McDonnell-Douglas) станет победителем программы AAH, что приведёт к созданию AH-64 Apache.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
"Нетипичный" вертолёт продольной схемы Filper Research Beta 200A
26 мая 1966 года состоялся первый полёт вертолёта Filper Research Beta 200A.
Бывший инженер Lockheed Corporation Уильям Орр (William F. Orr) в 1958 году начал работу над системой стабилизации несущего винта "Gyroflex".
Компания Filper Corporation в 1965 году выкупила эту разработку и финансировала постройку полноценных вертолётов. Орр продолжил работы и в 1966 году был построен Model 200A.
Это был нетипичный вертолёт продольной схемы с двухместной кабиной в задней части обтекаемого фюзеляжа, по форме напоминающего женскую туфельку. В системе "Gyroplex" для стабилизации несущего винта использовались специальные противовесы, прикрепленные к основанию лопастей.
В передней части фюзеляжа стоял двигатель Continental IO-360E, мощностью в 210 л.с. (разница в обозначении проистекала от двигателей - Continental IO-360E на 200А, ГТД Allison 250-C18 на 300А и Continental IO-520 на 400А. Что было на Model 600 - неизвестно, но по общей логике должно быть что-то газотурбинное).
Максимальная скорость - 241 км/ч, дальность полёта - 642 км.
Несмотря на то, что сначала единственный построенный Model 200A неплохо летал, успешным проект не стал. В одном из полётов вертолёт потерпел аварию из-за проблем с несущим винтом. В итоге, он не смог получить сертификат лётной годности и проект закрыли.
Основные лётно-технические характеристики
Максимальная скорость: 241 км/ч,
Дальность действия: 642 км,
Длина: 5,33 м,
Высота: 2,8 м,
Масса пустого: 453 кг,
Максимальная масса: 771 кг,
Силовая установка: 1 × поршневой двигатель Continental IO-360E, мощностью 210 л.с. (147,1 кВт),
Диаметр несущего винта: 2 × 6,22 м.
Все фото и материалы взяты из открытых источников и принадлежат их авторам