Развитие идеи. Проект Hughes Нot Сycle.
Одно из главных умений хорошего конструктора - вовремя вспомнить старую забытую идею и правильно применить её для решения текущих проблем. На заре вертолётостроения, почти сразу после войны была популярна концепция раскручивания ротора при помощи расположенных на концах лопастей двигателей или направлением на сопла там же выхлопа от двигателей, размещённых в ином месте. Именно по такому принципу был построен "летающий кран" ХН-17, о котором я уже писал. Тогда эта схема так и не нашла особого применения из-за проблем с аэродинамикой и расходом топлива. Но в начале 60ых годов в Hughes Helicopters решили, что новые научные достижения позволяют возродить эту идею.
После года проработки был сформирован общий вид будущей системы. На концах полых лопастей несущего винта располагались реактивные сопла, в которые от турбореактивных двигателей, использовавшихся как газовые генераторы, подавался сжатый горячий газ, который приводил во вращение несущий винт. Управление же вертолетом по курсу обеспечивали каналы газовой системы, снабженные клапанами-заслонками, которыми пилот управлял из кабины. Располагались выходы из этих каналов в хвостовой части машины. По названию проекта - Нot Сycle - эта и подобные конструкции получили обозначение Нot Сycle rotor. Главным преимуществом такого подхода было упрощение конструкции вертолёта, от того и повышения живучести, и резкое снижение веса всей системы. Так же такая схема позволяла использовать куда более массивные роторы, в фиксированном состоянии способные заменить собой крыло.
Схема работы системы Нot Сycle.
Военных заинтересовала такая возможность упростить и облегчить парк вертолётов, потому по их поручению в 1963 году в Hughes Helicopters был подготовлен отчёт о возможных вариантах применения системы Нot Сycle в перспективных военных машинах. Из-за особенностей системы для получения максимального выигрыша имело смысл использовать её только на больших вертолётах.
Главным проектом, на который делали ставку в Hughes Helicopters был многоцелевой тяжёлый транспортный вертолёт, способный как перевозить полезную нагрузку в транспортном отсеке, так и выступать в качестве "летающего крана", перевозя грузы на внешней подвеске. С установкой четырёх двигателей General Electric T64 вертолёт должен был поднимать и перевозить до 20 тонн груза на 160 километров со скоростью в 270 километров в час. Транспортный отсек мог быть переоборудован в десантный на 125 человек.
Многоцелевой тяжёлый транспортный вертолёт.
Ранний вариант многоцелевого транспортного вертолёта, с упрощённой конструкций корпуса и установкой рулевого винта в кольце вместо стабилизации при помощи газовой системы.
Другим вариантом было создание специализированного "летающего крана", способного поднимать уже до 28 тонн груза, за счёт сокращения дальности до 100 километров. Предполагалось использовать такие машины для переброски войск через непреодолимые преграды или для оперативной разгрузки/погрузки на транспортные корабли.
Летающий кран.
Кроме создания обычных вертолётов по системе Нot Сycle в Hughes Helicopters предложили и проект винтокрыла по такой же схеме. До скорости в 160 километров в час двигатели General Electric T64 подавали газ в лопасти обеспечивая полёт по вертолётному, на скоростях выше двигатели начинали работать как обычные турбины, обеспечивая полёт по самолётному. Такая схема так же была куда проще, а главное дешевле, чем другие схемы винтокрылов, предлагавшиеся в то время.
Схема работы винтокрыла с системой Нot Сycle.
Так же был разработан многоцелевой тяжёлый транспортный винтокрыл, способный поднять до 18 тонн груза на дальность в 800 километров при скорости в 480 километров в час. Такие винтокрыл предполагалось использовать для выброски десанта в тыл врага или в качестве снабжения для дальних гарнизонов. Рассматривался и вариант использования таких винтокрылов для длительного противолодочного патрулирования.
Винтокрыл с системой Нot Сycle.
Модель винтокрыла с системой Нot Сycle.
Осуществление снабжения топливом удалённой вертолётной базы.
Винтокрыл в патрульно-противолодочной конфигурации.
Гражданский вариант винтокрыла, для внутригородских и пригородных перевозок.
Военные, впечатлённые возможностями системы, а главное её довольно небольшой стоимостью, выделили Hughes Helicopters деньги на постройку демонстратора и испытательного стенда для Нot Сycle. Экспериментальный вертолёт Hughes XV-9A (фирменное обозначение Hughes Model 385) был построен в начале 1964 года и впервые поднялся в воздух 5 ноября 1964 года. После полугодовой испытательной программы военные признали идею вполне перспективной, но требующей доработки. Всё преимущество по весу и экономичности сводилось на нет повышенным расходом топлива. В итоге Hughes XV-9A не уступал, но и ни в чём не превосходил своих обычных вертолётных аналогов, потому военные пока не видели смысл выделения средств на дальнейшее развитие программы. Если Hughes хотели сохранить финансирование, необходимо было найти выход.
Hughes XV-9A.
Как я уже упоминал выше, система Нot Сycle позволяла без проблем использовать роторы почти любой конфигурации, и именно это решили использовать в Hughes Helicopters для выхода из тупика. Идея винтокрыла получила развитие, но теперь вместо крыла использовался фиксируемый Y-образный ротор/крыло с широкими лопастями. Такая схема позволяла уменьшить вес машины, за счёт чего увеличить топливные баки и компенсировать повышенный расход топлива. От системы управления вертолётом при помощи газовых клапанов в хвосте вертолёта отказались, вернувшись к рулевому винту в кольце. Для лучшей аэродинамики в режиме самолёта кольцо с винтом закрывалась заслонками.
Схема работы винтокрыла с Y-крылом и системой Нot Сycle.
В Hughes Helicopters было разработан два проекта по такой схеме - XV-18A и XV-19A. Главное отличие между ними - размеры. XV-18A (внутреннее обозначение Model-485 CRA) создавался как средний многоцелевой транспортный вертолёт, способный перевозить до 8 тонн груза или 30 десантников на дальность в 800 километров со скоростью в 650 километров в час. Сохранилось в этой машине и главная черта предыдущих - простота и дешевизна, в сравнении с подобными проектами конкурирующих фирм.
Hughes XV-18A.
Hughes XV-18A с расположением двигателей в хвосте для ещё большого упрощения конструкции и лучшей аэродинамики.
Hughes XV-19A представлял собой тяжёлый транспортный винтокрыл, по своей схеме практически полностью аналогичный XV-18A. Способный перевозить до 22 тонн груза или 120 пехотинцев со скоростью в 600 километров в час на расстояние в 1000 километров, он рассматривался уже скорее, как конкурент не вертолётов, а транспортных самолётов.
Модель Hughes XV-19A.
Поисково-спасательный вариант XV-19A, уменьшенный по размерам, но с большей дальностью и временем полёта.
Не смотря на многообещаемость проекта, первые же исследования моделей в аэродинамической трубе выявили серьёзные проблемы с вибрацией зафиксированного Y-крыла, разрешить которые на тогдашнем уровне технологий не представлялось возможным. В 1966 году Hughes Helicopters были вынуждены сами закрыть проект Нot Сycle из-за его бесперспективности.
Источники:
Aviation Week. 2-1966.
Der Flieger. 2-1966.
Rotary Wing Concept Brochure. Hughes Helicopters. 1965.
PRELIMINARY DESIGN STUDY HOT CYCLE RESEARCH AIRCRAFT. SUMMARY REPORT.
USAAV LABS TECHNICAL REPORT 6831. HOT CYCLE ROTOR/WING COMPOSITE RESEARCH AIRCRAFT.
secretprojects.co.uk
После года проработки был сформирован общий вид будущей системы. На концах полых лопастей несущего винта располагались реактивные сопла, в которые от турбореактивных двигателей, использовавшихся как газовые генераторы, подавался сжатый горячий газ, который приводил во вращение несущий винт. Управление же вертолетом по курсу обеспечивали каналы газовой системы, снабженные клапанами-заслонками, которыми пилот управлял из кабины. Располагались выходы из этих каналов в хвостовой части машины. По названию проекта - Нot Сycle - эта и подобные конструкции получили обозначение Нot Сycle rotor. Главным преимуществом такого подхода было упрощение конструкции вертолёта, от того и повышения живучести, и резкое снижение веса всей системы. Так же такая схема позволяла использовать куда более массивные роторы, в фиксированном состоянии способные заменить собой крыло.
Схема работы системы Нot Сycle.
Военных заинтересовала такая возможность упростить и облегчить парк вертолётов, потому по их поручению в 1963 году в Hughes Helicopters был подготовлен отчёт о возможных вариантах применения системы Нot Сycle в перспективных военных машинах. Из-за особенностей системы для получения максимального выигрыша имело смысл использовать её только на больших вертолётах.
Главным проектом, на который делали ставку в Hughes Helicopters был многоцелевой тяжёлый транспортный вертолёт, способный как перевозить полезную нагрузку в транспортном отсеке, так и выступать в качестве "летающего крана", перевозя грузы на внешней подвеске. С установкой четырёх двигателей General Electric T64 вертолёт должен был поднимать и перевозить до 20 тонн груза на 160 километров со скоростью в 270 километров в час. Транспортный отсек мог быть переоборудован в десантный на 125 человек.
Многоцелевой тяжёлый транспортный вертолёт.
Ранний вариант многоцелевого транспортного вертолёта, с упрощённой конструкций корпуса и установкой рулевого винта в кольце вместо стабилизации при помощи газовой системы.
Другим вариантом было создание специализированного "летающего крана", способного поднимать уже до 28 тонн груза, за счёт сокращения дальности до 100 километров. Предполагалось использовать такие машины для переброски войск через непреодолимые преграды или для оперативной разгрузки/погрузки на транспортные корабли.
Летающий кран.
Кроме создания обычных вертолётов по системе Нot Сycle в Hughes Helicopters предложили и проект винтокрыла по такой же схеме. До скорости в 160 километров в час двигатели General Electric T64 подавали газ в лопасти обеспечивая полёт по вертолётному, на скоростях выше двигатели начинали работать как обычные турбины, обеспечивая полёт по самолётному. Такая схема так же была куда проще, а главное дешевле, чем другие схемы винтокрылов, предлагавшиеся в то время.
Схема работы винтокрыла с системой Нot Сycle.
Так же был разработан многоцелевой тяжёлый транспортный винтокрыл, способный поднять до 18 тонн груза на дальность в 800 километров при скорости в 480 километров в час. Такие винтокрыл предполагалось использовать для выброски десанта в тыл врага или в качестве снабжения для дальних гарнизонов. Рассматривался и вариант использования таких винтокрылов для длительного противолодочного патрулирования.
Винтокрыл с системой Нot Сycle.
Модель винтокрыла с системой Нot Сycle.
Осуществление снабжения топливом удалённой вертолётной базы.
Винтокрыл в патрульно-противолодочной конфигурации.
Гражданский вариант винтокрыла, для внутригородских и пригородных перевозок.
Военные, впечатлённые возможностями системы, а главное её довольно небольшой стоимостью, выделили Hughes Helicopters деньги на постройку демонстратора и испытательного стенда для Нot Сycle. Экспериментальный вертолёт Hughes XV-9A (фирменное обозначение Hughes Model 385) был построен в начале 1964 года и впервые поднялся в воздух 5 ноября 1964 года. После полугодовой испытательной программы военные признали идею вполне перспективной, но требующей доработки. Всё преимущество по весу и экономичности сводилось на нет повышенным расходом топлива. В итоге Hughes XV-9A не уступал, но и ни в чём не превосходил своих обычных вертолётных аналогов, потому военные пока не видели смысл выделения средств на дальнейшее развитие программы. Если Hughes хотели сохранить финансирование, необходимо было найти выход.
Hughes XV-9A.
Как я уже упоминал выше, система Нot Сycle позволяла без проблем использовать роторы почти любой конфигурации, и именно это решили использовать в Hughes Helicopters для выхода из тупика. Идея винтокрыла получила развитие, но теперь вместо крыла использовался фиксируемый Y-образный ротор/крыло с широкими лопастями. Такая схема позволяла уменьшить вес машины, за счёт чего увеличить топливные баки и компенсировать повышенный расход топлива. От системы управления вертолётом при помощи газовых клапанов в хвосте вертолёта отказались, вернувшись к рулевому винту в кольце. Для лучшей аэродинамики в режиме самолёта кольцо с винтом закрывалась заслонками.
Схема работы винтокрыла с Y-крылом и системой Нot Сycle.
В Hughes Helicopters было разработан два проекта по такой схеме - XV-18A и XV-19A. Главное отличие между ними - размеры. XV-18A (внутреннее обозначение Model-485 CRA) создавался как средний многоцелевой транспортный вертолёт, способный перевозить до 8 тонн груза или 30 десантников на дальность в 800 километров со скоростью в 650 километров в час. Сохранилось в этой машине и главная черта предыдущих - простота и дешевизна, в сравнении с подобными проектами конкурирующих фирм.
Hughes XV-18A.
Hughes XV-18A с расположением двигателей в хвосте для ещё большого упрощения конструкции и лучшей аэродинамики.
Hughes XV-19A представлял собой тяжёлый транспортный винтокрыл, по своей схеме практически полностью аналогичный XV-18A. Способный перевозить до 22 тонн груза или 120 пехотинцев со скоростью в 600 километров в час на расстояние в 1000 километров, он рассматривался уже скорее, как конкурент не вертолётов, а транспортных самолётов.
Модель Hughes XV-19A.
Поисково-спасательный вариант XV-19A, уменьшенный по размерам, но с большей дальностью и временем полёта.
Не смотря на многообещаемость проекта, первые же исследования моделей в аэродинамической трубе выявили серьёзные проблемы с вибрацией зафиксированного Y-крыла, разрешить которые на тогдашнем уровне технологий не представлялось возможным. В 1966 году Hughes Helicopters были вынуждены сами закрыть проект Нot Сycle из-за его бесперспективности.
Источники:
Aviation Week. 2-1966.
Der Flieger. 2-1966.
Rotary Wing Concept Brochure. Hughes Helicopters. 1965.
PRELIMINARY DESIGN STUDY HOT CYCLE RESEARCH AIRCRAFT. SUMMARY REPORT.
USAAV LABS TECHNICAL REPORT 6831. HOT CYCLE ROTOR/WING COMPOSITE RESEARCH AIRCRAFT.
secretprojects.co.uk