Самолёт… нет, вертолёт… в общем, fanwing собирается в первый пилотируемый полёт

Патрик Пиблс, конструктор диковинных беспилотников FanWing, заявил о намерении компании FanWing Limited (зарегистрированной в Англии) выпустить в 2013 году пилотируемую двухместную версию собственного экзотического ЛА.

В первоначальный полёт машина отправится в январе 2013-го, а к июлю обещана презентация пилотируемого FanWing на одном из американских авиашоу.

Заявленные лётно-технические характеристики впечатляют: при скромном моторе Rotax 912 аппарат долгой 14 м, «безлюдным» весом в 350 кг и большой взлётной массой в 600 кг будет иметь скорость полёта от 37 до 130 км/ч и разбег не более 15 м. К сожалению, не уточнена конкретная модификация Rotax 912, но кроме того самая замечательная версия этого мотора имеет всего 100 л. с. — как бюджетный автомобиль; близок к последнему и расход горючего.

Действительно, имеется одно «но»: при первом взоре на внешний вид проектируемого аппарата думается, что «комбайны не летают». Но, как ни страно, они всё-таки способны отрываться от почвы:

Итак, дрон по таковой схеме уже летает, так что громадных трудностей в разработке пилотируемого FanWing ожидать не приходится. Тяжело сообщить, как верно классифицировать данный тип летательных аппаратов. Имеется крыло, но срыв потока с него неосуществим; взлёт вертикальный, но нет вертолётного винта, но имеется авторотация.

Самый близкий родственник — самолёт Болдырева, однако как раз самолёт, пускай и с очень уникальным движителем, качающимся предкрылком.

То, что интенсивный принудительный обдув верхней поверхности крыла заметно увеличивает подъёмную силу и уменьшает расстояние разбега, известно в далеком прошлом, как минимум с 1930-х. Вот лишь как это применять на практике? Как обеспечить равномерность обдува, в то время, когда крыло плоское, а струя воздуха от винта (либо газов от реактивного двигателя) почему-то имеет в сечении форму круга?

На самолёте Болдырева проблему решили так: сделали «винт» (правильнее, движитель) прямым и плоским, вытянув его на протяжении поверхности крыла. Долгая узкая пластина, расположенная параллельно передней кромке крыла, при раскачивании вверх-вниз совершала колебательные перемещения. При переходе с первых моделей на полноразмерный ЛА пластину заменили на колеблющийся предкрылок но это уже совсем вторая история.

Рис. 1. Cамолёт Болдырева – приведен для сравнения.

Возвращаясь к FanWing, увидим, что господин Пиблс выбрал другой путь: покинув движитель круглым, он вытянул его на протяжении всего крыла. Перед крылом летательного аппарата он разместил горизонтальный ротор с лопатками, отдалённо похожий на жатку комбайна либо гребное колесо позапрошловекового парохода. Воздушное пространство, нагоняемый ротором, поступает на переднюю кромку верхней плоскости крыла, откуда перетекает к задней, над крылом образуется территория низкого давления, создавая подъёмную силу, а воздушное пространство, уходящий от крыла назад-вниз, даёт и тягу, и часть подъёмной силы.

Рис. 2. Пилотируемый FanWing.

Разумеется, что из-за неестественного обдува всей поверхности крыла лопатками роторного «предкрылка» (через чур уж он велик, дабы именовать его так без кавычек) подъёмная сила будет значительной на больших углах атаки (грубо говоря, при очень сильно задранном вверх носе ЛА), таких же, какие конкретно ожидались у самолёта Болдырева, другими словами как минимум до 45–50?. Взлёт возможно практически вертикальным, с разбегом не более одного–трёх длин корпуса аппарата при полной нагрузке. Более того, ЛА для того чтобы типа может зависать в воздухе ненадолго, по крайней мере на беспилотных прототипах это получалось.

Рис. 3. FanWing экзотичен кроме того на фоне самолёта Болдырева (вверху). Кстати, на его базе предполагаются грузовые беспилотники для доставки всего любого в районы без подготовленных ВПП. (Тут и ниже иллюстрации FanWing).

Второе большое преимущество — большой поток увлекаемого таким роторным предкрылком воздуха (из-за огромной поверхности движителя). За счёт этого для взлёта FanWing потребуется двигатель большое количество меньшей мощности, чем для простого ЛА. Энерговооружённость испытываемых беспилотных прототипов равна 1 л. с. (на взлётном режиме) на 10 кг веса — в 1,5–2 раза лучше, чем у Ан-2 либо У-2, а с вертолётами тут кроме того сравнивать довольно глупо.

Скажем больше: продувки в аэродинамических трубах говорят о том, что взлететь ЛА типа FanWing может при энерговооружённости в 29 г на 1 Вт мощности на валу (!) — другими словами до 1 л. с. на 20 и более кг массы. Вот лишь взлёт его будет происходить не по таковой крутой траектории, а господин Пилбс позиционирует машину как замену вертолёту, исходя из этого делает собственные ЛА в два раза более энерговооружёнными в ущерб их экономичности и полезной нагрузке.

Рис. 4. Принцип работы двигателей аппарата.

Соотношение «тяга — мощность» у проектируемой автомобили в 3–5 раз лучше, чем у вертолёта. Для пилотируемой модели большие обороты должны составлять всего 1 000 об/мин, при количестве увлекаемого воздуха, превышающем вертолётный. Кроме того края лопастей имеют весьма маленькую скорость — из-за малой удалённости от оси, не более чем на 16 см для проектируемого двухместного аппарата.

Соответственно, шум вертолётной интенсивности пилотам не угрожает. Маленькая скорость вращения финишей лопастей не потребует применения дорогого углепластика, меньше будет и износ винтов. Наконец, в отличие от большинства малых ЛА, FanWing сможет летать при сильном боковом ветре (до двадцати метров/с): неестественный обдув крыла окажет помощь ему и тут.

Рис. 5. Размах крыла в 10 м, при такой же длине 32-сантиметрового движителя, свидетельствует огромную тягу уже на старте, что и разрешает конструктору сохранять надежду на разбег в 15 м.

Минусы? Они очевидны: это практически гребной пароход, лишь в воздухе, и лобовое сопротивление будет весьма значимым причиной, поскольку роторный «предкрылок» имеет громадную площадь. Крейсерскую скорость для для того чтобы типа аппаратов, согласно точки зрения разработчика, будет разумным сократить 180–190 км/ч у почвы и 270–280 км/ч на высоте в 5–6 км. Мало? Смотря с чем сравнивать.

автожиры и Вертолёты обычных конструкций больше не развивают (камовские двухосники и конвертопланы, как осознаёт читатель, к ним не относятся).

Рис. 6.

Экономичность на маленьких скоростях однако направляться оценить очень высоко: она в два раза выше (по опыту с БПЛА), чем у вертолёта. Не говоря уже о меньшей стоимости более несложной конструкции.

Рис. 7.

Что с безопасностью? Штопор, конечно, при трудящихся двигателях неосуществим, поскольку на крыло всегда нагнетается воздушное пространство. А вот при выходе из строя мотора посадить аппарат по-самолётному, на планировании с потерей скорости и плавным снижением, само собой разумеется, не окажется: через чур громадно сопротивление.

Но и клевка носом ожидать не следует: при полной остановке мотора лопасти роторного «предкрылка» начнут вращаться сами, в режиме авторотации, как у автожира. Как раз автожира, а не вертолёта, потому, что они будут делать это в полной мере самостоятельно при любом шаге винтов — соответственно, кроме того у самой почвы авторотация завершится благополучно: достаточно под аппаратом хотя бы довольно ровную поверхность.

Значительной проблемой для безопасности FanWing смогут быть птицы: при попадании в лопасти они натворят дел. Действительно, относительно маленькая скорость воздуха у роторного предкрылка обязана снизить засасывающий эффект, да и невеликая скорость самого ЛА, возможно, упростит уклонение

Рис. 8.

Вывод таков: для аппаратов с практически посадкой и вертикальным взлётом это ход вперёд, и большой. Автожир, при сходной безопасности, имеет намного большее сопротивление (винт вертолётного типа), меньшие углы атаки и не может к независимому зависанию в воздухе. Помимо этого, у него дольше разбег: намечаемый для FanWing старт с крыши небоскрёба, уже показанный на беспилотных предположениях, для простого автожира нереален.

Действительно, замыслы Патрика Пиблса, касающиеся создания на базе FanWing массового городского воздушного такси, мы лично полагаем чересчур оптимистичными. Вряд ли найдётся большое количество мэрии, каковые разрешат полёт эдакой колесницы Шивы над собственной (и избирателя) головой

источник: http://www.nanonewsnet.ru/articles/2012/samolet-net-vertolet-v-obshchem-fanwing-sobiraetsya-v-pervyi-pilotiruemyi-polet

Самолёт… нет, вертолёт… в общем, fanwing собирается в первый пилотируемый полёт

Полет на вертушке

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: