Gyrodyne

редактировать
A Fairey FB-1 Gyrodyne

A gyrodyne - это тип VTOL самолета с система, подобная ротору вертолета, которая приводится в движение его двигателем для взлета и посадки, а также включает в себя один или несколько обычных пропеллеров для обеспечения тяги вперед во время крейсерского полета. Подъем во время прямого полета обеспечивается комбинацией несущего винта, такого как автожир, и обычных крыльев. Гиродин является одним из ряда аналогичных концепций, которые пытаются обеспечить низкоскоростные характеристики вертолетов и обычные высокоскоростные самолеты с неподвижным крылом, включая конвертоплан и наклонный механизм.

в ответ на По запросу Королевского флота на вертолет доктор спроектировал гиродин, работая главным инженером компании Cierva Autogiro. Гиродин был задуман как промежуточный тип винтокрылого аппарата , его ротор работал параллельно траектории полета, чтобы минимизировать осевой поток с одним или несколькими гребными винтами, обеспечивающими движение. Патент Беннета охватывал различные конструкции, что привело к некоторой путанице в терминологии - другим вопросам, включая товарный знак Gyrodyne Company of America и Федеральное управление гражданской авиации (FAA) классификация винтокрылых машин.

В последние годы родственная концепция была продвинута под названием вертолет . Первоначально используемый для продажи автожиров, построенных двумя разными компаниями, этот термин был принят для описания программы Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) по разработке достижений в технологии винтокрылых машин с целью преодоления текущих ограничений вертолетов. как по скорости, так и по полезной нагрузке.

Содержание

  • 1 Принципы работы
  • 2 История
    • 2.1 Ранняя разработка
  • 3 Подобные разработки
    • 3.1 Составной автожир
    • 3.2 Вертолет
  • 4 Торговая марка
  • 5 Примеры
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Принципы работы

Если у обычного вертолета есть приводной несущий винт, который обеспечивает как подъемную силу, так и прямую тягу, и способен обеспечивать истинный вертикальный взлетный поток По характеристикам автожир имеет свободно вращающийся ротор, который опирается на независимую тягу, обеспечивающую воздушную скорость вперед и удерживающую его вращение. Гиродин сочетает в себе аспекты каждого. Он имеет независимую систему тяги, как у автожира, но также может приводить в движение ротор, чтобы обеспечить вертикальный взлет и посадку; затем он переходит в режим свободного вращения, как автожир во время крейсерского полета.

В вертолете вращающиеся лопасти несущего винта втягивают воздух вниз через; чтобы получить прямую тягу, диск ротора наклоняется вперед, так что воздух также выдувается назад. У автожира диск ротора, напротив, наклонен назад; поскольку основная тяга движет аппарат вперед, воздух проходит через диск ротора снизу, заставляя его вращаться и создавать подъемную силу. Гиродин может переключаться между этими двумя режимами полета.

Обычно гиродин также имеет фиксированные крылья, которые обеспечивают некоторую подъемную силу во время прямого полета, позволяя разгрузить ротор. Компьютерное моделирование предложило оптимальное распределение подъемной силы 9% для несущего винта и 91% для крыла. Однако, если ротор слишком слабо нагружен, он может стать восприимчивым к неконтролируемым колебаниям.

История

В Британии, доктор, главный инженер компании Cierva Autogiro, задумал Промежуточный тип винтокрылого аппарата в 1936 году, который он назвал «гиродин» и который был передан британскому правительству в ответ на спецификацию Министерства авиации . В 1939 году Беннет получил патент от Патентного ведомства Великобритании, переуступленный компании Cierva Autogiro. 23 августа 1940 года Autogiro Company of America, лицензиаты Cierva Autogiro Company, Ltd., подали соответствующую заявку на патент в Соединенных Штатах. 27 апреля 1943 года американской компании Autogiro Company of America был выдан патент № 2317340. В патентах гиродин описывается как:

винтокрылый самолет промежуточного типа, в дальнейшем называемый «гиродин», между вертолетным самолетом (с ротором, свободным для авторотации, и общим осевым потоком, направленным вверх через диск ротора), на с одной стороны, и чистый вертолет (с приводом ротора и общим осевым потоком вниз через диск ротора), с другой стороны, то есть со средним осевым потоком через диск ротора, по существу, нулевым при высокой скорости движения.

Концепция Беннета описывала ротор с приводом от вала, с противовращающим моментом и движущей силой для поступательного полета, обеспечиваемой одним или несколькими пропеллерами, установленными на коротких крыльях. Если тяга обеспечивается гребными винтами на крейсерских скоростях, мощность будет передаваться ротору только для преодоления профильного сопротивления ротора, работая более эффективно, чем ротор с свободным ходом автожира . в авторотации. Беннетт описал этот режим полета гиродина как «промежуточное состояние», требующее подачи энергии как на ротор, так и на двигательную установку.

Ранняя разработка

Разработанное Cierva Autogiro Company, Ltd, исследование конструкции гиродина C.41 до Второй мировой войны было обновлено и построено Fairey Aviation как FB- 1 Gyrodyne начиная с 1945 года. Разработками Фейри первоначально руководил Беннет, а затем его преемник доктор. Джордж Б.Л. Эллис и Фредерик Л. Ходжесс, инженеры компании Cierva Autogiro Company, Ltd., работавшие до Второй мировой войны, присоединились к Беннету в Fairey Aviation. Первый прототип Fairey Gyrodyne разбился во время испытательного полета, в результате чего погиб экипаж. Второй прототип Gyrodyne был перестроен в Jet Gyrodyne и позже использовался для разработки системы привода ротора под давлением для транспортного составного автожира Rotodyne. На конце каждого короткого крыла были обращенные назад пропеллеры, которые обеспечивали как управление рысканием, так и движение вперед в полете. Jet Gyrodyne совершил полет в 1954 году и совершил настоящий переход от вертикального полета к горизонтальному в марте 1955 года.

Fairey Rotodyne Y в 1959 году

Это привело к созданию прототипа Fairey Rotodyne, который был разработан, чтобы объединить эффективность самолета в крейсерском режиме с возможностью вертикального взлета и посадки вертолета для обеспечения ближнемагистральных авиалайнеров из центров городов в аэропорты. У него были короткие крылья, на которых находились два турбовинтовых двигателя Napier Eland для движения вперед и до 40% веса самолета в прямом полете. Ротор приводился в движение концевыми соплами для взлета и посадки и поступательного полета со скоростью до 80 миль в час. Несмотря на значительный коммерческий и военный интерес во всем мире к прототипу Type Y Rotodyne для воздушного транспорта, британские заказы не поступали, и финансовая поддержка британского правительства была прекращена в 1962 году. Новая материнская компания подразделения Westland Helicopters не видела веских причин для этого. дальнейшие инвестиции и проект был остановлен. С окончанием программ Fairey Aviation разработка гиродина была остановлена, хотя несколько подобных концепций продолжали развиваться.

Подобные разработки

В 1954 году McDonnell XV-1 был разработан как винтокрылый аппарат с концевыми соплами для обеспечения возможности вертикального взлета. Самолет также имел крылья и пропеллер, установленный в задней части фюзеляжа между двумя хвостовыми балками с двумя небольшими несущими винтами, установленными на конце для управления рысканием. Второй прототип XV-1 стал первым в мире винтокрылым аппаратом, который 10 октября 1956 года превысил 200 миль в час в горизонтальном полете. Больше не было построено, и проект XV-1 был прекращен в 1957 году.

Составной автожир

В 1998 году Carter Aviation Technologies успешно управляла своим самолетом-демонстратором технологий. Самолет представляет собой составной автожир с высокоинерционным несущим винтом и крыльями, оптимизированными для высокоскоростного полета. В 2005 году самолет продемонстрировал полет на МУ-1, при этом кончик несущего винта имел скорость, равную скорости полета самолета вперед, без каких-либо вибраций или проблем с управлением. Высокоинерционный ротор позволял самолету зависать на короткое время во время посадки, даже если ротор отключен, а коробка передач с предварительным вращением позволяет ротору ускоряться для прыжкового взлета в стиле автожира.

Вертолет

В 1954 году KYB построил самолет под названием Вертолет. Вертолет представлял собой Cessna 170 B с уменьшенными до упора крыльями и ротором, приводимым в движение прямоточными воздушно-реактивными двигателями.

Изображение базовой линии концепции вертолета GBA-DARPA, показывающее его свободно вращающийся ротор, который снабжен встроенными реактивными соплами, в которые подается перепускной воздух от двух газотурбинных силовых двигателей Williams.

DARPA финансировал проект под названием «Heliplane» по разработке концепции гиродина примерно в 2007 году. Самолет, разработанный для этого проекта, будет использовать несущий винт для взлета и посадки в вертикальном направлении и зависания вместе с большими крыльями для обеспечения большей части требуемой подъемной силы на высоте. круиз, сочетающий в себе большую грузоподъемность, топливную эффективность и высокую крейсерскую скорость самолетов с возможностью зависания вертолета. Этот проект представлял собой «… многолетнюю четырехэтапную программу стоимостью 40 миллионов долларов. Groen Brothers Aviation работает над первой фазой этой программы, рассчитанной на 15 месяцев… (она) объединяет« автожир ». … С самолетом бизнес-класса. Команда использовала Adam A700 в классе сверхлегких самолетов … «Были проблемы с наводкой. реактивный шум, и программа была отменена в 2008 году.

Промышленный журнал описывает постепенное развитие традиционных вертолетов как «медленное» и лишенное революционных шагов, а нетрадиционные соединения все еще не получили широкого распространения.

Торговая марка

«Gyrodyne» была передана в качестве торговой марки американской компании Gyrodyne в 1950 году. Компания не участвовала в разработке гиродина, а вместо этого произвела дистанционно управляемый двигатель с турбинным двигателем. пилотируемый беспилотный вертолет с соосными несущими винтами для ВМС США, обозначенный как QH-50 DASH.

Примеры

.

Ссылки

Примечания
Библиография

Внешние ссылки

Средства массовой информации, относящиеся к Gyrodynes на Wikimedia Commons

Последняя правка сделана 2021-05-22 14:54:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте