Airbus представил скоростной винтокрыл с замкнутым крылом

Европейский вертолетный холдинг Airbus Helicopters представил проект перспективного скоростного винтокрылого летательного аппарата RACER (Rapid and Cost-Effective Rotorcraft, быстрый и экономически выгодный винтокрыл). Как пишет Aviation Week, новая разработка получит замкнутое, или кольцевое, крыло, которое позволит существенно улучшить летные характеристики машины по сравнению с обычными вертолетами и скоростными аппаратами, разрабатываемыми Airbus в рамках других проектов.

Сегодня разработкой скоростных вертолетов занимаются несколько стран мира, включая Францию, Германию и США. Целью таких разработок является создание летательного аппарата, способного на вертикальные взлет и посадку по-вертолетному, и на быстрый горизонтальный полет на скоростях, сегодня не доступных обычным вертолетам. Новые машины планируется использовать в самых разнообразных целях, включая быструю перевозку пассажиров из города в пригород и высадку их на обычных вертолетных площадках, оборудовать которые гораздо проще и дешевле, чем строить небольшой самолетный аэродром.

В ходе исследований в рамках проекта RACER специалисты европейского концерна пришли к выводу, что замкнутое крыло позволит решить сразу несколько задач. В частности, такое крыло при относительно небольшом размахе имеет бо́льшую по сравнению с обычным крылом площадь и создает бо́льшую же подъемную силу. В полете это позволит существенно увеличить скорость самого вертолета. При этом, благодаря существенной подъемной силе, возникающей на крыле, в горизонтальном полете можно будет значительно снизить скорость вращения несущего винта. Это благоприятно скажется на ресурсе редуктора.

Ранее Airbus разрабатывал и испытывал скоростной вертолет X3. На его основе планировалось создать скоростной винтокрыл LifeRCraft для пассажирских перевозок. Обе машины создавались по схеме винтокрыла с несущим винтом и двумя тянущими воздушными винтами на законцовках крыла. X3 на испытаниях разгонялся до 255 узлов (527 километров в час). В проекте RACER европейские конструкторы решили отказаться от двух тянущих винтов в пользу двух толкающих, установленных на месте смыкания верхних и нижних консолей крыла.

По оценке специалистов, толкающие винты будут требовать на десять процентов меньше мощности по сравнению с тянущими. При этом замкнутое крыло позволит упростить систему приводов толкающих винтов, пропустив их валы внутри верхних консолей крыла прямо от раздаточного редуктора в зоне силовых установок. Наконец, замкнутое крыло позволит оптимизировать внутреннюю компоновку RACER, разместив убирающиеся шасси в его нижних консолях. Это позволит высвободить дополнительное место в фюзеляже скоростного винтокрыла.

RACER получит и экологический режим ECO. Для его реализации помимо двух обычных турбовальных двигателей Safran RTM322 на вертолет установят высоковольтные электромоторы. Для экономии топлива во время скоростного горизонтального полета один из турбовальных двигателей будет полностью выключаться. При этом, во время вертикальной посадки или в случае нештатной ситуации электромоторы будут очень быстро раскручивать остановленный двигатель до запуска и рабочих оборотов.

Все вместе новые технологии, по оценке Airbus, позволят создать скоростной винтокрыл, который будет на 50 процентов быстрее серийных вертолетов холдинга. При этом стоимость эксплуатации в пересчете на одну милю полета (имеется в виду морская миля — 1,852 километра) будет по меньшей мере на 25 процентов меньше. Новый скоростной винтокрыл проекта RACER сможет развивать скорость до 220 узлов и выполнять полеты на расстояние до 400 морских миль. Крейсерская скорость полета вертолета составит 190 узлов, что все равно на 40 узлов больше самых быстрых серийных вертолетов Airbus Helicopters.

В начале марта текущего года свое видение скоростного пассажирского вертолета будущего представила американская компания Bell Helicopter. Его предварительная разработка ведется под обозначением FC-X. Для реализации этого концепта компания намерена провести исследования в области гибридной силовой установки, новой системы компенсации реактивного момента несущего винта, систем автономного полета и управления распределением энергии.

Концепт предполагает создание скоростного вертолета, способного перевозить от восьми до 12 пассажиров. По своим размерам он будет несколько больше современного Bell 412. Длина последнего составляет 17,1 метра, а диаметр несущего винта — 14 метров. Новая машина получит гибридную силовую установку, в которой небольшой газотурбинный двигатель (возможно использование двух двигателей) будет подсоединен к генератору, вырабатывающему достаточно энергии для питания бортовых систем и электромотора. Последний будет отвечать за привод несущего винта.

В FC-X планируется отказаться от рулевого винта, который помимо управления направлением полета отвечает и за компенсацию реактивного момента несущего винта. Вместо рулевого винта в хвостовой балке планируется разместить систему электрических вентиляторов с управляемым направлением выдува воздуха. Такие вентиляторы будут расположены по обе стороны хвостовой балки и будут отвечать за управление направлением полета и компенсацию реактивного момента.

На перспективный вертолет планируется установить адаптивные воздухозаборники, по которым воздушный поток будет поступать в газотурбинные установки. В зависимости от режимов и скоростей полета сечение этих воздухозаборников будет изменяться таким образом, чтобы газотурбинные установки получали достаточно воздуха, но при этом сами воздухозаборники создавали как можно меньшее лобовое сопротивление. Такое решение позволит тратить в полете меньше топлива и энергии.

Василий Сычёв