Американцы запатентовали несущий винт с раздвоенными законцовками
Американская компания Bell Helicopter получила патент на новую форму лопасти для несущего винта вертолета, которая, теоретически, может дать снижение потребления топлива в полете на 15-17 процентов. Как пишет Flightglobal, компания предложила сделать лопасть несущего винта с раздвоенной законцовкой, выгнутой кверху наподобие самолетного винглета.
С точки зрения аэродинамики вращающийся несущий винт вертолета и неподвижное самолетное крыло во многом схожи. Это означает, что некоторые технические решения, применимые для самолетного крыла, можно использовать и в конструкции лопастей несущего винта.
С такими решениями на протяжении последних пары десятков лет экспериментируют разработчики вертолетов, пытающиеся таким образом значительно улучшить характеристики несущего винта. В частности, некое подобие винглетов в конструкции своего несущего винта в начале 2000-х годов использовал европейский консорциум Eurocopter (сегодня — Airbus Helicopters).
Несущий винт, разрабатывавшийся Eurocopter, имел изогнутую форму лопасти с небольшим загибом кверху на законцовке. Кроме того, ближе к законцовкам на лопасти были установлены управляемые аэродинамические поверхности, подобные элеронам самолетного крыла. Эти технические решения должны были снизить шумность винта, увеличить его подъемную силу и уменьшить флаттер.
В целом разработки в области новых конфигураций несущего винта и его лопастей направлены на преодоление нескольких ограничений, связанных с его работой. В частности, с эффектом запирания винта, флаттером и отчасти вихревым кольцом. Решение этих проблем становится особенно важным при разработке скоростных вертолетов, способных выполнять крейсерские полеты на скорости более 400 километров в час.
Согласно патенту Bell Helicopter, раздвоенные законцовки лопастей несущего винта с загибом вверх уже прошли испытания на модели в аэродинамической трубе. Испытания показали, что новая конструкция лопастей позволяет при прочих равных параметрах увеличить подъемную силу на 13,5 процента и уменьшить аэродинамическое сопротивление винта на 17 процентов.
При этом соответствующий прирост аэродинамического качества составляет 36,91 процента. В компании полагают, что потенциально новая конструкция несущего винта позволит добиться снижения шумности и уменьшения расхода топлива в полете.
Ранее Bell Helicopter представила электрическую систему рулевых винтов и компенсации реактивного момента для вертолетов. Система уже проходит испытания на модифицированном многоцелевом вертолете Bell 429. Она получила название EDAT (electrically distributed anti-torque, электрическая распределенная система противовращения).
Система состоит из четырех небольших электрических фенестронов, установленных в хвостовой части вместо традиционного рулевого винта. Управление рысканием производится теми же педалями, что и при обычном рулевом винте, однако команды до новой системы передаются не с помощью тяг, а с помощью электродистанционной системы.
Василий Сычёв
Также компания рассказала об архитектуре двигателя Symphony
На прошедшем Международном авиакосмическом салоне в Ле-Бурже американская компания Boom Supersonic рассказала о внутренней конструкции своего будущего сверхзвукового самолета Overture — кроме трех основных компьютеров на борту будет находиться резервный четвертый, а топливная система будет изменять центр тяжести воздушного судна в зависимости от дозвукового или сверхзвукового режима полета. Также компания рассказала подробности о разрабатываемом для самолета двигателе Symphony. Компания Boom Supersonic из Колорадо представила концепт пассажирского сверхзвукового самолета Overture в 2016 году. В текущей версии проекта длина фюзеляжа составляет 61 метр, размах крыла 18 метров, а взлетная масса 77 тонн. Самолет оснастят четырьмя двигателями, размещенными в отдельных мотогондолах под крылом. Крыло оживальной формы с дополнительным изгибом вдоль продольной оси фюзеляжа (крыло чайки). В конструкции широко используются композитные материалы для снижения массы и расхода топлива. Overture сможет перевозить от 65 до 80 пассажиров со сверхзвуковой крейсерской скоростью 1,7 Маха на расстояние до 7870 километров без применения форсажного режима двигателей. Специально для самолета разрабатывают двигатель Symphony, который работает на синтетическом топливе. Перед постройкой полноразмерного прототипа самолета компания планирует отработать ряд технологий на прототипе XB-1 Baby Boom — уменьшенной версии самолета с двуместной кабиной. Размах крыла XB-1 составляет 5 метров, а взлетный вес около 6 тонн. В отличие от полноразмерного прототипа, демонстратор имеет только три двигателя в хвостовой части. Выкатка готового прототипа демонстратора технологий произошла в 2020 году, а первый полет планируется в середине 2023 года. На недавно завершившемся Международном аэрокосмическом салоне в Ле-Бурже компания Boom Supersonic отчиталась о текущем прогрессе проекта и представила информацию о ключевых деталях конструкции самолета и двигателя. Например, топливная система Overture позволит контролировать положения центра тяжести за счет перераспределения топлива в зависимости от дозвукового или сверхзвукового режима полета. Она будет полностью совместима с синтетическим топливом, которое планируется использовать для двигателей Symphony. Гидравлическая система получит тройное резервирование. Управлять самолетом будущему экипажу придется с помощью боковых ручек (сайдстики). Помимо трех основных компьютеров, ответственных за управление на борту будет также резервный четвертый. На этапах взлета и посадки для улучшения обзора, которому мешает длинный заостренный нос самолета, будет использоваться вспомогательная видеосистема, входящая в комплекс бортовой авионики. Шасси самолета позволит использовать взлетно-посадочные полосы большинства современных аэропортов. https://www.youtube.com/watch?v=x6hk9ct9rpw Также на выставке представили новую информацию о внутреннем устройстве турбовентиляторного двигателя Symphony. Двигатель без форсажной камеры и имеет среднюю степень двухконтурности. Его оснастят вентилятором диаметром 183 сантиметра. Компрессор и турбина низкого давления имеют по три ступени, а компрессор высокого давления — шесть. Турбина высокого давления одноступенчатая. Максимальная тяга, развиваемая двигателем, составит около 160 килоньютонов. https://www.youtube.com/watch?v=0Vzt5l3DgHg&t=1s Согласно текущим скорректированным планам компании первый полет Overture должен произойти в 2027 году. Получение сертификата типа запланировано в 2029 году. В данный момент продолжается строительство помещений цеха в Северной Каролине, где планируется производить сборку. К самолету проявляют интерес крупные авиаперевозчики. Так, о своих планах на приобретение в общей сложности нескольких десятков Overture уже заявили такие авиакомпании как American Airlines, United Airlines и Japan Airlines. Подробнее о перспективах нового поколения сверхзвуковых самолетов читайте в нашем материале «Включите сверхзвук».