في مجال الإقلاع والهبوط العمودي ، تنتمي القيادة بلا منازع إلى طائرات الهليكوبتر. ومع ذلك ، يستمر البحث عن مخططات بديلة قد يكون لها آفاق حقيقية. على وجه الخصوص ، يدرس المتخصصون الروس الآن مفهوم ما يسمى ب. سيكلوليت أو سيكلوكوبتر. كجزء من برنامج Cyclone ، تم بالفعل إنشاء واختبار نماذج مقاعد البدلاء ونموذج أولي للطائرة ، ومن المتوقع ظهور طائرة بالحجم الكامل في المستقبل القريب.
الإقلاع الحر
في عام 2017 ، أطلقت المؤسسة الروسية للدراسات المتقدمة (FPI) مسابقة الإقلاع الحر. كانت مهمته هي إيجاد مخططات بديلة لطائرات الإقلاع الرأسية / فائقة القصر التي يمكن أن تنافس المروحية. تم تقديم أحد طلبات المسابقة من قبل شركة "Flash-M" (كراسنويارسك) ، التي وحدت ممثلين عن المجموعة الإبداعية "Arey" ومعهد الفيزياء الحرارية التابع لفرع سيبيريا التابع لأكاديمية العلوم الروسية (IT SB RAS).
جاء "Flash-M" باقتراح لإنشاء ما يسمى ب. سيكلوليت. يعمل علماء IT SB RAS على هذا المفهوم لفترة طويلة وإجراء البحوث النظرية والتجريبية. تم جمع كمية كبيرة من البيانات وعُرضت عينة من مقاعد البدلاء لمروحة دافعة دورية واعدة. أثار اقتراح Flash-M اهتمام FPI ، وكانت هذه المنظمة هي الفائزة في Free Takeoff.
في عام 2018 ، أطلقت FPI مشروع Cyclone ، حيث تم التخطيط لمواصلة العمل على موضوع cyclolette ، بالإضافة إلى بناء واختبار النماذج الأولية. أيضًا ، في إطار هذا المشروع ، تتم دراسة قضايا الإنتاج الإضافي والتنفيذ والتشغيل للمعدات كاملة الحجم المناسبة للاستخدام الحقيقي.
في يوليو 2020 ، أجرت شركة "Flash-M" أول اختبارات طيران لمركبة جوية بدون طيار مجربة. تلقى الجهاز الذي يزن 50 كجم أربع مراوح دورية أصلية. تم تأكيد قدراتها على الإقلاع والهبوط العمودي ، والطيران المستوي والمناورات. بالإضافة إلى ذلك ، أظهروا بعض القدرات غير المتاحة لطائرات الهليكوبتر. بعد ذلك بوقت قصير ، تم عرض طائرة تجريبية أخرى بدون طيار تسمى Cyclone 2020 في منتدى Army 2020.
خطط للمستقبل
في أبريل من هذا العام ، تم الإعلان عن بدء مرحلة جديدة من العمل. الآن الهدف من مشروع Cyclone هو إنشاء طائرة مأهولة بالحجم الكامل اختياريًا يصل وزنها إلى 2 طن مع حمولة 600 كجم. ومن المقرر أن تتم محاكمة مثل هذا "السيكلوكار" العام المقبل. على المدى المتوسط ، قد يبدأ الإنتاج الضخم وإدخال مثل هذه التكنولوجيا في مختلف المجالات.
يخطط مطورو Cyclone لإنشاء مجموعة كاملة من المعدات بناءً على المبادئ والتقنيات المشتركة. وسيتم نقل الأحمال التي يصل وزنها إلى 20 كجم بواسطة طائرة بدون طيار تزن 60 كجم "Cyclodron". شحنات أكبر ، بما في ذلك. سيتعين على الركاب حمل سيكلوكار بوزن 2 طن. في المستقبل البعيد ، قد يظهر مسار سيكلوتراك ثقيل ، والذي بوزن إقلاع يبلغ 10 أطنان سيكون قادرًا على حمل ما يصل إلى 4 أطنان من البضائع.
من المفترض أن الأنواع الجديدة من السيكلوليت سوف تجد تطبيقات في مجال نقل البضائع والركاب. أيضًا ، قد يهتم بها الجيش ورجال الإنقاذ وما إلى ذلك. في بعض المناطق ذات المتطلبات الخاصة ، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تحل محل طائرات الهليكوبتر.تعتبر مزاياها أبعادًا ووزنًا أصغر ، فضلاً عن قدرة أعلى على المناورة والاستقرار.
لتلبية طلبات المعدات ، من المخطط إنشاء مصنع جديد لبناء الطائرات. لدى منظمة التطوير بالفعل خطة عمل ، ويذكر أن هناك مستثمرين على استعداد لضمان تنفيذها.
ميزات تقنية
في إطار برنامج Cyclone ، تتم دراسة واختبار مخطط عالمي لطائرة ركوب الدراجات ، والتي سيتم استخدامها بعد ذلك في جميع المشاريع المخطط لها. هذا المخطط يفسح المجال لقابلية التوسع ، ونتيجة لذلك سيكون "Cyclodron" المضغوط و "Cyclotrac" الثقيل متشابهين مع بعضهما البعض.
ينص المخطط المقترح على بناء طائرة بأربع مراوح دورية ، تقع في أزواج على جانبي جسم الطائرة الانسيابي. يقترح التصميم أوسع استخدام ممكن للمواد البلاستيكية والمواد المركبة ، مما سيزيد من كمال الوزن.
سيتلقى سيكلليتس محطة طاقة هجينة أو كهربائية بالكامل. في كلتا الحالتين ، يتم توفير دوران المراوح بواسطة محركات كهربائية. يجري تطوير نظام تحكم في الطيران بأقصى قدر من الأتمتة. سيتعين عليها العمل بشكل مستقل تمامًا أو اتباع أوامر الطيار وإفراغه.
الابتكار الرئيسي للمشروع هو ما يسمى ب. المحرك الدوري. هذا الجهاز عبارة عن مجموعة من خمس شفرات بطول محدود ، مثبتة بين الأقراص الجانبية. تتمتع الشفرات بالقدرة على الدوران بحرية حول المحور الطولي ؛ آلية خاصة - على غرار لوحة swashplate على طائرة هليكوبتر - تحدد خطوتها المشتركة والدورية.
عندما تدور المروحة ، تتحرك الشفرات على طول مسار دائري. في أجزائه العلوية والسفلية ، تعرضهم آلية التحكم لزاوية الهجوم ، مما يضمن إنشاء قوة الرفع. يتم استخدام مبدأ مشابه لإنشاء دفع أفقي. الاستخدام المتزامن لأربعة من هذه المراوح يخلق فرصًا كبيرة للطيران الرأسي والأفقي ، والمناورات المختلفة ، إلخ.
يمكن أن يكون تصميم المحرك الدوري بأحجام مختلفة. وهكذا ، تم بالفعل اختبار منتج يبلغ قطره وعرضه 1.5 متر على المنصة. وجهاز دفع بهذا الحجم مخصص لسيكلوكار وزنه 2 طن ، وهذا يعني أن أحد هذه الأجهزة ينتج قوة دفع تبلغ 500 كجم. وفقًا للحسابات ، سيكون مثل هذا الجهاز قادرًا على الوصول إلى سرعات تصل إلى 250 كم / ساعة ويطير لمسافة 500 كم. سيكون طول وعرض المنتج عند مستوى 6 أمتار.
الفوائد ووجهات النظر
الميزة الرئيسية للدوران الهليكوبتر / المروحية فوق المروحية هي الحجم الأصغر للوحدات الرئيسية. باستخدام نفس مؤشرات الدفع ، تبين أن المروحة الدائرية أصغر بكثير من المروحة. يعمل المروحة الدوارة باستمرار في موضع واحد ؛ يسمح غياب الحاجة إلى الإمالة بإنشاء دفع أفقي دون تقليل الاتجاه الرأسي.
يمكن للطائرة المزودة بعدة مراوح دائرية توليد قوة دفع في اتجاهات مختلفة ، ونتيجة لذلك ، تقوم بمناورات مختلفة ، بما في ذلك. لا يمكن الوصول إلى طائرة هليكوبتر. من خلال تحسين أنظمة ضبط زاوية الشفرات ، من الممكن توسيع زوايا الميل المسموح بها أثناء الطيران. على وجه الخصوص ، بفضل هذا ، فإن cyclolet ، على عكس المروحية ، قادر على الإقلاع من الأسطح المائلة والهبوط عليها.
لاحظ المطورون سلامة الطائرة. من السهل تجهيز المراوح الدائرية بالحراس. على سبيل المثال ، في معرض "cyclodron" تم استخدام جهاز يتكون من زوج من الأقراص مع وصلات عبور بينهما. تم وضع مروحة داخل هذا الجهاز. إن Cyclocar في الصور المنشورة محمي بشبكة. بالإضافة إلى ذلك ، لن يكون الجهاز صاخبًا: في هذا الصدد ، يجب ألا يختلف عن السيارة العادية.
ومع ذلك ، فإن المخطط الأصلي له عيوب معينة يصعب التخلص منها.بادئ ذي بدء ، هذا هو الافتقار إلى الخبرة الواسعة في تطوير وبناء وتشغيل هذه المعدات. سيستغرق البحث عن حلول جديدة وتطويرها الكثير من الوقت ، وبعد ذلك فقط ستتمكن الدوامات من الاعتماد على أي مكان في نقل البضائع. على النقيض من ذلك ، فإن طائرات الهليكوبتر تمت دراستها جيدًا وإتقانها ، مما يبسط إلى حد ما التطوير والتشغيل.
تتفاقم مشكلة التجربة بسبب حقيقة أن السيكلوليت أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية من المروحية. لذلك ، في المخطط من "Flash-M" و IT SB RAS ، يتم استخدام أربعة مراوح أصلية في وقت واحد. لا يتميز كل واحد منهم بالبساطة ، ويؤدي استخدامهم المشترك إلى الحاجة إلى حل المشكلات الهندسية الجديدة في مجال إمدادات الطاقة والمحركات ، والديناميكا الهوائية ، والتحكم ، وما إلى ذلك.
يعتبر برنامج الإعصار الحلزوني متوسط الحجم نموذجًا جماعيًا قادرًا على تولي دور "التاكسي الجوي" في المستقبل. ويتبع ذلك تحدٍ جديد: سيتعين على المطورين والمنظمين تحديد قواعد تشغيل هذه الطائرات ، والعمل على قضايا السلامة ، وما إلى ذلك. يقال أن المشاركين في المشروع يعالجون هذه القضايا بالفعل.
تكنولوجيا المستقبل؟
تجدر الإشارة إلى أن مشروع Cyclone من FPI و Flash-M و IT SB RAS ليس الأول من نوعه. تم اقتراح فكرة ركوب الدراجات / المروحية في بداية القرن الماضي. في عام 1909 قام المهندس الروسي إي.بي. بنى Sverchkov "orthopter ذو عجلات" - طائرة ذات "عجلتين مجدافين". لم يقلع المنتج بسبب عدم التصميم الأمثل ونقص قوة المحرك.
في المستقبل ، تم تطوير وبناء cyclolets الجديدة مرارًا وتكرارًا في بلدنا وفي الخارج. ومع ذلك ، حتى أكثر المشاريع نجاحًا لم تتقدم إلى ما بعد اختبارات الطيران للنماذج - تأثر تعقيد المفهوم ونقص التصميمات. بالإضافة إلى ذلك ، لم تستطع الطائرات غير العادية منافسة طائرات الهليكوبتر المألوفة بالفعل.
في العقود الأخيرة ، تم تذكر ركوب الدراجات مرة أخرى. تتيح الأساليب والتقنيات والمواد العلمية الحديثة دراسة وتنفيذ هذا المفهوم على مستوى جديد. في بلدنا ، يتم تنفيذ هذا العمل في إطار مشروع Cyclone ، الذي مر بالفعل بمرحلة النموذج ويقترب من اختبار مركبة كاملة الحجم مأهولة / غير مأهولة. سيتضح في المستقبل القريب ما إذا كان العلماء والمهندسون قادرين على التعامل مع جميع التحديات المقبلة. ستتم أول رحلة من Cyclocar العام المقبل.
