إن Bell XV-3 هو محرك إمالة تجريبي أمريكي. قامت بأول رحلة لها في 23 أغسطس 1955. كان الانتقال الأول من الطيران الرأسي إلى الأفقي في 18 ديسمبر 1958. في المجموع ، تم الانتهاء من أكثر من 250 رحلة تجريبية بحلول عام 1966 ، والتي أثبتت الإمكانية الأساسية لإنشاء محرك مائل بمسامير دوارة. تم التعرف على اختبارات هذه الطائرة على أنها ناجحة ، لذلك تقرر إنشاء جهاز على أساسها بالفعل مزود بمحركات دوارة ، مما أدى إلى إنشاء Bell XV-15 tiltrotor.
كان للطائرة التجريبية Bell XV-3 جسم كبير مصمم لأربعة ركاب ، وأجنحة ثابتة بطول 9.54 متر ومحرك Pratt & Whitney R-985 ، الذي طور قوة قصوى تبلغ 450 حصان. تم نقل المروحة الدوارة ، التي كانت موجودة على وحدة التحكم في كل جناح ، إلى الموضع المطلوب بمساعدة المحركات الكهربائية: لأعلى - للطيران الرأسي ، للأمام - للطيران الأفقي.
من أجل الحصول على طائرة يمكن أن تجمع بين ميزات طائرة وطائرة هليكوبتر ، تم إجراء العديد من المحاولات لإنشاء مجموعة متنوعة من الآلات ذات الأجنحة الدوارة ، بما في ذلك المراوح الدوارة ، والتي كانت تسمى في الغرب tiltrotor ، وفي بلدنا - a طائرة هليكوبتر. تم تجهيز هذه الطائرات بمراوح دوارة ذات قطر كبير مع شفرات مفصلية وحمل صغير على منطقة المسح ، كما هو الحال في طائرات الهليكوبتر ، والتي وفرت لمثل هذه الآلات القدرة على أداء الإقلاع العمودي بقوة منخفضة نسبيًا للمحرك المثبت عليها..
تم دفع المراوح المائلة مباشرة من المحركات ، والتي يمكن تثبيتها في الفتحات ، أو الدوران باستخدام المراوح ، أو من المحرك / المحركات ، التي كانت موجودة في جسم الطائرة أو في فتحات منفصلة ، في حين أن المراوح فقط تدور عندما التحول إلى نموذج طيران آخر. أثناء الطيران الأفقي ، تم التحكم في الدوران المائل مثل الطائرة - بمساعدة أدوات التحكم بالطائرة العادية ، وعند التبديل إلى الطيران الرأسي - مثل المروحية ، وذلك بمساعدة التحكم في الانحدار العام والدوري للمراوح. كان من المفترض أنه في حالة حدوث عطل في محطة توليد الكهرباء ، فإن المراوح ستكون قادرة على الهبوط مثل طائرة مع التخطيط والميل الجزئي للمراوح ، أو ، مثل المروحية ، في وضع الدوران التلقائي.
Tiltrotor Bell XV-3
لسنوات عديدة ، أجرت شركة Bell قدرًا كبيرًا من الأبحاث والأعمال التجريبية في مجال إنشاء المروحة ، وقد قاد العمل في هذا الاتجاه المصممان آرثر يونغ وبرتراند كيلي ، ثم انضم إليهم لاحقًا روبرت ليشتن. في مسابقة الجيش الأمريكي عام 1950 للحصول على أفضل تصميم للطائرة لخدمات الاستطلاع والإنقاذ في الخطوط الأمامية ، قدم بيل تصميمًا مائلًا مع مراوح دوارة قابلة للإمالة. إجمالاً ، نظرت اللجنة في 17 مشروعًا مختلفًا ، تم اختيار 3 مشاريع فقط للطائرات ذات الأجنحة الدوارة ، بما في ذلك مشروع مصممي شركة "بيل". نتيجة للمنافسة التي أقيمت في عام 1951 ، وقع سلاح الجو الأمريكي عقدًا مع هذه الشركة لبناء محولين تجريبيين لاختبارات طيران لاحقة للمركبات.
تم تأجيل بناء أول بيل tiltrotor ، والذي حصل في البداية على تسمية Bell XH-33 ، ثم Bell XV-3 ، وتم الانتهاء من العمل فقط في بداية عام 1955 ، وفي 10 فبراير من نفس العام ، كان المسؤول الأول تم عرض الحداثة. في 11 أغسطس 1955 ، تم تنفيذ أول إقلاع عمودي ورحلات تحليق ، ثم الانتقال إلى رحلة أفقية ، عندما بلغت درجة إمالة المراوح 15 درجة (طيار الاختبار فلويد كارلسون). في الاختبارات اللاحقة للمحرك المائل ، والتي أجريت في 25 أكتوبر 1956 في الهواء على ارتفاع 60 مترًا مع إمالة المراوح بمقدار 20 درجة ، فقد الجهاز السيطرة بسبب عدم الاستقرار الميكانيكي وسقط ، بينما كان Bell XV-3 دمر ، واختبار الطيار ديك ستينسبري نتيجة السقوط ، أصيب بجروح خطيرة.
بسبب الكارثة ، استمرت اختبارات الطيران الإضافية للمحرك المائل في عام 1958 فقط في النسخة الثانية من Bell XV-3. في البداية ، كان لديها مراوح ثنائية الشفرات ، ولكن سرعان ما تم استبدالها بمراوح ذات ثلاث شفرات. لأول مرة ، تم إجراء انتقال كامل من رحلة عمودية إلى رحلة أفقية مع الهبوط العمودي اللاحق في 18 ديسمبر 1958 ، في هذه الرحلة ، تم التحكم في المحرك المائل من قبل طيار الاختبار بيل كوينلين. في الرحلات اللاحقة ، تمكن الجهاز من الوصول إلى سرعة 212 كم / ساعة على ارتفاع 1220 مترًا. في عام 1962 ، تم نقل هذه الوحدة لمزيد من الاختبارات في مركز أبحاث ناسا لانغلي. في هذا المركز ، طار Bell XV-3 بنجاح في أوضاع رأسية وأجرى انتقالات غير كاملة إلى وضع الطائرة مع ميل مروحة من 30 إلى 40 درجة.
أيضًا ، تم اختبار tiltrotor على حامل خاص ، حيث تم إجراء الانتقال الكامل إلى وضع الطيران "الطائرة". عند التبديل من وضع طيران هليكوبتر إلى وضع طائرة ، تم إمالة المراوح 90 درجة باستخدام ترس دودي من المحركات الكهربائية. تستغرق عملية الانتقال عادةً من 15 إلى 20 ثانية فقط. في الوقت نفسه ، كان المحرك المائل Bell XV-3 قادرًا على مواصلة الطيران في أي موضع وسيط للمراوح أثناء الانتقال. في المجموع ، أجرى هذا المحرك المائل أكثر من 250 رحلة تجريبية و 110 انتقالات كاملة بين أوضاع الطيران ، بعد أن طار حوالي 450 ساعة خلال هذا الوقت. خلال هذه الرحلات ، تم الوصول إلى سرعة قصوى تبلغ 290 كم / ساعة ، بالإضافة إلى ارتفاع 3660 مترًا. استمرت اختبارات Tiltrotor في عام 1965 ، ولكن بالفعل في نفق هوائي. تم إيقاف هذه الاختبارات بسبب انفصال الكنة بالمروحة والضرر الذي تلقته الطائرة Bell XV-3.
كان لدى القوات الجوية والجيش الأمريكي آمال كبيرة في تطوير هذا النوع من الطائرات ، معتقدين أن المحولات هي الأنسب لعمليات الاستطلاع والاتصالات والإنقاذ. أنشأ بيل عددًا من المشاريع لكل من النماذج العسكرية والمدنية لهذه الطائرات ذات الأجنحة الدوارة. تم التخطيط على عدد منها لتركيب محركين توربين غازيين يقعان في الجندول أسفل الجناح ، بينما كان من المفترض أن تكون السرعة القصوى حوالي 400 كم / ساعة.
كان للميلان Bell XV-3 نفس تصميم الطائرات التقليدية. كان التصميم الأكثر بساطة وملاءمة ، حيث كانت المراوح موجودة في نهايات الأجنحة: عندما تم تدويرها ، أصبح المروحة المائل مشابهًا لطائرة هليكوبتر عرضية ثنائية الدوار. أثناء الإقلاع العمودي ، تم منع التدفق من المراوح ، مما أدى إلى هبوب الجناح ، وهذا هو سبب فقدان المراوح في الدفع ، وكانت السرعة القصوى للمحرك المائل صغيرة نسبيًا بسبب انخفاض القدرة على الوزن نسبة الطائرات التجريبية.
خارجياً ، يعد Bell XV-3 tiltrotor التجريبي أحادي السطح بمحرك واحد واثنين من المراوح ثلاثية الشفرات الدوارة ، بالإضافة إلى هيكل انزلاقي بتصميم بسيط للغاية ، وكان مسار الشاسيه يبلغ 2 ، 8 أمتار. في الوقت نفسه ، تميز جسم الطائرة بأشكال ديناميكية هوائية جيدة. في قوسها كان هناك قمرة القيادة مع منطقة زجاجية كبيرة.في هذه المقصورة كان هناك طيار أو مساعد طيار أو مراقب ، بالإضافة إلى راكبين ، بدلاً من ذلك كان من الممكن وضع الشخص الجريح على نقالة بشكل منظم. كان جناح tiltrotor مستقيمًا وله مساحة صغيرة نسبيًا ، حيث تم حسابه لإنشاء قوة الرفع فقط عند سرعة الطيران المبحرة. في نهايات الجناح كانت الجندول الصغيرة ذات البراغي الدوارة. يمكن لممثلي الخدمة الفنية إزالة غطاء طرف الجناح للوصول إلى مكونات ناقل الحركة. كان للجناح أيضًا اللوحات والجنيحات القابلة للسحب. كانت وحدة الذيل هي نفسها الموجودة في الطائرات التقليدية - مع دفة ، وذيل عمودي كبير ، كان هناك مثبت على العارضة بامتداد 4 أمتار مع المصاعد.
نظرًا لتصميمه ، كان للميلان Bell XV-3 عدد من الميزات التشغيلية الفريدة. على سبيل المثال ، كان ناقل الحركة المتقاطع ، الذي كان نموذجيًا للطائرات متعددة المحركات ، غائبًا. في حالة تعطل محطة الطاقة ، تم إحضار مراوح Bell XV-3 تلقائيًا إلى الوضع الرأسي ، ونتيجة لذلك يمكن أن ينزل المائل عند الدوران الأوتوماتيكي مثل المروحية العادية أو الطائرة العمودية التقليدية. في الوقت نفسه ، انحنت المراوح للأمام لخلق قوة دفع ، ومع ذلك ، أثناء الطيران الأفقي ، تم إنشاء جزء من المصعد بواسطة جناح الجهاز.
كان أصعب شيء بالنسبة لمهندسي Bell هو اختيار المراوح ذات القطر الأمثل لمحرك الإمالة Bell XV-3. كان بيت القصيد هو أنه من أجل الإقلاع العمودي للمركبة ، كانت هناك حاجة إلى مراوح ذات قطر كبير ، بينما في الطيران الأفقي كان من المربح استخدام مراوح صغيرة. في النهاية ، كان قطر الحل الوسط للمسامير اللولبية 7.6 متر. تم وضع مراوح ثلاثية الشفرات من هذا القطر في أغطية عند أطراف الجناح. تحتوي الأكمام اللولبية على مفصلات رأسية وأفقية متقاطعة تقع على مسافة 0.44 متر من محور الدوران ، وكذلك معوضات التأرجح. كانت محاور المروحة مغطاة بإنصاف. جميع الشفرات الملصقة من المعدن في المخطط لها شكل مستطيل وتواء هندسي بمقدار 20 درجة.
تم تشغيل المحرك المائل Bell XV-3 التجريبي بواسطة محرك مكبس شعاعي مبرد بالهواء Pratt & Whitney. كان R-985-AN-1 والمحرك بقوة 450 حصان. عند 2300 دورة في الدقيقة على ارتفاع 450 مترًا وأثناء الإقلاع. تم تركيب المحرك في الجزء المركزي من جسم الطائرة. نظرًا لعدم كفاية الطاقة لمحطة الطاقة ، اقتصرت السرعة القصوى على 280 كم / ساعة ، على الرغم من أن المحرك المائل أظهر قيمة أكبر أثناء الاختبارات. كان تحقيق سرعة أعلى ممكنًا عن طريق استبدال المحرك بمحرك أقوى. على وجه الخصوص ، كانت هناك خطط لتثبيت محرك GTE Lycoming T-53 مزدوج العمود ، والذي طور قوة 825 حصان.
بعد الانتهاء من اختبارات Bell XV-3 ، لم يتم التخلي عن فكرة المحرك المائل في الولايات المتحدة. بعده ، ولد نموذج جديد. تم تجهيز الطائرة الجديدة بمحركات دوارة بالفعل. حصلت على التصنيف Bell XV-15 وقامت برحلتها الأولى في مايو 1977. وفي 19 مارس 1989 ، انطلق المحرك المائل Bell V-22 Osprey في السماء ، والذي كان في الخدمة منذ عام 2005. يخدم في سلاح مشاة البحرية وقيادة العمليات الخاصة للقوات الجوية الأمريكية. اعتبارًا من عام 2016 ، تم بناء أكثر من 300 مركبة من هذا النوع ، ويستمر توريد هذه المحولات إلى القوات المسلحة الأمريكية.
الخصائص التقنية للطيران للميلان XV-3:
الأبعاد الكلية: الطول - 9 ، 2 م ، الارتفاع - 4 م ، جناحيها - 9 ، 5 م ، قطر البراغي الدوارة - 7 ، 6 م.
الوزن الفارغ - 1907 كجم.
وزن الإقلاع - 2218 كجم.
محطة توليد الكهرباء عبارة عن مسرح Pratt Whitney R-985-AN-1 بسعة 450 حصان.
السرعة القصوى 290 كم / ساعة.
سرعة الانطلاق - 269 كم / ساعة.
المدى العملي - 411 كم.
سقف الخدمة - 4600 م.
معدل الصعود هو 6 ، 3 م / ث.
الطاقم - شخص واحد.
