strangernn: (Default)
[personal profile] strangernn

Воздушный джип X-19 (кликабельно)

Машинка эта, Curtiss-Wright X-19, задумывалась, вообще-то, как коммерческое аэротакси безаэродромного базирования, но единственным потенциальным заказчиком машины оказалась американская армия. Вот как раз у них все время было и есть желание заполучить авиатраспортное средство, сочетающее маневренность вертолета со скоростями и дальностью самолетов.


еще ракурс (кликабельно)

Но, как выяснилось впоследствии, разработка машины изначально двинулась по ложному пути. Первым был создан универсальный воздушный винт, одинаково пригодный как для вертикального взлета и полета по-вертолетному, так и для полета по-самолетному. Определившись с геометрией такого пропеллера конструкторы перешли к схеме двигательной установки - и тут попали в ловушку. Пытаясь уменьшить количество всякого движущегося металла на подвижных консолях с винтами они избрали схему централизованной силовой установки с развитой трансмиссией, раздающей мощность по пропеллерам. К чему это привело - понятно.

Во-первых, сама сборка редукторов, которая должна была раздавать суммарную мощность в 4400л.с. ( 2× Avco Lycoming T55-L-5) была крайне ненадежна. Даже в идеальном состоянии ее межремонтный пробег не превышал 5 часов, но из-за некачественной термообработки шестеренок коробка постоянно ломалась. А во-вторых - здоровенная трансмиссия занимала существенную часть фюзеляжа, и что немаловажно - требовала еще и своего собственного охлаждения.


машина висит. Хорошо видна V-образность положения винтов.

В результате машина длиной почти 13 метров вмещала всего 8 человек - двоих пилотов и шестерых пассажиров, да и тем пришлось вжиматься в кабину длиной около 3 метров, и сечением 1.4х1.2м. Все остальное пространство фюзеляжа занимали валы, шестерни и топливные баки (из-за неудачной конструкции которых последние 250 литров топлива из примерно ~1900 исходных были недоступны моторам).

Второй "ахиллесовой пятой" машины была ее ужасная управляемость, особенно на переходных режимах. Если в режиме висения, расположив винты несколько заваленными к центру машины (при взгляде сбоку плоскости винтов образовывали сильно расплющенную букву V) конструкторам удалось создать ООС по тангажу (хотя машина при самовыравнивании моталась вперед-назад), то переход от висения к горизонтальному полету требовал от пилота ювелирного мастерства. Причем, - отдельного при каждом варианте загрузки аппарата.


схема управления X-19

Адреналину добавляла и неспешная реакция самолетных, по сути своей, двигателей, - между изменением "газа" и изменением их мощности проходила почти секунда, да и количество осей, по которым требовалось вручную крутить аппарат одноголовым и двуруким пилотам спокойствия не прибавляло. Особенно сложно приходилось при попытках управлять аппаратом сразу по всем трем осям, да еще при переходе от вертикального полета к горизонтальному и обратно - а мощных и легких компьютеров, которые могли бы взять на себя все сложности и нюансы управления тогда еще не придумали.


1963 года, перед первым полетом X-19

Окончательно же добило машину доведение трансмиссии до ума. В процесе борьбы с поломками ее детали укрупнялись, утяжелялись, - а в итоге, после обязательной комплектации машины катапультными креслами, - "грузоподьемность" просела до 185 кг, или 10 минут висения с одним пилотом. Или одной минуты - с двумя. Разумеется, это не лезло ни в какие ворота и испытания двух построенных прототипов были свернуты.

Хотя, прошу заметить, характеристики машины исходно были очень интересны: скорость горизонтального полета 730км/ч при дальности 530км и потолке, ограничиваемом только негерметичной кабиной. Жаль, что не получилось, был бы интересный вариант...

если у вертолета

Date: 2010-10-27 08:28 pm (UTC)
From: [identity profile] zloradskij.livejournal.com
винтов больше трех - считай калека. :)

Re: если у вертолета

Date: 2010-10-28 03:21 am (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Хех.. А если их двадцать?? Ж8-)))

Re: если у вертолета

Date: 2010-10-28 04:36 am (UTC)
From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com
Угу, на "Интерполитехе" какая-то наша контора показывала вертолет-беспилотник - у него было штук восемь винтов по кругу. Причем он устойчиво висел. Сразу вспомнился "Альбатрос" Робура. Ну то есть Жюля Верна, конечно.

Re: если у вертолета

Date: 2010-10-28 05:35 am (UTC)
From: [identity profile] izdaleka-nekta.livejournal.com
Кто их только не делает, даже на ARDUI самодельщики...

http://flashbot.ru/arduimu-quadcopter

Re: если у вертолета

Date: 2010-10-28 06:13 am (UTC)
From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com
Занятная штука. Думаю, что контроллеры системы управления все же типовые, вряд ли он сам там все паял и программировал. А тот аппарат на выставке, как я понимаю, серийный. Я его нашел, кстати - "Беспилотные системы" ZALA AERO 421-21 (http://zala.aero/ru/uav/1279191246.htm), только у него шесть винтов. Восемь - это мне с перепугу показалось.

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-28 01:56 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
шесть...
Image (http://www.radikal.ru)
---
Шесть...
Image (http://www.radikal.ru)

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-28 08:33 pm (UTC)
From: [identity profile] endeavor-00.livejournal.com
А первое - это что такое? Не авиааналог КВ-6?

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-29 06:37 am (UTC)
From: [identity profile] izdaleka-nekta.livejournal.com
Скорее КВ-1К...

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-29 01:17 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
Яковлев VVP-6

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-29 11:15 am (UTC)
From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com
Первый - полный ппц. Это сколько же пилотов пришлось бы репрессировать кровавой гебне®, чтобы приковать их к креслам этого аццкого пепелаца??? Военно-пассажирский дредноут, блин...

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-29 01:18 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
Ракетоносец, ага. :)

Re: Зловеще ухмыляясь

Date: 2010-10-29 01:19 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
А второй, что нормален? )

Re: Зловеще ухмыляясь

From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com - Date: 2010-10-29 03:22 pm (UTC) - Expand

Нереально.

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 04:12 pm (UTC) - Expand

Re: Нереально.

From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com - Date: 2010-10-29 04:28 pm (UTC) - Expand

Re: Зловеще ухмыляясь

From: [identity profile] brummar.livejournal.com - Date: 2010-10-29 04:40 pm (UTC) - Expand

Re: Зловеще ухмыляясь

From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com - Date: 2010-10-29 04:55 pm (UTC) - Expand

Date: 2010-10-28 04:38 am (UTC)
From: [identity profile] alex-ak.livejournal.com
В 60-х годах, когда эта машина только была создана, но разработчики еще не успели наступить на большинство граблей, а на которые наступили - про те не рассказывали - в те времена она считалась очень перспективной. Я встречал в разных журналах и книгах множество упоминаний.

Date: 2010-10-28 01:34 pm (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Там было много машин внешне похожих, но трансмиссия... В конце-концов пришли к цельноповоротным ВМГ, хотя это и выглядит сложнее, на практике выходит и проще, и легче, и дешевле.

Date: 2010-10-28 01:44 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
У него есть потомок. Называеться QTR. В отличие от Х-19 у него проблема трансмисси решена просто, каждому винту по двигателю, в результате у него заявлена грузоподьемность как у С-130 "Геркулес" - 20 с лишним тонн. "Страйкер" или "Бредлю" вполне подымит. Возможно, когда нибудь пойдет в серию...

Date: 2010-10-29 08:47 am (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Я таких потомков с десяток перечислю. Ж8-)))

Date: 2010-10-29 01:16 pm (UTC)
From: [identity profile] brummar.livejournal.com
Да-а-а? Буду рад увидеть...

Date: 2010-10-29 04:32 pm (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Не все сразу! Летадлы у меня тоже периодически появляются. Ж8-)

Date: 2010-10-28 05:53 pm (UTC)
From: [identity profile] patetlao.livejournal.com
Оч.интересно. Спасибо!

Date: 2010-10-29 02:38 am (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Пожалуйста! Ж8-)))

Date: 2010-10-28 08:56 pm (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Очень интересно, спасибо!

Но, как всегда, много вопросов.
Сравним с ближайшими аналогами - вертолетами продольной схемы.

Piasecki H-21
1 поршневой двигатель 1,425 лс и длинная-длинная трансмиссия.
http://en.wikipedia.org/wiki/Piasecki_H-21

Boeing CH-47 Chinook
http://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_CH-47_Chinook
Вообще, невероятно похож. Тоже - оба двигателя сзади и длинная трансмиссия. Двигатели - те же газоторбинные, каждый по 3,750 лс. И все работало.

Все, что сделали в обсуждаемой схеме - добавили 1 лишний поворот в трансмиссии.

Совершенно не ясно, почему должны возникать проблемы с управлением. Вроде как, все сделано много лучше, чем на классическом вертолете.

Date: 2010-10-29 02:37 am (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
Так у вертолетов продольной схемы всей трансмиссии - вал и две угловых передачи. А тут и поворотные узлы, и угловых передач (простых) четыре штуки, и валов раза в три (по метрам) больше (вес и вибрации), а самое интересное - это вид нагрузки в T-образном "разветвителе" при разном шаге винтов. Это по нагрузкам трансмиссии.

Проблемы с управлением в переходных режимах - из-за очень большого количества перекрестных обратных связей по всем каналам, как прямых, так и косвенных, еще и помноженные на инертность двигателей (парирование паразитной связи происходит с задержкой, что усугубляет положение, заставляя рвануть органы управления сильнее, чем требуется).

Date: 2010-10-29 03:23 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
> и валов раза в три (по метрам) больше
Если считать, что винты одинаковые, то да. А если считать, что одинаковы ометаемые полощади, то на 4-винтовой схеме у винтов в 1,4 раз меньше диаметр. Итого, длина трансмиссии в 2 раза больше.

Перекрестных связей в этой штуковине, в отличие от вертолета классической схемы, практически нет.

Да, и "чтобы два раза не вставать".
Смысл этой схемы в том, чтобы отказаться от автоматов перекоса. Наклон плоскости винтов осуществляется изменением наклона всего аппарата. Соответсвенно, нельзя выносить двигатели на пилоны - возрастет момент инерции.
Osprey, если не ошибаюсь, имеет автоматы перекоса.

Date: 2010-10-29 08:46 am (UTC)
From: [identity profile] strangernn.livejournal.com
1. А с какого бока тут площадь ометания? Это чисто компоновочная проблема - поперечные валы никуда не денутся, а разнесение винтов может быть любым.

2. Ну как же! Пытаемся в момент переходв от висения к горизонтальному полету наклониться влево (например). Увеличиваем шаг правых винтов, нагрузка на движки растет, и вместе с наклоном мы получаем падение оборотов и высоты, и это при идеальной уравновешенности в продольном направлении. Если же у нас есть малейший наклон (а он есть) - то машина начнет отклоняться в противоположную первоначальному наклону сторону и по тангажу. Ну и по рысканию уведет. Вы, конечно, добавите газу - но движки отреагируют с задержкой, и у вас все шансы войти в раскачку.

3. Потому и есть автоматы перекоса, что так оказалось куда как проще управляться в режиме "по-вертолетному", чем в такой "простой" схеме.

Date: 2010-10-29 09:21 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
1) Пусть D_2 - диаметр винта вертолета 2-винтовой схемы, L_2 - длина валf.
D_4 - диаметр винта вертолета 4-винтовой схемы, L_4 - суммарная длина валов.

Утверждается, что, если вертолеты подобны
2*D_2^2 = 4*D_4^2
Кроме того, из геометрии вертолетов следует
L_2 ~ 1*D_2
L_4 ~ 3*D_4

2) > Пытаемся в момент перехода от висения к горизонтальному полету наклониться влево (например). Увеличиваем шаг правых винтов, нагрузка на движки растет, и вместе с наклоном мы получаем падение оборотов и высоты

Одновременно уменьшаем шаг левых винтов. В первом приближении нагрузка на двигатель не меняется. Во втором приближении - меняется за счет ухода лопастей с оптимальных углов атаки.

Ну так, и у самолета то же самое или хуже - при наклоне за счет элеронов упадет аэродинамическое качество крыла, да еще и по курсу разворачивать начнет: то крыло, которое лезет вверх, будет сильнее тормозиться.

У вертолета классической схемы тот же набор проблем + собственные заморочки. Чтобы создать крен на классической схеме, мы точно так же пытаемся автоматом перекоса увеличить угол атаки с одной стороны и уменьшить с другой.
Но получается хуже, потому как
- из-за гироскопического эффекта приходится все это дело сдвигать на 1/4 оборота - возникает связь между креном и тангажом
- на одновинтовой схеме любые игры с любыми органами контроля надо всегда парировать хвостовым винтом - баланс уходит.

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 10:04 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com - Date: 2010-10-29 10:22 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 10:44 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com - Date: 2010-10-29 11:03 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 04:16 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com - Date: 2010-10-29 07:43 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 08:10 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com - Date: 2010-10-29 08:28 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 08:40 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] strangernn.livejournal.com - Date: 2010-10-29 08:53 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com - Date: 2010-10-29 10:25 am (UTC) - Expand

Profile

strangernn: (Default)
strangernn

March 2022

S M T W T F S
   1 2 3 45
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jan. 27th, 2026 12:47 pm
Powered by Dreamwidth Studios