![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
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.
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.
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...
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...
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
если у вертолета
Date: 2010-10-27 08:28 pm (UTC)Re: если у вертолета
Date: 2010-10-28 03:21 am (UTC)Re: если у вертолета
Date: 2010-10-28 04:36 am (UTC)no subject
Date: 2010-10-28 04:38 am (UTC)Re: если у вертолета
Date: 2010-10-28 05:35 am (UTC)http://flashbot.ru/arduimu-quadcopter
Re: если у вертолета
Date: 2010-10-28 06:13 am (UTC)no subject
Date: 2010-10-28 01:34 pm (UTC)no subject
Date: 2010-10-28 01:44 pm (UTC)Re: Зловеще ухмыляясь
Date: 2010-10-28 01:56 pm (UTC)---
Шесть...
no subject
Date: 2010-10-28 05:53 pm (UTC)Re: Зловеще ухмыляясь
Date: 2010-10-28 08:33 pm (UTC)no subject
Date: 2010-10-28 08:56 pm (UTC)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.
no subject
Date: 2010-10-29 02:37 am (UTC)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).
no subject
Date: 2010-10-29 02:38 am (UTC)no subject
Date: 2010-10-29 03:23 am (UTC)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.
Re: если у вертолета
Date: 2010-10-29 06:34 am (UTC)Re: Зловеще ухмыляясь
Date: 2010-10-29 06:37 am (UTC)Re: если у вертолета
Date: 2010-10-29 07:39 am (UTC)no subject
Date: 2010-10-29 08:46 am (UTC)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.
no subject
Date: 2010-10-29 08:47 am (UTC)no subject
Date: 2010-10-29 09:21 am (UTC)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
Date: 2010-10-29 10:04 am (UTC)2. У самолета при этом движки не просядут, а тут требуется дополнительная и заблаговременная (ввиду задержки реакции) работа сектором газа. В принципе, все это можно научиться делать, но сложно. Кстати, одновинтовой вертолет, при всех своих проблемах, очень тяжело перевернуть набок, а эту вот машину опрокинуть - запросто. ООС по крену нет никакой.
no subject
Date: 2010-10-29 10:22 am (UTC)Обычно не разносят. Ужимают сколько можно. Край винта по границе фюзеляжа.
> ООС по крену нет никакой
- должны были сделать поперечное V с плоскостями винтов. Вот если не сделали, то это привело бы к проблемам.
- какую-то ООС создает вытянутый вверх киль, но тут - дело темное. Киль выше центра тяжести, а центр боковой проекции корпуса, скорее всего - ниже.
no subject
Date: 2010-10-29 10:25 am (UTC)Но это - "копейки". Там же 1 вал. Вот если бы вбок растащить, на суммарную длину приводов повлияло бы в 2 раза сильнее :-)
no subject
Date: 2010-10-29 10:44 am (UTC)2. Ни на фото, ни на схеме - поперечное V не просматривается. Кстати, это не идеальное решение - при самовыравнивании будут относительно большие плоские сдвиги из-за нескомпенсированной горизонтальной составляющей.