В областта на самолетите с вертикално излитане и кацане безспорното лидерство принадлежи на хеликоптерите. Търсенето обаче продължава за алтернативни схеми, които могат да имат реални перспективи. По-специално, в момента руски специалисти изучават концепцията за т.нар. циклолет или циклокоптер. Като част от програмата „Циклон“вече са създадени и тествани стендови модели и прототип на самолет, а в близко бъдеще се очаква да се появи самолет в пълен размер.
„Безплатно излитане“
През 2017 г. Руската фондация за усъвършенствани проучвания (FPI) стартира конкурса за безплатно излитане. Неговата задача беше да намери алтернативни схеми за вертикални / свръх къси излитащи самолети, които да се конкурират с хеликоптера. Едно от заявленията за конкурса беше подадено от компанията "Flash-M" (Красноярск), която обедини представители на творческата група "Арей" и Института по термофизика на Сибирския клон на Руската академия на науките (IT SB RAS).
"Флаш-М" излезе с предложение за създаване на т.нар. циклолет. Учените от IT SB RAS работят по тази концепция дълго време и провеждат теоретични и експериментални изследвания. Събрано е голямо количество данни и е демонстрирана проба от обещаващо циклично задвижване / циклоидно витло. Предложението Flash-M заинтересува FPI и именно тази организация стана победител в безплатното излитане.
През 2018 г. FPI стартира проекта Cyclone, по време на който се планира да продължи работата по темата за циклолет, както и да изгради и тества първите прототипи. Също така в рамките на този проект се проучват въпросите за по-нататъшното производство, внедряване и експлоатация на пълноразмерно оборудване, подходящо за реална употреба.
През юли 2020 г. "Flash-M" проведе първите полетни тестове на опитен безпилотен летателен апарат. Апаратът с тегло 50 кг получи четири оригинални циклични витла. Неговите възможности за вертикално излитане и кацане, равен полет и маневри бяха потвърдени. Освен това те демонстрираха някои от възможностите, които не са достъпни за хеликоптерите. Малко след това друг експериментален дрон, наречен Cyclone 2020, беше показан на форума Army 2020.
Планове за бъдещето
През април тази година беше обявено началото на нов етап от работата. Сега целта на проекта Cyclone е да се създаде пълноразмерен самолет с възможност за пилотиране с тегло до 2 тона с полезен товар от 600 кг. Такъв "Cyclocar" се планира да бъде изправен на съд през следващата година. В средносрочен план може да започне масово производство и въвеждане на такава технология в различни области.
Разработчиците на Cyclone планират да създадат цяла линия оборудване, основано на общи принципи и технологии. Товарите с тегло до 20 кг ще се превозват с 60-килограмов БЛА „Циклодрон“. По -големи товари, вкл. пътниците ще трябва да носят 2-тонен циклокар. В далечното бъдеще може да се появи тежък Cyclotrack, който с излитно тегло 10 тона ще може да превозва до 4 тона товар.
Предполага се, че нови видове циклолети ще намерят приложение в областта на превоз на товари и пътници. Също така военните, спасителите и т.н. може да се интересуват от тях. В някои области със специални изисквания такава технология може да замени хеликоптери. Неговите предимства се считат за по -малки размери и тегло, както и за по -висока маневреност и стабилност.
За изпълнение на поръчките за оборудване се планира създаването на нов самолетостроителен завод. Организацията за развитие вече има бизнес план и се съобщава, че има инвеститори, които са готови да осигурят изпълнението му.
Технически характеристики
В рамките на програмата „Циклон“се изучава и тества универсална схема на велосипеден самолет, която след това ще се използва във всички планирани проекти. Тази схема се поддава на мащабируемост, в резултат на което компактният "Cyclodron" и тежкият "Cyclotrac" ще бъдат подобни помежду си.
Предложената схема предвижда изграждането на самолет с четири циклични витла, разположени по двойки отстрани на опростения фюзелаж. Дизайнът предлага възможно най -широкото използване на пластмаси и композитни материали, което ще увеличи съвършенството на теглото.
Циклетите ще получат хибридна или изцяло електрическа централа. И в двата случая въртенето на витлата се осигурява от електродвигатели. Разработва се система за управление на муха по проводник с максимална автоматизация. Тя ще трябва да работи напълно независимо или да следва командите на пилота, като го разтоварва.
Основното нововъведение на проекта е т.нар. цикличен двигател. Това устройство е набор от пет остриета с ограничена дължина, монтирани между страничните дискове. Остриетата имат способността да се въртят свободно около надлъжната ос; специален механизъм - подобен на табло на хеликоптер - задава тяхната обща и циклична стъпка.
Когато витлото се върти, лопатките се движат по кръгова пътека. В горната и долната си част механизмът за управление ги излага на ъгъла на атака, което осигурява създаването на повдигане. Подобен принцип се използва за създаване на хоризонтална тяга. Едновременното използване на четири такива витла създава широки възможности за вертикален и хоризонтален полет, различни маневри и т.н.
Дизайнът на цикличния хамал може да бъде с различни размери. Така на щанда вече е тестван продукт с диаметър и ширина 1,5 м. Задвижващо устройство с такъв размер е предназначено за циклокар с тегло 2 т. Това означава, че едно такова устройство създава тяга от 500 кг. Според изчисленията, такова устройство ще може да достигне скорост до 250 км / ч и да лети 500 км. Дължината и ширината на продукта ще бъдат на ниво 6 m.
Ползи и перспективи
Основното предимство на циклокоптера / циклокоптера пред хеликоптера е по -малкият размер на ключовите единици. При същите показатели на тягата циклоидалното витло се оказва много по -малко от витлото. Витлото на циклолета работи постоянно в едно положение; липсата на необходимост от накланяне му позволява да създава хоризонтална тяга, без да намалява вертикалата.
Самолет с няколко циклоидни витла е в състояние да генерира тяга в различни посоки и поради това да извършва различни маневри, вкл. недостъпен за хеликоптер. Подобрявайки системите за настройка на ъгъла на лопатките, е възможно да се разширят допустимите ъгли на наклон по време на полет. По -специално, благодарение на това, циклолет, за разлика от хеликоптер, е в състояние да излети от наклонени повърхности и да кацне върху тях.
Разработчиците отбелязват безопасността на самолета. Циклоидните витла са лесни за оборудване с предпазители. Например, на изложението "циклодрон" е използвано устройство, състоящо се от чифт дискове с джъмпери между тях. Вътре в това устройство е поставен витло. Cyclocar в публикуваните изображения е защитен с решетка. Освен това устройството няма да бъде шумно: в това отношение то не трябва да се различава от обикновената кола.
Първоначалната схема обаче има определени недостатъци, от които е доста трудно да се отървете. На първо място, това е липсата на богат опит в разработването, изграждането и експлоатацията на такова оборудване. Изследването и разработването на нови решения ще отнеме много време и едва след това циклолетите ще могат да разчитат на всяко място в превоз на товари. Напротив, хеликоптерите вече са добре проучени и усвоени, което до известна степен опростява както развитието, така и експлоатацията.
Проблемът с опита се задълбочава от факта, че циклолетът е технически по -сложен от хеликоптер. Така че в схемата от "Flash-M" и IT SB RAS се използват четири оригинални витла едновременно. Всеки от тях не се отличава с простота, а комбинираното им използване води до необходимостта от решаване на нови инженерни проблеми в областта на захранването и задвижванията, аеродинамиката, управлението и т.н.
Средният по големина циклон от програмата Cyclone се счита за масов модел, способен да поеме ролята на „въздушно такси“в бъдеще. От това следва ново предизвикателство: разработчиците и регулаторите ще трябва да определят правилата за експлоатация на такива самолети, да разработят въпроси за безопасността и т.н. Смята се, че участниците в проекта вече решават тези проблеми.
Технологии за бъдещето?
Трябва да се припомни, че проектът Cyclone от FPI, Flash-M и IT SB RAS не е първият по рода си. Идеята за колоездене / циклоптър е предложена в началото на миналия век. През 1909 г. руският инженер Е. П. Сверчков построи "колесен ортоптер" - самолет с две "лопатки". Продуктът не излетя поради не най -перфектния дизайн и поради липса на мощност на двигателя.
В бъдеще многократно се разработват и изграждат нови циклолети у нас и в чужбина. Въпреки това, дори най -успешните проекти не постигнаха напредък извън летните тестове на моделите - сложността на концепцията и несъвършенството на засегнатите дизайни. Освен това необичайните самолети не можеха да се конкурират с вече познатите хеликоптери.
През последните десетилетия колоезденето отново се помни. Съвременните научни методи, технологии и материали дават възможност да се проучи и приложи такава концепция на ново ниво. У нас подобна работа се извършва в рамките на проекта „Циклон“, който вече е преминал през етапа на макет и наближава изпитанията на пълноразмерен пилотиран / безпилотен автомобил. Дали учените и инженерите ще се справят с всички предстоящи предизвикателства ще стане ясно в близко бъдеще. Първият полет на Cyclocar ще се проведе догодина.
