Bell XV-3 е американски експериментален тилтротор. Той направи първия си полет на 23 август 1955 г. Първият преход от вертикален към хоризонтален полет е на 18 декември 1958 г. Общо повече от 250 изпитателни полета са завършени до 1966 г., което доказва фундаменталната възможност за създаване на тилтротор с въртящи се винтове. Тестовете на този самолет бяха признати за успешни, така че беше решено да се създаде на негова база апарат вече с ротационни двигатели, което доведе до създаването на Bell XV-15 тилтротор.
Експерименталният Bell XV-3 имаше голям фюзелаж, предназначен за 4 пътници, фиксирани крила с размах 9,54 метра и двигател Pratt & Whitney R-985, който развиваше максимална мощност от 450 к.с. Роторът -витлото, който беше разположен на конзолата на всяко крило, беше прехвърлен в необходимото положение с помощта на електродвигатели: нагоре - за вертикален полет, напред - за хоризонтален полет.
За да се получи самолет, който би могъл да комбинира характеристиките на самолет и хеликоптер, бяха направени много опити за създаване на разнообразни машини с въртящи се крила, включително ротационни витла, които на запад бяха наречени тилтроторни, а у нас - a хеликоптер-самолет. Тези самолети бяха оборудвани с въртящи се витла с голям диаметър с шарнирни лопатки и малко натоварване върху пометената област, както при хеликоптерите, което осигуряваше на тези машини възможност да извършват вертикално излитане със сравнително ниска мощност на двигателя, инсталиран върху тях.
Витлата на тилтротора се задвижват директно от двигателите, които могат да бъдат инсталирани в гондолите, завъртащи се с витлата, или от двигателя / двигателите, които са били разположени във фюзелажа на колата или в отделни гондоли, докато само витлата се завъртат, когато преминаване към друг модел на полет. По време на хоризонтален полет тилтроторът се управляваше като самолет - с помощта на обикновени самолетни органи за управление, а при преминаване към вертикален полет - като хеликоптер, с помощта на контрола на общата и цикличната стъпка на витлата. Предполагаше се, че в случай на неизправност на електроцентрала, тилтроторите ще могат да кацат като самолет с планиране и частичен наклон на витлата, или, като хеликоптер, в режим на авторотация.
Tiltrotor Bell XV-3
В продължение на много години компанията Bell е извършила голям обем изследователска и експериментална работа в областта на създаването на tiltrotor, работата в тази посока се ръководи от дизайнерите Arthur Young и Bertrand Kelly, по -късно към тях се присъединява Robert Lichten. На състезанието на американската армия през 1950 г. за най -добър дизайн на самолет за фронтови разузнавателни и спасителни служби, Bell представи дизайн на наклона с винтове с наклонен ротор. Общо комисията разгледа 17 различни проекта, от които бяха избрани само 3 проекта на самолети с ротационни крила, включително проекта на конструкторите на компанията "Бел". В резултат на състезанието, проведено през 1951 г., ВВС на САЩ подписаха договор с тази компания за изграждането на два експериментални конвертора за последващи летателни изпитания на превозните средства.
Изграждането на първия тилтротор Bell, който първоначално е получил наименованието Bell XH-33, а по-късно Bell XV-3, се забавя, работата е завършена едва в началото на 1955 г., а на 10 февруари същата година първият официален се състоя демонстрация на новостта. На 11 август 1955 г. се извършват първите полети с вертикално излитане и зависване, а след това преминаването към хоризонтален полет, когато наклонът на витлата достига 15 градуса (пилотът-тест Флойд Карлсън). При последващите тестове на тилтротора, които се проведоха на 25 октомври 1956 г. във въздуха на височина 60 метра с наклонени витла с 20 градуса, устройството изгуби контрол поради механична нестабилност и падна, докато Bell XV-3 беше унищожен, а пилотът -тест Дик Стенсбъри в резултат на падането е сериозно ранен.
Поради бедствието по-нататъшните летателни изпитания на тилтротора продължават едва през 1958 г. на втория екземпляр на Bell XV-3. Отначало тя имаше двулопастни витла, но скоро те бяха заменени с трилопастни. За първи път на 18 декември 1958 г. е извършен пълен преход от вертикален полет към хоризонтален полет с последващо вертикално кацане, при този полет наклонникът се контролира от пилота -изпитател Бил Куинлен. При следващите полети устройството успява да достигне скорост от 212 км / ч на височина 1220 метра. През 1962 г. тази единица е прехвърлена за по -нататъшни тестове в изследователския център на НАСА Лангли. В този център Bell XV-3 успешно летеше във вертикални режими и извършваше непълни преходи към самолетен режим с наклон на витлото 30-40 градуса.
Също така, тилтроторът беше тестван на специален стенд, където беше извършен пълен преход към режима на полет „самолет“. При преминаване от режим на полет с хеликоптер към самолетен, витлата бяха наклонени на 90 градуса с помощта на червячна предавка от електродвигатели. Процесът на преход обикновено отнема само 15-20 секунди. В същото време тилтроторът Bell XV-3 успя да продължи да лети във всяка междинна позиция на витлата по време на прехода. Общо този тилтротор е извършил повече от 250 тестови полета и 110 пълни прехода между режимите на полет, като е летял около 450 часа през това време. По време на тези полети беше достигната максимална скорост от 290 км / ч, както и надморска височина от 3660 метра. Тестовете на тилтротор продължават и през 1965 г., но вече във въздушна тунел. Тези изпитания бяха прекратени поради откъсването на гондолата с витлото и повредите, получени от Bell XV-3.
ВВС и армията на САЩ имаха много големи надежди за развитието на този тип самолети, вярвайки, че конверторите са най -подходящи за разузнаване, комуникации и спасителни операции. Бел е създал редица проекти както за военни, така и за граждански модели на такива самолети с ротационни крила. На редица от тях се планираше да се монтират два газотурбинни двигателя, разположени в гондоли под крилото, докато максималната скорост трябваше да бъде около 400 км / ч.
Тилтроторът Bell XV-3 имаше същото разположение като конвенционалните самолети. Най-простото и подходящо беше разположението, при което витлата бяха разположени в краищата на крилата: когато бяха завъртени, наклонът стана подобен на двуроторен напречен хеликоптер. По време на вертикалното излитане потокът от витлата е възпрепятстван, издухващ се над крилото, което е причината за загубата на витлата в тягата, а максималната скорост на наклонника е относително малка поради ниската мощност спрямо теглото съотношение на експерименталния самолет.
Външно експерименталният тилтротор Bell XV-3 е моноплан с един двигател и две въртящи се трилопатни витла, както и плъзгащо се шаси с много проста конструкция, шасито на шасито беше 2, 8 метра. В същото време фюзелажът на самолета се отличава с добри аеродинамични форми. В носа му имаше пилотска кабина с голяма остъклена площ. В тази кабина имаше пилот, втори пилот или наблюдател, както и двама пътници, вместо тях беше възможно да се постави ранен човек на носилка с санитар. Крилото на тилтротора е изправено и има относително малка площ, тъй като е изчислено да създава повдигане само при крейсерска скорост на полета. В краищата на крилото имаше малки гондоли с въртящи се винтове. Обвивката на върха на крилото може да бъде премахната от представители на техническата служба, за да получат достъп до компонентите на трансмисията. Крилото също имаше прибиращи се клапани и елерони. Опашната единица беше същата като тази на конвенционалните самолети - с кормило, с голяма вертикална опашка, на кила имаше стабилизатор с размах 4 метра с асансьори.
Благодарение на дизайна си, наклонът Bell XV-3 имаше редица уникални експлоатационни характеристики. Например кръстосаното предаване, което беше типично за многодвигателните самолети, отсъстваше. В случай на повреда на електроцентрала, витлата на Bell XV-3 автоматично се довеждат до вертикално положение, в резултат на което наклонът може да се спусне при авторотация като обикновен хеликоптер или конвенционален жироплан. В същото време витлата се наведеха напред, за да създадат тяга, но по време на хоризонтален полет част от асансьора все пак беше създадена от крилото на апарата.
Най-трудното за инженерите на Bell беше изборът на витла с оптимален диаметър за наклона Bell XV-3. Цялата идея беше, че за вертикалното излитане на превозното средство бяха необходими витла с голям диаметър, докато при хоризонтален полет беше по-изгодно да се използват малки витла. В крайна сметка компромисният диаметър на винтовете за завъртане беше 7,6 метра. Трилопастни витла с този диаметър бяха разположени в гондоли на върховете на крилата. Втулките на винтовете имаха пресичащи се вертикални и хоризонтални панти, разположени на разстояние 0,44 метра от оста на въртене, както и компенсатори на люлеене. Главините на витлото бяха покрити с обтекатели. Изцяло залепени остриета в метал имат правоъгълна форма и геометрично усукване от 20 градуса.
Експерименталният тилтротор Bell XV-3 се задвижва от радиално бутален двигател с въздушно охлаждане на Pratt & Whitney. Това беше R-985-AN-1 и двигателят имаше максимална мощност от 450 к.с. при 2300 об / мин на височина 450 метра и по време на излитане. Двигателят е монтиран в централната част на фюзелажа. Поради недостатъчната мощност на електроцентралата максималната скорост беше ограничена до 280 км / ч, въпреки че тилтроторът показа по -голяма стойност по време на тестовете. Постигането на по -висока скорост беше възможно чрез замяна на двигателя с по -мощен. По-специално имаше планове за инсталиране на двувалов GTE Lycoming T-53, който развива мощност от 825 к.с.
След приключване на изпитванията на Bell XV-3 идеята за тилтротор не беше изоставена в САЩ. След него се ражда нов модел. Новият самолет беше оборудван с вече въртящи се двигатели. Той получи наименованието Bell XV-15 и направи първия си полет през май 1977 г. И на 19 март 1989 г. в небето излетя тилтроторът Bell V-22 Osprey, който беше в експлоатация от 2005 г. Той служи в Корпуса на морската пехота и командването за специални операции на ВВС на САЩ. Към 2016 г. са построени повече от 300 превозни средства от този тип и доставките на тези преобразуватели за въоръжените сили на САЩ продължават.
Технически характеристики на полета на тилтротора XV-3:
Габаритни размери: дължина - 9, 2 м, височина - 4 м, размах на крилата - 9, 5 м, диаметър на въртящи се винтове - 7, 6 м.
Празно тегло - 1907 кг.
Излетно тегло - 2218 кг.
Електроцентралата е театър Pratt Whitney R-985-AN-1 с мощност 450 к.с.
Максималната скорост е 290 км / ч.
Крейсерска скорост - 269 км / ч.
Практически обхват - 411 км.
Сервизен таван - 4600 м.
Скоростта на изкачване е 6, 3 m / s.
Екипаж - 1 човек.
