Vertikaalisten lentoonlähtö- ja laskulentokoneiden alalla kiistaton johtajuus kuuluu helikoptereille. Kuitenkin etsitään vaihtoehtoisia järjestelmiä, joilla voi olla todellisia näkymiä. Erityisesti venäläiset asiantuntijat tutkivat juuri nyt ns. sykloletti tai syklokopteri. Osana Cyclone-ohjelmaa on jo luotu ja testattu penkki- ja prototyyppikoneita, ja täysikokoisen lentokoneen odotetaan ilmestyvän lähitulevaisuudessa.
Ilmainen lentoonlähtö
Vuonna 2017 Russian Foundation for Advanced Study (FPI) käynnisti Free Takeoff -kilpailun. Hänen tehtävänään oli löytää vaihtoehtoisia suunnitelmia pystysuorille / erittäin lyhyille lentoonlähtölentokoneille, jotka voisivat kilpailla helikopterin kanssa. Yksi kilpailuhakemuksista jätti yritys "Flash-M" (Krasnojarsk), joka yhdisti luovan ryhmän "Arey" edustajat ja Venäjän tiedeakatemian Siperian haaratoimiston termofysiikan instituutin (IT SB RAS)).
"Flash-M" esitti ehdotuksen ns. sykloletti. IT SB RAS: n tutkijat ovat työskennelleet tämän konseptin parissa pitkään ja suorittaneet teoreettista ja kokeellista tutkimusta. Suuri määrä dataa kerättiin ja demonstroitiin lupaavan syklisen propulsion / sykloidisen potkurin penkinäyte. Flash-M-ehdotus kiinnosti FPI: tä, ja juuri tämä organisaatio voitti ilmaisen nousun.
Vuonna 2018 FPI käynnisti Cyclone -projektin, jonka aikana oli tarkoitus jatkaa syklolette -teeman käsittelyä sekä rakentaa ja testata ensimmäisiä prototyyppejä. Tämän hankkeen puitteissa tutkitaan myös todelliseen käyttöön sopivien täysikokoisten laitteiden jatkotuotantoa, käyttöönottoa ja käyttöä.
Heinäkuussa 2020 "Flash-M" teki ensimmäiset kokeet miehittämättömälle ilma-alukselle. 50 kg painava laite sai neljä alkuperäistä syklistä potkuria. Sen kyky pystysuoraan nousuun ja laskeutumiseen, vaakasuoraan lentoon ja liikkumiseen vahvistettiin. Lisäksi he osoittivat joitain ominaisuuksia, joita helikopterit eivät voi käyttää. Pian tämän jälkeen toinen kokeellinen drone nimeltä Cyclone 2020 esiteltiin Army 2020 -foorumilla.
Tulevaisuudensuunnitelmat
Tämän vuoden huhtikuussa ilmoitettiin uuden työn alkamisesta. Nyt Cyclone-hankkeen tavoitteena on luoda täysikokoinen, miehitetty, enintään 2 tonnin painoinen lentokone, jonka hyötykuorma on 600 kg. Tällainen "Cyclocar" on tarkoitus saattaa oikeuden eteen ensi vuonna. Keskipitkällä aikavälillä voidaan aloittaa massatuotanto ja tällaisen tekniikan käyttöönotto eri aloilla.
Cyclone -kehittäjät aikovat luoda koko sarjan laitteita, jotka perustuvat yhteisiin periaatteisiin ja tekniikoihin. Jopa 20 kg painavat kuormat kuljetetaan 60 kg: n UAV-"Cyclodron" -laitteella. Suuremmat tavarat, sis. matkustajien on kuljetettava 2 tonnin pyöräautoa. Kaukaisessa tulevaisuudessa saattaa ilmestyä raskas Cyclotrack, joka 10 tonnin lentoonlähtöpainolla pystyy kuljettamaan jopa 4 tonnia rahtia.
Oletetaan, että uudenlaiset sykloletit löytävät sovelluksen rahti- ja matkustajaliikenteessä. Myös armeija, pelastajat jne. Voivat olla kiinnostuneita heistä. Joillakin alueilla, joilla on erityisvaatimuksia, tällainen tekniikka voi korvata helikopterit. Sen etuja ovat pienemmät mitat ja paino sekä parempi ohjattavuus ja vakaus.
Laitetilausten täyttämiseksi on tarkoitus perustaa uusi lentokoneenrakennuslaitos. Kehitysorganisaatiolla on jo liiketoimintasuunnitelma, ja on raportoitu, että on sijoittajia, jotka ovat valmiita varmistamaan sen toteuttamisen.
Tekniset ominaisuudet
Cyclone -ohjelman puitteissa tutkitaan ja testataan pyörälentokoneen yleismaailmallista suunnitelmaa, jota käytetään sitten kaikissa suunnitelluissa hankkeissa. Tämä järjestelmä soveltuu skaalautuvuuteen, minkä seurauksena kompakti "Cyclodron" ja raskas "Cyclotrac" ovat samanlaisia.
Ehdotetussa järjestelmässä suunnitellaan lentokoneen rakentaminen neljällä syklisellä potkurilla, jotka sijaitsevat pareittain virtaviivaisen rungon sivuilla. Suunnittelussa ehdotetaan muovien ja komposiittimateriaalien mahdollisimman laajaa käyttöä, mikä lisää painon täydellisyyttä.
Sykletit saavat hybridi- tai kokonaan sähkövoimalaitoksen. Molemmissa tapauksissa potkurit pyörivät sähkömoottoreilla. Parhaillaan automatisoitua fly-by-wire-ohjausjärjestelmää kehitetään. Hänen on työskenneltävä täysin itsenäisesti tai noudatettava lentäjän komentoja ja purettava hänet.
Hankkeen tärkein innovaatio on ns. suhdannevaihtaja. Tämä laite on sarja viittä rajoitettua pituista terää, jotka on asennettu sivulevyjen väliin. Terillä on mahdollisuus pyöriä vapaasti pituusakselin ympäri; erityinen mekanismi - samanlainen kuin helikopterin pyyhkäisylevy - asettaa niiden yhteisen ja syklisen askeleen.
Kun potkuri pyörii, siivet liikkuvat pyöreää rataa pitkin. Ylä- ja alaosassaan ohjausmekanismi altistaa ne iskukulmalle, mikä takaa hissin syntymisen. Samanlaista periaatetta käytetään vaakasuoran työntövoiman luomiseen. Neljän tällaisen potkurin samanaikainen käyttö luo runsaasti mahdollisuuksia pystysuoraan ja vaakasuoraan lentoon, erilaisiin liikkeisiin jne.
Syklisen moottorin rakenne voi olla erikokoinen. Näin ollen tuote, jonka halkaisija ja leveys on 1,5 m, on jo testattu telineessä. Tämän kokoinen käyttövoimalaite on tarkoitettu 2 tonnin painoiselle Cyclocarille. Tämä tarkoittaa, että yksi tällainen laite luo 500 kg: n työntövoiman. Laskelmien mukaan tällainen laite pystyy saavuttamaan jopa 250 km / h nopeuden ja lentämään 500 km. Tuotteen pituus ja leveys ovat 6 m.
Hyödyt ja näkymät
Sykloopterin / syklokopterin tärkein etu helikopteriin nähden on avainyksiköiden pienempi koko. Samoilla työntövoima -indikaattoreilla sykloidinen potkuri osoittautuu paljon pienemmäksi kuin potkuri. Sykloletin potkuri toimii jatkuvasti yhdessä asennossa; koska kallistus ei ole tarpeen, se voi luoda vaakasuoran työntövoiman vähentämättä pystysuuntaista.
Lentokone, jossa on useita sykloidipotkureita, pystyy tuottamaan työntövoimaa eri suuntiin ja tämän vuoksi suorittamaan erilaisia liikkeitä, mm. helikopterin ulottumattomissa. Parantamalla terien kulman säätöjärjestelmiä on mahdollista laajentaa sallittuja nousukulmia lennon aikana. Erityisesti tämän ansiosta sykloletti, toisin kuin helikopteri, pystyy nousemaan kaltevilta pinnoilta ja laskeutumaan niihin.
Kehittäjät huomioivat lentokoneen turvallisuuden. Cycloid -potkurit on helppo varustaa suojuksilla. Esimerkiksi "cyclodron" -näyttelyssä käytettiin laitetta, joka koostui levyparista, jonka välissä oli hyppyjä. Tämän laitteen sisään sijoitettiin potkuri. Julkaistujen kuvien Cyclocar on suojattu ruudukolla. Lisäksi laite ei ole meluisa: tässä suhteessa sen ei pitäisi poiketa tavallisesta autosta.
Alkuperäisessä järjestelmässä on kuitenkin tiettyjä haittoja, joista on melko vaikea päästä eroon. Ensinnäkin tämä johtuu siitä, että tällaisten laitteiden kehittämisestä, rakentamisesta ja käytöstä ei ole laajaa kokemusta. Uusien ratkaisujen tutkimus ja kehittäminen vie paljon aikaa, ja vasta sen jälkeen sykloletit voivat luottaa mihin tahansa paikkaan tavaraliikenteessä. Helikopterit sitä vastoin ovat jo hyvin tutkittuja ja hallittuja, mikä helpottaa jossain määrin sekä kehitystä että toimintaa.
Kokemusongelmaa pahentaa se, että sykloletti on teknisesti monimutkaisempi kuin helikopteri. Joten "Flash-M": n ja IT SB RAS: n järjestelmässä käytetään neljää alkuperäistä potkuria kerralla. Jokaista niistä ei erota yksinkertaisuus, ja niiden yhteinen käyttö johtaa tarpeeseen ratkaista uusia teknisiä ongelmia virtalähteen ja taajuusmuuttajien, aerodynamiikan, ohjauksen jne.
Cyclone-ohjelman keskikokoista syklonia pidetään massamallina, joka pystyy tulevaisuudessa ottamaan "ilmataksin" roolin. Tästä seuraa uusi haaste: kehittäjien ja sääntelyviranomaisten on määritettävä tällaisten ilma -alusten käyttöä koskevat säännöt, selvitettävä turvallisuuskysymykset jne. Hankkeen osallistujien sanotaan käsittelevän näitä kysymyksiä jo.
Teknologiaa tulevaisuuteen?
On muistettava, että FPI: n, Flash-M: n ja IT SB RAS: n Cyclone-hanke ei ole ensimmäinen laatuaan. Ajatus pyöräilystä / syklopterista ehdotettiin viime vuosisadan alussa. Vuonna 1909 venäläinen insinööri E. P. Sverchkov rakensi "pyörillä varustetun ortopterin" - lentokoneen, jossa oli kaksi "siipipyörää". Tuote ei noussut, koska se ei ole täydellisin muotoilu ja moottoritehon puute.
Tulevaisuudessa uusia sykloletteja kehitettiin ja rakennettiin toistuvasti maassamme ja ulkomailla. Kuitenkin edes menestyneimmät projektit eivät edenneet mallien lentotestien ulkopuolelle - konseptin monimutkaisuus ja mallien epätäydellisyys. Lisäksi epätavalliset lentokoneet eivät voineet kilpailla jo tuttujen helikoptereiden kanssa.
Viime vuosikymmeninä pyöräily on muistettu jälleen. Nykyaikaiset tieteelliset menetelmät, tekniikat ja materiaalit mahdollistavat tällaisen käsitteen tutkimuksen ja toteuttamisen uudella tasolla. Maassamme tällaista työtä tehdään Cyclone-hankkeen puitteissa, joka on jo läpäissyt mallivaiheen ja lähestyy täysikokoisen miehitetyn / miehittämättömän ajoneuvon testausta. Selviävätkö tutkijat ja insinöörit kaikista tulevista haasteista lähitulevaisuudessa. Cyclocarin ensimmäinen lento suoritetaan ensi vuonna.
