Bell XV-3 on amerikkalainen kokeellinen rototiltti. Se teki ensimmäisen lennonsa 23. elokuuta 1955. Ensimmäinen siirtyminen pystysuorasta vaakalentoon tapahtui 18. joulukuuta 1958. Yhteensä vuoteen 1966 mennessä valmistui yli 250 testilentoa, mikä osoitti perustavanlaatuisen mahdollisuuden luoda rotaattorilla varustettu rototiltti. Tämän lentokoneen testit tunnustettiin onnistuneiksi, joten sen perusteella päätettiin luoda laite, jossa oli jo pyörivät moottorit, mikä johti Bell XV-15 -rototorin luomiseen.
Kokeellisessa Bell XV-3: ssa oli suuri runko, joka oli suunniteltu neljälle matkustajalle, kiinteät siivet, joiden kantama oli 9,54 metriä, ja Pratt & Whitney R-985 -moottori, jonka suurin teho oli 450 hv. Roottori -potkuri, joka sijaitsi kunkin siiven konsolissa, siirrettiin sähkömoottoreiden avulla vaadittuun asentoon: ylöspäin - pystysuoralle lennolle, eteenpäin - vaakasuoralle lennolle.
Saadakseen lentokoneen, joka voisi yhdistää lentokoneen ja helikopterin ominaisuudet, yritettiin monia erilaisia kiertosiirakoneita, mukaan lukien pyörivät potkurit, joita lännessä kutsuttiin rototoriksi, ja maassamme - helikopteri-lentokone. Nämä lentokoneet oli varustettu halkaisijaltaan suurilla pyörivillä potkureilla, joissa oli saranoidut terät ja pieni kuormitus pyyhkäisyalueella, kuten helikoptereissa, mikä tarjosi tällaisille koneille mahdollisuuden suorittaa pystysuuntainen lentoonlähtö suhteellisen pienellä moottoriteholla.
Tiltrotorin potkureita ajettiin suoraan moottoreista, jotka voitiin asentaa suuttimiin kääntämällä potkureita, tai moottorista / moottoreista, jotka sijaitsivat auton rungossa tai erillisissä suuttimissa, kun taas vain potkurit kääntyivät siirtyminen toiseen lentomalliin. Vaakasuuntaisen lennon aikana rototroottoria hallittiin lentokoneen tavoin - tavanomaisten lentokoneohjainten avulla ja pystysuoraan lentoon siirtyessä - helikopterina potkurien yleisen ja syklisen nousun avulla. Oletettiin, että voimalaitoksen toimintahäiriön sattuessa rotototterit pystyisivät laskeutumaan lentokoneen tavoin suunnitellen ja osittain kallistaen potkureita tai helikopterin tavoin autorotaatiotilassa.
Tiltrotor Bell XV-3
Bell -yhtiö on monien vuosien ajan tehnyt paljon tutkimus- ja kokeilutöitä rototiltin luomisen alalla, tähän suuntaan tehtävää työtä johtivat suunnittelijat Arthur Young ja Bertrand Kelly, myöhemmin Robert Lichten liittyi heihin. Vuoden 1950 amerikkalaisen armeijan kilpailussa parhaasta ilma -alusten suunnittelusta etulinjan tiedustelu- ja pelastuspalveluihin Bell esitteli rototor -mallin, jossa oli kallistusroottoripotkurit. Komissio käsitteli yhteensä 17 erilaista hanketta, joista valittiin vain 3 pyörivän siiven lentokonehanketta, mukaan lukien "Bell" -yrityksen suunnittelijoiden projekti. Vuonna 1951 pidetyn kilpailun tuloksena Yhdysvaltain ilmavoimat allekirjoittivat tämän yrityksen kanssa sopimuksen kahden kokeellisen muuntimen rakentamisesta ajoneuvojen myöhempää lentotestiä varten.
Ensimmäisen Bell-rototrotin rakentaminen, joka sai alun perin nimityksen Bell XH-33 ja myöhemmin Bell XV-3, viivästyi, työ saatiin päätökseen vasta vuoden 1955 alussa, ja saman vuoden 10. helmikuuta esiteltiin uutuus. Elokuun 11. päivänä 1955 suoritettiin ensimmäiset pystysuuntaiset lentoonlähtö- ja lentämislennot ja sitten siirtyminen vaakasuoraan lentoon, kun potkurit kallistuivat 15 asteeseen (koelentäjä Floyd Carlson). Rototiltin myöhemmissä testeissä, jotka suoritettiin 25. lokakuuta 1956 ilmassa 60 metrin korkeudessa ja potkureita kallistettuna 20 astetta, laite menetti hallinnan mekaanisen epävakauden vuoksi ja putosi, kun taas Bell XV-3 oli tuhoutui, ja koelentäjä Dick Stensbury putosi, ja hän loukkaantui vakavasti.
Katastrofin vuoksi rototornin jatkotestit jatkuivat vasta vuonna 1958 Bell XV-3: n toisessa tapauksessa. Aluksi siinä oli kaksiteräinen potkuri, mutta pian se korvattiin kolmipyöräisellä. Ensimmäistä kertaa täysi siirtyminen pystysuorasta lennosta vaakasuoraan lentoon ja sen jälkeen pystysuora lasku suoritettiin 18. joulukuuta 1958. Seuraavissa lennoissa laite pystyi saavuttamaan 212 km / h nopeuden 1220 metrin korkeudessa. Vuonna 1962 tämä laite siirrettiin lisätestausta varten NASA Langleyn tutkimuskeskukseen. Tässä keskuksessa Bell XV-3 lensi onnistuneesti pystysuorassa tilassa ja suoritti epätäydelliset siirtymät lentokoneeseen 30–40 asteen potkurin nousulla.
Myös rototroottori testattiin erityisellä telineellä, jossa suoritettiin täysi siirtyminen "lentokoneen" lentotilaan. Kun helikopterin lentotilasta vaihdettiin lentokoneeseen, potkureita kallistettiin 90 astetta käyttämällä sähkömoottorien kierukkavaihdetta. Siirtymäprosessi kesti yleensä vain 15-20 sekuntia. Samaan aikaan Bell XV-3 -rototrotti pystyi jatkamaan lentämistä missä tahansa potkurien väliasennossa siirtymisen aikana. Yhteensä tämä rototori on suorittanut yli 250 testilentoa ja 110 täyttä siirtymää lentotilojen välillä, ja on lentänyt noin 450 tuntia tänä aikana. Näiden lentojen aikana saavutettiin enimmäisnopeus 290 km / h ja korkeus 3660 metriä. Tiltrotorin testit jatkuivat vuonna 1965, mutta jo tuulitunnelissa. Nämä testit keskeytettiin, koska suutin irrotettiin potkurista ja Bell XV-3 sai vaurioita.
Ilmavoimilla ja Yhdysvaltain armeijalla oli erittäin suuret toiveet tämän tyyppisten lentokoneiden kehittämisestä, koska he uskoivat, että muuntimet soveltuvat parhaiten tiedusteluun, viestintään ja pelastustoimiin. Bell on luonut useita projekteja sekä sotilas- että siviilimalleille tällaisista pyörivistä siipikoneista. Moniin niistä oli tarkoitus asentaa kaksi kaasuturbiinimoottoria, jotka sijaitsivat gondolissa siiven alla, ja suurin nopeus oli noin 400 km / h.
Bell XV-3 -rotrotorilla oli sama ulkoasu kuin perinteisillä lentokoneilla. Yksinkertaisin ja sopivin oli asettelu, jossa potkurit sijaitsivat siipien päissä: kun niitä käännettiin, rototorista tuli samanlainen kuin kaksiroottorinen poikittainen helikopteri. Pystysuuntaisen lentoonlähdön aikana potkurien virtaus estettiin ja puhalsi siiven yli, mikä aiheutti potkurien menetyksen työntövoimassa, ja rototorin suurin nopeus oli suhteellisen pieni johtuen pienestä tehosta painoon koelentokoneiden suhde.
Ulkoisesti kokeellinen Bell XV-3 -rotrototori on yksitasoinen, jossa on yksi moottori ja kaksi pyörivää kolmiteräistä potkuria sekä erittäin yksinkertainen liukurunko, alustaura oli 2,8 metriä. Samaan aikaan lentokoneen runko erottui hyvistä aerodynaamisista muodoista. Sen keulassa oli ohjaamo, jossa oli suuri lasitusalue. Tässä hytissä oli lentäjä, perämies tai tarkkailija sekä kaksi matkustajaa, heidän sijasta oli mahdollista laittaa haavoittunut henkilö paareille järjestyksenvalvojalla. Rototiltin siipi oli suora ja sillä oli suhteellisen pieni alue, koska sen laskettiin luovan hissin vain risteilynopeudella. Siiven päissä oli pieniä gondolia pyörivillä ruuveilla. Tekniset huoltoedustajat voisivat poistaa siipikärjen vaipan päästäkseen käsiksi voimansiirron osiin. Siivessä oli myös sisäänvedettävät läpät ja siivekkeet. Peräyksikkö oli sama kuin tavanomaisissa lentokoneissa - peräsin, suurella pystysuoralla hännällä, kölessä oli vakaaja, jonka leveys oli 4 metriä ja hissit.
Suunnittelunsa vuoksi Bell XV-3 -rotrotorilla oli useita ainutlaatuisia toimintoja. Esimerkiksi ristimoottori, joka oli tyypillinen monimoottorisille lentokoneille, puuttui. Voimalaitoksen vian sattuessa Bell XV-3 -potkurit saatettiin automaattisesti pystysuoraan asentoon, minkä seurauksena rototori saattoi laskeutua automaattiseen kiertoon kuten tavallinen helikopteri tai perinteinen gyroplane. Samaan aikaan potkurit taipuivat eteenpäin luodakseen työntövoimaa, mutta vaakasuuntaisen lennon aikana osa nostolaitteesta syntyi kuitenkin laitteen siivestä.
Vaikein asia Bell-insinööreille oli valita optimaalisen halkaisijan potkurit Bell XV-3 -rotototterille. Koko asia oli se, että ajoneuvon pystysuuntaiseen nousuun tarvittiin halkaisijaltaan suuria potkureita, kun taas vaakasuorassa lennossa oli kannattavampaa käyttää pieniä potkureita. Lopulta kääntöruuvien kompromissihalkaisija oli 7,6 metriä. Tämän halkaisijan omaavat kolmiteräiset potkurit sijaitsivat siipien kärjissä. Ruuviholkkeissa oli leikkaavia pysty- ja vaakasaranoja, jotka sijaitsivat 0,44 metrin etäisyydellä pyörimisakselista, sekä kääntymiskompensaattoreita. Potkurin navat peitettiin suojuksilla. Suunniteltujen kokonaan metalliliimattujen terien muoto oli suorakulmainen ja geometrinen kierre 20 astetta.
Kokeellisessa Bell XV-3 -rotototterissa oli Pratt & Whitneyn ilmajäähdytteinen säteittäinen mäntämoottori. Se oli R-985-AN-1 ja moottorin suurin teho oli 450 hv. nopeudella 2300 rpm 450 metrin korkeudessa ja lentoonlähdön aikana. Moottori asennettiin rungon keskiosaan. Voimalaitoksen riittämättömän tehon vuoksi suurin nopeus rajoitettiin 280 km / h, vaikka rototiltti osoitti suurempaa arvoa testien aikana. Suuremman nopeuden saavuttaminen oli mahdollista vaihtamalla moottori tehokkaampaan. Suunnitelmissa oli erityisesti asentaa kaksiakselinen GTE Lycoming T-53, jonka teho oli 825 hv.
Bell XV-3 -testien päätyttyä ajatus rototorista ei hylätty Yhdysvalloissa. Hänen jälkeensä syntyi uusi malli. Uusi lentokone oli varustettu jo pyörivillä moottoreilla. Se sai nimityksen Bell XV-15 ja teki ensilentonsa toukokuussa 1977. Ja 19. maaliskuuta 1989 Bell V-22 Osprey-rototrotori nousi taivaalle, joka on ollut käytössä vuodesta 2005. Hän palvelee merijalkaväessä ja Yhdysvaltain ilmavoimien erikoisjoukkojen komennossa. Vuodesta 2016 lähtien on rakennettu yli 300 tämän tyyppistä ajoneuvoa, ja näiden muuntimien toimittaminen Yhdysvaltain asevoimille jatkuu.
XV-3-rototorin lentotekniset ominaisuudet:
Kokonaismitat: pituus - 9, 2 m, korkeus - 4 m, siipien kärkiväli - 9, 5 m, kiertoruuvien halkaisija - 7, 6 m.
Tyhjäpaino - 1907 kg.
Lähtöpaino - 2218 kg.
Voimalaitos on Pratt Whitney R-985-AN-1 -teatteri, jonka kapasiteetti on 450 hv.
Huippunopeus on 290 km / h.
Matkanopeus - 269 km / h.
Käytännöllinen kantama - 411 km.
Palvelukatto - 4600 m.
Nousunopeus on 6,3 m / s.
Miehistö - 1 henkilö.
