Η προτεινόμενη εμφάνιση του αεροσκάφους "Cyclocar"
Στον τομέα των αεροσκαφών κάθετης απογείωσης και προσγείωσης, τα ελικόπτερα είναι ο αδιαμφισβήτητος ηγέτης. Ωστόσο, η αναζήτηση εναλλακτικών σχημάτων που μπορεί να έχουν πραγματικές προοπτικές συνεχίζεται. Συγκεκριμένα, αυτή τη στιγμή Ρώσοι ειδικοί μελετούν την έννοια του λεγόμενου. κυκλοπλάνο ή κυκλόπτερο. Στο πλαίσιο του προγράμματος Cyclone, έχουν ήδη δημιουργηθεί και δοκιμαστεί δείγματα πάγκου και ένα πειραματικό αεροσκάφος, ενώ αναμένεται ένα αεροσκάφος πλήρους μεγέθους στο εγγύς μέλλον.
"Δωρεάν απογείωση"
Το 2017, το Ρωσικό Ίδρυμα Προηγμένων Μελετών (FPI) ξεκίνησε τον διαγωνισμό Free Takeoff. Το καθήκον του ήταν να αναζητήσει εναλλακτικά σχέδια για ένα αεροσκάφος κάθετης / εξαιρετικά μικρής απογείωσης που θα μπορούσε να ανταγωνιστεί ένα ελικόπτερο. Μία από τις αιτήσεις για τον διαγωνισμό υποβλήθηκε από την εταιρεία Flash-M (Krasnoyarsk), η οποία συγκέντρωσε εκπροσώπους της δημιουργικής ομάδας Arey και του Ινστιτούτου Θερμοφυσικής του Παραρτήματος της Σιβηρίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (IT SB RAS).
Το "Flash-M" έκανε μια πρόταση για τη δημιουργία ενός λεγόμενου. κυκλολέτα. Οι επιστήμονες του IT SB RAS εργάζονται πάνω σε αυτή την ιδέα εδώ και πολύ καιρό και διεξάγουν θεωρητικές και πειραματικές μελέτες. Έχει συλλεχθεί μεγάλος όγκος δεδομένων και έχει αποδειχθεί ένα μοντέλο πάγκου ενός πολλά υποσχόμενου κυκλικού προωθητή/κυκλοειδούς έλικα. Η πρόταση Flash-M ενδιέφερε το FPI και ήταν αυτός ο οργανισμός που έγινε ο νικητής του Free Rise.
Το 2018, το FPI ξεκίνησε το έργο Cyclone, κατά το οποίο σχεδιάστηκε να συνεχιστεί η εργασία για το θέμα των κυκλολέτων, καθώς και η κατασκευή και η δοκιμή των πρώτων πρωτοτύπων. Επίσης, στο πλαίσιο του έργου αυτού μελετώνται θέματα περαιτέρω παραγωγής, υλοποίησης και λειτουργίας εξοπλισμού πλήρους μεγέθους κατάλληλου για πραγματική χρήση.
Δοκιμές πάγκου του κυκλικού μηχανισμού κίνησης
В июле 2020 г. «Флэш-М» провела первые летные испытания опытного κηφήνας-циклолета. Аппарат массой 50 кг получил четыре оригинальных циклических движителя. Были подтверждены его способности к вертикальному взлету и посадке, горизонтальному полету и маневрам. Кроме того, продемонстрировали некоторые возможности, недоступные вертолетам. Вскоре после этого другой опытный беспилотник под названием «Циклон-2020» показали на форуме «Армия-2020».
Σχέδια για το μέλλον
Τον Απρίλιο του τρέχοντος έτους ανακοινώθηκε η έναρξη μιας νέας φάσης εργασιών. Τώρα ο στόχος του έργου Cyclone είναι η δημιουργία ενός προαιρετικά επανδρωμένου αεροσκάφους πλήρους μεγέθους, βάρους έως 2 τόνων με ωφέλιμο φορτίο 600 κιλών. Ένα τέτοιο Cyclocar σχεδιάζεται να δοκιμαστεί το επόμενο έτος. Μεσοπρόθεσμα, μπορεί να ξεκινήσει η μαζική παραγωγή και η εισαγωγή τέτοιου εξοπλισμού σε διάφορους τομείς.
Οι προγραμματιστές της Cyclone σχεδιάζουν να δημιουργήσουν μια ολόκληρη σειρά εξοπλισμού που θα βασίζεται σε γενικές αρχές και τεχνολογίες. Φορτία βάρους έως 20 κιλών θα παραληφθούν από ένα UAV Cyclodron 60 κιλών. Μεγαλύτερα φορτία, συμ. επιβάτες, θα πρέπει να μεταφέρουν Cyclocar 2 τόνων. Στο μακρινό μέλλον, μπορεί να εμφανιστεί ένα βαρύ Cyclotruck, το οποίο, με βάρος απογείωσης 10 τόνων, μπορεί να μεταφέρει έως και 4 τόνους φορτίου.
Υποτίθεται ότι νέοι τύποι κυκλολέτων θα βρουν εφαρμογή στον τομέα της μεταφοράς φορτίου και επιβατών. Μπορεί να ενδιαφέρονται και οι στρατιωτικοί, οι διασώστες κ.λπ. Σε ορισμένες περιοχές με ειδικές απαιτήσεις, τέτοιος εξοπλισμός μπορεί να αντικαταστήσει τα ελικόπτερα. Τα πλεονεκτήματά του θεωρούνται μικρότερες διαστάσεις και βάρος, καθώς και μεγαλύτερη ευελιξία και σταθερότητα.
Ένα έμπειρο UAV απογειώνεται από μια κεκλιμένη πλατφόρμα
Για την εκπλήρωση παραγγελιών για εξοπλισμό, σχεδιάζεται η δημιουργία ενός νέου εργοστασίου κατασκευής αεροσκαφών. Ο αναπτυξιακός οργανισμός έχει ήδη ένα επιχειρηματικό σχέδιο, ενώ αναφέρεται επίσης ότι υπάρχουν επενδυτές έτοιμοι να διασφαλίσουν την εφαρμογή του.
Τεχνικά χαρακτηριστικά
Στο πλαίσιο του προγράμματος Cyclone, μελετάται και δοκιμάζεται ένα καθολικό σχήμα αεροπλάνου κυκλοπλάνου, το οποίο στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί σε όλα τα προγραμματισμένα έργα. Αυτό το σχέδιο προσφέρεται για κλιμάκωση, με αποτέλεσμα το συμπαγές Cyclodron και το βαρύ Cyclotruck να μοιάζουν μεταξύ τους.
Το προτεινόμενο σχέδιο προβλέπει την κατασκευή ενός αεροσκάφους με τέσσερις κυκλικές έλικες, τοποθετημένες σε ζευγάρια στις πλευρές της βελτιωμένης ατράκτου. Στο σχεδιασμό, προτείνεται η χρήση πλαστικών και σύνθετων υλικών όσο το δυνατόν ευρύτερα, γεγονός που θα αυξήσει την τελειότητα του βάρους.
Τα κυκλοπλάνα θα λάβουν μια υβριδική ή πλήρως ηλεκτρική μονάδα παραγωγής ενέργειας. Και στις δύο περιπτώσεις, η περιστροφή των ελίκων παρέχεται από ηλεκτροκινητήρες. Αναπτύσσεται ένα ηλεκτρικό σύστημα τηλεχειρισμού με μέγιστο αυτοματισμό. Θα πρέπει να εργαστεί εντελώς ανεξάρτητα ή να ακολουθήσει τις εντολές του πιλότου, ξεφορτώνοντάς τον.
Η κύρια καινοτομία του έργου είναι το λεγόμενο. κυκλική κίνηση. Αυτή η συσκευή είναι ένα σετ πέντε λεπίδων περιορισμένου μήκους, τοποθετημένες μεταξύ των πλαϊνών δίσκων. Οι λεπίδες είναι ελεύθερες να περιστρέφονται γύρω από τον διαμήκη άξονα. ένας ειδικός μηχανισμός - παρόμοιος με ένα swashplate σε ένα ελικόπτερο - καθορίζει το συνολικό και κυκλικό τους βήμα.
Όταν η προπέλα περιστρέφεται, τα πτερύγια κινούνται κατά μήκος μιας κυκλικής διαδρομής. Στο πάνω και στο κάτω μέρος του, ο μηχανισμός ελέγχου τα εκθέτει στη γωνία προσβολής, γεγονός που εξασφαλίζει τη δημιουργία ανύψωσης. Μια παρόμοια αρχή χρησιμοποιείται για τη δημιουργία οριζόντιας ώσης. Η ταυτόχρονη χρήση τεσσάρων τέτοιων προωθητικών μηχανών δημιουργεί άφθονες ευκαιρίες για κάθετη και οριζόντια πτήση, διάφορους ελιγμούς κ.λπ.
Ο σχεδιασμός του κυκλικού μηχανισμού κίνησης μπορεί να έχει διαφορετικά μεγέθη. Έτσι, ένα προϊόν με διάμετρο και πλάτος 1,5 m έχει ήδη δοκιμαστεί στο περίπτερο.Ένας προωθητής αυτού του μεγέθους είναι σχεδιασμένος για ένα Cyclocar βάρους 2 τόνων.Αυτό σημαίνει ότι μια τέτοια συσκευή δημιουργεί ώθηση 500 kg. Σύμφωνα με υπολογισμούς, μια τέτοια συσκευή θα μπορεί να φτάσει ταχύτητες έως και 250 km / h και να πετάξει 500 km. Το μήκος και το πλάτος του προϊόντος θα είναι στο επίπεδο των 6 m.
Οφέλη και προοπτικές
Το κύριο πλεονέκτημα ενός κυκλολέτου / κυκλοκοπτέρου έναντι ενός ελικοπτέρου είναι το μικρότερο μέγεθος των βασικών μονάδων. Με την ίδια ώθηση, η κυκλοειδής προπέλα είναι πολύ μικρότερη από την προπέλα. Ο προωθητής του κυκλολέτα λειτουργεί συνεχώς σε μία θέση. Η μη ανάγκη κλίσης του επιτρέπει να δημιουργεί οριζόντια ώθηση χωρίς να μειώνει την κατακόρυφη ώθηση.
Ένα αεροσκάφος με πολλές κυκλοειδείς έλικες είναι ικανό να παράγει ώθηση σε διαφορετικές κατευθύνσεις και έτσι να εκτελεί διάφορους ελιγμούς, περιλαμβανομένων. απρόσιτο για το ελικόπτερο. Βελτιώνοντας τα συστήματα ρύθμισης της γωνίας των λεπίδων, είναι δυνατή η επέκταση των επιτρεπόμενων γωνιών βήματος κατά την πτήση. Συγκεκριμένα, χάρη σε αυτό, το cyclolet, σε αντίθεση με ένα ελικόπτερο, είναι σε θέση να απογειωθεί από κεκλιμένες επιφάνειες και να προσγειωθεί σε αυτές.
Οι προγραμματιστές σημειώνουν την ασφάλεια του αεροσκάφους. Οι κυκλοειδείς έλικες είναι εύκολο να εξοπλιστούν με προστασία. Για παράδειγμα, στην έκθεση «cyclodrone» χρησιμοποιήθηκε μια συσκευή από ένα ζευγάρι δίσκων με jumpers ανάμεσά τους. Μια προπέλα τοποθετήθηκε μέσα σε αυτή τη συσκευή. Το "Cyclocar" στις φωτογραφίες που δημοσιεύονται έχει προστασία σε μορφή πλέγματος. Επιπλέον, η συσκευή δεν θα είναι θορυβώδης: από αυτή την άποψη δεν πρέπει να διαφέρει από ένα συμβατικό αυτοκίνητο.
Ωστόσο, το αρχικό σχήμα έχει ορισμένα μειονεκτήματα, τα οποία είναι αρκετά δύσκολο να απαλλαγούμε. Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι η έλλειψη εκτεταμένης εμπειρίας στην ανάπτυξη, κατασκευή και λειτουργία τέτοιου εξοπλισμού. Η έρευνα και η ανάπτυξη νέων λύσεων θα απαιτήσει πολύ χρόνο και μόνο μετά από αυτό οι κυκλολέτες θα μπορούν να υπολογίζουν σε οποιοδήποτε μέρος στη μεταφορά φορτίου. Τα ελικόπτερα, σε αντίθεση με αυτά, είναι ήδη καλά μελετημένα και καταξιωμένα, γεγονός που απλοποιεί σε κάποιο βαθμό τόσο την ανάπτυξη όσο και τη λειτουργία.
Το πρόβλημα της εμπειρίας επιδεινώνεται από το γεγονός ότι το cyclolet είναι τεχνικά πιο περίπλοκο από το ελικόπτερο. Έτσι, στο σχήμα από το "Flash-M" και το IT SB RAS, χρησιμοποιούνται τέσσερις πρωτότυπες μονάδες πρόωσης ταυτόχρονα. Καθένα από αυτά δεν είναι απλό και η κοινή χρήση τους οδηγεί στην ανάγκη επίλυσης νέων μηχανικών προβλημάτων στον τομέα της τροφοδοσίας και των μηχανισμών κίνησης, της αεροδυναμικής, του ελέγχου κ.λπ.
Drone-έκθεση του φόρουμ "Army-2020"
Το medium cyclolet του προγράμματος Cyclone θεωρείται ως ένα μαζικό μοντέλο, ικανό στο μέλλον να αναλάβει το ρόλο ενός «αεροταξί». Μια νέα πρόκληση προκύπτει από αυτό: οι προγραμματιστές και οι ρυθμιστικές αρχές θα πρέπει να καθορίσουν τους κανόνες για τη λειτουργία τέτοιων αεροσκαφών, να επιλύσουν ζητήματα ασφάλειας κ.λπ. Όπως αναφέρθηκε, οι συμμετέχοντες στο έργο ήδη αντιμετωπίζουν αυτά τα προβλήματα.
Τεχνολογία του μέλλοντος;
Να υπενθυμίσουμε ότι το έργο Cyclone από τις FPI, Flash-M και IT SB RAS δεν είναι το πρώτο του είδους του. Η ιδέα ενός κυκλολέτου/κυκλόπτερου προτάθηκε στις αρχές του περασμένου αιώνα. Το 1909, ο Ρώσος μηχανικός Ε.Π. Ο Sverchkov κατασκεύασε ένα "τροχοφόρο ορθόπτερο" - ένα αεροσκάφος με δύο "τροχούς κουπιών". Το προϊόν δεν απογειώθηκε ποτέ λόγω όχι του πιο τέλειου σχεδιασμού και λόγω έλλειψης ισχύος κινητήρα.
Στο μέλλον αναπτύχθηκαν και κατασκευάστηκαν επανειλημμένα νέοι κυκλολέτες στη χώρα μας και στο εξωτερικό. Ωστόσο, ακόμη και τα πιο επιτυχημένα έργα δεν προχώρησαν πέρα από τις πτητικές δοκιμές μοντέλων - επηρεάστηκε η πολυπλοκότητα της ιδέας και η ατέλεια των σχεδίων. Επιπλέον, ασυνήθιστα αεροσκάφη δεν μπορούσαν να ανταγωνιστούν τα ήδη γνωστά ελικόπτερα.
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι κυκλολέτες θυμήθηκαν ξανά. Οι σύγχρονες επιστημονικές μέθοδοι, τεχνολογίες και υλικά καθιστούν δυνατή τη μελέτη και την εφαρμογή μιας τέτοιας ιδέας σε νέο επίπεδο. Στη χώρα μας, τέτοιες εργασίες γίνονται στο πλαίσιο του έργου Cyclone, το οποίο έχει ήδη περάσει από το στάδιο του πρωτότυπου και πλησιάζει στη δοκιμή ενός επανδρωμένου/μη επανδρωμένου οχήματος πλήρους μεγέθους. Το αν οι επιστήμονες και οι μηχανικοί θα είναι σε θέση να ανταπεξέλθουν σε όλες τις μελλοντικές προκλήσεις θα φανεί στο εγγύς μέλλον. Η πρώτη πτήση του Cyclocar θα πραγματοποιηθεί του χρόνου.