Bell XV-3 یک تیلتروتور آزمایشی آمریکایی است. اولین پرواز خود را در 23 آگوست 1955 انجام داد. اولین انتقال از پرواز عمودی به افقی در 18 دسامبر 1958 انجام شد. در مجموع ، بیش از 250 پرواز آزمایشی تا سال 1966 انجام شد ، که امکان اساسی ایجاد یک تیلتروتور با پیچ های دوار را ثابت کرد. آزمایشات این هواپیما موفقیت آمیز شناخته شد ، بنابراین تصمیم گرفته شد بر اساس آن دستگاهی با موتورهای دوار ایجاد شود که منجر به ایجاد تیلتروتور Bell XV-15 شد.
آزمایش آزمایشی Bell XV-3 دارای بدنه بزرگی بود که برای 4 مسافر طراحی شده بود ، بالهای ثابت با دهانه 9.54 متر و موتور Pratt & Whitney R-985 داشت که حداکثر قدرت 450 اسب بخار را تولید می کرد. پروانه روتور ، که در کنسول هر بال قرار داشت ، با کمک موتورهای الکتریکی به موقعیت مورد نیاز منتقل شد: به سمت بالا - برای پرواز عمودی ، به جلو - برای پرواز افقی.
به منظور دستیابی به هواپیمایی که بتواند ویژگی های یک هواپیما و یک هلیکوپتر را ترکیب کند ، تلاش های زیادی برای ایجاد انواع ماشین های بال گردان انجام شد ، از جمله پروانه های چرخشی ، که در غرب تیلتروتور نامیده می شد و در کشور ما - هلیکوپتر-هواپیما این هواپیماها مجهز به پروانه های دوار با قطر بزرگ با تیغه های لولایی و بار کوچک در منطقه جاروب شده بودند ، مانند هلیکوپترها ، که این امکان را برای چنین ماشین هایی برای بلند شدن عمودی با قدرت نسبتاً کم موتور نصب شده روی آنها فراهم می کرد. به
ملخ های تیلتروتور مستقیماً از موتورهایی که می توانند در ناسیل ها نصب شوند ، با ملخ ها بچرخانند ، یا از موتور / موتورهایی که در بدنه ماشین یا در دریچه های جداگانه قرار داشتند رانده می شدند ، در حالی که فقط پروانه ها هنگام چرخش می چرخند. تغییر به مدل پرواز دیگر در طول پرواز افقی ، تیلتروتور مانند یک هواپیما - با کمک کنترل های معمولی هواپیما ، و هنگام تغییر به پرواز عمودی - مانند یک هلیکوپتر ، با کمک کنترل سطح کلی و چرخه ای پروانه ها کنترل می شد. فرض بر این بود که در صورت خرابی نیروگاه ، تیلتروتورها می توانند مانند یک هواپیما با برنامه ریزی و شیب نسبی پروانه ها یا مانند هلیکوپتر در حالت اتوروتاسیون فرود بیایند.
Tiltrotor Bell XV-3
سالهاست که شرکت بل حجم زیادی از تحقیقات و تجربی را در زمینه ایجاد تیلتروتور انجام داده است ، کار در این جهت توسط طراحان آرتور یانگ و برتراند کلی انجام شد ، بعداً روبرت لیختن نیز به آنها پیوست. در مسابقه ارتش آمریکا در سال 1950 برای بهترین طراحی هواپیما برای خدمات شناسایی و نجات در خط مقدم ، بل طرح تیلتروتور را با ملخ های روتور شیب ارائه داد. در مجموع ، کمیسیون 17 پروژه مختلف را در نظر گرفت که از بین آنها فقط 3 پروژه هواپیماهای بال گردان انتخاب شد ، از جمله پروژه طراحان شرکت "بل". در نتیجه مسابقه ای که در سال 1951 برگزار شد ، نیروی هوایی ایالات متحده برای ساخت دو مبدل آزمایشی برای آزمایش های بعدی پرواز وسایل نقلیه با این شرکت قرارداد بست.
ساخت اولین تیلتروتور Bell ، که در ابتدا نام Bell XH-33 را دریافت کرد ، و بعدا Bell XV-3 ، به تأخیر افتاد ، کار فقط در ابتدای 1955 به پایان رسید و در 10 فوریه همان سال اولین مقام تظاهرات تازگی صورت گرفت در 11 آگوست 1955 ، اولین پروازهای عمودی برخاست و شناور انجام شد ، و سپس به پرواز افقی رسید ، هنگامی که پروانه ها به 15 درجه رسیدند (خلبان آزمایشی فلوید کارلسون). در آزمایش های بعدی تیلتروتور ، که در 25 اکتبر 1956 در هوا در ارتفاع 60 متری با پروانه های کج 20 درجه انجام شد ، دستگاه به دلیل ناپایداری مکانیکی کنترل خود را از دست داد و سقوط کرد ، در حالی که Bell XV-3 نابود شد و خلبان آزمایشی دیک استنزبری در نتیجه سقوط ، به شدت مجروح شد.
به دلیل وقوع این فاجعه ، آزمایش های بیشتر پرواز tiltrotor تنها در سال 1958 در دومین نمونه Bell XV-3 ادامه یافت. در ابتدا پروانه های دو پره داشت ، اما به زودی آنها را با پره های سه پره جایگزین کردند. برای اولین بار ، یک انتقال کامل از پرواز عمودی به پرواز افقی با فرود عمودی بعدی در 18 دسامبر 1958 انجام شد ، در این پرواز تیلتروتور توسط خلبان آزمایشی بیل کوئینلن کنترل شد. در پروازهای بعدی ، این دستگاه توانست به سرعت 212 کیلومتر در ساعت در ارتفاع 1220 متری برسد. در سال 1962 ، این واحد برای آزمایش بیشتر در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا منتقل شد. در این مرکز ، Bell XV-3 با موفقیت در حالتهای عمودی پرواز کرد و انتقالهای ناقص را به حالت هواپیما با گام پروانه 30-40 درجه انجام داد.
همچنین ، tiltrotor بر روی یک پایه مخصوص آزمایش شد ، جایی که انتقال کامل به حالت پرواز "هواپیما" انجام شد. هنگام تغییر حالت پرواز با هلیکوپتر به حالت هواپیما ، ملخ ها با استفاده از دنده کرم موتورهای الکتریکی 90 درجه کج شدند. روند انتقال معمولاً فقط 15-20 ثانیه طول می کشد. در همان زمان ، تیلتروتور Bell XV-3 قادر به پرواز در هر موقعیت میانی پروانه ها در طول انتقال بود. در مجموع ، این تیلتروتور بیش از 250 پرواز آزمایشی و 110 حرکت کامل بین حالت های پرواز انجام داده است و در این مدت حدود 450 ساعت پرواز داشته است. در طول این پروازها حداکثر سرعت 290 کیلومتر در ساعت و همچنین ارتفاع 3660 متر به دست آمد. آزمایش های تیلتروتور در سال 1965 ادامه یافت ، اما در حال حاضر در تونل باد. این آزمایشات به دلیل جدا شدن ناسیل با پروانه و آسیب های دریافت شده توسط Bell XV-3 متوقف شد.
نيروي هوايي و ارتش آمريكا اميد زيادي به توسعه اين نوع هواپيماها داشتند و معتقد بودند كه مبدل ها براي عمليات هاي شناسايي ، ارتباطات و نجات مناسب ترند. بل تعدادی پروژه برای مدلهای نظامی و غیرنظامی چنین هواپیماهای بال گردان ایجاد کرده است. بر روی تعدادی از آنها ، برنامه ریزی شده بود که دو موتور توربین گازی واقع در گوندولا در زیر بال نصب شود ، در حالی که حداکثر سرعت حدود 400 کیلومتر در ساعت بود.
تیلتروتور Bell XV-3 دارای طرح مشابه هواپیماهای معمولی بود. ساده ترین و مناسب ترین طرح آن بود که در آن پروانه ها در انتهای بالها قرار داشتند: هنگامی که آنها چرخانده شدند ، تیلتروتور شبیه یک هلیکوپتر عرضی دو روتور شد. در هنگام برخاست عمودی ، جریان پروانه ها مهار شد و از بال عبور کرد ، که دلیل از بین رفتن پروانه ها در رانش بود و حداکثر سرعت تیلتروتور به دلیل قدرت کم به وزن نسبتاً کم بود. نسبت هواپیمای آزمایشی
از نظر بیرونی ، تیلتروتور Bell XV-3 آزمایشی یک هواپیمای تک موتوره با یک موتور و دو پروانه سه پره دوار و همچنین یک شاسی سرسره با طراحی بسیار ساده است ، مسیر شاسی 2 ، 8 متر بود. در همان زمان ، بدنه هواپیما با اشکال آیرودینامیکی خوب متمایز شد. در کمان آن یک کابین خلبان با یک منطقه شیشه ای بزرگ وجود داشت.در این کابین یک خلبان ، کمک خلبان یا ناظر و همچنین دو مسافر بودند ، به جای آنها می توان یک مجروح را با نظم بر روی برانکارد قرار داد. بال تیلتروتور مستقیم بود و مساحت نسبتاً کوچکی داشت ، زیرا محاسبه شده بود که تنها در سرعت پرواز ، بالابر ایجاد می کند. در انتهای بال ، گوندولاهای کوچکی با پیچ های چرخشی وجود داشت. غلاف نوک بال را می توان توسط نمایندگان خدمات فنی حذف کرد تا به اجزای گیربکس دسترسی پیدا کند. بال همچنین دارای فلپ های جمع شونده و آیلرون بود. واحد دم همان هواپیماهای معمولی بود - با یک سکان ، با یک دم عمودی بزرگ ، روی میل یک تثبیت کننده با دهانه 4 متر با آسانسور وجود داشت.
با توجه به طراحی آن ، تیلتروتور Bell XV-3 دارای تعدادی ویژگی عملیاتی منحصر به فرد بود. به عنوان مثال ، سیستم انتقال قدرت متقاطع ، که معمولاً برای هواپیماهای چند موتوره استفاده می شد ، وجود نداشت. در صورت خرابی نیروگاه ، پروانه های Bell XV-3 به طور خودکار به موقعیت عمودی منتقل می شوند ، در نتیجه تیلتروتور می تواند مانند یک هلیکوپتر معمولی یا یک ژیروپلان معمولی بر روی اتوروتاسیون فرود بیاید. در همان زمان ، ملخ ها برای ایجاد رانش به جلو خم شدند ، اما در طول پرواز افقی ، بخشی از بالابر با این وجود توسط بال دستگاه ایجاد شد.
سخت ترین کار برای مهندسان بل انتخاب پروانه هایی با قطر مطلوب برای تیلتروتور Bell XV-3 بود. تمام نکته این بود که برای بلند شدن عمودی خودرو ، ملخ هایی با قطر بزرگ مورد نیاز بود ، در حالی که در پرواز افقی استفاده از ملخ های کوچک سودآورتر بود. در نهایت ، قطر سازش پیچ های چرخشی 7.6 متر بود. پروانه های سه تیغه با این قطر در نوک بال ها در قسمت گلدان قرار داشتند. آستین های پیچ دارای لولا های عمودی و افقی متقاطع بودند که در فاصله 0.44 متر از محور چرخش قرار داشتند و همچنین جبران کننده های نوسان. محورهای ملخ با فریینگ پوشانده شده بود. تیغه های چسب دار تمام فلزی در طرح دارای شکل مستطیل و پیچ هندسی 20 درجه بود.
تیلتروتور آزمایشی Bell XV-3 از موتور پیستون شعاعی خنک کننده هوا Pratt & Whitney استفاده می کرد. R-985-AN-1 بود و حداکثر قدرت موتور 450 اسب بخار بود. در 2300 دور در دقیقه در ارتفاع 450 متری و هنگام برخاستن. موتور در قسمت مرکزی بدنه نصب شده است. به دلیل قدرت ناکافی نیروگاه ، حداکثر سرعت به 280 کیلومتر در ساعت محدود شد ، اگرچه شیب تیلتروتور ارزش بیشتری در هنگام آزمایش نشان داد. دستیابی به سرعت بیشتر با جایگزینی موتور قوی تر امکان پذیر بود. به طور خاص ، برنامه هایی برای نصب GTE Lycoming T-53 دو محوره وجود داشت که قدرت آن 825 اسب بخار بود.
پس از اتمام آزمایشات Bell XV-3 ، ایده تیلتروتور در ایالات متحده کنار گذاشته نشد. پس از او ، یک مدل جدید متولد شد. هواپیمای جدید مجهز به موتورهای در حال چرخش بود. این هواپیما نام Bell XV-15 را دریافت کرد و اولین پرواز خود را در مه 1977 انجام داد. و در 19 مارس 1989 ، تیلتروتور Bell V-22 Osprey به آسمان برخاست ، که از سال 2005 در حال خدمت است. وی در سپاه تفنگداران دریایی و فرماندهی عملیات ویژه نیروی هوایی ایالات متحده خدمت می کند. تا سال 2016 ، بیش از 300 وسیله نقلیه از این نوع ساخته شده است و عرضه این مبدل ها به نیروهای مسلح آمریکا همچنان ادامه دارد.
مشخصات فنی پرواز تیلتروتور XV-3:
ابعاد کلی: طول - 9 ، 2 متر ، ارتفاع - 4 متر ، طول بال - 9 ، 5 متر ، قطر پیچ های دوار - 7 ، 6 متر.
وزن خالی - 1907 کیلوگرم.
وزن برخاست - 2218 کیلوگرم.
نیروگاه یک تئاتر پرات ویتنی R-985-AN-1 با ظرفیت 450 اسب بخار است.
حداکثر سرعت 290 کیلومتر در ساعت است.
سرعت سفر - 269 کیلومتر در ساعت
برد عملی - 411 کیلومتر.
سقف سرویس - 4600 متر.
سرعت صعود 6 ، 3 متر بر ثانیه است.
خدمه - 1 نفر
