Rotorové lietadlá pre civilné a vojenské účely sú schopné riešiť úlohy, ktoré sú nedostupné pre akýkoľvek iný typ lietadla a všeobecne pre moderné technológie. Ich hlavnou a možno jedinou nevýhodou je relatívne nízka rýchlosť. Priemerná rýchlosť vrtuľníka nepresahuje 220 km/h. Dnes mnohí výrobcovia vrtuľníkov hovoria, že nastal čas na rekordy!
Prečo potrebujú helikoptéry vysoké rýchlosti?
Rovnako ako pri plnení vojenských operácií, tak aj pri realizácii mnohých úloh mierového charakteru, existujú situácie, kedy úspech misie závisí výlučne od rýchlostného výkonu vrtuľníka. Patria sem:
- Evakuácia ťažko ranených a chorých z centier nepriateľstva a ťažko dostupných miest do veľkých zdravotníckych zariadení.
- Urgentné doručenie špecialistov (lekárov, epidemiológov, policajtov) do núdzových oblastí.
- Expresné doručenie životne dôležitého (lieky, potraviny, špeciálne vybavenie) a nadrozmerného nákladu do miest ďaleko od rozvinutýchinfraštruktúra.
Napriek mnohým výhodám rotorových lietadiel (minimálne požiadavky na pristávaciu plochu, manévrovateľnosť, schopnosť vznášať sa vo vzduchu) boli donedávna rýchlosti lietadla a vrtuľníka neporovnateľné.
Maximálna rýchlosť vrtuľníka
Do nedávnych rokov bol oficiálny rýchlostný rekord pre klasické rotorové lietadlá 400,9 km/h, stanovený v roku 1986 upravenou verziou britského viacúčelového vozidla Westland Lynx. Faktom je, že ani teoreticky nemôže maximálna rýchlosť vrtuľníka prekročiť túto hranicu.
Tento stav sa vysvetľuje tým, že pri vyšších rýchlostiach sa nebezpečne zväčšuje rozsah oscilačných pohybov listov hlavného rotora. čo následne vedie k oddeleniu toku od ich končatín. Tento jav je charakteristický najmä pre azimuty 270-300° (uhol lopatky voči pozdĺžnej osi stroja), t.j. pre ustupujúce čepele. Aké dizajnové a technologické inovácie umožnia vývojárom prekonať drahocenný míľnik?
Prvé záznamy
Jedným z nápadov na zvýšenie rýchlosti helikoptéry je použitie dodatočného „tlačného“pohonu. Tento dizajnový prvok nie je v žiadnom prípade nový. V roku 1967 tvorcovia amerického zariadenia Lockheed AH-56 "Cheyenne" nainštalovali do chvostovej časti stroja, aby zvýšili rýchlostné charakteristiky.trojlistá vrtuľa.
Rýchlosť 407 km/h (407 km/h) predvedená počas testovacích letov vyzerala na tú dobu veľmi pôsobivo. Plánovalo sa vyrobiť 375 vrtuľníkov pre americké letectvo, ale pre početné ťažkosti pri sériovej implementácii bol projekt ukončený po výrobe iba desiatich lietadiel.
Samozrejme, jedna vec je priblížiť sa k drahocennej postave, no niečo iné je výrazne ju prekonať.
Európsky hybrid
Ďalší držiteľ rekordu – X3 Hybrid bol vyvinutý európskou korporáciou Eurocopter. Prvýkrát vzlietlo do neba z miesta vojenskej základne Istres - Le Tube (Francúzsko) v roku 2010. Po roku testovacích letov sa tvorcom podarilo dostať cestovnú rýchlosť vrtuľníka až na 430 km/h.
Ďalšie vylepšenia konštrukcie a výkonu umožnili európskemu lietadlu stanoviť neoficiálny rýchlostný rekord pre rotorové lietadlá – 472 km/h vo vodorovnom lete a 487 km/h pri ponore. Prečo neoficiálne? Áno, pretože Eurocopter X3 v skutočnosti nie je helikoptéra.
Výrobný model EC155 Dauphin slúžil ako základ pre vytvorenie stroja. Konštruktéri doplnili „zdroj“o dva letecké motory s plynovou turbínou s ťažnými vrtuľami umiestnenými na malých krídlach. Eurocopter X3 je teda skôr hybridom vrtuľníka a lietadla. Projekt je v záverečnej testovacej fáze a vývojári tvrdia, že sériová výroba sa začne čoskoro.
Trošku viac teórie
Použitie ťažných alebo tlačných vrtúľ oslobodzuje hlavný rotor od potreby vytvárať horizontálny ťah pre translačný pohyb lietadla. Špecialisti z americkej spoločnosti na výrobu lietadiel a helikoptér Sikorsky vyvinuli sľubnú technológiu ABC (Advancing Blade Concept), ktorá sa v ruskom preklade nazýva koncept postupujúcej čepele.
Podstatou vývoja je, že uhol sklonu posúvajúcich sa a vzďaľujúcich sa listov rotora musí vždy poskytovať maximálny zdvih. Hlavný rotor tak bude schopný udržiavať požadovanú letovú výšku pri oveľa nižšej rýchlosti otáčania. A to je takmer určujúci faktor pri zvyšovaní rýchlosti vrtuľníka.
Technológia ABC umožňuje lietadlu pokračovať v zrýchlení aj po zmiznutí zdvíhacieho ťahu na ustupujúce lopatky.
Súťaž ako stimul
Koncept už bol overený. Experimentálny vrtuľník koncernu Sikorsky-69 vybavený dvoma tlačnými prúdovými motormi preukázal maximálnu rýchlosť 518 km/h.
Výrobcovia vrtuľníkov na oboch stranách oceánu sú si dobre vedomí toho, že za rovnakých okolností vyhrá výrobca, ktorého charakteristiky modelu vrtuľníka budú mať vyššiu rýchlosť.
Okrem objavenia sa nových technologických riešení poskytuje moderná veda o materiáloch vývojárom množstvo príležitostí na zlepšenie letových výkonov. Mnohé sériové modely sú už vybavenéskrutky vyrobené z kompozitných materiálov. Na zníženie aerodynamického odporu sú náboje vrtule pokryté aerodynamickými krytmi.
Ako rýchlo dnes lietajú helikoptéry?
Lídri v odvetví
Koncernové zariadenie realizované v rámci projektu Sikorsky X2 sa stalo logickým vývojom konceptu modelu Sikorsky-69. Vrtuľník výrazne zvýšil rýchlosť a efektivitu, ale zachoval si všetky výhody, ktoré sú vlastné rotorovým lietadlám: vynikajúcu manévrovateľnosť pri nízkych rýchlostiach, možnosť stacionárneho vznášania, vertikálneho vzletu a pristátia a autorotácie. Cestovná rýchlosť koaxiálneho vrtuľníka s jednou tlačnou vrtuľou je 460 km/h (maximálne -474 km/h), dolet - 1300 km.
Overené technológie pokračovali aj vo vrtuľníku novej generácie S-97 Raider, ktorého model s odhadovanými letovými vlastnosťami predstavili konštruktéri podniku verejnosti. Vývojári tvrdia, že cestovná rýchlosť vrtuľníka bude minimálne 500 km/h. Jednotky a zostavy budúceho lídra prechádzajú pozemnými testami. Zatiaľ neexistujú žiadne spoľahlivé informácie o dátume prvého letu amerického Rydera.
A čo ruské helikoptéry?
Ale čo domáci výrobcovia helikoptér? Môžeme povedať, že plány zamestnancov dizajnérskych kancelárií Kamov a Mil sú nemenej ambiciózne. V roku 2013 vedúci predstavitelia holdingovej spoločnosti Russian Helicopters iniciovali program PSV s cieľom vyvinúť sľubnývysokorýchlostný vrtuľník. V rámci tohto projektu špecialisti závodu pomenovaní po Mile v roku 2015 bol predstavený ukážkový model vrtuľníka Rachel. Rýchlosť vrtuľníka podľa ubezpečení vývojárov nie je pre tento model prioritou, no pre ďalšie perspektívne lietadlo Mi-1X môže dosiahnuť 520 km/h.
„Kamovtsy“takmer pred desiatimi rokmi predstavili koncept veľmi fantastického lietadla Ka-90. Podľa predstavy konštruktérov helikoptéra, ktorá pomocou hlavného rotora dosiahla rýchlosť 400 km/h, zloží lopatky do aerodynamického puzdra a ďalšie zrýchľovanie pokračuje prúdovými motormi. Navyše, parameter 700-800 km/h vývojári nepovažujú za limit.
