Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga

Taula de continguts:

Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga
Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga

Vídeo: Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga

Vídeo: Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga
Vídeo: Meet New MiG-35 Fulcrum-F Special Multirole Fighter Jet After Upgrade 2024, Març
Anonim
Imatge
Imatge

En el camp de l’enlairament i l’aterratge vertical d’avions, el lideratge indiscutible pertany als helicòpters. Tot i això, continua la recerca d’esquemes alternatius que poden tenir perspectives reals. En particular, ara mateix els especialistes russos estudien el concepte de l'anomenat. ciclolet o ciclocòpter. Com a part del programa Cyclone, ja s’han creat i provat models de banc i un prototip d’avió i s’espera que aparegui un avió de mida completa en un futur proper.

Enlairament gratuït

El 2017, la Russian Foundation for Advanced Study (FPI) va llançar la competició d’enlairament gratuït. La seva tasca era trobar esquemes alternatius per a avions d’enlairament verticals / ultracurts que poguessin competir amb l’helicòpter. Una de les sol·licituds per al concurs va ser presentada per l'empresa "Flash-M" (Krasnoyarsk), que va unir representants del grup creatiu "Arey" i de l'Institut de Termofísica de la branca siberiana de l'Acadèmia Russa de Ciències (IT SB RAS).

"Flash-M" va presentar una proposta per crear un anomenat. cicloleta. Els científics de la IT SB RAS han estat treballant en aquest concepte durant molt de temps i realitzant investigacions teòriques i experimentals. Es va recopilar una gran quantitat de dades i es va demostrar una mostra de banc d'una propulsora cíclica prometedora / hèlix cicloidal. La proposta de Flash-M va interessar FPI, i va ser aquesta organització la que es va convertir en la guanyadora de l’enlairament gratuït.

El 2018, FPI va llançar el projecte Cyclone, durant el qual estava previst continuar treballant en el tema de la cicloleta, així com construir i provar els primers prototips. També, en el marc d’aquest projecte, s’estan estudiant qüestions de producció, implementació i operació posteriors d’equips de mida completa adequats per a un ús real.

Imatge
Imatge

El juliol de 2020, "Flash-M" va realitzar les primeres proves de vol d'un vehicle aeri no tripulat amb experiència. L’aparell que pesava 50 kg va rebre quatre hèlixs cícliques originals. Es van confirmar les seves capacitats d’enlairament i aterratge verticals, vol a nivell i maniobres. A més, van demostrar algunes de les capacitats que no disposaven els helicòpters. Poc després, es va mostrar un altre dron experimental anomenat Cyclone 2020 al fòrum Army 2020.

Plans de futur

L’abril d’aquest any es va anunciar l’inici d’una nova etapa de treball. Ara l’objectiu del projecte Cyclone és crear un avió tripulat de mida completa amb un pes de fins a 2 tones amb una càrrega útil de 600 kg. Està previst que aquest "Ciclocar" es jutgi l'any vinent. A mitjà termini, es pot iniciar la producció massiva i la introducció d’aquesta tecnologia en diversos camps.

Els desenvolupadors de Cyclone tenen previst crear tota una línia d’equips basats en principis i tecnologies comunes. Les càrregues de fins a 20 kg seran transportades per un UAV de 60 kg "Cyclodron". Càrregues més grans, incl. els passatgers hauran de portar un ciclocar de 2 tones. En un futur llunyà, pot aparèixer una Cyclotrack pesada, que amb un pes de l'enlairament de 10 tones podrà transportar fins a 4 tones de càrrega.

Se suposa que els nous tipus de ciclolets tindran aplicació en el camp del transport de mercaderies i passatgers. A més, els militars, els rescatadors, etc., poden estar interessats en ells. En algunes zones amb requisits especials, aquesta tecnologia pot substituir els helicòpters. Els seus avantatges es consideren de dimensions i pes més reduïts, així com una major maniobrabilitat i estabilitat.

Imatge
Imatge

Per complir les comandes d'equips, està previst crear una nova planta de construcció d'avions. L’organització de desenvolupament ja té un pla de negoci i s’informa que hi ha inversors que estan preparats per garantir la seva implementació.

Característiques tècniques

En el marc del programa Cyclone, s'està estudiant i provant un esquema universal d'un avió ciclista, que després s'utilitzarà en tots els projectes previstos. Aquest esquema es presta a l’escalabilitat, com a resultat del qual el "Ciclodron" compacte i el pesat "Cyclotrac" seran similars entre si.

L'esquema proposat preveu la construcció d'un avió amb quatre hèlixs cícliques, situades en parells als costats del fuselatge aerodinàmic. El disseny proposa l’ús més ampli possible de plàstics i materials compostos, cosa que augmentarà la perfecció del pes.

Els ciclets rebran una central híbrida o totalment elèctrica. En ambdós casos, la rotació de les hèlixs la proporcionen els motors elèctrics. S'està desenvolupant un sistema de control fly-by-wire amb la màxima automatització. Haurà de treballar de forma totalment independent o seguir les ordres del pilot, descarregant-lo.

Imatge
Imatge

La principal innovació del projecte és l’anomenada. motor cíclic. Aquest dispositiu és un conjunt de cinc fulles de longitud limitada, instal·lades entre els discos laterals. Les pales tenen la capacitat de girar lliurement al voltant de l’eix longitudinal; un mecanisme especial –sembla a la placa d’anuncis d’un helicòpter– estableix el seu pas cíclic i comú.

Quan l’hèlix gira, les pales es mouen al llarg d’un recorregut circular. A les seves parts superior i inferior, el mecanisme de control les exposa a l’angle d’atac, cosa que assegura la creació d’elevació. Un principi similar s’utilitza per crear empenta horitzontal. L’ús simultani de quatre hèlixs d’aquest tipus crea moltes oportunitats per al vol vertical i horitzontal, diverses maniobres, etc.

El disseny del motor cíclic pot ser de diferents mides. Per tant, un producte amb un diàmetre i una amplada d’1,5 m ja s’ha provat a l’estand. Un dispositiu de propulsió d’aquestes dimensions està pensat per a un ciclocar de 2 tones de pes, cosa que significa que un dispositiu d’aquest tipus crea una empenta de 500 kg. Segons els càlculs, aquest dispositiu podrà assolir velocitats de fins a 250 km / hi volar 500 km. La llargada i amplada del producte estarà al nivell de 6 m.

Beneficis i perspectives

El principal avantatge del cicloòpter / ciclocòpter sobre l’helicòpter és la mida més petita de les unitats clau. Amb els mateixos indicadors d’empenta, l’hèlix cicloidal resulta ser molt més petita que l’hèlix. L’hèlix del ciclolet funciona constantment en una posició; l'absència de la necessitat d'inclinació li permet crear empenta horitzontal sense reduir la vertical.

Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga
Programa de desenvolupament de cicles de ciclons. Nova implementació d'una idea antiga

Un avió amb diverses hèlixs cicloides és capaç de generar empenta en diferents direccions i, per això, realitza diverses maniobres, incl. inaccessible a un helicòpter. En millorar els sistemes per configurar l’angle de les fulles, és possible ampliar els angles de pas admissibles en vol. En particular, gràcies a això, un ciclolet, a diferència d’un helicòpter, és capaç d’enlairar-se de superfícies inclinades i aterrar-hi.

Els desenvolupadors observen la seguretat de l'avió. Les hèlixs cicloides són fàcils d’equipar amb proteccions. Per exemple, a l'exposició "ciclodron" es va utilitzar un dispositiu format per un parell de discos amb ponts entre ells. Es va col·locar una hèlix dins d’aquest dispositiu. El Ciclocar de les imatges publicades està protegit per una quadrícula. A més, el dispositiu no serà sorollós: en aquest sentit, no hauria de diferir d’un cotxe normal.

Tanmateix, l’esquema original presenta certs inconvenients, que són bastant difícils d’eliminar. En primer lloc, es tracta de la manca d’una àmplia experiència en el desenvolupament, construcció i operació d’aquests equips. La investigació i el desenvolupament de noves solucions trigaran molt de temps i només després les cicloletes podran comptar amb qualsevol lloc en el transport de mercaderies. Els helicòpters, per contra, ja estan ben estudiats i dominats, cosa que simplifica fins a cert punt tant el desenvolupament com el funcionament.

El problema de l’experiència s’agreuja amb el fet que un ciclolet és tècnicament més complex que un helicòpter. Per tant, en l’esquema de "Flash-M" i IT SB RAS, s’utilitzen quatre hèlixs originals alhora. Cadascun d’ells no es distingeix per la simplicitat i el seu ús combinat comporta la necessitat de resoldre nous problemes d’enginyeria en el camp de la font d’alimentació i accionaments, aerodinàmica, control, etc.

Imatge
Imatge

El cicló de mida mitjana del programa Cyclone es considera com un model de massa capaç d’assumir el paper de “taxi aeri” en el futur. D’això se’n desprèn un nou repte: els desenvolupadors i reguladors hauran de determinar les regles per al funcionament d’aquests avions, resoldre problemes de seguretat, etc. Es diu que els participants del projecte ja tracten aquests problemes.

Tecnologia per al futur?

Cal recordar que el projecte Cyclone de FPI, Flash-M i IT SB RAS no és el primer d’aquest tipus. La idea d’un ciclisme / ciclopter es va proposar a principis del segle passat. El 1909 l’enginyer rus E. P. Sverchkov va construir un "ortòpter de rodes": un avió amb dues "rodes de pàdel". El producte no es va enlairar a causa del disseny no perfecte i de la manca de potència del motor.

En el futur, es van desenvolupar i construir nous ciclolets al nostre país i a l’estranger. Tot i això, fins i tot els projectes amb més èxit no van avançar més enllà de les proves de vol dels models: la complexitat del concepte i la imperfecció dels dissenys afectats. A més, avions inusuals no podien competir amb els helicòpters ja familiars.

En les darreres dècades, s’ha tornat a recordar el ciclisme. Els mètodes, tecnologies i materials científics moderns permeten estudiar i implementar aquest concepte a un nou nivell. Al nostre país, aquesta tasca s’està duent a terme en el marc del projecte Cyclone, que ja ha passat per l’etapa de maqueta i s’acosta a la prova d’un vehicle tripulat / no tripulat de mida completa. Si els científics i els enginyers seran capaços de fer front a tots els reptes que es presentaran quedarà clar en un futur pròxim. El primer vol del Cyclocar tindrà lloc l’any vinent.

Recomanat: