V oblasti vertikálnych vzletových a pristávacích lietadiel patrí nesporné vedenie helikoptéram. Hľadanie alternatívnych schém, ktoré môžu mať reálne perspektívy, však pokračuje. Ruskí špecialisti práve teraz študujú koncept tzv. cyklolet alebo cyklokoptéra. V rámci programu Cyklón už boli vytvorené a testované lavicové modely a prototyp lietadla a v blízkej budúcnosti sa očakáva uvedenie lietadla v plnej veľkosti.
„Bezplatný štart“
V roku 2017 vyhlásila Ruská nadácia pre pokročilé štúdie (FPI) súťaž Voľný štart. Jeho úlohou bolo nájsť alternatívne schémy pre vertikálne / ultrakrátke vzletové lietadlá, ktoré by mohli konkurovať helikoptére. Jednu zo prihlášok do súťaže predložila spoločnosť „Flash-M“(Krasnojarsk), ktorá spojila zástupcov tvorivej skupiny „Arey“a Termofyzikálneho ústavu sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied (IT SB RAS).
„Flash-M“prišiel s návrhom na vytvorenie tzv. cyklolette. Vedci IT SB RAS na tomto koncepte pracujú už nejaký čas a vykonávajú teoretický a experimentálny výskum. Zhromaždilo sa veľké množstvo údajov a predviedla sa skúšobná vzorka sľubného cyklického pohonu / cykloidnej vrtule. Návrh Flash-M zaujal FPI a práve táto organizácia sa stala víťazom bezplatného štartu.
V roku 2018 spoločnosť FPI zahájila projekt Cyclone, počas ktorého bolo plánované pokračovať v práci na téme cykloletov, ako aj postaviť a testovať prvé prototypy. V rámci tohto projektu sa študujú aj otázky ďalšej výroby, implementácie a prevádzky zariadenia v plnej veľkosti vhodného na skutočné použitie.
V júli 2020 vykonal „Flash-M“prvé letové testy skúseného bezpilotného lietadla. Zariadenie s hmotnosťou 50 kg dostalo štyri pôvodné cyklické vrtule. Potvrdili sa jeho možnosti vertikálneho vzletu a pristátia, vodorovného letu a manévrov. Okrem toho predviedli niektoré schopnosti, ktoré helikoptéry nemajú. Krátko nato bol na fóre Army 2020 predstavený ďalší experimentálny dron s názvom Cyclone 2020.
Plány do budúcna
V apríli tohto roku bol ohlásený začiatok novej etapy prác. Cieľom projektu Cyklón je teraz vytvoriť voliteľné lietadlo s posádkou v plnej veľkosti s hmotnosťou do 2 ton s užitočným zaťažením 600 kg. Takýto „Cyklocar“sa plánuje postaviť na skúšku budúci rok. V strednodobom horizonte sa môže začať s hromadnou výrobou a zavádzaním takejto technológie v rôznych oblastiach.
Vývojári Cyclone plánujú vytvoriť celú radu zariadení založených na spoločných princípoch a technológiách. Náklady s hmotnosťou do 20 kg unesie 60-kg UAV „Cyklodron“. Väčší náklad, vr. cestujúci budú musieť mať pri sebe 2-tonový Cyklocar. V ďalekej budúcnosti sa môže objaviť ťažký Cyklotrack, ktorý so štartovou hmotnosťou 10 ton unesie až 4 tony nákladu.
Predpokladá sa, že nové typy cykloletov nájdu uplatnenie v oblasti nákladnej a osobnej dopravy. Tiež by o nich mohla mať záujem armáda, záchranári atď. V niektorých oblastiach so špeciálnymi požiadavkami môže takáto technológia nahradiť helikoptéry. Za jeho výhody sa považujú menšie rozmery a hmotnosť, ako aj vyššia manévrovateľnosť a stabilita.
Na splnenie objednávok vybavenia sa plánuje vytvorenie nového závodu na stavbu lietadiel. Rozvojová organizácia už má podnikateľský plán a uvádza sa, že existujú investori, ktorí sú pripravení zabezpečiť jeho implementáciu.
Technické vlastnosti
V rámci programu Cyklón sa študuje a testuje univerzálna schéma cyklistického lietadla, ktorá sa potom použije vo všetkých plánovaných projektoch. Táto schéma je vhodná pre škálovateľnosť, v dôsledku čoho budú kompaktný „cyklodrón“a ťažký „cykloktrac“navzájom podobné.
Navrhovaná schéma počíta s konštrukciou lietadla so štyrmi cyklickými vrtuľami umiestnenými v pároch po stranách efektívneho trupu. Dizajn navrhuje čo najširšie využitie plastov a kompozitných materiálov, čo zvýši dokonalosť hmotnosti.
Cyclelety dostanú hybridnú alebo čisto elektrickú elektráreň. V oboch prípadoch otáčanie vrtúľ zabezpečujú elektromotory. Vyvíja sa riadiaci systém fly-by-wire s maximálnou automatizáciou. Bude musieť pracovať úplne nezávisle alebo plniť príkazy pilota a vyložiť ho.
Hlavnou inováciou projektu je tzv. cyklický pohyb. Toto zariadenie je sada piatich nožov obmedzenej dĺžky, inštalovaných medzi bočnými kotúčmi. Čepele majú schopnosť voľne sa otáčať okolo pozdĺžnej osi; špeciálny mechanizmus - podobný kyvnej doske na helikoptére - nastavuje ich spoločný a cyklický krok.
Keď sa vrtuľa otáča, listy sa pohybujú po kruhovej dráhe. V hornej a dolnej časti ich riadiaci mechanizmus vystavuje uhlu nábehu, ktorý zaisťuje vytvorenie zdvihu. Podobný princíp sa používa na vytvorenie horizontálneho ťahu. Súčasné použitie štyroch takýchto vrtúľ vytvára množstvo príležitostí na vertikálny a horizontálny let, rôzne manévre atď.
Konštrukcia cyklického posúvača môže mať rôzne veľkosti. Na stojane bol teda už testovaný výrobok s priemerom a šírkou 1,5 m. Pohonné zariadenie tejto veľkosti je určené pre Cyklocar s hmotnosťou 2 tony. To znamená, že jedno také zariadenie vytvára ťah 500 kg. Podľa výpočtov bude takéto zariadenie schopné dosiahnuť rýchlosť až 250 km / h a preletieť 500 km. Dĺžka a šírka výrobku bude na úrovni 6 m.
Prínosy a perspektívy
Hlavnou výhodou cyklooptéry / helikoptéry oproti helikoptére je menšia veľkosť kľúčových jednotiek. S rovnakými indikátormi ťahu sa cykloidná vrtuľa ukáže byť oveľa menšia ako vrtuľa. Vrtuľa cykloletu neustále pracuje v jednej polohe; absencia potreby naklonenia mu umožňuje vytvárať horizontálny ťah bez zníženia vertikálneho.
Lietadlo s niekoľkými cykloidnými vrtuľami je schopné vytvárať ťah v rôznych smeroch a vďaka tomu vykonávať rôzne manévre, vč. pre helikoptéru neprístupné. Vylepšením systémov na nastavenie uhla lopatiek je možné rozšíriť prípustné uhly sklonu za letu. Najmä vďaka tomu je cyklolet na rozdiel od helikoptéry schopný vzlietnuť zo šikmých plôch a pristáť na nich.
Vývojári berú na vedomie bezpečnosť lietadla. Cykloidné vrtule sa dajú ľahko vybaviť ochrannými krytmi. Napríklad na výstave „cyklodrón“bolo použité zariadenie pozostávajúce z dvojice diskov s prepojkami medzi nimi. Vnútri tohto zariadenia bola umiestnená vrtuľa. Cyklocar na zverejnených obrázkoch je chránený mriežkou. Zariadenie navyše nebude hlučné: v tomto ohľade by sa nemalo líšiť od bežného auta.
Pôvodná schéma má však určité nevýhody, ktorých je ťažké sa zbaviť. V prvom rade je to nedostatok rozsiahlych skúseností s vývojom, konštrukciou a prevádzkou takýchto zariadení. Výskum a vývoj nových riešení bude trvať veľa času a až potom sa cyklolety budú môcť spoľahnúť na akékoľvek miesto v nákladnej doprave. Vrtulníky sú, naopak, už dobre študované a zvládnuté, čo do určitej miery zjednodušuje vývoj aj prevádzku.
Problém zážitku zhoršuje fakt, že cyklolet je technicky zložitejší ako helikoptéra. V schéme z „Flash-M“a IT SB RAS sa teda používajú štyri pôvodné vrtule naraz. Každý z nich sa nevyznačuje jednoduchosťou a ich kombinované používanie vedie k potrebe vyriešiť nové technické problémy v oblasti napájania a pohonov, aerodynamiky, ovládania atď.
Stredne veľký cyklón programu Cyclone je považovaný za masový model, ktorý môže v budúcnosti prevziať úlohu „leteckého taxi“. Z toho vyplýva nová výzva: vývojári a regulačné orgány budú musieť určiť pravidlá prevádzky takýchto lietadiel, vyriešiť otázky bezpečnosti atď. Účastníci projektu už údajne riešia tieto problémy.
Technológia do budúcna?
Je potrebné pripomenúť, že projekt Cyclone od spoločností FPI, Flash-M a IT SB RAS nie je prvým svojho druhu. Myšlienka cyklistiky / cyklopteru bola navrhnutá na začiatku minulého storočia. V roku 1909 ruský inžinier E. P. Sverchkov zostrojil „kolesový ortopter“- lietadlo s dvoma „lopatkovými kolesami“. Výrobok nevzlietol kvôli nie najdokonalejšiemu dizajnu a kvôli nedostatku výkonu motora.
V budúcnosti boli u nás i v zahraničí opakovane vyvíjané a budované nové cyklolety. Avšak ani tie najúspešnejšie projekty nepostúpili nad rámec letových skúšok modelov - ovplyvnila to komplexnosť konceptu a nedokonalosť návrhov. Neobvyklé lietadlá navyše nemohli konkurovať už známym helikoptéram.
V posledných desaťročiach sa na cyklistiku opäť spomína. Moderné vedecké metódy, technológie a materiály umožňujú študovať a implementovať takýto koncept na novej úrovni. U nás sa takáto práca vykonáva v rámci projektu Cyklón, ktorý už prešiel fázou makety a blíži sa k testovaniu vozidla s ľudskou posádkou / bez posádky v plnej veľkosti. Či sa vedci a inžinieri dokážu vyrovnať so všetkými budúcimi výzvami, sa ukáže v blízkej budúcnosti. Prvý let Cykloauta sa uskutoční budúci rok.
