Bell XV-3 je americký experimentálny tiltrotor. Prvý let uskutočnil 23. augusta 1955. Prvý prechod z vertikálneho na horizontálny let bol 18. decembra 1958. Celkovo bolo do roku 1966 dokončených viac ako 250 testovacích letov, čo potvrdilo základnú možnosť vytvorenia tiltrotéra pomocou rotačných skrutiek. Testy tohto lietadla boli uznané za úspešné, a preto bolo rozhodnuté vytvoriť na jeho základe zariadenie už s rotačnými motormi, čo viedlo k vytvoreniu tiltrotora Bell XV-15.
Experimentálny Bell XV-3 mal veľký trup určený pre 4 pasažierov, pevné krídla s rozpätím 9,54 metra a motor Pratt & Whitney R-985, ktorý vyvíjal maximálny výkon 450 koní. Rotorová vrtuľa, ktorá bola umiestnená na konzole každého krídla, bola pomocou elektromotorov prenesená do požadovanej polohy: nahor - pre zvislý let, vpred - pre vodorovný let.
Aby sa získalo lietadlo, ktoré by mohlo kombinovať vlastnosti lietadla a helikoptéry, uskutočnilo sa mnoho pokusov o vytvorenie rôznych strojov s rotačnými krídlami vrátane rotačných vrtúľ, ktoré sa na západe nazývali tiltrotor, a v našej krajine - helikoptéra-lietadlo. Tieto lietadlá boli vybavené rotačnými vrtuľami s veľkým priemerom so sklopnými lopatkami a malým zaťažením zametanej oblasti, ako vo helikoptérach, ktoré týmto strojom poskytovali možnosť vykonávať vertikálne vzlety s relatívne nízkym výkonom motora, ktorý bol na nich nainštalovaný.
Tiltrotorové vrtule boli poháňané priamo z motorov, ktoré bolo možné nainštalovať do gondol, otáčajúcich sa pomocou vrtúľ, alebo z motora / motorov, ktoré boli umiestnené v trupe auta alebo v samostatných gondolách, pričom iba vrtule sa otáčali, keď prechod na iný letový model. Počas horizontálneho letu bol tiltrotor ovládaný ako lietadlo - pomocou bežných ovládačov lietadiel a pri prechode na vertikálny let - ako helikoptéra, pomocou riadenia celkového a cyklického sklonu vrtúľ. Predpokladalo sa, že v prípade poruchy elektrárne budú tiltrotory schopné pristáť ako lietadlo s plánovaním a čiastočným sklonom vrtúľ, alebo ako helikoptéra v režime autorotácie.
Tiltrotor Bell XV-3
Spoločnosť Bell vykonáva mnoho rokov veľké množstvo výskumných a experimentálnych prác v oblasti tiltrotorickej tvorby, prácu v tomto smere viedli dizajnéri Arthur Young a Bertrand Kelly, neskôr sa k nim pridal Robert Lichten. Na súťaži americkej armády v roku 1950 o najlepší dizajn lietadla pre prieskumné a záchranné služby v prvej línii Bell predstavil návrh tiltrotora s vrtuľami so sklopným rotorom. Celkovo komisia zvážila 17 rôznych projektov, z ktorých boli vybrané iba 3 projekty lietadiel s rotačnými krídlami, vrátane projektu konštruktérov spoločnosti „Bell“. V dôsledku súťaže, ktorá sa konala v roku 1951, americké vojenské letectvo podpísalo s touto spoločnosťou zmluvu na stavbu dvoch experimentálnych meničov na následné letové skúšky vozidiel.
Konštrukcia prvého Bell tiltrotoru, ktorý pôvodne dostal označenie Bell XH-33, a neskôr Bell XV-3, sa oneskoril, práce boli dokončené iba začiatkom roku 1955 a 10. februára toho istého roku prvý oficiálny sa konala ukážka novinky. 11. augusta 1955 sa uskutočnili prvé vertikálne vzletové a vznášajúce sa lety a potom prešli na horizontálny let, keď náklon vrtúľ dosiahol 15 stupňov (skúšobný pilot Floyd Carlson). V následných testoch tiltrotora, ktoré sa konali 25. októbra 1956 vo vzduchu vo výške 60 metrov s vrtuľami naklonenými o 20 stupňov, zariadenie kvôli mechanickej nestabilite stratilo kontrolu a spadlo, pričom Bell XV-3 bol zničený a skúšobný pilot Dick Stensbury v dôsledku pádu bol vážne zranený.
V dôsledku katastrofy pokračovali ďalšie letové testy tiltrotora až v roku 1958 na druhom stupni Bell XV-3. Najprv mala dvojlistové vrtule, ale čoskoro boli nahradené trojlistými. Prvýkrát bol úplný prechod z vertikálneho letu na horizontálny let s následným vertikálnym pristátím vykonaný 18. decembra 1958, v tomto lete bol tiltrotor riadený skúšobným pilotom Billom Quinlenom. Pri ďalších letoch bolo zariadenie schopné dosiahnuť rýchlosť 212 km / h vo výške 1220 metrov. V roku 1962 bola táto jednotka prevezená na ďalšie testovanie do výskumného centra NASA Langley. V tomto stredisku Bell XV-3 úspešne lietal vo vertikálnych režimoch a vykonával neúplné prechody do režimu lietadla so stúpaním vrtule 30-40 stupňov.
Tiltrotor bol testovaný aj na špeciálnom stojane, kde bol vykonaný úplný prechod do letového režimu „lietadlo“. Pri prepínaní z režimu letu helikoptéry na lietadlo sa vrtule naklonili o 90 stupňov pomocou závitovkového prevodu z elektromotorov. Proces prechodu zvyčajne trval iba 15-20 sekúnd. Tiltrotor Bell XV-3 zároveň dokázal počas prechodu pokračovať v lete v akejkoľvek medzipolohe vrtúľ. Celkovo tento tiltrotor vykonal viac ako 250 testovacích letov a 110 úplných prechodov medzi letovými režimami, pričom za tento čas mal nalietaných asi 450 hodín. Pri týchto letoch bola dosiahnutá maximálna rýchlosť 290 km / h, ako aj nadmorská výška 3660 metrov. Tiltrotorové testy pokračovali v roku 1965, ale už vo veternom tuneli. Tieto testy boli zastavené z dôvodu odlepenia gondoly s vrtuľou a poškodenia Bell XV-3.
Letectvo a americká armáda vkladali do vývoja tohto typu lietadiel veľmi veľké nádeje, pretože verili, že konvertory sú najvhodnejšie na prieskumné, komunikačné a záchranné operácie. Spoločnosť Bell vytvorila množstvo projektov pre vojenské aj civilné modely takýchto lietadiel s rotačnými krídlami. Na niekoľko z nich sa plánovalo nainštalovať dva motory s plynovou turbínou umiestnené v gondolách pod krídlom, pričom maximálna rýchlosť mala byť asi 400 km / h.
Tiltrotor Bell XV-3 mal rovnaké rozloženie ako konvenčné lietadlá. Najjednoduchšie a najvhodnejšie bolo rozloženie, v ktorom boli vrtule umiestnené na koncoch krídel: keď boli otočené, tiltrotor sa podobal dvojrotorovej priečnej helikoptére. Pri vertikálnom vzlete bol prúd z vrtúľ inhibovaný, pričom fúkal cez krídlo, čo bolo dôvodom straty vrtule v ťahu a maximálna rýchlosť tiltrotéra bola relatívne nízka kvôli nízkemu výkonu. pomer experimentálneho lietadla.
Externe je experimentálny tiltrotor Bell XV-3 jednoplošník s jedným motorom a dvoma rotačnými trojlistovými vrtulami, ako aj šmykovým podvozkom veľmi jednoduchej konštrukcie, rozchod podvozku bol 2, 8 metra. Trup lietadla sa zároveň vyznačoval dobrými aerodynamickými tvarmi. V jeho prove bol kokpit s veľkou zasklenou plochou. V tejto kabíne boli pilot, druhý pilot alebo pozorovateľ, ako aj dvaja pasažieri, namiesto nich bolo možné uložiť zraneného na nosidlá s usporiadaným. Krídlo tiltrotora bolo rovné a malo relatívne malú plochu, pretože bolo vypočítané, že vytvára vztlak iba pri regulovanej rýchlosti letu. Na koncoch krídla boli malé gondoly s rotačnými skrutkami. Opláštenie hrotu krídla mohli zástupcovia technickej služby odstrániť, aby získali prístup k komponentom prevodovky. Krídlo malo aj výsuvné klapky a krídelká. Chvostová jednotka bola rovnaká ako u konvenčných lietadiel - s kormidlom, s veľkým zvislým chvostom, na kýli bol stabilizátor s rozpätím 4 metre s výťahmi.
Vďaka svojmu prevedeniu mal tiltrotor Bell XV-3 množstvo unikátnych prevádzkových vlastností. Absentoval napríklad krížový prevod, ktorý bol typický pre viacmotorové lietadlá. V prípade poruchy elektrárne boli vrtule Bell XV-3 automaticky uvedené do zvislej polohy, v dôsledku čoho mohol tiltrotor zostúpiť na autorotáciu ako bežná helikoptéra alebo konvenčný vírnik. Vrtule sa súčasne ohýbali dopredu, aby vytvorili ťah, počas horizontálneho letu však bola časť zdvihu vytvorená krídlom zariadenia.
Najťažšou vecou pre inžinierov spoločnosti Bell bol výber vrtúľ optimálneho priemeru pre tiltrotor Bell XV-3. Celé išlo o to, že na zvislý vzlet vozidla boli potrebné vrtule veľkého priemeru, zatiaľ čo pri horizontálnom lete bolo výhodnejšie používať malé vrtule. Kompromisný priemer sústružníckych skrutiek bol nakoniec 7,6 metra. Trojlisté vrtule tohto priemeru boli umiestnené v gondolách na špičkách krídel. Skrutkové puzdrá mali krížiace sa vertikálne a horizontálne pánty umiestnené vo vzdialenosti 0,44 metra od osi otáčania, ako aj kompenzátory výkyvu. Vrtuľové náboje boli pokryté kapotážami. Celokovové lepené čepele v pôdoryse mali obdĺžnikový tvar a geometrický zákrut 20 stupňov.
Experimentálny tiltrotor Bell XV-3 bol poháňaný vzduchom chladeným radiálnym piestovým motorom Pratt & Whitney. Bol to R-985-AN-1 a motor mal maximálny výkon 450 koní. pri 2300 ot / min vo výške 450 metrov a počas štartu. Motor bol nainštalovaný v strednej časti trupu. Vzhľadom na nedostatočný výkon elektrárne bola maximálna rýchlosť obmedzená na 280 km / h, aj keď tiltrotor pri testoch vykazoval väčšiu hodnotu. Dosiahnutie vyšších otáčok bolo možné výmenou motora za výkonnejší. Konkrétne sa počítalo s inštaláciou dvojhriadeľa GTE Lycoming T-53, ktorý vyvíjal výkon 825 koní.
Po dokončení testov Bell XV-3 sa v USA od myšlienky tiltrotora neupustilo. Po ňom sa zrodil nový model. Nové lietadlo bolo vybavené už rotujúcimi motormi. Dostal označenie Bell XV-15 a svoj prvý let uskutočnil v máji 1977. A 19. marca 1989 vzlietol na oblohu tiltrotor Bell V-22 Osprey, ktorý slúži od roku 2005. Slúži v námornom zbore a vo veliteľstve špeciálnych operácií leteckých síl USA. V roku 2016 bolo postavených viac ako 300 vozidiel tohto typu a dodávka týchto meničov do amerických ozbrojených síl pokračuje.
Letové technické vlastnosti tiltrotoru XV-3:
Celkové rozmery: dĺžka - 9, 2 m, výška - 4 m, rozpätie krídel - 9, 5 m, priemer otočných skrutiek - 7, 6 m.
Prázdna hmotnosť - 1907 kg.
Vzletová hmotnosť - 2218 kg.
Elektrárňou je divadlo Pratt Whitney R-985-AN-1 s výkonom 450 koní.
Maximálna rýchlosť je 290 km / h.
Cestovná rýchlosť - 269 km / h.
Praktický dosah - 411 km.
Servisný strop - 4600 m.
Rýchlosť stúpania je 6, 3 m / s.
Posádka - 1 osoba.
