Bell XV-3 adalah tiltrotor eksperimen Amerika. Ia membuat penerbangan pertama pada 23 Ogos 1955. Peralihan pertama dari penerbangan menegak ke mendatar adalah pada 18 Disember 1958. Secara keseluruhan, lebih daripada 250 penerbangan uji coba diselesaikan pada tahun 1966, yang membuktikan kemungkinan mendasar untuk membuat tiltrotor dengan skru putar. Ujian pesawat ini diakui berjaya, jadi diputuskan untuk membuat berdasarkannya sebuah alat yang sudah dilengkapi dengan mesin putar, yang menyebabkan penciptaan Bell XV-15 tiltrotor.
Bell XV-3 eksperimental mempunyai pesawat besar yang dirancang untuk 4 penumpang, sayap tetap dengan jarak 9,54 meter dan mesin Pratt & Whitney R-985, yang mengembangkan kekuatan maksimum 450 hp. Rotor-baling-baling, yang terletak di konsol setiap sayap, dipindahkan ke kedudukan yang diperlukan dengan bantuan motor elektrik: ke atas - untuk penerbangan menegak, ke depan - untuk penerbangan mendatar.
Untuk mendapatkan pesawat yang dapat menggabungkan ciri-ciri pesawat dan helikopter, banyak usaha dilakukan untuk membuat berbagai mesin sayap putar, termasuk baling-baling berputar, yang di barat disebut tiltrotor, dan di negara kita - a helikopter-kapal terbang. Pesawat ini dilengkapi dengan baling-baling berputar berdiameter besar dengan bilah berengsel dan muatan kecil di kawasan yang disapu, seperti di helikopter, yang menyediakan mesin sedemikian kemampuan untuk melakukan lepas landas menegak dengan kekuatan enjin yang relatif rendah dipasang di atasnya.
Baling-baling tiltrotor didorong langsung dari mesin, yang dapat dipasang di nacelles, berpusing dengan baling-baling, atau dari mesin / mesin, yang terletak di badan kereta atau di nacelles yang terpisah, sementara hanya baling-baling yang berpaling ketika beralih ke model penerbangan lain. Semasa penerbangan mendatar, tiltrotor dikendalikan seperti kapal terbang - dengan bantuan kawalan pesawat biasa, dan ketika beralih ke penerbangan menegak - seperti helikopter, dengan bantuan mengawal nada umum dan siklik baling-baling. Diandaikan bahawa sekiranya berlaku kerosakan pada loji tenaga, tiltrotor dapat mendarat seperti pesawat dengan perancangan dan kecenderungan sebagian baling-baling, atau, seperti helikopter, dalam mod autorotasi.
Tiltrotor Bell XV-3
Selama bertahun-tahun, syarikat Bell telah melakukan sejumlah besar penelitian dan eksperimen dalam bidang penciptaan tiltrotor, karya ke arah ini dipimpin oleh pereka Arthur Young dan Bertrand Kelly, kemudian Robert Lichten bergabung dengan mereka. Pada pertandingan 1950 Angkatan Darat Amerika untuk reka bentuk pesawat terbaik untuk perkhidmatan pengintaian dan penyelamatan garis depan, Bell mempersembahkan reka bentuk tiltrotor dengan baling-baling rotor miring. Secara keseluruhan, komisi tersebut mempertimbangkan 17 projek yang berbeza, di mana hanya 3 projek pesawat sayap putar yang dipilih, termasuk projek pereka syarikat "Bell". Hasil daripada pertandingan yang diadakan pada tahun 1951, Angkatan Udara AS menandatangani kontrak dengan syarikat ini untuk pembinaan dua penukar eksperimen untuk ujian penerbangan kenderaan berikutnya.
Pembinaan tiltrotor Bell pertama, yang pada mulanya menerima sebutan Bell XH-33, dan kemudian Bell XV-3, ditangguhkan, kerja itu disiapkan hanya pada awal tahun 1955, dan pada 10 Februari tahun yang sama pejabat pertama demonstrasi kebaharuan berlaku. Pada 11 Ogos 1955, penerbangan take-off dan hover vertikal pertama berlaku, dan kemudian beralih ke penerbangan mendatar, ketika condong baling-baling mencapai 15 darjah (pilot pilot Floyd Carlson). Dalam ujian tiltrotor berikutnya, yang berlaku pada 25 Oktober 1956 di udara pada ketinggian 60 meter dengan baling-baling condong 20 darjah, peranti kehilangan kawalan kerana ketidakstabilan mekanikal dan jatuh, sementara Bell XV-3 musnah, dan juruterbang ujian Dick Stensbury akibat kejatuhan, dia cedera parah.
Kerana bencana itu, ujian penerbangan tiltrotor selanjutnya hanya dilanjutkan pada tahun 1958 pada contoh kedua Bell XV-3. Pada mulanya, ia mempunyai baling-baling dua bilah, tetapi tidak lama kemudian diganti dengan baling-baling tiga bilah. Buat pertama kalinya, peralihan penuh dari penerbangan menegak ke penerbangan mendatar dengan pendaratan menegak berikutnya dilakukan pada 18 Disember 1958, dalam penerbangan ini tiltrotor dikendalikan oleh juruterbang ujian Bill Quinlen. Dalam penerbangan seterusnya, peranti ini mampu mencapai kelajuan 212 km / jam pada ketinggian 1220 meter. Pada tahun 1962, unit ini dipindahkan untuk ujian lebih lanjut di Pusat Penyelidikan Langley NASA. Di pusat ini, Bell XV-3 berjaya terbang dalam mod menegak dan melakukan peralihan yang tidak lengkap ke mod pesawat dengan jarak baling-baling 30-40 darjah.
Juga, tiltrotor diuji pada pendirian khas, di mana peralihan penuh ke mod penerbangan "pesawat" dilakukan. Semasa beralih dari mod penerbangan helikopter ke pesawat terbang, baling-baling dimiringkan 90 darjah menggunakan gear cacing dari motor elektrik. Proses peralihan biasanya hanya mengambil masa 15-20 saat. Pada masa yang sama, tiltrotor Bell XV-3 dapat terus terbang pada kedudukan antara baling-baling semasa peralihan. Secara keseluruhan, tiltrotor ini telah melakukan lebih dari 250 penerbangan ujian dan 110 peralihan penuh antara mod penerbangan, telah terbang sekitar 450 jam selama ini. Semasa penerbangan ini, kelajuan maksimum 290 km / jam dicapai, dan juga ketinggian 3660 meter. Ujian Tiltrotor berlanjutan pada tahun 1965, tetapi sudah berada di terowong angin. Ujian ini dihentikan kerana terlepasnya nacelle dengan baling-baling dan kerosakan yang diterima oleh Bell XV-3.
Tentera Udara dan Angkatan Darat AS mempunyai harapan yang sangat tinggi untuk pengembangan pesawat jenis ini, percaya bahawa penukar paling sesuai untuk operasi pengintaian, komunikasi dan penyelamatan. Bell telah membuat sejumlah projek untuk model tentera dan awam untuk pesawat sayap putar seperti itu. Pada sejumlah dari mereka, direncanakan untuk memasang dua mesin turbin gas yang terletak di gondola di bawah sayap, sementara kecepatan maksimum seharusnya sekitar 400 km / jam.
Tiltrotor Bell XV-3 mempunyai susun atur yang sama dengan pesawat konvensional. Yang paling mudah dan sesuai ialah susun atur, di mana baling-baling terletak di hujung sayap: ketika mereka dipusingkan, tiltrotor menjadi serupa dengan helikopter melintang berkembar-rotor. Semasa lepas landas menegak, aliran dari baling-baling dihambat, bertiup di atas sayap, yang menjadi sebab kehilangan baling-baling dalam daya dorong, dan kelajuan maksimum tiltrotor agak kecil kerana daya ke berat yang rendah nisbah pesawat eksperimen.
Secara luaran, tiltrotor Bell XV-3 eksperimental adalah monoplane dengan satu enjin dan dua baling-baling tiga bilah putar, serta casing skid dengan reka bentuk yang sangat sederhana, trek casis adalah 2, 8 meter. Pada masa yang sama, pesawat pesawat dibezakan oleh bentuk aerodinamik yang baik. Di busurnya ada kokpit dengan area kaca besar. Di kabin ini ada juruterbang, juruterbang bersama atau pemerhati, serta dua penumpang, dan bukannya mereka mungkin meletakkan orang yang cedera di atas tandu dengan teratur. Sayap tiltrotor lurus dan mempunyai kawasan yang agak kecil, kerana dihitung untuk membuat lift hanya dengan kecepatan penerbangan yang jelajah. Di hujung sayap terdapat gondola kecil dengan skru putar. Sarung hujung sayap dapat dilepaskan oleh perwakilan perkhidmatan teknikal untuk mendapatkan akses ke komponen transmisi. Sayap juga mempunyai penutup dan aileron yang dapat ditarik. Unit ekor sama dengan pesawat konvensional - dengan kemudi, dengan ekor menegak yang besar, di keel terdapat penstabil dengan jarak 4 meter dengan lif.
Oleh kerana reka bentuknya, tiltrotor Bell XV-3 memiliki sejumlah ciri operasi yang unik. Sebagai contoh, transmisi silang, yang khas untuk pesawat berbilang mesin, tidak ada. Sekiranya berlaku loji kuasa, baling-baling Bell XV-3 secara automatik dibawa ke posisi menegak, akibatnya tiltrotor dapat turun pada autorotasi seperti helikopter biasa atau gyroplane konvensional. Pada masa yang sama, baling-baling membongkok ke depan untuk menghasilkan daya tuju, namun, semasa penerbangan mendatar, sebahagian dari lift tetap dibuat oleh sayap radas.
Perkara yang paling sukar bagi jurutera Bell ialah pemilihan baling-baling dengan diameter optimum untuk tiltrotor Bell XV-3. Keseluruhannya adalah bahawa untuk lepas landas menegak kenderaan, baling-baling berdiameter besar diperlukan, sementara dalam penerbangan mendatar lebih menguntungkan menggunakan baling-baling kecil. Pada akhirnya, diameter kompromi skru putar ialah 7.6 meter. Baling-baling tiga bilah diameter ini terletak di nacelles di hujung sayap. Lengan skru mempunyai engsel bersilang menegak dan mendatar yang terletak pada jarak 0,44 meter dari paksi putaran, serta kompensator ayunan. Hab baling-baling ditutup dengan pam. Bilah terpaku semua logam dalam bentuknya mempunyai bentuk segi empat tepat dan sentuhan geometri 20 darjah.
Tiltrotor Bell XV-3 eksperimental dikuasakan oleh enjin radial piston berpendingin udara Pratt & Whitney. Itu adalah R-985-AN-1 dan enjinnya mempunyai kekuatan maksimum 450 hp. pada 2300 rpm pada ketinggian 450 meter dan semasa berlepas. Enjin dipasang di bahagian tengah pesawat. Oleh kerana kuasa loji kuasa tidak mencukupi, kelajuan maksimum terbatas pada 280 km / jam, walaupun tiltrotor menunjukkan nilai yang lebih besar semasa ujian. Mencapai kelajuan yang lebih tinggi adalah mungkin dengan mengganti enjin dengan yang lebih kuat. Khususnya, ada rancangan untuk memasang GTE Lycoming T-53 berkembar-poros, yang mengembangkan kekuatan 825 hp.
Setelah selesai ujian Bell XV-3, idea tiltrotor tidak ditinggalkan di Amerika Syarikat. Selepas dia, model baru dilahirkan. Pesawat baru itu dilengkapi dengan enjin yang sudah berputar. Ia menerima sebutan Bell XV-15 dan melakukan penerbangan sulungnya pada bulan Mei 1977. Dan pada 19 Mac 1989, tiltrotor Bell V-22 Osprey turun ke langit, yang telah beroperasi sejak tahun 2005. Dia bertugas di Marine Corps dan Komando Operasi Khas Tentera Udara Amerika Syarikat. Sehingga 2016, lebih daripada 300 kenderaan jenis ini telah dibina, dan bekalan penukar ini ke angkatan bersenjata AS berterusan.
Ciri teknikal penerbangan tiltrotor XV-3:
Dimensi keseluruhan: panjang - 9, 2 m, tinggi - 4 m, lebar sayap - 9, 5 m, diameter skru putar - 7, 6 m.
Berat kosong - 1907 kg.
Berat lepas landas - 2218 kg.
Loji janakuasa adalah teater Pratt Whitney R-985-AN-1 dengan kapasiti 450 hp.
Kelajuan maksimum ialah 290 km / j.
Kelajuan pelayaran - 269 km / j.
Julat praktikal - 411 km.
Siling perkhidmatan - 4600 m.
Kadar pendakian adalah 6, 3 m / s.
Krew - 1 orang.
