В DARPA провели испытания гибридного летательного аппарата.

Технологии /
В DARPA завершили испытания прототипа конвертоплана, выполненного в уменьшенном масштабе, с электрической силовой установкой на борту. Полноразмерный летательный аппарат будет носить официальное обозначение XV-24A с ожидаемыми скоростями полёта более 300 узлов (свыше 550 км/ч)
Технологии: 
В DARPA провели испытания гибридного летательного аппарата.

В DARPA завершили серию лётных испытаний масштабной модели нового конвертоплана в рамках своей программы разработки летательного аппарата вертикального взлёта и посадки (VTOL) X-Plane и приступают к работе над разработкой полномасштабной версии новаторского аппарата. Разработанный и изготовленный компанией Aurora Flight Sciences, революционный летательный аппарат приводится в движение 24 импеллера с электроприводом. 18 из них распределены в поворотном крыле, ещё 6 — внутри аналога переднего горизонтального оперения. Крыло и оперение могут отклоняться вверх для обеспечения вертикального полета и посадки и возвращаются в исходное положение (с околонулевым углом атаки) для осуществления горизонтального полёта. Успешные испытания прототипа показывают, что в недалёком будущем конвертопланы смогут летать намного быстрее и дальше, чем любые существующие ныне летательные аппараты, могущие зависать, а также взлётать и приземляться в условиях ограниченных по габаритам взлётно-посадочных площадок.

Серия испытаний масштабных моделей-аналогов по программе разработки конвертоплана началась в марте 2016 года. Первая фаза закончилась после шести полетов с демонстрацией автоматического взлета, устойчивого зависания, прямого дистанционного и комбинированного управления (включая режимы полёта с боковым движением и движением задним ходом), навигации по точкам маршрута и автоматической посадки. После завершения фазы испытаний было исследовано состояние механизмов управления углами установки крыла аппарата и углом атаки оперения, а также графики их отклонений в ходе полёта. Четыре испытательных полёта из серии включали в себя расширенный полётный профиль, в ходе которого проводились эксперименты с увеличением воздушной скорости аппарата (относительно окружающего воздуха — прим. ПР) до значений, на которых крыло начинало создавать большую часть подъёмной силы.


«Демонстратор конвертоплана был разработан специально для проверки аэродинамической компоновки аппарата, проверки динамики полёта, а также разработки элементов систем управления полётом и выполнения полётных заданий для применения их на полномасштабном летательном аппарате»,
— сказал Ашиш Багай, менеджер программы DARPA.
«Конвертоплан демонстрировал исключительные лётные характеристики, без потери высоты даже при переходе от вертикального полёта к горизонтальному. Он также продемонстрировал аэродинамическую эффективность распределенной двигательной системы».

Большая часть решений в области компоновочных схем и систем управления полётом, отработанные на прототипах меньшего масштаба, по будет с некоторыми дополнениями и улучшениями перенесена на полномасштабный прототип конвертоплана. По словам Багаи, на полномасштабном прототипе конвертоплана будет реализован принцип трёхкратного резервирования систем (на демонстраторе резервирование не используется). Также на полномасштабном прототипе будет применена гибридная силовая установка, включающая в себя турбовальный двигатель, приводящий в действие электрические генераторы, обеспечивающие электроэнергией блоки импеллеров в крыле и оперении, вместо аккумуляторных батарей, использованных на демонстраторе. Наконец, полномасштабные импеллерные агрегаты будут синхронизированы с генераторами и будут вращаться с постоянной частотой вращения, но с переменным шагом, в то время как тяга импеллеров демонстратора управляется с помощью прямой регулировки скорости вращения роторов электродвигателей.

(В общем, больше автоматов перекоса богу автоматов перекоса! Меж тем, главным отличием мультироторных электролётов 21-го века от их предтеч с двигателями внутреннего сгорания в силовых установках, позволившее электролётам заполонить собой нишу игрушек и любительских аппаратов, вытеснив практически полностью вертолёты классических схем, является полное отсутствие громоздких механических систем регулировки шага винта и обсечение синхронизации тяги, компенсации гироскопического момента и стабилизации аппарата в целом за счёт работы электроники системы управления. Предыдущие многороторные конвертопланы (тьма их прототипов) не пошли в серию именно из-за обилия систем механического резервирования и управления шагом винтов. Все эти чудные системы существенно снижают весовую отдачу и надёжность аппарата и увеличивают расход энергии. И у пошедшего-таки в ограниченную серию «Оспрей» одна из серьёзных проблем это, вот, это, вот, всё вместе: автоматы перекоса, винты изменяемого шага, перекрёстная трансмиссия… Но кудеснику-энтузиасту от аэродинамики Багаи обо всём этом, видимо, не сказали. Либо говорили, да тот не слушал. Впрочем, прогресс в области бортовой электроники никто не отменял. И если уж «невидимый» утюгоподобный F-117 смог сносно летать ещё в конце 80-х прошлого века благодаря электро дистанционной системе управления, то уж сейчас, наверняка, научат чудо-юдо о 24 импеллерах порхать как бабочка — примечание Подлого Робыта)

Помимо использования в качестве масштабного прототипа для отработки систем управления полётом, демонстратор конвертоплана также используется для усовершенствования ряда других смежных технологий, таких как, в частности, трёхмерная печать из полимеров и пластмасс корпусов летательных аппаратов и их аэродинамических поверхностей, а также для отработки встроенных в крыло распределенных силовых установок на основе электрических двигателей. Демонстратор уменьшенного масштаба также позволил улучшить методы сбора и обработки экспериментальных аэродинамических данных и сведения их в соответствующие базы, на основе которых затем смоделирована система управления воздушным транспортным средством, с обеспечение её обучаемости в дальнейшем.

После завершения фазы испытательных полётов прототип уменьшенного масштаба будет сохранен для возможных дополнительных испытаний в будущем. В то же время все усилия в рамках текущих программ будут сосредоточены на разработке полномасштабного конвертоплана по программе X-Plane, который в настоящее время носит официальное обозначение XV-24A.

Предполагается, что XV-24A будет весить порядка 12 000 фунтов (чуть меньше 5,5 тонн) против 322 кг взлётной массы демонстратора. В планах разработчиков достичь требований, предусмотренных спецификацией DARPA, в частности:
  • скорость горизонтального полёта свыше 300 узлов (то есть свыше 550 км/ч);
  • возможность полного зависания и вертикального полёта;
  • улучшение эффективности зависания на 25% и снижение потерь на 50% в горизонтальном полёте по сравнению с вертолётами классических схем.
Предполагаемый облик XV-24A:
Технологии: В DARPA провели испытания гибридного летательного аппарата.

«Это амбициозные параметры производительности, — сказал Багаи, — которые, по нашему мнению, максимально подтолкнут современные технологии и позволят использовать новые возможности для вертикального полёта». (Вот, чувствуется, что по-английски говорит индус, либо пакистанец. Хуже может быть только когда по-английский говорит китаец. Не буду ничего править в этом потоке сознания, пусть остаётся как есть, только в переводе на Великий и Могучий)

Технологии: Прототипа конвертоплана в режиме висения перед переходом к горизонтальному полёту.

В качестве заглавного изображении к статье использован коллаж из снимков горизонтального полёта конвертоплана в ходе испытаний.

Первоисточник статьи: www.darpa.mil/news-events/2017-04-04
0 комментариев
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.