În domeniul avioanelor de decolare și aterizare verticale, conducerea incontestabilă aparține elicopterelor. Cu toate acestea, căutarea continuă pentru scheme alternative care pot avea perspective reale. În special, chiar acum specialiștii ruși studiază conceptul așa-numitului. ciclolet sau ciclocopter. Ca parte a programului Cyclone, au fost deja create și testate modele de bancă și un prototip de aeronavă, iar în viitorul apropiat se așteaptă să apară un avion de dimensiuni mari.
„Decolare gratuită”
În 2017, Fundația Rusă pentru Studii Avansate (FPI) a lansat competiția de decolare gratuită. Sarcina sa a fost de a găsi scheme alternative pentru avioane de decolare verticale / ultra-scurte care să poată concura cu elicopterul. Una dintre cererile pentru concurs a fost depusă de compania „Flash-M” (Krasnoyarsk), care a reunit reprezentanți ai grupului de creație „Arey” și ai Institutului de termofizică din filiala siberiană a Academiei Ruse de Științe (IT SB RAS).
„Flash-M” a venit cu o propunere de a crea așa-numitul. cicloletă. Oamenii de știință ai IT SB RAS au lucrat la acest concept de mult timp și au efectuat cercetări teoretice și experimentale. A fost colectată o cantitate mare de date și a fost demonstrată o probă de bancă a unei propulsii ciclice / elice cicloidale promițătoare. Propunerea Flash-M a interesat FPI și această organizație a devenit câștigătoarea decolării gratuite.
În 2018, FPI a lansat proiectul Cyclone, în cadrul căruia a fost planificată continuarea lucrărilor pe tema cicloletei, precum și construirea și testarea primelor prototipuri. De asemenea, în cadrul acestui proiect, sunt studiate problemele legate de producția, implementarea și funcționarea în continuare a echipamentelor de dimensiuni complete adecvate pentru utilizarea reală.
În iulie 2020, „Flash-M” a efectuat primele teste de zbor ale unui vehicul aerian fără pilot cu experiență. Aparatul cu o greutate de 50 kg a primit patru elice ciclice originale. Au fost confirmate capacitățile sale pentru decolare și aterizare verticale, zbor la nivel și manevre. În plus, au demonstrat unele dintre capabilitățile care nu sunt disponibile elicopterelor. La scurt timp după aceea, o altă dronă experimentală numită Cyclone 2020 a fost prezentată pe forumul Army 2020.
Planuri de viitor
În aprilie a acestui an, a fost anunțat începutul unei noi etape de lucru. Acum, obiectivul proiectului Cyclone este de a crea o aeronavă cu echipaj opțional de dimensiuni complete, care cântărește până la 2 tone, cu o sarcină utilă de 600 kg. Un astfel de „Ciclocar” este planificat să fie judecat anul viitor. Pe termen mediu, poate începe producția în masă și introducerea unei astfel de tehnologii în diverse domenii.
Dezvoltatorii Cyclone intenționează să creeze o întreagă linie de echipamente bazate pe principii și tehnologii comune. Sarcinile cu greutatea de până la 20 kg vor fi transportate de un „Cyclodron” UAV de 60 kg. Marfuri mai mari, incl. pasagerii vor trebui să transporte un Ciclocar de 2 tone. În viitorul îndepărtat, poate apărea un Cyclotrack greu, care cu o greutate la decolare de 10 tone va putea transporta până la 4 tone de marfă.
Se presupune că noile tipuri de ciclete vor găsi aplicații în domeniul transportului de mărfuri și pasageri. De asemenea, militarii, salvatorii etc. pot fi interesați de ei. În unele zone cu cerințe speciale, o astfel de tehnologie poate înlocui elicopterele. Avantajele sale sunt considerate dimensiuni și greutate mai mici, precum și o manevrabilitate și stabilitate mai mari.
Pentru a îndeplini comenzile pentru echipamente, este planificată crearea unei noi fabrici de construcție de aeronave. Organizația de dezvoltare are deja un plan de afaceri și se spune că există investitori care sunt gata să asigure implementarea acestuia.
Caracteristici tehnice
În cadrul programului Cyclone, se studiază și testează o schemă universală a unui avion de ciclism, care va fi apoi utilizată în toate proiectele planificate. Această schemă se pretează scalabilității, ca urmare a cărei „Ciclodron” compact și „Ciclotrac” greu vor fi similare.
Schema propusă prevede construcția unei aeronave cu patru elice ciclice, situate în perechi pe părțile laterale ale fuzelajului raționalizat. Designul propune utilizarea cât mai largă a materialelor plastice și a materialelor compozite, ceea ce va crește perfecțiunea în greutate.
Cicletul va primi o centrală hibridă sau complet electrică. În ambele cazuri, rotația elicelor este asigurată de motoare electrice. Se dezvoltă un sistem de control fly-by-wire cu automatizare maximă. Va trebui să lucreze complet independent sau să urmeze comenzile pilotului, descărcându-l.
Principala inovație a proiectului este așa-numita. mutator ciclic. Acest dispozitiv este un set de cinci lame de lungime limitată, instalate între discurile laterale. Lamele au capacitatea de a se roti liber în jurul axei longitudinale; un mecanism special - similar cu o placă de comandă de pe un elicopter - stabilește pasul lor comun și ciclic.
Când elica se rotește, palele se deplasează de-a lungul unei căi circulare. În părțile sale superioare și inferioare, mecanismul de control le expune la unghiul de atac, ceea ce asigură crearea ridicării. Un principiu similar este folosit pentru a crea un impuls orizontal. Utilizarea simultană a patru astfel de elice creează oportunități ample pentru zbor vertical și orizontal, diverse manevre etc.
Designul motorului ciclic poate fi de diferite dimensiuni. Astfel, un produs cu diametrul și lățimea de 1,5 m a fost deja testat la stand. Un dispozitiv de propulsie de această dimensiune este destinat unui Ciclocar cu o greutate de 2 tone, ceea ce înseamnă că un astfel de dispozitiv creează o împingere de 500 kg. Conform calculelor, un astfel de dispozitiv va fi capabil să atingă viteze de până la 250 km / h și să zboare 500 km. Lungimea și lățimea produsului vor fi la nivelul de 6 m.
Beneficii și perspective
Principalul avantaj al cicloopterului / ciclocopterului asupra elicopterului este dimensiunea mai mică a unităților cheie. Cu aceiași indicatori de împingere, elica cicloidală se dovedește a fi mult mai mică decât elica. Elicea cicloletului funcționează constant într-o poziție; absența nevoii de înclinare îi permite să creeze o împingere orizontală fără a reduce verticala.
O aeronavă cu mai multe elice cicloide este capabilă să genereze împingere în direcții diferite și, din această cauză, să efectueze diverse manevre, incl. inaccesibil unui elicopter. Prin îmbunătățirea sistemelor de setare a unghiului lamelor, este posibil să se extindă unghiurile de pas admisibile în zbor. În special, datorită acestui fapt, un ciclolet, spre deosebire de un elicopter, este capabil să decoleze de pe suprafețe înclinate și să aterizeze pe ele.
Dezvoltatorii notează siguranța aeronavei. Elicele cicloide sunt ușor de echipat cu protecții. De exemplu, la expoziția „ciclodron” a fost folosit un dispozitiv format dintr-o pereche de discuri cu jumperi între ele. O elice a fost plasată în interiorul acestui dispozitiv. Ciclocarul din imaginile publicate este protejat de o rețea. În plus, dispozitivul nu va fi zgomotos: în acest sens, nu ar trebui să difere de o mașină obișnuită.
Cu toate acestea, schema inițială are anumite dezavantaje, de care sunt destul de greu de scăpat. În primul rând, aceasta este lipsa unei experiențe extinse în dezvoltarea, construcția și funcționarea unor astfel de echipamente. Cercetarea și dezvoltarea de noi soluții vor dura mult timp și numai după aceea cicloletele vor putea conta pe orice loc în transportul de marfă. Elicopterele, în schimb, sunt deja bine studiate și stăpânite, ceea ce simplifică într-o anumită măsură atât dezvoltarea, cât și funcționarea.
Problema experienței este agravată de faptul că un ciclolet este din punct de vedere tehnic mai complex decât un elicopter. Deci, în schema de la „Flash-M” și IT SB RAS, sunt utilizate patru elice originale simultan. Fiecare dintre ele nu se distinge prin simplitate, iar utilizarea combinată a acestora duce la necesitatea rezolvării unor noi probleme inginerești în domeniul alimentării cu energie și al acționărilor, aerodinamicii, controlului etc.
Ciclonul de dimensiuni medii al programului Cyclone este considerat un model de masă capabil să preia rolul de „taxi aerian” în viitor. O nouă provocare rezultă din aceasta: dezvoltatorii și autoritățile de reglementare vor trebui să stabilească regulile de funcționare a acestor aeronave, să rezolve problemele de siguranță etc. Se spune că participanții la proiect abordează deja aceste probleme.
Tehnologie pentru viitor?
Trebuie reamintit faptul că proiectul Cyclone de la FPI, Flash-M și IT SB RAS nu este primul de acest gen. Ideea unui ciclism / ciclopter a fost propusă la începutul secolului trecut. În 1909 inginerul rus E. P. Sverchkov a construit un „ortopter cu roți” - un avion cu două „roți cu palete”. Produsul nu a decolat din cauza designului nu cel mai perfect și din cauza lipsei de putere a motorului.
În viitor, noi ciclete au fost dezvoltate și construite în mod repetat în țara noastră și în străinătate. Cu toate acestea, nici cele mai reușite proiecte nu au progresat dincolo de testele de zbor ale modelelor - complexitatea conceptului și imperfecțiunea proiectelor afectate. În plus, aeronavele neobișnuite nu puteau concura cu elicopterele deja familiare.
În ultimele decenii, ciclismul a fost din nou amintit. Metodele, tehnologiile și materialele științifice moderne permit studierea și implementarea unui astfel de concept la un nivel nou. În țara noastră, o astfel de lucrare se desfășoară în cadrul proiectului Ciclon, care a trecut deja prin etapa de machetă și se apropie de testarea unui vehicul cu echipaj complet / fără pilot. Dacă oamenii de știință și inginerii vor putea face față tuturor provocărilor viitoare va deveni clar în viitorul apropiat. Primul zbor al Cyclocar va avea loc anul viitor.
