Programul de dezvoltare ciclon „Cyclone”. Noua implementare a unei idei vechi
Aspectul propus al aeronavei „Cyclocar”
În domeniul aeronavelor cu decolare și aterizare verticală, elicopterele sunt liderul incontestabil. Cu toate acestea, continuă căutarea unor scheme alternative care ar putea avea perspective reale. În special, chiar acum specialiștii ruși studiază conceptul așa-numitului. cicloplan sau ciclocopter. Ca parte a programului Cyclone, au fost deja create și testate modele de banc și o aeronavă experimentală, iar în viitorul apropiat este așteptată o aeronavă de dimensiuni mari.
„Decolare liberă”
În 2017, Fundația Rusă pentru Studii Avansate (FPI) a lansat competiția Free Takeoff. Sarcina lui a fost să caute scheme alternative pentru o aeronavă cu decolare verticală / ultra-scurtă care ar putea concura cu un elicopter. 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 al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe (IT SB RAS).
"Flash-M" a făcut o propunere de a crea un așa-numit. ciclolet. Oamenii de știință de la IT SB RAS lucrează de mult timp la acest concept și efectuează studii teoretice și experimentale. A fost colectată o mare cantitate de date și a fost demonstrat un model de banc al unui propulsor ciclic promițător / elice cicloidă. Propunerea Flash-M a interesat FPI, iar această organizație a devenit câștigătoarea Free Rise.
În 2018, FPI a lansat proiectul Cyclone, în timpul căruia era planificată continuarea lucrărilor pe tema cicloleților, precum și construirea și testarea primelor prototipuri. De asemenea, în cadrul acestui proiect, sunt studiate aspecte legate de producția ulterioară, implementarea și exploatarea echipamentelor de dimensiuni mari adecvate utilizării reale.
Teste pe banc ale motorului ciclic
În iulie 2020, Flash-M a efectuat primele teste de zbor ale unui experiment trântor-cicloleta. Dispozitivul cu o greutate de 50 kg a primit patru propulsoare ciclice originale. Au fost confirmate capacitățile sale de decolare și aterizare pe verticală, zbor orizontal și manevre. În plus, au demonstrat unele capacități care nu sunt disponibile pentru elicoptere. La scurt timp după aceasta, o altă dronă experimentală numită „Cyclone-2020” a fost prezentată la forumul „Army-2020”.
Planurile de viitor
În luna aprilie a acestui an a fost anunțată începerea unei noi etape de lucru. Acum, scopul proiectului Cyclone este de a crea o aeronavă de dimensiuni normale cu echipaj opțional, cu o greutate de până la 2 tone, cu o sarcină utilă de 600 kg. Un astfel de Cyclocar este planificat să fie testat anul viitor. Pe termen mediu, poate începe producția de masă și introducerea unor astfel de echipamente în diverse domenii.
Dezvoltatorii Cyclone plănuiesc să creeze o întreagă linie de echipamente bazată pe principii și tehnologii generale. Încărcăturile cu o greutate de până la 20 kg vor fi preluate de un UAV Cyclodron de 60 kg. Sarcini mai mari, incl. pasagerii, vor trebui să transporte un Cyclocar de 2 tone. În viitorul îndepărtat, poate apărea un Cyclotruck greu, care, cu o greutate la decolare de 10 tone, poate transporta până la 4 tone de marfă.
Se presupune că noile tipuri de cicloleți își vor găsi aplicație în domeniul transportului de mărfuri și pasageri. De ei pot fi interesați și militarii, salvatorii etc. În unele zone cu cerințe speciale, astfel de echipamente pot înlocui elicopterele. Avantajele sale sunt considerate dimensiuni și greutate mai mici, precum și manevrabilitate și stabilitate mai mari.
Un UAV cu experiență decolează de pe o platformă înclinată
Pentru a onora comenzile de echipamente, este planificată crearea unei noi fabrici de construcție de avioane. Organizația de dezvoltatori are deja un plan de afaceri și, de asemenea, se raportează că există investitori gata să asigure implementarea acestuia.
Caracteristici tehnice
Ca parte a programului Cyclone, se studiază și se testează o schemă universală a unui avion cicloplan, care va fi apoi utilizată în toate proiectele planificate. Această schemă se pretează la scalare, în urma căreia Cyclodronul compact și Cyclotruckul greu vor arăta similar unul cu celălalt.
Schema propusă prevede construirea unei aeronave cu patru elice ciclice, așezate în perechi pe părțile laterale ale fuselajului raționalizat. În proiectare, se propune utilizarea pe cât posibil a materialelor plastice și a materialelor compozite, ceea ce va crește perfecțiunea în greutate.
Cicloavioanele vor primi o centrală hibridă sau complet electrică. În ambele cazuri, rotația elicelor este asigurată de motoare electrice. Se dezvoltă un sistem electric de telecomandă cu automatizare maximă. Ea va trebui să lucreze complet independent sau să urmeze comenzile pilotului, descarcându-l.
Principala inovație a proiectului este așa-numita. motor ciclic. Acest dispozitiv este un set de cinci lame de lungime limitată, instalate între discurile laterale. Lamele sunt libere să se rotească în jurul axei longitudinale; un mecanism special - asemănător cu un platou oscilator pe un elicopter - stabilește pasul lor general și ciclic.
Când elicea se rotește, palele se deplasează pe o cale circulară. În părțile sale superioare și inferioare, mecanismul de control le expune la unghiul de atac, ceea ce asigură crearea portanței. Un principiu similar este folosit pentru a crea tracțiune orizontală. Utilizarea simultană a patru astfel de propulsoare creează oportunități ample pentru zbor vertical și orizontal, diverse manevre etc.
Designul motorului ciclic poate avea dimensiuni diferite. Deci, la stand a fost testat deja un produs cu diametrul și lățimea de 1,5 m. Un propulsor de această dimensiune este proiectat pentru un Cyclocar cu o greutate de 2 tone, ceea ce înseamnă că un astfel de dispozitiv creează o forță de 500 kg. Conform calculelor, un astfel de dispozitiv va putea atinge viteze de până la 250 km/h și va zbura 500 km. Lungimea și lățimea produsului va fi la nivelul de 6 m.
Beneficii și perspective
Principalul avantaj al unui ciclolet/ciclocopter față de un elicopter este dimensiunea mai mică a unităților cheie. Cu aceeași forță, elicea cicloidă este mult mai mică decât elicea. Propulsorul cicloletului lucrează constant într-o singură poziție; Nu este nevoie de înclinare îi permite să genereze tracțiune orizontală fără a reduce forța verticală.
O aeronavă cu mai multe elice cicloide este capabilă să genereze forță în direcții diferite și, prin urmare, să efectueze diverse manevre, inclusiv. inaccesibil pentru elicopter. Prin îmbunătățirea sistemelor de setare a unghiului palelor, este posibilă extinderea unghiurilor de înclinare admisibile în zbor. În special, datorită acestui fapt, cicloletul, spre deosebire de un elicopter, este capabil să decoleze de pe suprafețele înclinate și să aterizeze pe ele.
Dezvoltatorii notează siguranța aeronavei. Elicele cicloide sunt ușor de echipat cu protecție. De exemplu, la expoziția „ciclodronă” s-a folosit un dispozitiv dintr-o pereche de discuri cu jumperi între ele. În interiorul acestui dispozitiv a fost plasată o elice. „Cyclocar” din imaginile publicate are o protecție sub formă de grilă. În plus, dispozitivul nu va fi zgomotos: în acest sens, nu ar trebui să difere de o mașină convențională.
Cu toate acestea, schema inițială are anumite dezavantaje, de care sunt destul de greu de scăpat. În primul rând, aceasta este lipsa unei experiențe vaste în dezvoltarea, construcția și operarea unor astfel de echipamente. Cercetarea și dezvoltarea de noi soluții va necesita mult timp și numai după aceea cicloleții vor putea conta pe orice loc în transportul de mărfuri. Elicopterele, spre deosebire de ele, sunt deja bine studiate și stăpânite, ceea ce simplifică într-o anumită măsură atât dezvoltarea, cât și exploatarea.
Problema experienței este exacerbată de faptul că cicloletul este mai complicat din punct de vedere tehnic decât elicopterul. Deci, în schema de la „Flash-M” și IT SB RAS, sunt folosite simultan patru unități de propulsie originale. Fiecare dintre ele nu este simplă, iar utilizarea lor în comun duce la necesitatea rezolvării unor noi probleme de inginerie în domeniul alimentării cu energie electrică și al acționărilor, aerodinamicii, controlului etc.
Dronă-expoziție a forumului „Armata-2020”
Ciclotul mediu al programului Cyclone este considerat ca un model de masă, în viitor capabil să preia rolul unui „taxi aerian”. De aici rezultă o nouă provocare: dezvoltatorii și autoritățile de reglementare vor trebui să stabilească regulile pentru operarea unor astfel de aeronave, să rezolve problemele de siguranță etc. După cum sa spus, participanții la proiect se confruntă deja cu aceste probleme.
Tehnologia viitorului?
De amintit că proiectul Cyclone de la FPI, Flash-M și IT SB RAS nu este primul de acest gen. Ideea de ciclolet/ciclopter a fost propusă la începutul secolului trecut. În 1909, inginerul rus E.P. Sverchkov a construit un „ortopter pe roți” - o aeronavă cu două „roți cu zbaturi”. Produsul nu a decolat niciodată din cauza designului nu cel mai perfect și din cauza lipsei de putere a motorului.
Pe viitor, noi ciclolete au fost dezvoltate și construite în mod repetat în țara noastră și în străinătate. Cu toate acestea, nici cele mai de succes proiecte nu au progresat dincolo de testarea în zbor a modelelor - complexitatea conceptului și imperfecțiunea designurilor afectate. În plus, aeronavele neobișnuite nu puteau concura cu elicopterele deja familiare.
În ultimele decenii, cicloleții au fost din nou amintiți. Metodele, tehnologiile și materialele științifice moderne fac posibilă studierea și implementarea unui astfel de concept la un nou nivel. În țara noastră, astfel de lucrări se desfășoară în cadrul proiectului Cyclone, care a trecut deja prin stadiul de prototip și se apropie de testarea unui vehicul de dimensiuni mari cu echipament / fără pilot. În viitorul apropiat, va deveni clar dacă oamenii de știință și inginerii vor putea face față tuturor provocărilor viitoare. Primul zbor al Cyclocar va avea loc anul viitor.
informații