Trong lĩnh vực máy bay cất và hạ cánh thẳng đứng, vị trí dẫn đầu không thể tranh cãi thuộc về máy bay trực thăng. Tuy nhiên, việc tìm kiếm vẫn tiếp tục cho các chương trình thay thế có thể có triển vọng thực sự. Đặc biệt, ngay bây giờ các chuyên gia Nga đang nghiên cứu khái niệm của cái gọi là. xyclolet hoặc xyclocopter. Là một phần của chương trình Cyclone, các mô hình băng ghế dự bị và một máy bay nguyên mẫu đã được tạo ra và thử nghiệm, và một máy bay kích thước đầy đủ dự kiến sẽ xuất hiện trong tương lai gần.
"Cất cánh tự do"
Năm 2017, Quỹ Nghiên cứu Tiên tiến của Nga (FPI) đã phát động cuộc thi Cất cánh tự do. Nhiệm vụ của ông là tìm ra các phương án thay thế cho máy bay cất cánh thẳng đứng / cực ngắn có thể cạnh tranh với trực thăng. Một trong những đơn đăng ký tham gia cuộc thi đã được gửi bởi công ty "Flash-M" (Krasnoyarsk), công ty hợp nhất các đại diện của nhóm sáng tạo "Arey" và Viện Vật lý nhiệt của Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga (IT SB RAS.).
"Flash-M" đã đưa ra một đề xuất để tạo ra cái gọi là. xe xích lô. Các nhà khoa học của IT SB RAS đã nghiên cứu khái niệm này trong một thời gian dài và tiến hành nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Một lượng lớn dữ liệu đã được thu thập và một mẫu dự bị của một động cơ đẩy tuần hoàn / cánh quạt xoáy thuận đầy hứa hẹn đã được chứng minh. Đề xuất Flash-M quan tâm đến FPI, và chính tổ chức này đã trở thành người chiến thắng trong Cất cánh tự do.
Vào năm 2018, FPI đã khởi động dự án Cyclone, trong đó dự án sẽ tiếp tục làm việc về chủ đề cyclolette, cũng như xây dựng và thử nghiệm các nguyên mẫu đầu tiên. Ngoài ra, trong khuôn khổ dự án này, các vấn đề về sản xuất, thực hiện và vận hành các thiết bị có kích thước đầy đủ phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế đang được nghiên cứu.
Vào tháng 7 năm 2020, "Flash-M" đã thực hiện các chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của một máy bay không người lái có kinh nghiệm. Bộ máy nặng 50 kg nhận được bốn cánh quạt tuần hoàn ban đầu. Khả năng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng, bay ngang và diễn tập của nó đã được xác nhận. Ngoài ra, họ đã chứng minh một số khả năng không có ở máy bay trực thăng. Ngay sau đó, một máy bay không người lái thử nghiệm khác có tên Cyclone 2020 đã được trình chiếu tại diễn đàn Army 2020.
Kế hoạch cho tương lai
Vào tháng 4 năm nay, việc bắt đầu một giai đoạn mới của công việc đã được công bố. Giờ đây, mục tiêu của dự án Cyclone là tạo ra một chiếc máy bay có người lái kích thước đầy đủ tùy chọn nặng tới 2 tấn với trọng tải 600 kg. "Cyclocar" như vậy dự định sẽ được đưa vào thử nghiệm vào năm sau. Trong trung hạn, việc sản xuất hàng loạt và giới thiệu công nghệ như vậy trong các lĩnh vực khác nhau có thể bắt đầu.
Các nhà phát triển Cyclone có kế hoạch tạo ra toàn bộ dòng thiết bị dựa trên các nguyên tắc và công nghệ chung. Tải trọng lên tới 20 kg sẽ được mang bởi một UAV "Cyclodron" nặng 60 kg. Hàng hóa lớn hơn, bao gồm hành khách sẽ phải chở một chiếc Cyclocar 2 tấn. Trong tương lai xa, tàu Cyclotrack hạng nặng có thể sẽ xuất hiện, với trọng lượng cất cánh 10 tấn sẽ có khả năng chở tới 4 tấn hàng hóa.
Người ta cho rằng các loại xích lô mới sẽ được ứng dụng trong lĩnh vực vận tải hàng hóa và hành khách. Ngoài ra, quân đội, lực lượng cứu hộ, v.v. có thể quan tâm đến chúng. Ở một số khu vực có yêu cầu đặc biệt, công nghệ như vậy có thể thay thế trực thăng. Ưu điểm của nó là kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, cũng như khả năng cơ động và ổn định cao hơn.
Để đáp ứng các đơn đặt hàng thiết bị, nó được lên kế hoạch tạo ra một nhà máy chế tạo máy bay mới. Tổ chức phát triển đã có một kế hoạch kinh doanh, và được báo cáo rằng có những nhà đầu tư sẵn sàng đảm bảo việc thực hiện nó.
Đặc tính kỹ thuật
Trong khuôn khổ chương trình Cyclone, một kế hoạch phổ quát về máy bay đạp xe đang được nghiên cứu và thử nghiệm, sau đó sẽ được sử dụng trong tất cả các dự án đã được lên kế hoạch. Đề án này dựa vào khả năng mở rộng, do đó "Cyclodron" nhỏ gọn và "Cyclotrac" nặng sẽ tương tự nhau.
Đề án được đề xuất cung cấp việc chế tạo một chiếc máy bay có bốn cánh quạt tuần hoàn, đặt theo cặp ở hai bên thân máy bay được sắp xếp hợp lý. Thiết kế đề xuất việc sử dụng rộng rãi nhất có thể chất dẻo và vật liệu composite, điều này sẽ làm tăng độ hoàn thiện của trọng lượng.
Cyclelet sẽ nhận được một nhà máy năng lượng lai hoặc toàn điện. Trong cả hai trường hợp, chuyển động quay của các cánh quạt được cung cấp bởi động cơ điện. Hệ thống điều khiển fly-by-wire với khả năng tự động hóa tối đa đang được phát triển. Cô sẽ phải làm việc hoàn toàn độc lập hoặc tuân theo hiệu lệnh của phi công, bốc xếp cho anh ta.
Sự đổi mới chính của dự án là cái gọi là. máy động lực theo chu kỳ. Thiết bị này là một bộ năm lưỡi có chiều dài giới hạn, được lắp đặt giữa các đĩa bên. Các cánh có khả năng quay tự do quanh trục dọc; một cơ chế đặc biệt - tương tự như bảng điều khiển trên máy bay trực thăng - thiết lập bước chung và tuần hoàn của chúng.
Khi cánh quạt quay, các cánh chuyển động theo đường tròn. Ở phần trên và phần dưới của nó, cơ chế điều khiển cho chúng theo góc tấn công, đảm bảo tạo ra lực nâng. Một nguyên tắc tương tự được sử dụng để tạo ra lực đẩy ngang. Việc sử dụng đồng thời bốn cánh quạt như vậy tạo ra nhiều cơ hội cho các chuyến bay thẳng đứng và bay ngang, các thao tác khác nhau, v.v.
Thiết kế của động cơ tuần hoàn có thể có nhiều kích cỡ khác nhau. Vì vậy, một sản phẩm có đường kính và chiều rộng 1,5 m đã được thử nghiệm tại giá đỡ. Một thiết bị đẩy có kích thước như vậy được thiết kế cho một xe xích lô nặng 2 tấn. Điều này có nghĩa là một thiết bị như vậy tạo ra một lực đẩy 500 kg. Theo tính toán, một thiết bị như vậy sẽ có thể đạt tốc độ lên tới 250 km / h và bay được 500 km. Chiều dài và chiều rộng của sản phẩm sẽ ở mức 6 m.
Lợi ích và quan điểm
Ưu điểm chính của cycloopter / cyclocopter so với trực thăng là kích thước nhỏ hơn của các đơn vị chủ lực. Với các chỉ số lực đẩy như nhau, cánh quạt lốc xoáy hóa ra nhỏ hơn nhiều so với cánh quạt. Chân vịt của lốc xoáy liên tục làm việc ở một vị trí; việc không cần nghiêng cho phép nó tạo ra lực đẩy ngang mà không làm giảm phương thẳng đứng.
Một máy bay với một số cánh quạt xoáy có khả năng tạo ra lực đẩy theo các hướng khác nhau và do đó, thực hiện các thao tác khác nhau, bao gồm cả. không thể tiếp cận máy bay trực thăng. Bằng cách cải tiến hệ thống thiết lập góc của các cánh, có thể mở rộng góc độ cho phép khi bay. Đặc biệt, nhờ vào điều này, một lốc xoáy, không giống như trực thăng, có khả năng cất cánh từ các bề mặt nghiêng và hạ cánh trên chúng.
Các nhà phát triển lưu ý sự an toàn của máy bay. Cánh quạt xích lô dễ trang bị cho lính canh. Ví dụ, tại triển lãm "cyclodron", một thiết bị bao gồm một cặp đĩa với jumper giữa chúng đã được sử dụng. Một cánh quạt đã được đặt bên trong thiết bị này. Cyclocar trong các hình ảnh được công bố được bảo vệ bằng lưới. Ngoài ra, thiết bị sẽ không ồn ào: về mặt này, nó không được khác biệt so với một chiếc xe hơi thông thường.
Tuy nhiên, chương trình ban đầu có một số nhược điểm nhất định, khá khó để loại bỏ. Trước hết, đây là sự thiếu kinh nghiệm sâu rộng trong việc phát triển, xây dựng và vận hành các thiết bị đó. Việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới sẽ mất rất nhiều thời gian, và chỉ sau này những chiếc xyclon mới có thể trông cậy vào bất kỳ vị trí nào trong vận chuyển hàng hóa. Ngược lại, máy bay trực thăng đã được nghiên cứu và làm chủ kỹ lưỡng, điều này giúp đơn giản hóa cả quá trình phát triển và vận hành ở một mức độ nhất định.
Vấn đề kinh nghiệm trở nên trầm trọng hơn bởi thực tế là một chiếc xích lô nhỏ về mặt kỹ thuật phức tạp hơn một chiếc trực thăng. Vì vậy, trong sơ đồ từ "Flash-M" và IT SB RAS, bốn cánh quạt ban đầu được sử dụng cùng một lúc. Mỗi loại trong số chúng không được phân biệt bởi tính đơn giản, và việc sử dụng kết hợp của chúng dẫn đến nhu cầu giải quyết các vấn đề kỹ thuật mới trong lĩnh vực cung cấp điện và truyền động, khí động học, điều khiển, v.v.
Chương trình Cyclone cỡ trung bình được đánh giá là mô hình đại chúng có khả năng đảm nhiệm vai trò “taxi hàng không” trong tương lai. Một thách thức mới xảy ra sau đó: các nhà phát triển và cơ quan quản lý sẽ phải xác định các quy tắc cho hoạt động của loại máy bay đó, giải quyết các vấn đề an toàn, v.v. Những người tham gia dự án được cho là đã giải quyết những vấn đề này.
Công nghệ cho tương lai?
Cần nhắc lại rằng dự án Cyclone của FPI, Flash-M và IT SB RAS không phải là dự án đầu tiên thuộc loại này. Ý tưởng về một chiếc xe đạp / xe đạp máy được đề xuất vào đầu thế kỷ trước. Năm 1909, kỹ sư người Nga E. P. Sverchkov đã chế tạo một "máy bay trực thăng có bánh xe" - một loại máy bay có hai "bánh chèo". Sản phẩm đã không thành công do thiết kế không hoàn hảo nhất và do thiếu sức mạnh động cơ.
Trong tương lai, xích lô mới nhiều lần được phát triển và xây dựng ở nước ta và nước ngoài. Tuy nhiên, ngay cả những dự án thành công nhất cũng không đạt được tiến triển vượt quá các cuộc thử nghiệm bay của các mô hình - sự phức tạp của ý tưởng và sự không hoàn hảo của thiết kế bị ảnh hưởng. Ngoài ra, những chiếc máy bay khác thường không thể cạnh tranh với những chiếc trực thăng vốn đã quá quen thuộc.
Trong những thập kỷ gần đây, đi xe đạp đã được ghi nhớ trở lại. Các phương pháp, công nghệ và vật liệu khoa học hiện đại giúp chúng ta có thể nghiên cứu và thực hiện khái niệm đó ở một cấp độ mới. Ở nước ta, công việc như vậy đang được thực hiện trong khuôn khổ dự án Cyclone, đã qua giai đoạn mô phỏng và đang tiến tới việc thử nghiệm một phương tiện có người lái / không người lái cỡ lớn. Liệu các nhà khoa học và kỹ sư có thể đương đầu với mọi thách thức phía trước hay không sẽ trở nên rõ ràng trong tương lai gần. Chuyến bay đầu tiên của Cyclocar sẽ diễn ra vào năm sau.
