Bell XV-3 là một máy bay nghiêng thử nghiệm của Mỹ. Nó thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 23 tháng 8 năm 1955. Lần chuyển đổi đầu tiên từ bay thẳng đứng sang bay ngang là vào ngày 18 tháng 12 năm 1958. Tổng cộng, hơn 250 chuyến bay thử nghiệm đã được hoàn thành vào năm 1966, điều này đã chứng minh khả năng cơ bản của việc tạo ra một động cơ nghiêng với các vít quay. Các cuộc thử nghiệm của chiếc máy bay này đã được công nhận là thành công, vì vậy nó đã quyết định tạo ra trên cơ sở một bộ máy đã có động cơ quay, dẫn đến việc tạo ra động cơ nghiêng Bell XV-15.
Bell XV-3 thử nghiệm có thân máy bay lớn được thiết kế cho 4 hành khách, cánh cố định với sải dài 9,54 mét và động cơ Pratt & Whitney R-985, phát triển công suất tối đa 450 mã lực. Cánh quạt-cánh quạt, được đặt trên bảng điều khiển của mỗi cánh, được chuyển đến vị trí cần thiết với sự trợ giúp của động cơ điện: hướng lên - đối với chuyến bay thẳng đứng, về phía trước - đối với chuyến bay ngang.
Để có được một chiếc máy bay có thể kết hợp các tính năng của máy bay và máy bay trực thăng, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để tạo ra nhiều loại máy cánh quay, bao gồm cả cánh quạt quay, mà ở phương Tây được gọi là máy bay nghiêng, và ở nước ta - a trực thăng-máy bay. Các máy bay này được trang bị các cánh quạt quay đường kính lớn với các cánh bản lề và tải trọng nhỏ trên vùng quét, giống như trên máy bay trực thăng, điều này cung cấp cho các máy này khả năng cất cánh thẳng đứng với công suất tương đối thấp của động cơ được lắp trên chúng..
Các cánh quạt nghiêng được truyền động trực tiếp từ động cơ, có thể được lắp đặt trong các nanô, quay cùng với các cánh quạt, hoặc từ động cơ / động cơ, được đặt trong thân của ô tô hoặc trong các nan riêng biệt, trong khi chỉ các cánh quạt quay khi chuyển sang mô hình bay khác. Trong khi bay ngang, cánh quạt nghiêng được điều khiển giống như một chiếc máy bay - với sự trợ giúp của các bộ điều khiển máy bay thông thường và khi chuyển sang bay thẳng đứng - giống như một chiếc trực thăng, với sự trợ giúp của việc kiểm soát cao độ chung và theo chu kỳ của các cánh quạt. Người ta cho rằng trong trường hợp nhà máy điện gặp sự cố, các động cơ nghiêng sẽ có thể hạ cánh giống như một chiếc máy bay với kế hoạch và độ nghiêng một phần của các cánh quạt, hoặc giống như một chiếc trực thăng, ở chế độ tự động chuyển động.
Chuông Tiltrotor XV-3
Trong nhiều năm, công ty Bell đã thực hiện một lượng lớn công việc nghiên cứu và thử nghiệm trong lĩnh vực chế tạo thiết bị nghiêng, công việc theo hướng này được dẫn dắt bởi các nhà thiết kế Arthur Young và Bertrand Kelly, sau này Robert Lichten tham gia cùng họ. Tại cuộc thi của Quân đội Mỹ năm 1950 về thiết kế máy bay tốt nhất cho các dịch vụ trinh sát và cứu hộ tiền tuyến, Bell đã trình bày một thiết kế máy bay nghiêng với cánh quạt cánh quạt nghiêng. Tổng cộng, ủy ban đã xem xét 17 dự án khác nhau, trong đó chỉ có 3 dự án về máy bay cánh quay được chọn, bao gồm cả dự án của các nhà thiết kế của công ty "Bell". Kết quả của cuộc thi được tổ chức vào năm 1951, Không quân Hoa Kỳ đã ký hợp đồng với công ty này về việc chế tạo hai bộ chuyển đổi thử nghiệm cho các chuyến bay thử nghiệm tiếp theo của phương tiện.
Việc chế tạo máy quay nghiêng Bell đầu tiên, ban đầu được đặt tên là Bell XH-33, và sau đó là Bell XV-3, đã bị trì hoãn, công việc chỉ được hoàn thành vào đầu năm 1955, và vào ngày 10 tháng 2 cùng năm thì chính thức đầu tiên. trình diễn về tính mới đã diễn ra. Vào ngày 11 tháng 8 năm 1955, chuyến bay cất cánh thẳng đứng và bay lơ lửng đầu tiên diễn ra, sau đó chuyển sang bay ngang, khi độ nghiêng của cánh quạt đạt 15 độ (phi công thử nghiệm Floyd Carlson). Trong các thử nghiệm tiếp theo của cánh quạt nghiêng, diễn ra vào ngày 25 tháng 10 năm 1956 trong không khí ở độ cao 60 mét với cánh quạt nghiêng 20 độ, thiết bị mất kiểm soát do không ổn định cơ học và rơi xuống, trong khi Bell XV-3 bị bị phá hủy, và phi công thử nghiệm Dick Stensbury do bị rơi, anh ta bị thương nặng.
Do thảm họa, các cuộc thử nghiệm bay tiếp theo của động cơ nghiêng chỉ tiếp tục vào năm 1958 trên phiên bản thứ hai của Bell XV-3. Lúc đầu, nó có cánh quạt hai cánh, nhưng sau đó chúng được thay thế bằng loại ba cánh. Lần đầu tiên, một quá trình chuyển đổi hoàn toàn từ bay thẳng đứng sang bay ngang với hạ cánh thẳng đứng tiếp theo được thực hiện vào ngày 18 tháng 12 năm 1958, trong chuyến bay này, máy bay nghiêng do phi công thử nghiệm Bill Quinlen điều khiển. Trong các chuyến bay tiếp theo, thiết bị có thể đạt tốc độ 212 km / h ở độ cao 1220 mét. Năm 1962, đơn vị này được chuyển đi thử nghiệm thêm tại Trung tâm Nghiên cứu Langley của NASA. Tại trung tâm này, Bell XV-3 đã bay thành công ở chế độ thẳng đứng và thực hiện chuyển đổi không hoàn toàn sang chế độ máy bay với độ cao cánh quạt 30 - 40 độ.
Ngoài ra, động cơ nghiêng đã được thử nghiệm trên một giá đỡ đặc biệt, nơi thực hiện chuyển đổi hoàn toàn sang chế độ bay "máy bay". Khi chuyển từ chế độ bay trực thăng sang chế độ bay máy bay, các cánh quạt nghiêng 90 độ bằng cách sử dụng bánh răng sâu từ động cơ điện. Quá trình chuyển đổi thường chỉ mất 15-20 giây. Đồng thời, cánh quạt nghiêng Bell XV-3 có thể tiếp tục bay ở bất kỳ vị trí trung gian nào của các cánh quạt trong quá trình chuyển đổi. Tổng cộng, chiếc máy bay nghiêng này đã thực hiện hơn 250 chuyến bay thử nghiệm và 110 lần chuyển đổi đầy đủ giữa các chế độ bay, đã bay khoảng 450 giờ trong thời gian này. Trong các chuyến bay này, tốc độ tối đa đạt được là 290 km / h, cũng như độ cao 3660 mét. Các cuộc thử nghiệm Tiltrotor tiếp tục vào năm 1965, nhưng đã ở trong một đường hầm gió. Các cuộc thử nghiệm này đã bị dừng lại do sự tách rời của cánh quạt với cánh quạt và do Bell XV-3 bị hư hại.
Không quân và Lục quân Mỹ đặt nhiều hy vọng vào sự phát triển của loại máy bay này, họ tin rằng các bộ chuyển đổi phù hợp nhất cho các hoạt động trinh sát, thông tin liên lạc và cứu hộ. Bell đã tạo ra một số dự án cho cả quân sự và dân sự về mô hình máy bay cánh quay như vậy. Trên một số chiếc, người ta đã lên kế hoạch lắp đặt hai động cơ tuabin khí đặt ở những chiếc gondola dưới cánh, trong khi tốc độ tối đa được cho là khoảng 400 km / h.
Động cơ nghiêng Bell XV-3 có cách bố trí giống như các máy bay thông thường. Đơn giản và phù hợp nhất là cách bố trí, trong đó các cánh quạt được đặt ở cuối cánh: khi chúng quay, cánh quạt nghiêng trở nên giống như một máy bay trực thăng ngang hai cánh quạt. Trong quá trình cất cánh thẳng đứng, dòng chảy từ các cánh quạt bị ức chế, thổi qua cánh, đó là lý do làm mất lực đẩy của các cánh quạt và tốc độ tối đa của cánh quạt nghiêng tương đối nhỏ do công suất trên trọng lượng thấp. tỷ lệ của máy bay thử nghiệm.
Về bên ngoài, động cơ nghiêng Bell XV-3 thử nghiệm là một chiếc máy bay một cánh với một động cơ và hai cánh quạt ba cánh quay, cũng như khung trượt có thiết kế rất đơn giản, đường chạy trên khung là 2,8 mét. Đồng thời, thân máy bay được phân biệt bởi hình dạng khí động học tốt. Trong mũi tàu có một buồng lái với một khu vực lắp kính lớn. Trong cabin này có một phi công, phụ lái hoặc quan sát viên, cũng như hai hành khách, thay vì họ có thể đặt một người bị thương lên cáng một cách trật tự. Cánh của thiết bị nghiêng thẳng và có diện tích tương đối nhỏ, vì nó được tính toán để tạo ra lực nâng chỉ ở tốc độ bay đang bay. Ở cuối cánh là những chiếc thuyền gondola nhỏ có vít quay. Các đại diện dịch vụ kỹ thuật có thể tháo lớp vỏ bọc đầu cánh để tiếp cận các bộ phận truyền động. Cánh cũng có cánh có thể thu vào và cánh gió. Bộ phận đuôi giống như của máy bay thông thường - có bánh lái, đuôi lớn thẳng đứng, trên khoang có bộ ổn định với nhịp 4 mét với thang máy.
Do thiết kế của nó, động cơ nghiêng Bell XV-3 có một số tính năng hoạt động độc đáo. Ví dụ, hệ truyền động chéo, vốn đặc trưng cho máy bay nhiều động cơ, đã không có. Trong trường hợp xảy ra sự cố nhà máy điện, các cánh quạt của Bell XV-3 sẽ tự động được đưa đến vị trí thẳng đứng, nhờ đó cánh quạt nghiêng có thể hạ xuống khi tự động chuyển động như một chiếc trực thăng thông thường hoặc một con quay hồi chuyển thông thường. Đồng thời, các cánh quạt uốn cong về phía trước để tạo lực đẩy, tuy nhiên, trong quá trình bay ngang, một phần lực nâng vẫn được tạo ra bởi cánh của thiết bị.
Khó khăn nhất đối với các kỹ sư Bell là việc lựa chọn cánh quạt có đường kính tối ưu cho động cơ nghiêng Bell XV-3. Toàn bộ điểm chính là đối với phương tiện cất cánh thẳng đứng, cần có các cánh quạt đường kính lớn, trong khi bay ngang, sử dụng các cánh quạt nhỏ sẽ có lợi hơn. Cuối cùng, đường kính thỏa hiệp của các vít quay là 7,6 mét. Các cánh quạt ba cánh có đường kính này được đặt trong các nanô ở đầu cánh. Các tay áo vít có các bản lề dọc và ngang giao nhau nằm ở khoảng cách 0,44 mét từ trục quay, cũng như các bộ bù xoay. Các trung tâm cánh quạt được bao phủ bởi các dây dẫn. Các lưỡi cắt bằng kim loại trong kế hoạch có hình dạng hình chữ nhật và hình học xoắn 20 độ.
Động cơ nghiêng Bell XV-3 thử nghiệm được trang bị động cơ piston hướng tâm làm mát bằng không khí Pratt & Whitney. Đó là R-985-AN-1 và động cơ có công suất cực đại 450 mã lực. ở tốc độ 2300 vòng / phút ở độ cao 450 mét và trong quá trình cất cánh. Động cơ được lắp ở phần trung tâm của thân máy bay. Do nhà máy điện không đủ năng lượng, tốc độ tối đa bị giới hạn ở 280 km / h, mặc dù động cơ nghiêng cho thấy giá trị lớn hơn trong các cuộc thử nghiệm. Có thể đạt được tốc độ cao hơn bằng cách thay thế động cơ bằng một động cơ mạnh hơn. Đặc biệt, đã có kế hoạch lắp đặt một chiếc GTE Lycoming T-53 hai trục, có công suất 825 mã lực.
Sau khi hoàn thành các cuộc thử nghiệm Bell XV-3, ý tưởng về một chiếc máy bay nghiêng không bị bỏ rơi ở Hoa Kỳ. Sau anh ta, một mô hình mới đã ra đời. Máy bay mới được trang bị động cơ quay. Nó nhận được ký hiệu Bell XV-15 và thực hiện chuyến bay đầu tiên vào tháng 5 năm 1977. Và vào ngày 19 tháng 3 năm 1989, động cơ nghiêng Bell V-22 Osprey cất cánh lên trời, được đưa vào phục vụ từ năm 2005. Anh phục vụ trong Lực lượng Thủy quân lục chiến và Bộ Tư lệnh Các Chiến dịch Đặc biệt của Không quân Hoa Kỳ. Tính đến năm 2016, hơn 300 phương tiện loại này đã được chế tạo, và việc cung cấp các thiết bị chuyển đổi này cho các lực lượng vũ trang Hoa Kỳ vẫn tiếp tục.
Đặc tính kỹ thuật bay của máy bay nghiêng XV-3:
Kích thước tổng thể: chiều dài - 9, 2 m, cao - 4 m, sải cánh - 9, 5 m, đường kính trục vít quay - 7, 6 m.
Trọng lượng rỗng - 1907 kg.
Trọng lượng cất cánh - 2218 kg.
Nhà máy điện là nhà hát Pratt Whitney R-985-AN-1 có công suất 450 mã lực.
Tốc độ tối đa là 290 km / h.
Tốc độ bay - 269 km / h.
Tầm bắn thực tế - 411 km.
Trần dịch vụ - 4600 m.
Tốc độ leo lên là 6, 3 m / s.
Phi hành đoàn - 1 người.
