V oblasti vertikálních vzletových a přistávacích letadel patří nesporné vedení k vrtulníkům. Hledání alternativních schémat, která mohou mít reálné vyhlídky, však pokračuje. Zejména ruští specialisté právě nyní studují koncept tzv. cyclolet nebo cyklocopter. V rámci programu Cyclone již byly vytvořeny a testovány modely na lavičce a prototyp letadla a v blízké budoucnosti se očekává, že se objeví letadlo v plné velikosti.
„Vzlet zdarma“
V roce 2017 zahájila Ruská nadace pro pokročilé studium (FPI) soutěž Free Takeoff. Jeho úkolem bylo najít alternativní schémata pro vertikální / ultra krátká vzletová letadla, která by mohla konkurovat helikoptéře. Jednu ze přihlášek do soutěže podala společnost „Flash-M“(Krasnojarsk), která spojila zástupce kreativní skupiny „Arey“a Ústavu termofyziky sibiřské pobočky Ruské akademie věd (IT SB RAS).
„Flash-M“přišel s návrhem na vytvoření tzv. cyklolette. Vědci IT SB RAS na tomto konceptu pracují již delší dobu a provádějí teoretický a experimentální výzkum. Bylo shromážděno velké množství dat a byl předveden zkušební vzorek slibného cyklického pohonu / cykloidní vrtule. Návrh Flash-M zaujal FPI a právě tato organizace se stala vítězem Free Takeoff.
V roce 2018 zahájila společnost FPI projekt Cyclone, během kterého bylo plánováno pokračovat v práci na tématu cykloletů a také stavět a testovat první prototypy. V rámci tohoto projektu jsou rovněž studovány otázky další výroby, implementace a provozu zařízení v plné velikosti vhodné pro skutečné použití.
V červenci 2020 provedla společnost „Flash-M“první letové zkoušky zkušeného bezpilotního letadla. Zařízení vážící 50 kg dostalo čtyři originální cyklické vrtule. Byly potvrzeny jeho schopnosti pro vertikální vzlet a přistání, vodorovný let a manévry. Kromě toho předvedli některé schopnosti, které vrtulníky nemají. Krátce poté byl na fóru Army 2020 představen další experimentální dron s názvem Cyclone 2020.
Plány do budoucna
V dubnu letošního roku byl oznámen start nové etapy prací. Nyní je cílem projektu Cyclone vytvořit volitelně plně obsazené letadlo s hmotností až 2 tuny a užitečným zatížením 600 kg. Takový „Cyklokar“se plánuje před soud postavit příští rok. Ve střednědobém horizontu může začít hromadná výroba a zavádění takové technologie v různých oblastech.
Vývojáři Cyclone plánují vytvořit celou řadu zařízení založených na společných principech a technologiích. Náklady o hmotnosti až 20 kg unese 60 kg UAV „Cyklodron“. Větší náklad, vč. cestující budou muset mít 2tunový cyklocar. Ve vzdálené budoucnosti se může objevit těžký Cyklotrack, který se startovací hmotností 10 tun unese až 4 tuny nákladu.
Předpokládá se, že nové typy cykloletů najdou uplatnění v oblasti nákladní a osobní dopravy. Také o ně může mít zájem armáda, záchranáři atd. V některých oblastech se speciálními požadavky může taková technologie nahradit helikoptéry. Jeho výhody jsou považovány za menší rozměry a hmotnost, jakož i vyšší manévrovatelnost a stabilitu.
Pro plnění objednávek na vybavení se plánuje vytvoření nového závodu na stavbu letadel. Vývojová organizace již má podnikatelský plán a uvádí se, že existují investoři, kteří jsou připraveni zajistit jeho implementaci.
Technické vlastnosti
V rámci programu Cyclone je studováno a testováno univerzální schéma cyklistického letadla, které bude následně použito ve všech plánovaných projektech. Toto schéma je vhodné pro škálovatelnost, v důsledku čehož si kompaktní „Cyclodron“a těžký „Cyclotrac“budou navzájem podobné.
Navrhované schéma počítá s konstrukcí letadla se čtyřmi cyklickými vrtulemi umístěnými v párech po stranách aerodynamického trupu. Konstrukce navrhuje co nejširší využití plastů a kompozitních materiálů, což zvýší dokonalost hmotnosti.
Cyclelety dostanou hybridní nebo čistě elektrickou elektrárnu. V obou případech zajišťují otáčení vrtulí elektromotory. Vyvíjí se řídicí systém fly-by-wire s maximální automatizací. Bude muset pracovat zcela samostatně nebo plnit příkazy pilota a vykládat ho.
Hlavní novinkou projektu je tzv. cyklický hybatel. Toto zařízení je sada pěti lopatek omezené délky, instalovaných mezi bočními kotouči. Čepele mají schopnost volně se otáčet kolem podélné osy; speciální mechanismus - podobný kyvné desce na helikoptéře - nastavuje jejich společný a cyklický krok.
Když se vrtule otáčí, listy se pohybují po kruhové dráze. Ve své horní a dolní části je řídicí mechanismus vystavuje úhlu náběhu, který zajišťuje vytvoření zdvihu. Podobný princip se používá k vytvoření horizontálního tahu. Současné použití čtyř takových vrtulí vytváří dostatek příležitostí pro vertikální a horizontální let, různé manévry atd.
Konstrukce cyklického tahače může mít různé velikosti. Na stojanu byl tedy již testován výrobek o průměru a šířce 1,5 m. Pro cyklocar vážící 2 tuny je určeno pohonné zařízení této velikosti. To znamená, že jedno takové zařízení vytváří tah 500 kg. Podle výpočtů bude takové zařízení schopné dosáhnout rychlosti až 250 km / h a létat 500 km. Délka a šířka výrobku bude na úrovni 6 m.
Přínosy a perspektivy
Hlavní výhodou cyklooptéry / helikoptéry oproti helikoptéře je menší velikost klíčových jednotek. Se stejnými indikátory tahu se cykloidní vrtule ukáže být mnohem menší než vrtule. Vrtule cykloletu neustále pracuje v jedné poloze; absence potřeby naklápění mu umožňuje vytvářet vodorovný tah bez snížení svislého.
Letoun s několika cykloidními vrtulemi je schopen generovat tah v různých směrech a díky tomu provádět různé manévry, vč. helikoptéra nedostupná. Vylepšením systémů pro nastavení úhlu lopatek je možné rozšířit přípustné úhly stoupání za letu. Zejména díky tomu je cyklolet na rozdíl od helikoptéry schopen vzlétnout z nakloněných ploch a přistát na nich.
Vývojáři berou na vědomí bezpečnost letadla. Cykloidní vrtule lze snadno vybavit ochrannými kryty. Například na výstavě „cyklodron“bylo použito zařízení sestávající z dvojice disků s propojkami mezi nimi. Uvnitř tohoto zařízení byla umístěna vrtule. Cyklokar na zveřejněných obrázcích je chráněn mřížkou. Zařízení navíc nebude hlučné: v tomto ohledu by se nemělo lišit od běžného auta.
Původní schéma má však určité nevýhody, kterých je docela obtížné se zbavit. Zaprvé je to nedostatek rozsáhlých zkušeností s vývojem, konstrukcí a provozem takového zařízení. Výzkum a vývoj nových řešení zabere spoustu času a teprve poté budou moci cykloleti počítat s jakýmkoli místem v nákladní přepravě. Vrtulníky jsou naproti tomu již dobře prostudovány a zvládnuty, což do jisté míry zjednodušuje vývoj i provoz.
Problém zkušeností zhoršuje fakt, že cyklolet je technicky složitější než helikoptéra. Ve schématu od „Flash-M“a IT SB RAS se tedy používají čtyři původní vrtule najednou. Každý z nich se nerozlišuje jednoduchostí a jejich kombinované použití vede k potřebě vyřešit nové technické problémy v oblasti napájení a pohonů, aerodynamiky, ovládání atd.
Středně velký cyklón programu Cyclone je považován za masový model schopný v budoucnu převzít roli „aerotaxi“. Z toho plyne nová výzva: vývojáři a regulační orgány budou muset určit pravidla pro provoz takových letadel, vyřešit bezpečnostní problémy atd. Účastníci projektu prý tyto problémy již řeší.
Technologie do budoucna?
Je třeba připomenout, že projekt Cyclone od společností FPI, Flash-M a IT SB RAS není prvním svého druhu. Myšlenka cyklistiky / cyklopteru byla navržena na začátku minulého století. V roce 1909 ruský inženýr E. P. Sverchkov postavil „kolový ortopter“- letoun se dvěma „lopatkovými koly“. Výrobek nevzlétl kvůli ne nejdokonalejší konstrukci a kvůli nedostatku výkonu motoru.
V budoucnu byly u nás i v zahraničí opakovaně vyvíjeny a budovány nové cyklolety. Ani nejúspěšnější projekty však nepokračovaly za letovými testy modelů - ovlivnila složitost konceptu a nedokonalost návrhů. Neobvyklá letadla navíc nemohla konkurovat již známým vrtulníkům.
V posledních desetiletích se na cyklistiku znovu vzpomíná. Moderní vědecké metody, technologie a materiály umožňují studovat a implementovat takový koncept na nové úrovni. V naší zemi se takové práce provádějí v rámci projektu Cyclone, který již prošel modelovou fází a blíží se testování plnohodnotného vozidla s posádkou / bez posádky. Zda budou vědci a inženýři schopni zvládnout všechny budoucí výzvy, se ukáže v blízké budoucnosti. První let Cykloauta se uskuteční příští rok.
