Bell XV-3 je americký experimentální tiltrotor. První let uskutečnil 23. srpna 1955. První přechod z vertikálního do horizontálního letu byl 18. prosince 1958. Celkem bylo do roku 1966 dokončeno více než 250 zkušebních letů, což prokázalo zásadní možnost vytvoření tiltrotoru pomocí rotačních šroubů. Testy tohoto letadla byly uznány jako úspěšné, a proto bylo rozhodnuto vytvořit na jeho základě aparát již s rotačními motory, což vedlo k vytvoření tiltrotoru Bell XV-15.
Experimentální Bell XV-3 měl velký trup určený pro 4 cestující, pevná křídla o rozpětí 9,54 metru a motor Pratt & Whitney R-985, který vyvinul maximální výkon 450 koní. Rotorová vrtule, která byla umístěna na konzole každého křídla, byla pomocí elektromotorů přenesena do požadované polohy: nahoru - pro vertikální let, vpřed - pro horizontální let.
Aby bylo možné získat letadlo, které by mohlo kombinovat vlastnosti letadla a helikoptéry, bylo provedeno mnoho pokusů o vytvoření různých strojů s rotačními křídly, včetně rotačních vrtulí, kterým se na západě říkalo tiltrotor, a v naší zemi - vrtulník-letadlo. Tato letadla byla vybavena rotačními vrtulemi o velkém průměru se sklopnými lopatkami a malým zatížením zametané oblasti, jako u helikoptér, které těmto strojům umožňovaly provádět svislé vzlety s relativně nízkým výkonem na nich instalovaného motoru.
Vrtule tiltrotoru byly poháněny přímo z motorů, které bylo možné instalovat do gondol, otáčející se pomocí vrtulí, nebo z motoru / motorů, které byly umístěny v trupu vozu nebo v samostatných gondolách, přičemž pouze vrtule se otáčely, když přechod na jiný letový model. Během horizontálního letu byl tiltrotor řízen jako letadlo - pomocí běžných ovládacích prvků letadel a při přechodu na vertikální let - jako helikoptéra, a to za pomoci ovládání obecného a cyklického stoupání vrtulí. Předpokládalo se, že v případě poruchy elektrárny budou tiltrotory schopné přistávat jako letadlo s plánováním a částečným sklonem vrtulí, nebo jako helikoptéra v režimu autorotace.
Tiltrotor Bell XV-3
Společnost Bell provádí mnoho let velké množství výzkumných a experimentálních prací v oblasti tiltrotorické tvorby, práci v tomto směru vedli designéři Arthur Young a Bertrand Kelly, později se k nim přidal Robert Lichten. V soutěži americké armády v roce 1950 o nejlepší konstrukci letadel pro průzkumné a záchranné služby v první linii představil Bell návrh tiltrotoru s vrtulemi s naklápěcím rotorem. Celkem komise zvažovala 17 různých projektů, z nichž byly vybrány pouze 3 projekty letadel s rotačním křídlem, včetně projektu konstruktérů společnosti „Bell“. V důsledku soutěže pořádané v roce 1951 podepsalo americké letectvo s touto společností smlouvu na stavbu dvou experimentálních měničů pro následné letové zkoušky vozidel.
Stavba prvního Bell tiltrotoru, který původně obdržel označení Bell XH-33, a později Bell XV-3, se zpozdila, práce byly dokončeny až na začátku roku 1955 a 10. února téhož roku první oficiální proběhla ukázka novinky. 11. srpna 1955 proběhly první svislé vzletové a vznášedlové lety a poté přecházely do vodorovného letu, kdy náklon vrtulí dosáhl 15 stupňů (zkušební pilot Floyd Carlson). V následných testech tiltrotoru, které proběhly 25. října 1956 ve vzduchu ve výšce 60 metrů s vrtuli nakloněnými o 20 stupňů, ztratilo zařízení vlivem mechanické nestability ovládání a spadlo, zatímco Bell XV-3 byl zničen a zkušební pilot Dick Stensbury v důsledku pádu byl vážně zraněn.
Kvůli katastrofě pokračovaly další letové zkoušky tiltrotoru až v roce 1958 na druhém stupni Bell XV-3. Zpočátku měl dvoulisté vrtule, ale brzy byly nahrazeny třílistými. Úplný přechod z vertikálního letu do horizontálního letu s následným vertikálním přistáním byl poprvé proveden 18. prosince 1958, v tomto letu byl tiltrotor řízen zkušebním pilotem Billem Quinlenem. Při následujících letech bylo zařízení schopné dosáhnout rychlosti 212 km / h ve výšce 1220 metrů. V roce 1962 byla tato jednotka převezena k dalšímu testování do NASA Langley Research Center. V tomto centru Bell XV-3 úspěšně létal ve vertikálních režimech a prováděl neúplné přechody do režimu letadla s roztečí vrtule 30-40 stupňů.
Tiltrotor byl také testován na speciálním stojanu, kde byl proveden plný přechod do letového režimu „letadlo“. Při přepínání z letového režimu vrtulníku na letadlo byly vrtule nakloněny o 90 stupňů pomocí šnekového převodu z elektromotorů. Proces přechodu obvykle trval pouze 15–20 sekund. Tiltrotor Bell XV-3 přitom dokázal během přechodu pokračovat v letu v jakékoli mezipoloze vrtulí. Celkem tento tiltrotor provedl více než 250 zkušebních letů a 110 úplných přechodů mezi letovými režimy, přičemž během této doby nalétal asi 450 hodin. Během těchto letů bylo dosaženo maximální rychlosti 290 km / h a také výšky 3660 metrů. Tiltrotorové testy pokračovaly v roce 1965, ale již ve větrném tunelu. Tyto testy byly zastaveny z důvodu oddělení gondoly s vrtulí a poškození způsobeného Bell XV-3.
Letectvo a americká armáda vkládaly do vývoje tohoto typu letadel velmi velké naděje, protože věřily, že převaděče jsou nejvhodnější pro průzkumné, komunikační a záchranné operace. Společnost Bell vytvořila řadu projektů pro vojenské i civilní modely takových letadel s rotačními křídly. Na řadu z nich bylo plánováno instalovat dva motory s plynovou turbínou umístěné v gondolách pod křídlem, přičemž maximální rychlost měla být zhruba 400 km / h.
Tiltrotor Bell XV-3 měl stejné uspořádání jako konvenční letadla. Nejjednodušší a nejvhodnější bylo rozložení, ve kterém byly vrtule umístěny na koncích křídel: když byly otočeny, tiltrotor se podobal příčné helikoptéře se dvěma rotory. Při vertikálním vzletu byl tok z vrtulí inhibován, foukání přes křídlo, což byl důvod ztráty tahu vrtulí a maximální rychlost tiltrotoru byla relativně malá kvůli nízké hmotnosti poměr experimentálního letadla.
Externě je experimentální tiltrotor Bell XV-3 jednoplošník s jedním motorem a dvěma rotačními třílistými vrtulemi a také smykovým podvozkem velmi jednoduché konstrukce, dráha podvozku byla 2, 8 metru. Trup letadla se zároveň vyznačoval dobrými aerodynamickými tvary. V jeho přídi byl kokpit s velkou zasklívací plochou. V této kabině byli pilot, druhý pilot nebo pozorovatel, stejně jako dva cestující, místo nich bylo možné umístit zraněného na nosítka s pořádkem. Křídlo tiltrotoru bylo rovné a mělo relativně malou plochu, protože bylo vypočítáno, že vytvoří vztlak pouze při cestovní rychlosti letu. Na koncích křídla byly malé gondoly s rotačními šrouby. Opláštění hrotu křídla mohli odstranit zástupci technických služeb, aby získali přístup k součástem převodovky. Křídlo mělo také zatahovací klapky a křidélka. Ocasní jednotka byla stejná jako u konvenčních letadel - s kormidlem, s velkým svislým ocasem, na kýlu byl stabilizátor s rozpětím 4 metry s výtahy.
Díky své konstrukci měl tiltrotor Bell XV-3 řadu unikátních provozních vlastností. Absentoval například křížový převod, který byl typický pro vícemotorová letadla. V případě poruchy elektrárny byly vrtule Bell XV-3 automaticky uvedeny do svislé polohy, v důsledku čehož mohl tiltrotor sestoupit na autorotaci jako obyčejná helikoptéra nebo konvenční vírník. Současně se vrtule ohýbaly dopředu, aby vytvořily tah, ale během horizontálního letu byla část výtahu vytvořena křídlem zařízení.
Nejtěžší pro inženýry Bell byl výběr vrtulí s optimálním průměrem pro tiltrotor Bell XV-3. Šlo o to, že pro svislý vzlet vozidla byly zapotřebí vrtule velkého průměru, zatímco při horizontálním letu bylo výhodnější použít malé vrtule. Kompromisní průměr soustružnických šroubů byl nakonec 7,6 metru. Třílisté vrtule tohoto průměru byly umístěny v gondolách na špičkách křídel. Šroubová pouzdra měla protínající se svislé a vodorovné závěsy umístěné ve vzdálenosti 0,44 metru od osy otáčení, stejně jako kompenzátory výkyvu. Vrtulové náboje byly pokryty kapotážemi. Celokovové lepené čepele v půdorysu měly obdélníkový tvar a geometrické zkroucení o 20 stupňů.
Experimentální tiltrotor Bell XV-3 byl poháněn vzduchem chlazeným radiálním pístovým motorem Pratt & Whitney. Jednalo se o R-985-AN-1 a motor měl maximální výkon 450 koní. při 2300 ot / min ve výšce 450 metrů a při vzletu. Motor byl instalován ve střední části trupu. Kvůli nedostatečnému výkonu elektrárny byla maximální rychlost omezena na 280 km / h, přestože tiltrotor během testů vykazoval větší hodnotu. Dosažení vyšších otáček bylo možné výměnou motoru za výkonnější. Zejména se počítalo s instalací dvouhřídelového GTE Lycoming T-53, který vyvinul výkon 825 koní.
Po dokončení testů Bell XV-3 nebyla myšlenka tiltrotoru ve Spojených státech opuštěna. Po něm se zrodil nový model. Nové letadlo bylo vybaveno již rotujícími motory. Dostalo označení Bell XV-15 a poprvé vzlétlo v květnu 1977. A 19. března 1989 vzlétl na oblohu tiltrotor Bell V-22 Osprey, který je v provozu od roku 2005. Slouží v námořní pěchotě a velitelství zvláštních operací amerického letectva. V roce 2016 bylo postaveno více než 300 vozidel tohoto typu a dodávky těchto převodníků do amerických ozbrojených sil pokračují.
Letové technické vlastnosti tiltrotoru XV-3:
Celkové rozměry: délka - 9, 2 m, výška - 4 m, rozpětí křídel - 9, 5 m, průměr otočných šroubů - 7, 6 m.
Prázdná hmotnost - 1907 kg.
Vzletová hmotnost - 2218 kg.
Elektrárnou je divadlo Pratt Whitney R-985-AN-1 s výkonem 450 koní.
Maximální rychlost je 290 km / h.
Cestovní rychlost - 269 km / h.
Praktický dosah - 411 km.
Servisní strop - 4600 m.
Rychlost stoupání je 6, 3 m / s.
Posádka - 1 osoba.
