Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
КартерВертолет
РольЭкспериментальный состав автожир
ПроизводительКартер Авиационные Технологии
Первый полет24 сентября 1998 [1]
СтатусРазбился 17 июня 2005 г. [2]
Количество построенных1
Разработана вКартер ПАВ

CarterCopter является экспериментальное соединение автожир , разработанный Carter Aviation Technologies в Соединенных Штатах , чтобы продемонстрировать замедлили ротора технологии. 17 июня 2005 года CarterCopter стал первым винтокрылым аппаратом, достигшим mu-1 (μ = 1), равного отношения воздушной скорости к скорости кончика несущего винта [3], но разбился во время следующего полета [2] и с тех пор не работал. [4] Он заменяется личным воздушным транспортным средством Картера .

Дизайн и разработка [ править ]

Внешние изображения
значок изображения Версия 1998 года
значок изображения Галерея из 10 фото
значок изображения Чертеж САПР

CarterCopter представляет собой автожир толкающей конфигурации с крыльями и двухстворчатым хвостовым оперением, задуманный как прототип и демонстратор технологий. [5] Ротор представляет собой двухлопастную конструкцию, утяжеленную 55 фунтами (25 кг) обедненного урана на каждой вершине, и он установлен на наклонной мачте, что позволяет крылу сохранять оптимальную эффективность на всех скоростях. [6] Это полностью композитная конструкция [7] с герметичным корпусом до 0,69 бар .

Ходовая часть трехколесного велосипеда убирается и имеет большой ход, позволяющий приземляться со скоростью до 20 футов / сек без отскока. Самолет был модифицирован и перестроен после аварии (посадка с повышенным уровнем техники) в 2003 году. [6] НАСА профинансировало разработку на 1 миллион долларов с использованием трех исследовательских грантов, и самолету удалось достичь по крайней мере одной из пяти целей НАСА. [8]

Концепция [ править ]

Концепция CarterCopter - это автожир с необычно жестким, относительно тяжелым ротором, дополненным обычными крыльями. На низкой скорости аппарат летает как автожир и может предварительно раскрутить ротор для вертикального взлета и очень короткого зависания (около 5 секунд) [9], а также может приземлиться более или менее вертикально. Несколько технических проблем затрудняют управление медленным ротором, но стабильность ротора достигается за счет сочетания расположения грузов на концах ротора перед центральной линией лопасти (передний центр тяжести ) и центром подъемной силы за центральной линией лопасти. [10]На высокой скорости (выше 100 миль в час) самолет летает в основном с использованием неподвижных крыльев, а ротор просто вращается. Ротор вращается с максимальной скоростью ниже воздушной скорости, а это означает, что удаляющаяся лопасть полностью останавливается. На вертолете это вызовет массивную асимметрию подъемной силы и неразрешимые проблемы с управлением, но неподвижные крылья удерживают самолет в воздухе и устойчивы.

Низкая скорость вращения и плоское флюгирование ротора означают, что он вызывает небольшое сопротивление, и компания утверждает, что самолет потенциально сможет использовать преимущества неподвижных крыльев, а также автожиров, предоставляя почти все возможности вертолетов (за исключением парения). ), но с относительно простой механической системой. Carter Aviation также утверждает, что эта система более безопасна, чем типичный самолет с неподвижным крылом, и другие [ необходима цитата ] отметили, что конструкция намного безопаснее, менее сложна и менее дорога, чем вертолет, винт с поворотным винтом или Boeing X- 50 Dragonfly Canard Rotor / Wing . [11] [12] CarterCopter должен быть способен развивать более высокие воздушные скорости, которые теперь достижимы только для самолетов с неподвижным крылом, но он также может приземлиться, как автожир, на любой небольшой площади в чрезвычайной ситуации.

Взлет [ править ]

При взлете пилот наклоняет верхний ротор ровно (нулевой угол атаки) и раскручивает его до очень высокой скорости (между 365 и 425 об / мин). [13] Затем ротор отсоединяется от двигателя, и угол атаки лопастей несущего винта внезапно увеличивается, так что транспортное средство подпрыгивает в воздухе. Несущий винт самолета имеет достаточный импульс из-за тяжелых противовесов на концах, что позволяет ему безопасно парить в течение короткого времени. Затем пилот подает полную мощность на задний пропеллер толкающего механизма, и машина начинает двигаться вперед. При этом воздух проходит через главный ротор, вращая его быстрее и создавая большую подъемную силу. Автомобиль поднимается в воздух, летая как автожир.

Крейсерская [ править ]

Как только CarterCopter набирает скорость около 140 км / ч, его короткие легкие крылья обеспечивают большую часть подъемной силы. Затем пилот может сгладить угол атаки несущего винта, чтобы он создавал очень небольшую подъемную силу, резко уменьшая величину индуцированного сопротивления, создаваемого ротором. Хотя ротор не используется на высокой скорости, он продолжает вращаться со скоростью около 80 об / мин, поскольку вращение удерживает ротор в растянутом состоянии, предотвращая чрезмерное колебание. [14] [15]

Обычно вертолет или автожир не может лететь вперед с той же скоростью, что и скорость конца ротора, или выше. Это связано с тем, что низкая воздушная скорость удаляющейся лопасти несущего винта может вызвать срыв лопасти отходящего винта , в то время как продвигающаяся лопасть несущего винта будет двигаться со скоростью вдвое большей, чем самолет, создавая неконтролируемый полет из-за несимметричности подъемной силы .

Однако у CarterCopter фиксированные крылья обеспечивают подъемную силу, необходимую для удержания в воздухе. Поскольку ротор не нагружен, аэродинамические силы на ротор очень незначительны. Это означает, что CarterCopter теоретически может летать намного быстрее, чем максимальная скорость ротора. Роторы по-прежнему будут хлопать при вращении из-за несимметричности подъемной силы между двумя сторонами транспортного средства, но Carter Aviation утверждает, что с этим можно справиться.

Заявленная теоретическая максимальная скорость самолета типа CarterCopter составляет около 800 км / ч [16], что примерно в два раза быстрее, чем рекорд скорости полета вертолета . [17]

Достижения [ править ]

Внешний образ
значок изображения Схема и формула μ (Mu)

Двигатель прототипа был безнаддувным и, следовательно, ограничивался мощностью всего 320 л.с. (240 кВт), а самолет разгонялся до 173 миль в час (270 км / ч); [18], который все еще на ~ 40% быстрее обычного автожира, но медленнее, чем гиродины 1950-х годов. Изготовленный на заказ автожир может разогнаться до 168,29 км / ч (104,6 миль / ч), [19] и Картер говорит, что личный самолет Carter развивает скорость 200 миль в час (170 узлов; 320 км / ч). [20]

При весе 4000 фунтов CCTD может набирать высоту 750 футов в минуту. [6]

С 1999 по 2001 год было зарегистрировано 4 случая аварий без смертельного исхода [4] [21] [22] [23], в то время как Картер заявляет о 10 авариях за 7 лет [24], все без смертельного исхода. [25]

Летчик-испытатель Ларри Нил утверждал, что на CarterCopter сложно летать, потому что он представляет собой комбинацию вертолета, автожира и самолета с неподвижным крылом . [26]

CarterCopter достиг максимального значения mu (mu - отношение воздушной скорости к скорости конца несущего винта) [10] [27], равного 1,0, на короткое время 17 июня 2005 г., впервые какой-либо вертолетный самолет достиг такого уровня. Пилот CarterCopter утверждал, что здесь не было большой драмы, и mu 1 был достигнут случайно из-за нормальных изменений оборотов ротора (при 107 об / мин) [4] и скорости полета транспортного средства; пилот описал его как «гладкий» без значительной вибрации. [28] Испытания проводились по контракту с армией США. [25] Картер говорит, что они повторили mu-1 с PAV в 2013 году. [20]

Однако во время следующего испытательного полета в тот же день в 2005 году CarterCopter совершил жесткую посадку (разбился) [2], причинив значительный ущерб, но пилоты не пострадали. Авария была вызвана выходом из строя болтов гребного винта, повредившим провода, управляющие ротором. Пропеллер был спроектирован Картером и представлял собой 8-футовый винт с регулируемым шагом ятагана весом 15 фунтов [6] и тягой 1850 фунтов-силы. [29] [30] Первоначально считалось, что CarterCopter не подлежал ремонту; более поздняя проверка показала, что его можно отремонтировать, но вместо этого компания решила работать над небольшим открытым бескрылым демонстратором автожира. [31]Также позже, в 2005 году, с использованием уроков, извлеченных из CarterCopter, началось проектирование следующего составного самолета, Carter PAV , [32] [33], который летал в 2011 году [34].

Компания утверждает, что испытания показали [35] [ необходима цитата ], что архитектура транспортного средства потенциально может превзойти вертолеты по всем параметрам, кроме длительного зависания, и должна быть намного дешевле в покупке и обслуживании. Компания также утверждает, что это также очень близко к L / D самолетов General Aviation с неподвижным крылом на крейсерской скорости [35] - но с почти вертикальным взлетом и посадкой. Тем не менее, никогда не демонстрировалась способность отталкиваться от прыжка с использованием накопленной энергии ротора с высоты более 16 футов с прикрепленным крылом.

НАСА сделало компьютерные модели несущего винта CarterCopter с mu = 1 и скоростью полета до 400 узлов. [36]

Технические характеристики [ править ]

Данные Aviation Week , [37] Американского вертолетного общества , [38] AeroNews, [29] Jane's , [4] CarterCopters.com [39]

Общие характеристики

  • Вместимость: 5 человек, включая летный экипаж
  • Размах: 32 фута (9,8 м)
  • Соотношение сторон: 13,4
  • Профиль : NACA 65 серия
  • Пустой вес: 2000 фунтов (907 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 4200 фунтов (1905 кг)
  • Запас топлива: 800 фунтов (363 кг)
  • Силовая установка: 1 клетчатый двигатель GM V-6, 350 л.с. (260 кВт) на взлете [40]
  • Диаметр несущего винта: 32 фута (9,8 м)
  • Площадь несущего винта: 804,35 кв. Футов (74,727 м 2 )
  • Гребные винты: 2-лопастной гребной винт с регулируемым шагом ятагана Carter, диаметр 8 футов (2,4 м)

Представление

  • Крейсерская скорость: 120 узлов (140 миль / ч, 230 км / ч) на уровне моря
прогнозируемые: 400 миль в час (644 км / ч) на высоте 50 000 футов (15240 м)
  • Диапазон: 2200 нм (2500 миль, 4000 км) с запасом, 800 фунтов (363 кг) топливной нагрузки
1000 миль (1609 км) с запасом, 400 фунтов (181 кг) топливная нагрузка
  • Практический потолок: 10 000 футов (3 000 м) [4]
  • Подъемная сила: 7 при скорости 170 миль / ч (274 км / ч)

См. Также [ править ]

  • Sikorsky S-72 - составной вертолет с жестко останавливаемым несущим винтом
  • Макдоннелл XV-1
  • McCulloch J-2 - автожир со сцепленным ротором

Связанная разработка

  • Личный воздушный транспорт Картера

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

  • Фэйри Ротодин
  • Локхид AH-56 Шайенн
  • Сикорский X2
  • Еврокоптер X³

Ссылки [ править ]

  1. ^ "CarterCopter". Американские самолеты . www.aerofiles.com. Доступ 5 октября 2008 г.
  2. ^ a b c Вероятная причина NTSB , 25 июля 2007 г. Дата обращения: 7 августа 2010 г.
  3. ^ Значение μ-1 и связанные с этим технические вопросы. Архивировано 16 мая 2011 г. в Wayback Machine , Carter Aviation Technologies .
  4. ^ a b c d e Carter CarterCopter CC1 (США), Aircraft - Rotary-wing - Все мировые самолеты Civil Jane's , 28 июня 2007 г. Дата обращения : 19 февраля 2012 г.
  5. ^ "Демонстратор технологии CarterCopter" . Архивировано из оригинала на 2009-12-26 . Проверено 29 сентября 2008 .
  6. ^ a b c d О'Брайен, Кевин "Хогноуз". CarterCopter продвигается к Mu> 1.0 (Часть 1) (Часть 2) Aero-News , апрель 2004 г. Дата обращения : 6 сентября 2011 г.
  7. ^ Flight International 10 - 16 апреля 2001 General Aviation p28
  8. ^ Ховард, Скриппс. Gyroplane добавляет научно-фантастический оттенок к воздушным путешествиям The Augusta Chronicle , 22 декабря 2000 г. Дата доступа: 25 сентября 2011 г. Mirror
  9. ^ Генри Фаркас и Клавдий Климт. Журнал SW Aviator "Следующая большая вещь в авиации" . Дата обращения: 1 августа 2012.
  10. ^ a b Что такое барьер Mu-1? Flight Global , 12 июля 2005 г. Проверено: 18 января 2011 г.
  11. ^ БЕЗОПАСНЕЕ по КОНСТРУКЦИИ Архивированные 2011-05-16 в Wayback Machine , Прессрелиз, июль 2009, Carter Aviation Technologies .
  12. ^ Награда за дизайн и инжиниринг от Popular Mechanic в 2000 г. Архивировано 8 июля 2011 г. в Wayback Machine , 14 декабря 2000 г., Carter Aviation Technologies.
  13. ^ Чарнов, Брюс Х. От автожира до автожира: удивительное выживание авиационных технологий, стр. 329. С 2003 г. Проверено в августе 2011 г. ISBN 978-1-56720-503-9 
  14. ^ FAQ 3 Архивировано 24 ноября 2009 г. в Wayback Machine Carter Aviation Technologies
  15. ^ Картер - CarterCopters LLC (США), самолеты - Производитель Джейн все в мире самолет , 10 сентября 2008. Проверено: 19 февраля 2012.
  16. ↑ ПРЕСС-РЕЛИЗ, 11 июня 1999 г. Архивировано 8 июля 2011 г., в Wayback Machine , Carter Aviation Technologies .
  17. ^ Мировые рекорды Rotorcraft заархивированы 2013-12-03 в Wayback Machine . Международная авиационная федерация (FAI). Обратите внимание на поиск в разделе «Вертолеты E-1» и «Скорость по прямому курсу 15/25 км».
  18. ^ Мудрый, Джефф. "Джей Картер-младший" Popular Science , 2005. Дата обращения: 14 июля 2012. Журнал
  19. ^ Картье, Керри. « Часто задаваемые вопросы по автожирам, заархивированные 2 мая 2008 г. в Wayback Machine ». Popular Rotorcraft Association , 14 февраля 2008 г. Дата обращения: 3 ноября 2010 г.
  20. ^ а б Джон Татро. « Carter Aviation повторяет историческую отметку - преодолевает барьер mu-1. Архивировано 11 ноября 2013 года в Wayback Machine » Картер , 8 ноября 2013 г. Проверено: 11 ноября 2013 г.
  21. ^ Июня 2005 PRA 73 заседание архивации 2011-07-24 в Вайбак Machine стр.4, сайт PRA73 июля 2005. Проверено 7 августа 2010.
  22. ↑ Вероятная причина NTSB , 6 апреля 2001 г. Дата обращения: 7 августа 2010 г.
  23. ^ " Группа по восстановлению прототипа вертолета Картера " Aero-News , 5 июня 2003 г. Проверено: 10 апреля 2014 г.
  24. ^ FAQ 19 Архивировано 24 ноября 2009 г. в Wayback Machine Carter Aviation Technologies
  25. ^ а б Норрис, Гай. Картер претендует на рекорд Му, но терпит еще одну аварию Flight Global , 12 июля 2005 г. Проверено: 18 января 2011 г. Зеркало
  26. ^ Нил, Ларри. "Pilot Report: CarterCopters® технологии Демонстратор" архивации 2008-05-13 в Вайбак Machine Популярные Rotorcraft Ассоциации архивной 2011-02-07 в Wayback Machine / Carter Aviation, март / апрель 2002 извлекаться: 14 июля 2012.
  27. ^ FAQ 5 Архивировано 24 ноября 2009 г. в Wayback Machine Carter Aviation Technologies
  28. ^ Андерсон, Род. CarterCopter и его наследие, выпуск 83, Contact Magazine , 30 марта 2006 г. Дата обращения : 11 декабря 2010 г. Mirror
  29. ^ a b Тест ротора Aero-News , 6 апреля 2005 г. Дата обращения: 3 января 2011 г.
  30. ^ Джефф Льюис и Клавдий Климт. CarterCopter и его наследие: высокоэффективные гребные винты Carter с полыми лопастями стр. 11-15. Выпуск 83, Contact Magazine , 30 марта 2006 г. Дата обращения: 18 апреля 2015 г.
  31. ^ Архив 2005 г. Архивировано 14 июня 2011 г.в Wayback Machine Carter Aviation Technologies , 25 июля 2005 г. Дата обращения: 7 августа 2010 г.
  32. ↑ Архив 2006 г. Архивировано 14 июня 2011 г. в Wayback Machine Carter Aviation Technologies , 2 января 2006 г. Дата обращения: 7 августа 2010 г. «В течение последних нескольких месяцев Картер проектировал новый самолет».
  33. ^ « Прототип CarterCopter в работе. Архивировано 24 декабря 2014 г.на Wayback Machine », Texomas , 20 декабря 2006 г. Проверено: 26 января 2014 г.
  34. ^ Паур, Джейсон. Новый автожир - альтернатива летающим машинам. Архивировано 4 марта 2014 года в Wayback Machine Wired (журнал) , 21 января 2011 года. Дата обращения: 21 января 2011 года.
  35. ^ a b Данные летных испытаний CCTD. Архивировано 2 октября 2008 г. в Wayback Machine Carter Aviation Technologies . Дата обращения: 7 августа 2010.
  36. ^ Флорос, Мэтью В. и Джонсон, Уэйн. «Анализ характеристик вертолетной конфигурации с замедленным ротором». Архивировано 17 октября 2011 г. в журнале Wayback Machine Journal Американского вертолетного общества.
  37. ^ Уорик, Грэм. Картер использует гибридную авиационную неделю вертикального взлета и посадки , 26 января 2011 г. Проверено: 27 января 2011 г.
  38. ^ Мэтью В. Флорос и Уэйн Джонсон. Анализ устойчивости конфигурации вертолета с замедленным ротором, стр. 5, Американское вертолетное общество , июнь 2004 г. Дата обращения: 3 марта 2012 г.
  39. ^ "CarterCopter CCTD" . Carter Aviation Technologies . Архивировано из оригинального 14 апреля 2012 года . Проверено 12 апреля 2012 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  40. ^ « You Say You Wanna Revolution? Архивировано 5 апреля 2012 г. в Wayback Machine » AeroNews , 6 апреля 2005 г. Дата обращения : 15 сентября 2013 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт Carter Aviation Technologies
  • Статья о PilotBug
  • Статья в Flight Journal от 2002 г.
  • Фан-сайт