Vertikālo pacelšanās un nosēšanās lidmašīnu jomā neapstrīdama vadība pieder helikopteriem. Tomēr tiek meklētas alternatīvas shēmas, kurām varētu būt reālas izredzes. Jo īpaši šobrīd Krievijas speciālisti pēta tā sauktā jēdzienu. ciklolets vai ciklokopters. Programmas Cyclone ietvaros jau ir izveidoti un pārbaudīti stenda modeļi un lidmašīnas prototips, un tuvākajā laikā ir paredzēts parādīties pilna izmēra lidmašīna.
Bezmaksas pacelšanās
2017. gadā Krievijas padziļināto pētījumu fonds (FPI) uzsāka bezmaksas pacelšanās konkursu. Viņa uzdevums bija atrast alternatīvas shēmas vertikālām / īpaši īsām pacelšanās lidmašīnām, kas varētu konkurēt ar helikopteru. Vienu no pieteikumiem konkursam iesniedza uzņēmums "Flash-M" (Krasnojarska), kas apvienoja radošās grupas "Arey" un Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas nodaļas termofizikas institūta (IT SB RAS) pārstāvjus.).
"Flash-M" nāca klajā ar priekšlikumu izveidot t.s. ciklolete. IT SB RAS zinātnieki jau ilgu laiku strādā pie šīs koncepcijas un veic teorētiskus un eksperimentālus pētījumus. Tika savākts liels datu apjoms un tika demonstrēts daudzsološa cikliska dzinēja / cikloidāla dzenskrūves stenda paraugs. Flash-M priekšlikums ieinteresēja FPI, un tieši šī organizācija kļuva par bezmaksas pacelšanās uzvarētāju.
2018. gadā FPI uzsāka projektu Cyclone, kura laikā bija paredzēts turpināt darbu pie cikloletes tēmas, kā arī veidot un pārbaudīt pirmos prototipus. Tāpat šī projekta ietvaros tiek pētīti jautājumi par reālai lietošanai piemērotu pilna izmēra iekārtu tālāku ražošanu, ieviešanu un ekspluatāciju.
2020. gada jūlijā "Flash-M" veica pirmos pieredzējuša bezpilota lidaparāta lidojuma testus. 50 kg smagais aparāts saņēma četrus oriģinālos cikliskos dzenskrūves. Tika apstiprinātas tās iespējas vertikālai pacelšanās un nosēšanās, līmeņa lidojuma un manevru veikšanai. Turklāt viņi demonstrēja dažas iespējas, kas nav pieejamas helikopteriem. Drīz pēc tam armijas 2020 forumā tika parādīts vēl viens eksperimentāls drons ar nosaukumu Cyclone 2020.
Plāni nākotnei
Šā gada aprīlī tika paziņots par jauna darba posma sākumu. Tagad projekta Cyclone mērķis ir izveidot pilna izmēra papildu pilotējamu lidmašīnu, kas sver līdz 2 tonnām ar lietderīgo kravu 600 kg. Šādu "Cyclocar" plānots tiesāt nākamgad. Vidējā termiņā var sākties masveida ražošana un šādas tehnoloģijas ieviešana dažādās jomās.
Ciklona izstrādātāji plāno izveidot veselu aprīkojuma līniju, pamatojoties uz kopīgiem principiem un tehnoloģijām. Kravas, kas sver līdz 20 kg, pārvadās 60 kg UAV "Cyclodron". Lielākas kravas, t.sk. pasažieriem būs jāpārvadā 2 tonnu smagais motocikls. Tālā nākotnē var parādīties smags Cyclotrack, kas ar pacelšanās svaru 10 tonnas varēs pārvadāt līdz 4 tonnām kravas.
Tiek pieņemts, ka jauna veida cikloleti atradīs pielietojumu kravu un pasažieru pārvadājumu jomā. Tāpat par tiem var interesēties militārpersonas, glābēji utt. Dažās jomās ar īpašām prasībām šāda tehnoloģija var aizstāt helikopterus. Tās priekšrocības tiek uzskatītas par mazākiem izmēriem un svaru, kā arī lielāku manevrēšanas spēju un stabilitāti.
Iekārtu pasūtījumu izpildei plānots izveidot jaunu lidmašīnu būves rūpnīcu. Attīstības organizācijai jau ir biznesa plāns, un tiek ziņots, ka ir investori, kas ir gatavi nodrošināt tā īstenošanu.
Tehniskās īpašības
Programmas Cyclone ietvaros tiek pētīta un pārbaudīta velo lidmašīnas universālā shēma, kas pēc tam tiks izmantota visos plānotajos projektos. Šī shēma ir piemērota mērogojamībai, kā rezultātā kompaktais "Cyclodron" un smagais "Cyclotrac" būs līdzīgi viens otram.
Piedāvātā shēma paredz būvēt lidmašīnu ar četriem cikliskiem dzenskrūvēm, kas izvietoti pa pāriem racionalizētās fizelāžas sānos. Dizains piedāvā pēc iespējas plašāku plastmasas un kompozītmateriālu izmantošanu, kas palielinās svara pilnību.
Cikloti saņems hibrīda vai pilnībā elektrisko spēkstaciju. Abos gadījumos dzenskrūvju rotāciju nodrošina elektromotori. Tiek izstrādāta lidojuma vadības sistēma ar maksimālu automatizāciju. Viņai būs jāstrādā pilnīgi neatkarīgi vai jāizpilda pilota komandas, izkraujot viņu.
Projekta galvenais jauninājums ir t.s. ciklisks virzītājs. Šī ierīce ir piecu ierobežota garuma asmeņu komplekts, kas uzstādīts starp sānu diskiem. Asmeņiem ir iespēja brīvi griezties ap garenisko asi; īpašs mehānisms - līdzīgs sviedru plāksnei helikopterā - nosaka to kopīgo un ciklisko soli.
Kad dzenskrūve griežas, asmeņi pārvietojas pa apļveida ceļu. Augšējā un apakšējā daļā vadības mehānisms pakļauj tos uzbrukuma leņķim, kas nodrošina lifta izveidi. Līdzīgu principu izmanto, lai izveidotu horizontālu vilci. Vienlaicīga četru šādu dzenskrūvju izmantošana rada plašas iespējas vertikālam un horizontālam lidojumam, dažādiem manevriem utt.
Cikliskā virzītāja konstrukcija var būt dažāda izmēra. Tādējādi stendā jau ir pārbaudīts produkts ar diametru un platumu 1,5 m. Šāda izmēra vilces ierīce ir paredzēta 2 tonnu smagam Cyclocar. Tas nozīmē, ka viena šāda ierīce rada 500 kg vilci. Saskaņā ar aprēķiniem šāda ierīce spēs sasniegt ātrumu līdz 250 km / h un lidot 500 km. Produkta garums un platums būs 6 m līmenī.
Ieguvumi un perspektīvas
Ciklooptera / ciklokoptera galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar helikopteru ir galveno vienību mazāks izmērs. Ar tiem pašiem vilces rādītājiem cikloidālais dzenskrūve izrādās daudz mazāks nekā dzenskrūve. Cikloleta dzenskrūve pastāvīgi strādā vienā pozīcijā; noliekšanās nepieciešamības neesamība ļauj izveidot horizontālu vilci, nesamazinot vertikāli.
Lidmašīna ar vairākiem cikloīdiem dzenskrūvēm spēj radīt vilci dažādos virzienos un, pateicoties tam, veikt dažādus manevrus, t.sk. nav pieejams helikopteram. Uzlabojot asmeņu leņķa iestatīšanas sistēmas, lidojuma laikā ir iespējams paplašināt pieļaujamos slīpuma leņķus. Jo īpaši, pateicoties tam, ciklolets, atšķirībā no helikoptera, spēj pacelties no slīpām virsmām un nolaisties uz tām.
Izstrādātāji atzīmē lidmašīnas drošību. Cikloīdu dzenskrūves ir viegli aprīkot ar aizsargiem. Piemēram, izstādē "ciklodrons" tika izmantota ierīce, kas sastāv no disku pāra ar džemperiem starp tiem. Šīs ierīces iekšpusē tika ievietots propelleris. Cyclocar publicētajos attēlos ir aizsargāts ar režģi. Turklāt ierīce nebūs trokšņaina: šajā ziņā tai nevajadzētu atšķirties no parastās automašīnas.
Tomēr sākotnējai shēmai ir daži trūkumi, no kuriem ir diezgan grūti atbrīvoties. Pirmkārt, tas ir plašas pieredzes trūkums šādu iekārtu izstrādē, konstrukcijā un ekspluatācijā. Jaunu risinājumu izpēte un izstrāde prasīs daudz laika, un tikai pēc tam cikloletes varēs rēķināties ar jebkuru vietu kravu pārvadājumos. Turpretī helikopteri jau ir labi pētīti un apgūti, kas zināmā mērā vienkāršo gan izstrādi, gan ekspluatāciju.
Pieredzes problēmu pastiprina fakts, ka ciklolets ir tehniski sarežģītāks par helikopteru. Tātad shēmā no "Flash-M" un IT SB RAS vienlaikus tiek izmantoti četri oriģinālie dzenskrūves. Katrs no tiem neatšķiras ar vienkāršību, un to kombinētā izmantošana rada nepieciešamību risināt jaunas inženiertehniskās problēmas barošanas un piedziņas, aerodinamikas, vadības u.c.
Programmas Cyclone vidējais ciklons tiek uzskatīts par masu modeli, kas nākotnē var uzņemties “gaisa taksometra” lomu. No tā izriet jauns izaicinājums: izstrādātājiem un regulatoriem būs jānosaka šādu gaisa kuģu ekspluatācijas noteikumi, jāizstrādā drošības jautājumi utt. Projekta dalībnieki minētos jautājumus jau risina.
Tehnoloģija nākotnei?
Jāatgādina, ka ciklona projekts no FPI, Flash-M un IT SB RAS nav pirmais šāda veida projekts. Riteņbraukšanas / cikloptera ideja tika ierosināta pagājušā gadsimta sākumā. 1909. gadā krievu inženieris E. P. Sverčkovs uzbūvēja "ortopēru ar riteņiem" - lidmašīnu ar diviem "lāpstiņām". Produkts nepacēlās ne perfektākā dizaina un dzinēja jaudas trūkuma dēļ.
Nākotnē mūsu valstī un ārvalstīs atkārtoti tika izstrādāti un būvēti jauni cikloleti. Tomēr pat visveiksmīgākie projekti netika tālāk par modeļu lidojuma pārbaudēm - koncepcijas sarežģītība un ietekmēto dizainu nepilnības. Turklāt neparastas lidmašīnas nevarēja konkurēt ar jau pazīstamajiem helikopteriem.
Pēdējās desmitgadēs riteņbraukšana atkal palikusi atmiņā. Mūsdienu zinātniskās metodes, tehnoloģijas un materiāli ļauj izpētīt un ieviest šādu koncepciju jaunā līmenī. Mūsu valstī šāds darbs tiek veikts projekta Cyclone ietvaros, kas jau ir izgājis maketa posmu un tuvojas pilna izmēra apkalpes / bezpilota transportlīdzekļa testēšanai. Vai zinātnieki un inženieri spēs tikt galā ar visām gaidāmajām problēmām, kļūs skaidrs tuvākajā laikā. Cyclocar pirmais lidojums notiks nākamgad.
