Авиация и космонавтика 2008 07

29 апреля летательный аппарат совершил первый полный переход от вертикального взлета к горизонтальному полету, а в октябре летчик-испытатель Джон Нолл достиг скорости полета 288 км/ч (на 36 км/ч выше официального мирового рекорда скорости, установленного в 1954 году на вертолете S-59).

Это достижение было широко разрекламировано в печати как новый мировой рекорд. Однако, как выяснилось позже, в FA1 для регистрации результат не был представлен. Также не были представлены в FAI и результаты летных испытаний, проводившихся в 1956 году; летчик-испытатель винтокрыла XV-1 У. Эггерт совершил 39 полетов и 5 полных переходов, достигнув еще большей скорости - 320 км/ч.

О летательном аппарате XV-1 в США писали как о первом в мире успешно летающем винтокрыле, несмотря на то, что до этого были успешные полеты английского винтокрыла «Джайродайн» фирмы «Фей-ри» и французского «Фарфаде». В 1956 году был построен второй экземпляр винтокрыла XV-1. Испытания обоих винтокрылов прошли благополучно, без летных происшествий, однако их доводка из-за большой сложности конструкции затянулось и требовала больших расходов. В процессе испытаний выяснилось, что поставленные армией задачи по разведке и связи могли успешно решаться обычными вертолетами - более простыми по конструкции и менее сложными в эксплуатации. Поэтому дальнейшая разработка винтокрыла XV-1 была прекращено.

Пассажирский винтокрыл "Ротодайн"

Схема распределения скоростей обтекания несущего винто

Первый мировой рекорд скорости для винтокрылов на 100-километровом замкнутом маршруте был установлен 5 января 1959 года на опытном пассажирском винтокрыле «Ротодайн», построенном английской самолетостроительной фирмой «Фейри». В рекордном полете была достигнута скорость 307,22 км/ч, что почти на 79 км/ч превышало скорость, установленную на американском вертолете Н-34 фирмы «Сикор-ский» в полете по такому же маршруту. Рекордный полет был выполнен экипажем под управлением командира эскадрильи новозеландских ВВС Рона Джелатли и был зарегистрирован с указанием двух стран - Великобритании и Новой Зеландии. Вторым пилотом летел ведущий пилот фирмы «Фейри» Рон Мортон. Зафиксировали этот рекорд в общем классе вертолетов Е-1, отдельного подкласса для винтокрылов тогда еще не было.

Опытный винтокрыл «Ротодайн» был построен в 1953 году по заказу министерства снабжения Великобритании. Он предназначался для пассажирского соображения между Лондоном и Парижем и отличался оригинальной компоновкой. Винтокрыл был выполнен по схеме моноплана с высокорасположенным крылом размахом 14,2 м и горизонтальным оперением. Он был снабжен двумя ГТД «Иленд» фирмы «Нэпир» мощностью по 2800 л.с. каждый, установленными в гондолах и приводящими во вращение тянущие воздушные винты. Компрессоры подавали сжатый воздух в реактивные горелки на концах лопастей четырехлопастного несущего винта диаметром 27,4 м.

Предполагалось, что компрессорный привод несущего винта будет использоваться только при взлете и посадке. В крейсерском полете несущий винт станет вращаться на режиме самовращения, как у автожира, создавая только 40% подъемной силы, а 60% будут создаваться крылом. Все это должно было обеспечить летательному аппарату более высокую экономичность, чем у вертолета.

Винтокрыл имел просторную кабину, в которой могли разместиться до 40 пассажиров. Его расчетная взлетная класса составляла 17700 кг. За рубежом он был самым большим для своего времени винтокрылым аппаратом. Однако при испытаниях винтокрыла, начавшихся в 1954 году, выяснилось, что его конструкция отличается очень большой сложностью и требует доводки. Расход топлива оказался более высоким, чем у вертолета, а преимущества автожирного полета нельзя было реализовать на коротких маршрутах. Кроме того, уровень шума работающих реактивных горелок при взлете и посадке был настолько высок, что делал невозможной эксплуатацию винтокрыла в городских районах.

Фирма «Фейри» совместно с пассажирской авиакомпанией «Бритиш Юропиен Эруэй» пыталась организовать при помощи винтокрылов «Ротодайн» пассажирское сообщение между Лондоном и Парижем. Будущие рейсы должен был «анонсировать» рекордный полет между этими городами. Однако осуществить его не удалось: в 1961 году из-за отсутствия финансирования дальнейшая разработка этой модели летательного аппарата была прекращена.

С 1960 года по контракту с армией США на фирме «Белл» начали искать возможности увеличения скоростей полета винтокрылых аппаратов на базе экспериментальных комбинированных вертолетов, являющихся развитием серийного многоцелевого вертолета Белл UH-1B. Совершенствование аэродинамики UH-1B позволило увеличить его крейсерскую скорость с 220 до 280 км/ч, снизить расход топлива на 25%.

Винтокрыл имел крыло размахом 8,15 м и площадью 6 му с изменяемыми углом установки и углом стреловидности, что позволило разгрузить несущий винт, но значительно усложнило конструкцию вертолета. Поэтому на винтокрыле в гондолах по бокам фюзеляжа дополнительно установили два ТРД с тягой по 770 кг, а затем и новый двухлопастный несущий винт со скоростными профилями на концах лопастей.

В мае-июне 1961 года во время летных испытаний экспериментального комбинированного винтокрыла YUH-1B взлетной массой 3900 кг с двухлопастным несущим винтом была достигнута скорость 358 км/ч. Официальный мировой рекорд скорости, установленный на винтокрыле "Ротодайн", был превышен более чем на 50 км/ч, 8 сентябре 1964 года после установки четырехлопастного несущего винта была достигнута еще большая скорость - 379,5 км/ч, а в начале 1965 года - 408 км/ч, однако оба достижения не были зарегистрированы в качестве мировых рекордов.

В 1968 году винтокрыл YUH-1B был модифицирован под установку большего по размерам крыла и более мощных ТРД с тягой по 1500 кг, что увеличило его взлетную массу до 4300 кг. Во время летных испытаний этого винтокрыла, получившего обозначение Белл 533, в мае 1969 года была достигнута скорость 508,5 км/ч. При этом концы лопастей обтекались со сверхзвуковой скоростью, соответствующей числу М=1,01. В полете отмечался высокий уровень вибраций. Анализ результатов этого полета показал, что при такой скорости обеспечивается устойчивая работа несущего винта, хотя большая часть лопасти, идущей по потоку, находится в зоне обратного обтекания; как показано на схеме, эквивалентное аэродинамическое качество при скорости 508 км/ч составляло всего 1,35. Полет с такой скоростью хотя и возможен, однако энергетически невыгоден, поскольку требует большой мощности. В дальнейшем достижение больших скоростей полета (до 500 км/ч) стали связывать только с преобразуемыми винтокрылыми аппаратами; с поворотными винтами, или с останавливаемым несущим винтом, используемым как крыло, или с убираемым несущим винтом.