Ist der V-22 Osprey Tiltrotor einfach zu fliegen? Ich denke, viele würde interessieren, wie sich so etwas generell in der Luft hält. Aber woher weißt du das? Es ist unwahrscheinlich, dass das US Marine Corps so freundlich sein wird, ausländische Piloten aus unfreundlichen Ländern zum Lenken dieses Fahrzeugs zuzulassen.
Dennoch bietet sich die Gelegenheit, dieses Wunderwerk der Technik mit den Augen eines Piloten zu betrachten. Ich konnte einen interessanten Aufsatz von Scott Trail finden, der im Mai 2006 an der University of Tennessee verteidigt wurde, in dem er die Besonderheiten der Steuerung der V-22 mit Instrumenten (Instrument Meteorological Conditions, IMC), also bei schlechtem Wetter, betrachtete Bedingungen. Diese Arbeit wurde auf der Grundlage einer Reihe von Testflügen geschrieben und hatte das Ziel herauszufinden, welche Konfiguration für solche Flüge am besten geeignet ist und wie einfach der Tiltrotor zu fliegen ist.
Dies ist natürlich ein inoffizieller Testbericht, aber das ist für uns in Ordnung. Grundsätzlich wird der Artikel diesem Bericht folgen.
Ein wenig über den Tiltrotor
Das Hauptmerkmal des Tiltrotors besteht darin, dass sich seine Motoren in zwei rotierenden Gondeln befinden, die an den Enden der Flügel montiert sind. Sie können ihre Position im Bereich von 0 bis 96,3 Grad (also 6, 3 Grad zurück von der vertikalen Position) ändern. Die Gondelneigung hat drei Modi: ungefähr 0 Grad - Flugzeugmodus, von 1 bis 74 Grad - Übergangsmodus und von 74 bis 96 Grad - vertikaler Start- und Landemodus.
Darüber hinaus verfügt der Tiltrotor über ein Zweikiel-Ruder, Flaperons (Querruder-Klappen) an den Flügeln, die sowohl als Klappen als auch als Querruder arbeiten können. Die Propeller im Senkrechtstart- und Landemodus können kippen, und in diesem Modus wird der Flug durch die Propellerneigung und die Propellerneigungsdifferenz gesteuert (beim Bewegen in die Triebwerksgondelposition von 61 Grad ist die Propellerneigung auf 10% begrenzt von normal und nimmt im Flugzeugmodus allmählich auf Null ab; die Neigungsdifferenz wird bei einer Geschwindigkeit über 61 Knoten oder bei einer Gondelposition von weniger als 80 Grad deaktiviert; aber auch im Transientenmodus erfolgt die Steuerung gleichzeitig durch den Neigungsunterschied der Propeller, Flaperons und Ruder. Die Schrauben sind in Einbauwinkel, Steigung und Drehebene einstellbar. Im Vertikalflugmodus wird die Propellersteigung (verringert sich auf Null, wenn die Triebwerksgondeln von 80 bis 75 Grad positioniert sind) und die Steigungsdifferenz der Propeller (maximal bis zur Triebwerksgondelposition beträgt 60 Grad und bei einer Geschwindigkeit von 40 bis 60 Knoten sinkt sie auf Null).
Ein Tiltrotor kann nicht nur senkrecht landen, sondern auch mit Kilometerleistung, wie ein Flugzeug. In diesem Fall sollte der minimale Neigungswinkel der Triebwerksgondeln 75 Grad betragen, das Fahrwerk wird mit einer Geschwindigkeit von 140 Knoten freigegeben und die maximale Landegeschwindigkeit beträgt 100 Knoten.
Die Bedienelemente des Tiltrotors sind im Allgemeinen denen von Hubschraubern und Flugzeugen ähnlich: der Griff, der die Nick- und Rollbewegung steuert, die Drehpedale (im Gegensatz zum Hubschrauber steuern sie die Drehung der Seitenruder), der Triebwerksschubgriff für die linke Hand. Die Position der Triebwerksgondeln wird durch ein am Schubgriff montiertes Rad unter dem Daumen der linken Hand gesteuert. Genau das ist nicht im Flugzeug oder im Helikopter.
Der Tiltrotor verfügt über ein automatisches Kontrollsystem, das ständig die Stabilisierung der Position des Tiltrotors im Flug aufrechterhält.
Steuerbarkeit in verschiedenen Modi
Wie verhält er sich in verschiedenen Flugmodi?
Flugzeugmodus, Gondelposition 0 Grad, Geschwindigkeit 200 Knoten - Flugzeugsteuerung, Geschwindigkeit auf 2 Knoten gehalten, Kurs innerhalb von 3 Grad, Höhe innerhalb von 30 Fuß.
Übergangsmodus, Gondelposition 30 Grad, Geschwindigkeit 150 Knoten - die Steuerung ist die gleiche wie im Flugzeugmodus, aber Trail bemerkte bei Kurvenfahrten eine spürbare Vibration und einen Steigflug von etwa 9 Metern.
Transient-Modus, Gondelposition 45 Grad, Geschwindigkeit 130 Knoten - Vibrationen erhöht, aber keine Auswirkungen auf die Steuerung; auf der anderen Seite wurde der Tiltrotor weniger vorhersehbar, die Geschwindigkeit schwankte zwischen weniger als 2 und mehr als 4 Knoten von der gewünschten und die Höhe variierte von einem Abstieg von 20 bis zu einem Aufstieg von 60 Fuß.
Übergangsmodus, Gondelposition 61 Grad, Geschwindigkeit 110 Knoten - der Tiltrotor ist gut kontrollierbar, die Geschwindigkeit beträgt weniger als 2 Knoten und mehr als 2 Knoten von der gewünschten, die Höhe schwankte weniger und mehr als 20 Fuß von der gewünschten. Aber Trail bemerkte eine starke Vibration.
Hubschraubermodus, Gondelposition 75 Grad, Geschwindigkeit 80 Knoten - der Tiltrotor ist kontrollierbarer und empfindlicher, weicht weniger von den gewünschten Flugparametern ab (Geschwindigkeit innerhalb 2 Knoten, Kurs innerhalb 2 Grad, Höhe innerhalb 10 Fuß), jedoch in diesem Modus es tritt starkes Gleiten auf.
Es gibt noch andere interessante Funktionen des Pilotierens. Es stellte sich heraus, dass der Tiltrotor am schnellsten auf- und absteigt, wenn die Gondeln auf 45 Grad stehen: beim Klettern - 200-240 Fuß pro Minute, beim Abstieg von 200 auf 400 Fuß pro Minute. Aber das Steuern eines Tiltrotors ist schwierig, es ist mehr Erfahrung erforderlich als in anderen Flugmodi. Die V-22 kann noch schneller steigen und sinken, bis zu 1000 Fuß pro Minute, wobei der Pilot die Unterstützung des Kommandanten benötigt.
Die allgemeine Schlussfolgerung von Trail ist wie folgt. Der Tiltrotor ist meistens sehr gut in der Handhabung und auf der Bewertungsskala für die Handhabungsqualitäten erfordern die meisten Manöver kein Eingreifen des Piloten oder erfordern nur minimale Eingriffe (HQR 2-3). Bei einem Gondelwinkel von 45 Grad sowie einer Kombination aus Gondelwinkeländerung und Manöver wird die Steuerung jedoch schwieriger und Manöver erfordern ein moderates bis erhebliches Eingreifen des Piloten (HQR 4-5).
Anflugmerkmale
Während der Tests wurden mehrere weitere Instrumentenflugmodi erarbeitet, insbesondere ein Anflug und ein erfolgloser Landeanflug mit Verlust eines Triebwerks (in den Experimenten wurde dies durch Begrenzung des Schubs auf 60 % des Maximums simuliert).
Ein Landeanflug aus dem Flugzeugmodus stellt den Piloten vor einige Schwierigkeiten, der die Höhe, den Kurs, die Geschwindigkeit und den Winkel der Gondeln überwachen und auf Änderungen reagieren muss, wenn sich die Position der Gondeln ändert, insbesondere wenn der Winkel von 30 Grad passiert. Bei einem Gondelwinkel von 30 Grad und einer Geschwindigkeit von 150 Knoten kann das Fahrwerk noch nicht ausgefahren werden, so dass der Pilot die Gondeln schnell auf einen Winkel von 75 Grad anheben und auf 100 Knoten verlangsamen muss. In diesem Moment tritt ein Schlupf auf und es ist notwendig, den Tiltrotor auf Kurs zu halten sowie den Auftrieb des Fahrzeugs zu kompensieren, der auftritt, wenn die Gondelwinkel 30 bis 45 Grad betragen. Nach dem Wechsel in den Helikoptermodus muss der Pilot die Nase anheben und den Schub auf das Maximum erhöhen, um die Sinkgeschwindigkeit zu reduzieren.
Der Pilot kann beim Anflug die Gondeln auf 61 Grad bei 110 Knoten bewegen, wobei der Tiltrotor 50 bis 80 Fuß an Höhe gewinnt und 10 Knoten wünschenswerter sind. Es treten auch seitliche Vibrationen auf, die den Piloten ablenken. In dieser Konfiguration ist der Tiltrotor jedoch leichter zu kontrollieren, stabiler und behält eine Geschwindigkeit innerhalb von 2-3 Knoten der gewünschten bei. Die Sinkgeschwindigkeit wird durch den Schub gut kontrolliert. Von dieser Konfiguration aus ist es am einfachsten, zur Landekonfiguration zu gelangen, für die es ausreicht, 10 Knoten abzulassen und die Gondeln um 14 Grad anzuheben.
Es ist auch möglich, die Gondeln im Flug auf 75 Grad zu bewegen und den Anflug mit 80 Knoten zu beginnen. In diesem Fall kann der Tiltrotor spontan um 1-2 Grad vom Kurs abweichen, was ausgeglichen werden muss. Diese Konfiguration ermöglicht eine genauere Lande- und Landepunktauswahl.
Bei erfolglosem Landeanflug mit Verlust eines Triebwerks sollte der Pilot die Gondeln sofort in die 0-Grad-Position bringen (die Anfangspositionen der Gondeln von 30 und 45 Grad wurden herausgearbeitet), in diesem Fall verliert der Tiltrotor 200 Höhenmeter. Der Aufstieg ist nur möglich, wenn in den Flugmodus gewechselt wird. Bei der Ausgangskonfiguration der Gondeln von 61 Grad wird der Übergang in den Flugzeugmodus bei einem fehlgeschlagenen Landeanflug sehr schwierig, da der Tiltrotor empfindlich auf Winkeländerungen der Gondeln reagiert. Der Pilot muss die Gondeln sehr vorsichtig bewegen, um den Sinkflug nicht zu beschleunigen, und dieses Manöver erfordert eine Distanz von mindestens 8 Meilen; während des Manövers verliert das Fahrzeug 250 Fuß an Höhe.
Vorteile und Nachteile
Soweit die Beschreibung der Tiltrotorsteuerung zu beurteilen ist, liegt die Hauptschwierigkeit darin, dass der Pilot nicht nur in einem Flugzeug und in einem Helikopter fliegen können muss, sondern in einfachen Worten auch von einer Steuerung wechseln kann rechtzeitig in einen anderen Modus wechseln, wenn sich die Position der Gondeln ändert, und auch beim Steuern in Übergangsmodi, insbesondere bei einem Gondelwinkel von 75 Grad, mehr Kraft aufwenden, wenn der Tiltrotor schwergängig wird und zum Schlupf neigt.
An manchen Stellen ist der Tiltrotor im Management unlogisch. Meistens fliegen Piloten es im Flugzeugmodus, aber die Tatsache, dass beim Anflug und Umschalten auf eine Hubschrauberkonfiguration der volle Schub gegeben werden muss, während ein Flugzeug beim Landen den Schub aufräumen muss, erfordert dies etwas Geschick und Gewohnheit für Piloten.
Jedes Auto hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Zu den Nachteilen des Tiltrotors gehört die Tatsache, dass er im Helikoptermodus fast keine Autorotation hat (ist aber schlecht: die Sinkrate für Autorotation beträgt 5000 fpm), was das Helikopter-Piloten erheblich erleichtert. Der Tiltrotor hat jedoch Flügel mit ihrer Auftriebs- und Gleitfähigkeit (aerodynamische Qualität - 4,5, mit einer Sinkrate von 3500 fpm bei einer Geschwindigkeit von 170 Knoten), in Kombination mit verschiedenen Gondelwinkeln kann dies interessante Effekte wie gleichzeitiges Steigen und Geschwindigkeit ergeben mit der Gondelposition bei 45 Grad. Ein erfahrener Pilot kann die Flugmodi variieren, indem er den Neigungswinkel der Gondel ändert (maximal 8 Grad pro Sekunde, dh eine vollständige Drehung von 0 auf 96 Grad dauert 12 Sekunden). Zum Beispiel erfolgt die Übertragung von Gondeln von 30 auf 45 Grad fast augenblicklich in etwas mehr als einer Sekunde, und dieser Modus ermöglicht es Ihnen, stark an Höhe und Geschwindigkeit zu gewinnen, was beispielsweise verwendet werden kann, um Beschuss vom Boden aus zu vermeiden.
Im Allgemeinen ist dies für einen erfahrenen Piloten ein sehr gutes Auto mit zusätzlichen Fähigkeiten, die sowohl dem Flugzeug als auch dem Hubschrauber fehlen. Aber für einen Anfänger ist dies eine schwierige Maschine. Um dieses Wunder der Technik zu steuern, kann man natürlich lernen. Dies erfordert jedoch eine längere Ausbildung (der Lehrplan des US Marine Corps umfasst 180 Tage Pilotenausbildung) und der Flug erfordert mehr Aufmerksamkeit des Piloten.
