Der Bell XV-3 ist ein amerikanischer experimenteller Tiltrotor. Es machte seinen Erstflug am 23.08.1955. Der erste Übergang vom Vertikal- in den Horizontalflug erfolgte am 18.12.1958. Insgesamt wurden bis 1966 mehr als 250 Testflüge durchgeführt, die die grundsätzliche Möglichkeit bewiesen, einen Tiltrotor mit Drehschrauben zu bauen. Die Tests dieses Flugzeugs wurden als erfolgreich anerkannt, daher wurde beschlossen, auf dieser Grundlage einen bereits mit Rotationsmotoren ausgestatteten Apparat zu entwickeln, der zur Entwicklung des Tiltrotors Bell XV-15 führte.
Die experimentelle Bell XV-3 hatte einen großen Rumpf für 4 Passagiere, feste Tragflächen mit einer Spannweite von 9,54 Metern und einen Pratt & Whitney R-985-Motor, der eine maximale Leistung von 450 PS entwickelte. Der Rotorpropeller, der sich auf der Konsole jedes Flügels befand, wurde mit Hilfe von Elektromotoren in die erforderliche Position gebracht: nach oben - für den Vertikalflug, nach vorne - für den Horizontalflug.
Um ein Flugzeug zu erhalten, das die Eigenschaften eines Flugzeugs und eines Hubschraubers vereinen konnte, wurden viele Versuche unternommen, eine Vielzahl von Drehflügelmaschinen zu entwickeln, einschließlich Drehpropeller, die im Westen als Tiltrotor bezeichnet wurden, und in unserem Land - a Hubschrauber-Flugzeug. Diese Flugzeuge waren wie bei Hubschraubern mit Drehpropellern mit großem Durchmesser mit angelenkten Blättern und einer geringen Last auf der überstrichenen Fläche ausgestattet, die es solchen Maschinen ermöglichten, einen vertikalen Start mit einer relativ geringen Leistung des darauf installierten Triebwerks durchzuführen.
Die Kipprotorpropeller wurden direkt von den Motoren angetrieben, die in den Gondeln eingebaut werden konnten, sich mit den Propellern drehend, oder vom Motor / den Motoren, die sich im Rumpf des Autos oder in separaten Gondeln befanden, während sich nur die Propeller drehten, wenn Wechsel auf ein anderes Flugmodell. Während des Horizontalflugs wurde der Tiltrotor wie ein Flugzeug gesteuert - mit Hilfe der normalen Flugzeugsteuerung, und beim Umschalten in den Vertikalflug - wie ein Hubschrauber mit Hilfe der Steuerung der allgemeinen und zyklischen Steigung der Propeller. Es wurde davon ausgegangen, dass Tiltrotoren im Falle einer Kraftwerksstörung wie ein Flugzeug mit Planlage und teilweiser Neigung der Propeller oder wie ein Helikopter im Autorotationsmodus landen können.
Tiltrotorglocke XV-3
Die Firma Bell hat viele Jahre lang viel Forschung und experimentelle Arbeit auf dem Gebiet der Tiltrotor-Konstruktion durchgeführt, die Arbeit in diese Richtung wurde von den Designern Arthur Young und Bertrand Kelly geleitet, später kam Robert Lichten dazu. Beim Wettbewerb der amerikanischen Armee 1950 für das beste Flugzeugdesign für Aufklärungs- und Rettungsdienste an vorderster Front präsentierte Bell eine Kipprotorkonstruktion mit Kipprotorpropellern. Insgesamt betrachtete die Kommission 17 verschiedene Projekte, von denen nur 3 Projekte von Drehflüglern ausgewählt wurden, darunter das Projekt der Designer der Firma "Bell". Als Ergebnis des 1951 durchgeführten Wettbewerbs schloss die US Air Force mit diesem Unternehmen einen Vertrag über den Bau von zwei Versuchswandlern für spätere Flugerprobungen der Fahrzeuge ab.
Der Bau des ersten Bell-Tiltrotors, der zunächst die Bezeichnung Bell XH-33, später Bell XV-3 erhielt, verzögerte sich, die Arbeiten wurden erst Anfang 1955 abgeschlossen und am 10. Februar desselben Jahres der erste offizielle Demonstration der Neuheit statt. Am 11. August 1955 fanden die ersten Senkrechtstart- und Schwebeflüge statt, dann Übergang in den Horizontalflug, als die Propellerneigung 15 Grad erreichte (Testpilot Floyd Carlson). Bei den anschließenden Tests des Tiltrotors, die am 25. Oktober 1956 in der Luft in 60 Metern Höhe mit um 20 Grad geneigten Propellern stattfanden, verlor das Gerät aufgrund mechanischer Instabilität die Kontrolle und stürzte ab, während Bell XV-3 zerstört und Testpilot Dick Stensbury in Folge des Sturzes schwer verletzt.
Aufgrund der Katastrophe wurden weitere Flugtests des Tiltrotors erst 1958 an der zweiten Instanz der Bell XV-3 fortgesetzt. Anfangs hatte es zweiblättrige Propeller, die jedoch bald durch dreiblättrige ersetzt wurden. Erstmals erfolgte am 18. Dezember 1958 ein vollständiger Übergang vom Vertikalflug in den Horizontalflug mit anschließender Vertikallandung, bei diesem Flug wurde der Tiltrotor vom Testpiloten Bill Quinlen gesteuert. Bei nachfolgenden Flügen konnte das Gerät in einer Höhe von 1220 Metern eine Geschwindigkeit von 212 km / h erreichen. 1962 wurde diese Einheit für weitere Tests in das NASA Langley Research Center überführt. In diesem Zentrum flog Bell XV-3 erfolgreich im vertikalen Modus und führte unvollständige Übergänge in den Flugzeugmodus mit einer Propellersteigung von 30-40 Grad durch.
Außerdem wurde der Tiltrotor auf einem speziellen Stand getestet, wo ein vollständiger Übergang in den Flugmodus "Flugzeug" durchgeführt wurde. Beim Umschalten von einem Hubschrauberflugmodus in einen Flugzeugmodus wurden die Propeller mithilfe eines Schneckengetriebes von Elektromotoren um 90 Grad gekippt. Der Übergangsprozess dauerte normalerweise nur 15-20 Sekunden. Gleichzeitig konnte der Bell XV-3 Tiltrotor während des Übergangs an jeder Zwischenposition der Propeller weiterfliegen. Insgesamt hat dieser Tiltrotor mehr als 250 Testflüge und 110 vollständige Übergänge zwischen den Flugmodi durchgeführt und in dieser Zeit etwa 450 Stunden geflogen. Bei diesen Flügen wurde eine Höchstgeschwindigkeit von 290 km/h erreicht, sowie eine Höhe von 3660 Metern. Die Tiltrotor-Tests wurden 1965 fortgesetzt, jedoch bereits im Windkanal. Diese Tests wurden aufgrund des Ablösens der Gondel mit dem Propeller und der Beschädigung der Bell XV-3 abgebrochen.
Die Luftwaffe und die US-Armee setzten große Hoffnungen in die Entwicklung dieses Flugzeugtyps, da sie glaubten, dass Konverter am besten für Aufklärungs-, Kommunikations- und Rettungseinsätze geeignet seien. Bell hat eine Reihe von Projekten sowohl für militärische als auch für zivile Modelle solcher Drehflügler erstellt. Bei einigen von ihnen war geplant, zwei Gasturbinentriebwerke in Gondeln unter dem Flügel zu installieren, während die Höchstgeschwindigkeit etwa 400 km / h betragen sollte.
Der Tiltrotor Bell XV-3 hatte das gleiche Layout wie konventionelle Flugzeuge. Am einfachsten und geeignetsten war die Anordnung, bei der sich die Propeller an den Enden der Flügel befanden: Wenn sie gedreht wurden, ähnelte der Tiltrotor einem Doppelrotor-Querhubschrauber. Beim Senkrechtstart wurde die Strömung der Propeller gehemmt und über die Tragfläche geblasen, was der Grund für den Schubverlust der Propeller war, und die maximale Geschwindigkeit des Tiltrotors war aufgrund des geringen Leistungsgewichts relativ gering Verhältnis des Versuchsflugzeugs.
Äußerlich ist der experimentelle Tiltrotor Bell XV-3 ein Eindecker mit einem Motor und zwei rotierenden Dreiblattpropellern sowie einem Kufenchassis von sehr einfachem Design, die Fahrgestellspur betrug 2, 8 Meter. Gleichzeitig zeichnete sich der Flugzeugrumpf durch gute aerodynamische Formen aus. Im Bug befand sich ein Cockpit mit großer Verglasungsfläche. In dieser Kabine befanden sich ein Pilot, Co-Pilot oder Beobachter sowie zwei Passagiere, statt dessen war es möglich, einen Verwundeten mit einem Sanitäter auf eine Trage zu legen. Der Flügel des Tiltrotors war gerade und hatte eine relativ kleine Fläche, da er berechnet wurde, um nur bei Reisefluggeschwindigkeit Auftrieb zu erzeugen. An den Flügelenden befanden sich kleine Gondeln mit Drehschrauben. Die Ummantelung der Flügelspitzen könnte vom technischen Service entfernt werden, um Zugang zu den Getriebekomponenten zu erhalten. Der Flügel hatte auch einziehbare Klappen und Querruder. Das Leitwerk war das gleiche wie bei herkömmlichen Flugzeugen - mit Seitenruder, mit großem Seitenleitwerk, auf dem Kiel befand sich ein Stabilisator mit einer Spannweite von 4 Metern mit Höhenrudern.
Aufgrund seines Designs hatte der Bell XV-3 Tiltrotor eine Reihe einzigartiger Betriebsmerkmale. So fehlte beispielsweise das für mehrmotorige Flugzeuge typische Quergetriebe. Bei einem Kraftwerksausfall wurden die Bell XV-3 Propeller automatisch in eine vertikale Position gebracht, wodurch der Tiltrotor wie ein gewöhnlicher Hubschrauber oder ein konventioneller Tragschrauber autorotierend absinken konnte. Gleichzeitig beugten sich die Propeller nach vorne, um Schub zu erzeugen, jedoch wurde im Horizontalflug ein Teil des Auftriebs dennoch durch den Flügel des Apparats erzeugt.
Das Schwierigste für die Bell-Ingenieure war die Auswahl von Propellern mit dem optimalen Durchmesser für den Bell XV-3 Tiltrotor. Der springende Punkt war, dass für den vertikalen Start des Fahrzeugs Propeller mit großem Durchmesser benötigt wurden, während es im Horizontalflug rentabler war, kleine Propeller zu verwenden. Am Ende lag der Kompromissdurchmesser der Drehschnecken bei 7,6 Metern. Dreiblattpropeller dieses Durchmessers befanden sich in Gondeln an den Flügelspitzen. Die Schraubhülsen hatten sich kreuzende vertikale und horizontale Scharniere, die sich in einem Abstand von 0,44 Metern von der Drehachse befanden, sowie Pendelausgleicher. Die Propellernaben wurden mit Verkleidungen abgedeckt. Ganzmetall-geklebte Klingen im Grundriss hatten eine rechteckige Form und eine geometrische Drehung von 20 Grad.
Der experimentelle Tiltrotor Bell XV-3 wurde von einem luftgekühlten Radialkolbenmotor von Pratt & Whitney angetrieben. Es war der R-985-AN-1 und der Motor hatte eine maximale Leistung von 450 PS. bei 2300 U/min in einer Höhe von 450 Metern und beim Start. Der Motor wurde im mittleren Teil des Rumpfes eingebaut. Aufgrund der unzureichenden Leistung des Kraftwerks wurde die Höchstgeschwindigkeit auf 280 km / h begrenzt, obwohl der Tiltrotor bei Tests einen höheren Wert zeigte. Eine höhere Geschwindigkeit war möglich, indem der Motor durch einen stärkeren ersetzt wurde. Insbesondere war der Einbau eines zweiwelligen GTE Lycoming T-53 geplant, der eine Leistung von 825 PS entwickelt.
Nach Abschluss der Bell XV-3-Tests wurde die Idee eines Tiltrotors in den USA nicht aufgegeben. Nach ihm wurde ein neues Modell geboren. Das neue Flugzeug war mit bereits rotierenden Triebwerken ausgestattet. Es erhielt die Bezeichnung Bell XV-15 und absolvierte im Mai 1977 seinen Erstflug. Und am 19. März 1989 hob der Tiltrotor Bell V-22 Osprey in den Himmel ab, der seit 2005 im Einsatz ist. Er dient im Marine Corps und im Special Operations Command der United States Air Force. Bis 2016 wurden mehr als 300 Fahrzeuge dieses Typs gebaut, und die Lieferung dieser Konverter an die US-Streitkräfte wird fortgesetzt.
Flugtechnische Eigenschaften des XV-3 Tiltrotors:
Gesamtabmessungen: Länge - 9, 2 m, Höhe - 4 m, Spannweite - 9, 5 m, Durchmesser der Drehschrauben - 7, 6 m.
Leergewicht - 1907 kg.
Abfluggewicht - 2218 kg.
Das Kraftwerk ist ein Pratt Whitney R-985-AN-1 Theater mit einer Leistung von 450 PS.
Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 290 km/h.
Reisegeschwindigkeit - 269 km / h.
Praktische Reichweite - 411 km.
Dienstdecke - 4600 m.
Die Steiggeschwindigkeit beträgt 6, 3 m / s.
Besatzung - 1 Person.
