Как HX50 переосмысливает лётно-технические характеристики вертолётов

Почему многие вертолёты не созданы для высоких скоростей

Чтобы понять наш подход, важно осознать: многие ранние вертолёты попросту не проектировались для высокоскоростных перелётов. Их задачи определялись уникальными возможностями вертикального взлёта и посадки с акцентом на транспортировку грузов и доступ к ограниченным посадочным площадкам. Как следствие, аэродинамическое совершенство формы нередко отходило на второй план.

Показательный пример: у обычного вертолёта фюзеляж создает лишь около 40 % суммарного паразитного лобового сопротивления воздушного судна. Открытые вал и втулка несущего винта могут добавлять невероятные 30 %, а полозковое шасси без обтекателей легко прибавляет еще 15 %. Именно эти массивные механические элементы, создающие значительное лобовое сопротивление и отсутствующие у самолётов, традиционно ограничивают крейсерскую скорость вертолётов.

Что на самом деле ограничивает скорость вертолёта

Начинающих пилотов нередко учат, что скорость вертолёта принципиально ограничена такими факторами, как несимметричность подъёмной силы, срыв потока на отступающей лопасти и число Маха на конце наступающей лопасти. Все эти явления вполне реальны, однако их влияние на лётно-технические характеристики начинает ощутимо сказываться лишь при скоростях около 180 узлов.

При 200 узлах возникающая вибрация может достигать недопустимого уровня, а практический предел для традиционных вертолётов составляет около 250 узлов (действующий рекорд, установленный на Lynx, — около 216 узлов).

Наша целевая крейсерская скорость в 140 узлов значительно ниже этих сложных технических барьеров. Поэтому её достижение превращается в задачу радикального и продуманного снижения лобового сопротивления.

Мощь аэродинамического совершенства

Если спроектировать фюзеляж вертолёта по образу и подобию обтекаемого самолёта, это закономерно приведёт к значительному снижению лобового сопротивления. В период с 1959 по 1963 год компания Bell проводила эксперименты с вертолётом UH-1B «Huey». Установка обтекателей на хвостовую часть фюзеляжа, пилон несущего винта и стойки полозкового шасси, а также ряд скромных доработок планера — при сохранении того же двигателя и несущей системы, за исключением стабилизирующего стержня, — позволили добиться потрясающего снижения лобового сопротивления на 66,5 %. Это обеспечило увеличение крейсерской скорости на 30 узлов для того же вертолёта при той же максимальной взлётной массе.

Это наглядно демонстрирует, что тщательная аэродинамическая проработка является ключом к расширению границ крейсерской скорости без необходимости полагаться исключительно на избыточную мощность.

Этот принцип лежит в основе HX50. Наш вертолёт, сопоставимый по габаритам с Gazelle (хотя немного меньше и легче), отличается значительно меньшим лобовым сопротивлением. Мы достигли этого благодаря следующим решениям:

• Обтекаемый фюзеляж и убирающееся шасси: Устранение лобового сопротивления от выступающего шасси — это важный первый шаг.
• Несущая система с обтекателями: Вся несущая система, включая втулку и вал несущего винта, которые обычно создают сильное лобовое сопротивление, полностью закрыта обтекателями. Особое внимание было уделено комлевым частям лопастей для минимизации сопротивления.
• Оптимизация воздушных потоков: Внутренние воздушные потоки систем охлаждения двигателя и вентиляции тщательно рассчитаны, чтобы предотвратить «утечки» и потерю импульса.
• Передовая конструкция лопастей несущего винта: Используются современные аэродинамические профили серий RC3 и RC4, которые на 17–20 % эффективнее традиционных профилей несущего винта вертолёта. Параболические стреловидные законцовки лопастей минимизируют негативное влияние полёта на высоких скоростях.
• Горизонтальное положение в полёте: Вал несущего винта наклонён вперёд на 5 градусов, а большой горизонтальный стабилизатор обеспечивает горизонтальное положение вертолёта при полёте на высоких скоростях. Это создаёт минимально возможную площадь лобовой проекции для набегающего потока.
• Композитные лопасти несущего винта: Они позволяют тщательно контролировать структурную динамику несущего винта при быстром поступательном полёте, сводя вибрацию к минимуму.

Обеспечение заявленных лётно-технических характеристик

Наша уверенность основана не только на теории. Конструкция HX50 прошла всестороннюю проверку:

• Вычислительная гидродинамика (CFD):Новейшие методы CFD применялись для проектирования и оптимизации базовой формы фюзеляжа, обтекателя вала и обтекателя втулки несущего винта.
• Испытания в аэродинамической трубе:Фюзеляж вертолёта прошёл испытания в аэродинамической трубе в 2019 году, и полученные результаты очень точно совпали с нашими расчётами, выполненными методом CFD.
• Проверенная технология несущего винта:Базовая топология несущего винта, форма лопасти в плане и распределение аэродинамических профилей хорошо изучены и в настоящее время применяются на существующих вертолётах, демонстрирующих аналогичные лётно-технические характеристики.

Проще говоря, стратегия заключается в радикальном снижении лобового сопротивления — чтобы для полёта на высокой скорости требовалось меньше мощности, — а также в компоновке вертолёта для комфортного, горизонтального и экономичного крейсерского полёта.

Высокие характеристики висения

Хотя скорость является одним из ключевых приоритетов, HX50 также обладает высокой грузоподъёмностью. Мы уверены в его способности обеспечивать заявленные лётно-технические характеристики на высотах от уровня моря до 10 000 футов в условиях ISA +15 °C. Это убедительно подтверждается характеристиками аналогичных воздушных судов с сопоставимой мощностью, максимальной взлётной массой, диаметром и коэффициентом заполнения несущего винта.

Характеристики горизонтального полёта HX50 — это результат продуманного и целенаправленного проектирования, ориентированного на аэродинамическую эффективность. За счёт минимизации лобового сопротивления и оптимизации вертолёта под заданную крейсерскую скорость мы уверены в достижении наших целевых лётно-технических характеристик.

В сочетании с нашей передовой конструкцией несущего винта из композитных материалов мы готовы обеспечить непревзойдённые впечатления от полёта. Мы полностью уверены в своих инженерных решениях, результатах испытаний и способности выполнить заявленные обещания в отношении лётно-технических характеристик.