Bell XV-3

Введение

Bell XV 3 (Bell 200) - американский самолет с наклоном, разработанный компанией Bell Helicopter для совместной исследовательской программы между ВВС США и Армией США для изучения технологий конвертирования. XV 3 имел двигатель, установленный в фюзеляже с приводами, передающими мощность двум лопастным роторным агрегатам, установленным на кончиках крыльев. Роторные концы крыльев были установлены так, чтобы наклоняться на 90 градусов от вертикали к горизонтали, что позволило XV 3 взлетать и приземляться как вертолет, но летать со скоростью, аналогичной обычному самолёту с фиксированным крылом. XV 3 впервые вылетел 11 августа 1955 года. Первый прототип использовал три лопастных ротора и имел проблемы с сбиванием флаттера через два месяца после первого полета. Испытания были проведены на втором прототипе с 2 лопастными роторами и успешно вылетели. Несмотря на ограниченные характеристики по сравнению с более поздними типами, самолет успешно продемонстрировал концепцию наклона, совершив 110 переходов из вертолета в режим самолета в период с декабря 1958 года по июль 1962 года. Программа XV-3 закончилась, когда оставшиеся самолеты были сильно повреждены в результате аварии в аэродинамической трубе 20 мая 1966 года. Данные и опыт программы XV 3 были ключевыми элементами, используемыми для успешной разработки Bell XV 15, которая позже проложила путь для V 22 Osprey. Оставшийся прототип сохранился до 21-го века, когда он был восстановлен Беллом, с двухлетней реставрацией, в которую вошли инженеры, которые изначально работали над XV 3. Затем он был переведен в Национальный музей ВВС США в Дейтоне, штат Огайо, где был выставлен на показ.

Проектирование и разработка

В 1951 году армия и ВВС объявили о программе конвертируемых самолетов и выпустили запрос на предложения (RFP), чтобы запросить проекты от авиационной промышленности. В октябре 1953 года Bell Helicopter был заключен контракт на разработку двух самолетов для испытаний. Первоначально военное обозначение было XH 33, классифицируя его как вертолет, но его обозначение было изменено на XV 3 в серии конвертируемых самолетов. В 1962 году обозначение было изменено на XV 3A, когда префикс V был изменен на VTOL. Ведущими дизайнерами были Боб Лихтен и Кеннет Верник. 24 апреля 1959 года были завершены летные испытания на заводе Bell, и самолет был отправлен на авиабазу Эдвардс. Военные летные испытания XV-3 начались 14 мая 1959 года. Продвинутый в звании майора, Роберт Ферри стал соавтором отчета об оценках военных полетов, проведенных с мая по июль 1959 года, отметив, что, несмотря на недостатки конструкции, "наклоненный крылатый кронштейн" или наклоночный двигатель был практическим применением для роторных самолетов. После завершения совместных испытаний самолет был возвращен на объект в Эймсе, где 12 августа 1959 года Фред Дринкуотер стал первым летчиком-испытателем НАСА, который полностью преобразовал наклонный ротор в режим самолета. 8 августа 1961 года майор Э. Э. Клювер стал первым военным пилотом, который полетел на самолёте с наклоночным двигателем. Испытания продолжались до июля 1962 года, когда НАСА и Bell завершили испытания в аэродинамической трубе для изучения соединения клапанов, проявляемого наклоночным ротором, в попытке предсказать и устранить аэроэластичную динамическую нестабильность ротора (называемую просто вихрем пилонов), которая вызвала проблемы на протяжении всей программы. В апреле 1966 года специалист по аэродинамике Bell Helicopter доктор Эрл Холл опубликовал анализ данных программы XV 3, объясняющий нестабильность вихря пилонов самолета с наклоном. Для того, чтобы установить результаты Холла и разработать компьютерную модель, НАСА согласилось провести испытания в аэродинамическом туннеле Ames 40 × 80. Когда инженеры завершали последний запланированный тест, сбой в кончиках крыльев привел к сбою обоих роторов, что привело к серьезному повреждению XV 3 и повреждению ветровой трубы. 14 июня 1966 года исследовательский центр NASA Ames объявил о завершении испытаний XV 3. XV 3 совершил в общей сложности 250 полетов, набрал 125 летных часов и завершил 110 полных преобразований. В 1984 году команда испытательных полетов Bell XV 15 обнаружила самолет, хранящийся за пределами Музея авиации армии во время визита XV 15 в Форт-Рукер, штат Алабама, в рамках демонстрационного тура. 54 148 был отремонтирован к декабрю 1986 года при поддержке армии и руководстве бывшего инженера Bell XV 3 Клода Лейбенсбергера, но самолет был разобран и помещен в помещение для хранения. 22 января 2004 года XV 3 был доставлен на завод Bell Plant 6 в Арлингтоне, штат Техас. В 2005 году сотрудники Bell Helicopter начали работу по восстановлению 54 148 в состоянии выставки в музее, на этот раз под руководством бывшего инженера XV 3 Чарльза Дэвиса. и с 2011 года выставляется в галерее исследований и разработок.

In 1951, the Army and Air Force announced the Convertible Aircraft Program and released the Request for Proposals (RFP) to solicit designs from the aircraft industry. In October 1953, Bell Helicopter was awarded a development contract to produce two aircraft for testing purposes. The original military designation was XH 33, classifying it as a helicopter, but its designation was changed to XV 3 in the convertiplane series. The designation was changed once again in 1962 to XV 3A when the V prefix was changed to mean VTOL. The leading designers were Bob Lichten and Kenneth Wernicke. Flight testing at the Bell facilities was completed on 24 April 1959, and the aircraft was shipped to Edwards Air Force Base. The military flight testing of the XV 3 began on 14 May 1959. Promoted to the rank of Major, Robert Ferry would coauthor the report on the military flight evaluations, conducted from May to July 1959, noting that despite the deficiencies of the design, the "fixed wing tilt prop," or tiltrotor, was a practical application for rotorcraft. Following the completion of the joint service testing, the aircraft was returned to the Ames facility, where on 12 August 1959, Fred Drinkwater became the first NASA test pilot to complete the full conversion of a tiltrotor to airplane mode. On 8 August 1961, Army Major E. E. Kluever became the first Army pilot to fly a tiltrotor aircraft. Testing would continue through July 1962 as NASA and Bell completed wind tunnel testing to study pitch flap coupling exhibited by the tiltrotor in an effort to predict and eliminate the aeroelastic dynamic rotor instability (referred to simply as pylon whirl) that had caused problems throughout the program. In April 1966, Bell Helicopter aerodynamicist Dr. Earl Hall published an analysis of the XV 3 program data explaining the tiltrotor aircraft pylon whirl instability. In order to establish Hall's findings and develop a computer model, NASA agreed to conduct wind tunnel testing at the Ames 40 × 80 wind tunnel. As the engineers were completing the last planned test, a wingtip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV 3 and damage to the wind tunnel. On 14 June 1966, NASA Ames Research Center announced the completion of XV 3 testing. The XV 3 had accomplished a total of 250 flights, accumulated 125 flight hours, and completed 110 full conversions. In 1984, the Bell XV 15 flight test team discovered the aircraft stored outside the Army's Aviation Museum during the XV 15 visit to Fort Rucker, Alabama, as part of a demonstration tour. 54 148 was repaired by December 1986, with Army support and the leadership of former Bell XV 3 engineer Claude Leibensberger, but the aircraft was disassembled and placed into indoor storage. On 22 January 2004, the XV 3 was delivered to Bell Plant 6 in Arlington, Texas. In 2005, Bell Helicopter employees began work to restore 54 148 to museum display condition, this time led by former XV 3 engineer Charles Davis. and as of 2011 is on display in the Research & Development Gallery.