U području aviona za vertikalno polijetanje i slijetanje, nesporno liderstvo pripada helikopterima. Međutim, nastavlja se potraga za alternativnim shemama koje bi mogle imati stvarne izglede. Konkretno, trenutno ruski stručnjaci proučavaju koncept tzv. ciklolet ili ciklokopter. Kao dio programa Cyclone, već su stvoreni i testirani klupski modeli i prototip aviona, a očekuje se da će se avion u punoj veličini pojaviti u bliskoj budućnosti.
Besplatno poletanje
Ruska fondacija za napredne studije (FPI) je 2017. godine pokrenula takmičenje Besplatno polijetanje. Zadatak mu je bio pronaći alternativne sheme za vertikalne / ultrakratke zrakoplove koji bi se mogli natjecati s helikopterom. Jednu od prijava na konkurs podnijela je kompanija "Flash-M" (Krasnojarsk), koja je ujedinila predstavnike kreativne grupe "Arey" i Instituta za termofiziku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka (IT SB RAS).
"Flash-M" je došao s prijedlogom za stvaranje tzv. ciklolet. Naučnici IT SB RAS -a dugo su radili na ovom konceptu i sprovodili teorijska i eksperimentalna istraživanja. Prikupljena je velika količina podataka i demonstriran je uzorak obećavajućeg cikličnog pogona / cikloidnog propelera. Prijedlog Flash-M zainteresirao je FPI, a upravo je ta organizacija postala pobjednik besplatnog polijetanja.
FPI je 2018. pokrenuo projekt Cyclone, tokom kojeg je planirano nastaviti rad na temi ciklolete, kao i izgraditi i testirati prve prototipove. Također, u okviru ovog projekta proučavaju se pitanja daljnje proizvodnje, implementacije i rada opreme pune veličine pogodne za stvarnu upotrebu.
U julu 2020. godine, "Flash-M" je obavio prva letačka ispitivanja iskusnog bespilotnog letjelice. Aparat težak 50 kg dobio je četiri originalna ciklična propelera. Potvrđene su njegove sposobnosti za vertikalno polijetanje i slijetanje, ravni let i manevre. Osim toga, demonstrirali su neke sposobnosti koje nisu dostupne helikopterima. Ubrzo nakon toga, na forumu Army 2020 prikazan je još jedan eksperimentalni dron pod nazivom Cyclone 2020.
Planovi za budućnost
U aprilu ove godine najavljen je početak nove faze rada. Sada je cilj projekta Cyclone stvoriti zrakoplov s ljudskom posadom u punoj veličini, težine do 2 tone, nosivosti 600 kg. Planirano je da se takav "Cyclocar" sudi sljedeće godine. Srednjoročno gledano, može početi masovna proizvodnja i uvođenje takve tehnologije u različita područja.
Programeri ciklona planiraju stvoriti čitavu liniju opreme zasnovanu na zajedničkim principima i tehnologijama. Teret težine do 20 kg prevozit će bespilotna letjelica "Cyclodron" od 60 kg. Veći teret, uklj. putnici će morati nositi ciklokar od 2 tone. U dalekoj budućnosti mogao bi se pojaviti teški ciklotrak, koji će uz poletnu težinu od 10 tona moći nositi do 4 tone tereta.
Pretpostavlja se da će nove vrste cikloleta pronaći primjenu u području prijevoza tereta i putnika. Također, vojska, spasioci itd. Mogu biti zainteresirani za njih. U nekim područjima s posebnim zahtjevima takva tehnologija može zamijeniti helikoptere. Njegove prednosti smatraju se manjim dimenzijama i težinom, kao i većom okretnošću i stabilnošću.
Kako bi ispunili narudžbe za opremu, planira se stvaranje nove tvornice za izgradnju aviona. Razvojna organizacija već ima poslovni plan, a izvještava se da postoje investitori koji su spremni osigurati njegovu provedbu.
Tehničke karakteristike
U okviru programa Cyclone proučava se i testira univerzalna shema biciklističkog zrakoplova, koja će se zatim koristiti u svim planiranim projektima. Ova shema podložna je skalabilnosti, zbog čega će kompaktni "Cyclodron" i teški "Cyclotrac" biti slični.
Predložena shema predviđa konstrukciju zrakoplova s četiri ciklična propelera, smještena u parovima na bočnim stranama pojednostavljenog trupa. Dizajn predlaže najširu moguću upotrebu plastike i kompozitnih materijala, što će povećati težinu.
Bicikli će dobiti hibridnu ili potpuno električnu elektranu. U oba slučaja, rotaciju elisa osiguravaju električni motori. Razvija se fly-by-wire kontrolni sistem sa maksimalnom automatizacijom. Morat će raditi potpuno samostalno ili slijediti naredbe pilota, istovarajući ga.
Glavna inovacija projekta je tzv. ciklički pokretač. Ovaj uređaj je set od pet oštrica ograničene dužine, instaliranih između bočnih diskova. Oštrice imaju mogućnost slobodnog okretanja oko uzdužne osi; poseban mehanizam - sličan okretnoj ploči na helikopteru - postavlja njihov zajednički i ciklični korak.
Kad se elisa okreće, lopatice se kreću kružnom putanjom. U svom gornjem i donjem dijelu, upravljački mehanizam ih izlaže napadnom kutu, što osigurava stvaranje podizanja. Sličan princip koristi se za stvaranje vodoravnog potiska. Istovremena upotreba četiri takva propelera stvara široke mogućnosti za vertikalni i horizontalni let, razne manevre itd.
Dizajn cikličnog pokretača može biti različitih veličina. Tako je na štandu već testiran proizvod promjera i širine 1,5 m. Pogonski uređaj ove veličine namijenjen je za ciklokar težak 2 tone, što znači da jedan takav uređaj stvara potisak od 500 kg. Prema proračunima, takav uređaj će moći postići brzinu do 250 km / h i preletjeti 500 km. Dužina i širina proizvoda bit će na razini od 6 m.
Prednosti i perspektive
Glavna prednost ciklooptera / ciklokoptera u odnosu na helikopter je manja veličina ključnih jedinica. S istim pokazateljima potiska, cikloidni propeler je mnogo manji od propelera. Propeler cikloleta stalno radi u jednom položaju; odsustvo potrebe za naginjanjem omogućuje stvaranje horizontalnog potiska bez smanjenja vertikale.
Zrakoplov s nekoliko cikloidnih propelera sposoban je generirati potisak u različitim smjerovima i zbog toga izvoditi različite manevre, uklj. nedostupan helikopteru. Poboljšanjem sistema za postavljanje kuta lopatica moguće je proširiti dopuštene uglove nagiba u letu. Konkretno, zahvaljujući tome, ciklolet, za razliku od helikoptera, sposoban je poletjeti s nagnutih površina i sletjeti na njih.
Programeri napominju sigurnost aviona. Cikloidne propelere je lako opremiti štitnicima. Na primjer, na izložbi "ciklodron" korišten je uređaj koji se sastoji od para diskova sa kratkospojnicima između njih. Unutar ovog uređaja postavljen je propeler. Ciklokar na objavljenim slikama zaštićen je rešetkom. Osim toga, uređaj neće biti bučan: u tom pogledu ne bi se trebao razlikovati od običnog automobila.
Međutim, izvorna shema ima određene nedostatke, kojih se prilično teško riješiti. Prije svega, to je nedostatak velikog iskustva u razvoju, izgradnji i radu takve opreme. Istraživanje i razvoj novih rješenja oduzet će puno vremena, a tek nakon toga ciklolete će moći računati na bilo koje mjesto u prijevozu tereta. Nasuprot tome, helikopteri su već dobro proučeni i savladani, što u određenoj mjeri pojednostavljuje i razvoj i rad.
Problem iskustva pogoršava činjenica da je ciklolet tehnički složeniji od helikoptera. Dakle, u shemi iz "Flash-M" i IT SB RAS-a koriste se četiri originalna propelera odjednom. Svaki od njih ne odlikuje se jednostavnošću, a njihova kombinirana upotreba dovodi do potrebe za rješavanjem novih inženjerskih problema u području napajanja i pogona, aerodinamike, upravljanja itd.
Ciklon srednje veličine programa Cyclone smatra se masovnim modelom koji u budućnosti može preuzeti ulogu „zračnog taksija“. Iz ovoga slijedi novi izazov: programeri i regulatori morat će odrediti pravila za rad takvih zrakoplova, riješiti sigurnosna pitanja itd. Rečeno je da se učesnici projekta već bave ovim pitanjima.
Tehnologija za budućnost?
Treba podsjetiti da projekt Cyclone iz FPI, Flash-M i IT SB RAS nije prvi te vrste. Ideja o biciklizmu / ciklopteru predložena je početkom prošlog stoljeća. Godine 1909. ruski inženjer E. P. Sverčkov je izgradio "ortopter na točkovima" - avion sa dva "točkova na vesla". Proizvod nije uzletio zbog ne najsavršenijeg dizajna i zbog nedostatka snage motora.
U budućnosti su se novi cikloleti više puta razvijali i gradili u našoj zemlji i inozemstvu. Međutim, čak ni najuspješniji projekti nisu napredovali osim letačkih ispitivanja modela - na to je utjecala složenost koncepta i nesavršenost dizajna. Osim toga, neobični avioni nisu mogli konkurirati već poznatim helikopterima.
Posljednjih decenija biciklizam se ponovo sjeća. Savremene naučne metode, tehnologije i materijali omogućuju proučavanje i implementaciju takvog koncepta na novom nivou. U našoj zemlji se takvi radovi odvijaju u okviru projekta Ciklon, koji je već prošao fazu makete i približava se testiranju vozila pune veličine bez posade. Hoće li naučnici i inženjeri uspjeti izaći na kraj sa svim izazovima pred nama, postat će jasno u bliskoj budućnosti. Prvi let Cyclocar -a će se dogoditi sljedeće godine.
