TacticalPro

Strategie Kremlu: Balancovat na hraně třetí světové války

Podle článku Rusko osamoceno: Proč nikdy ... Více

Ruská letadlová loď Admirál Kuzněcov míří k Sýrii

Ruská Severní flotila vyslala do Středozemního ... Více

Černí pasažéři NATO nechápou Donalda Trumpa

Zvolení Donalda Trumpa příštím prezidentem USA ... Více

Ruské superlehké brigády. Inspirace pro Armádu ČR?

Na základě zkušeností z bojů v Sýrii ruské ... Více

Letecká technika

VTOL-X: Nástupce V-22 Osprey dostane 24 motorů

Datum přidání 08.03.2016    Rubrika rubrika: Letecká technika     komentáře 26 komentářů    autor autor: Jan Grohmann

Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) vybrala vítěze VTOL-X - programu experimentálních letadel s kolmým startem a přistáním. Firma Aurora Flight Sciences během 18 měsíců postaví letuschopný technologický demonstrátor nekonvenčního hybridního konvertoplánu LightningStrike.

Foto: Umělecká představa LightningStrike v letu. /  Aurora Flight Sciences

 

VTOL-X zná vítěze

VTOL-X (Vertical Take-Off and Landing Experimental Aircraft) je experimantální program. Cílem je prozkoumat nadějné technologie létajících strojů s kolmým startem a přistáním VTOL (Vertical Take-Off and Landing). Oproti klasickým strojům kategorie VTOL současnosti, tedy vrtulníkům (ale i konvertoplánům), letadla VTOL-X nabídnou podstatně větší cestovní rychlost, dolet a efektivitu letu.

 

V rámci programu VTOL-X nevznikne operačně nasaditelné letadlo. Jde "jen" o prozkoumání zcela nových přístupů v konstrukci nové generace strojů s kolmým startem a přistáním.

 

VTOL-X hledá stroje schopné vyvinout cestovní rychlost 550 až 740 km/h, což je minimálně o čtvrtinu lepší hodnota než v případě V-22 Osprey a až 3x lepší hodnota než u vrtulníků. Po letounech se požaduje schopnost unést užitečné zatížení o hodnotě 40 % své vlastní prázdné hmotnosti.

 

V rámci první fáze programu VTOL-X vybrala DARPA čtyři nejnadějnější konstrukce. V podstatě ve všech případech jde o nové pojetí konvertoplánů:

  • Rotor Blown Wing (Sikorsky a Lockheed Martin) startuje pomocí rotorů kolmo vzhůru a následně přechází do vodorovného letu. Podobný letoun již DARPA rozvijí v rámci programu TERN.

  • Karem (Karem Aircraft) je konvertoplán podobný V-22 Osprey - neúspěšný uchazeč programu JMR

  • PhantomSwift (Boeing) je štíhlý konvertoplán s dvojicí rotorů zapouzdřených do trupu a dvojicí zapouzdřených překlopných rotorů na konci křídel.

  • LightningStrike (Aurora Flight Sciences) je hybridní elektrický konvertoplán s 24 rotory.

Začátkem března pro fázi 2 (vývoj) a fázi 3 (pozemní a letecké testy) programu VTOL-X vybrala DARPA vítěznou konstrukci LightningStrike. Nejzajímavější letecká fáze 3 začne v únoru 2017 a potrvá dvanáct měsíců. DARPA poskytne firmě Aurora Flight Sciences pro obě fáze 89,7 milionu dolarů.

 

"Zrovna, když jsme si mysleli, že všechno bylo již dříve předvedeno, tým Aurory našel prostor pro inovaci - skutečně nové prvky inženýrství a technologie, které ukazují obrovský příslib pro demonstrace na skutečném letuschopném stroji," uvedl Ashish Bagai, manažer programu DARPy. "Jde o extrémně nový přístup. Půjde o velmi náročnou demonstraci, ale má šanci posunout technologii dále a poskytnout skvělé další možnosti pro další letecké produkty s kolmým startem a přistáním."

 

Foto: Letoun má pohánět turbohřídelový motor (4509 kW) z V-22 Osprey. / Aurora Flight Sciences

 

Jedinečná konstrukce LightningStrike

V čem je LightningStrike jedinečný? Na první pohled LightningStrike vypadá velmi složitě, ale ve skutečnosti (teoreticky vzato) se jedná o mnohem jednoduší stroj než konvertoplán nebo vrtulník.

 

Klasický vrtulník (nebo konvertoplán) používá pro řízení letu složitý a drahý mechanický systém naklápění hlavního rotoru a listů rotorů. V případě V-22 Osprey jsou navíc oba motory navzájem mechanicky propojeny, aby v případě poruchy jednoho, mohl pohánět oba rotory jeden motor.

 

LightningStrike využívá k pohonu 24 elektrických motorů - 18 elektromotorů v hlavních křídlech (2 x 9) a 6 elektromotorů (2 x 3) v předních kachních křídlech. Hlavní i kachní křídla jsou schopny rotace jako u klasického konvertoplánu.

 

Každý elektromotor v křídlech je pevně spojen s rotorem a každý motor lze samostatně digitálně řídit - precizně snižovat a zvyšovat otáčky motoru. V podstatě jde o konvertoplán s tím rozdílem, že pohon zajišťuje řada elektromotorů.

 

Letoun tak nepotřebuje komplikované mechanické převodovky nebo transmise. Dlužno dodat, že koncepty multi-elektrického hybridního letadla se objevují ve více projektech po celém světě. NASA například testuje možnost umístit na malé letadlo Tecnam P2006T až 18 elektromotorů.

 

Video: LightningStrike využívá kombinaci turbohřídelového motoru a řady elektromotorů. / YouTube

 

Na stavbě prototypu letadla spolupracují mimo jiné firmy Rolls-Royce a Honeywell: Obě společnosti ve společném prohlášeni uvedly:"Naším cílem je předvést technologii, která výrazně zlepšuje efektivitu výroby elektrické energie, výkonovou hustotu (rozměr/výkon - pozn. red.) a rozměry. Zlepšení je nutné pro splnění cílů tohoto velice inovativního letadla a zvýšení efektivity výroby elektrické energie, která umožní udělat revoluční krok k hybridnímu pohonu letadla."

 

Srdcem LightningStrike je turbohřídelový motor Rolls-Royce AE 1107C, který přes generátor elektrické energie od firmy Honeywell poskytuje elektrický výkon 3 MW. Generátor pohání 18 motorů v hlavních křídlech (18 x 100 kW), a šest motorů v kachních křídlech (6 x 70 kW). Další elektrické motory slouží k natáčení křídel.

 

Výhody oproti klasické konstrukci vrtulníků nebo konvertoplánů (pomineme-li novost technologie) je řada. Především výrazně zjednodušení konstrukce - odpadá řada mechanických částí, případná hydraulika je jednoduší, elektromotory nepotřebují mazání olejem, atd.

 

Předností je i bezpečnost. I při zničení několika motorů, pokud samozřejmě není zasažen hlavní turbohřídelový motor, LightningStrike dokáže pokračovat v letu.

 

LightningStrike nabízí zvýšení efektivity ve visu ze 60 % na 75 % - tedy zvýšení poměru mezi hmotnosti letounu a požadovaným výkonem motoru, který je nutný k udržení letadla ve visu (kg/kW). Klouzavost LightningStrike, tedy poměr mezi výškou (začátek klouzání) a doletem při klouzání, dosahuje hodnoty 10 (tedy z výšky 1000 m doklouže do vzdálenosti 10 km). U vrtulníku je táto hodnota 4 a např. u Boeing 747 je hodnota 17,7.

 

LightningStrike je projektován na maximální startovací hmotností 4500 až 5400 kg, s maximální nosností 1500 kg. Avšak hlavním bonusem je obrovská cestovní rychlost - až 740 km/h!.

 

Zdroj: DARPA

Udělte článku metály:

Počet metálů: 5 / 5

Nahlásit chybu v článku

Přidej komentář

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

avatar
Ultramarinus Datum: 10.03.2016 Čas: 23:23

Ten konkrétní konvertoplán se mi nelíbí, ačkoliv bude do uzavřených prostor (ulice měst) asi lepší než nechráněná vrtule V22jky.

avatar
RiMr71 Datum: 10.03.2016 Čas: 14:11

Longsword: jojo, už to lítá, viz třeba tady:
https://www.youtube.com/watch?v=5ySVGx71SSI
Nebo tady
https://www.youtube.com/watch?v=BWzsEGCXVik

Jsou všelijaké prístroje :)
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__85123__Canadair_CL_84_Dynavert_Tilt_Wing_VTOL_PNF.html

avatar
Gloton Datum: 10.03.2016 Čas: 08:18

Longsword:
"A ano, o radaru jsem slysel, docela dost. Na rozdil od tanku s nimi mam mnohem vetsi zkusenosti, dokonce osobni. Muj koment byl myslen ironicky. Je snad jasne, ze kilometry dratu v elektromotorech a generatoru, stejne jako dalsi stovky metru silovych dratu k nim a k ridici elektronice, nemluve o elektromagnetickem poli, musi delat vcelku slusny radarovy odraz, = dalsi problem k reseni"
No, podle toho Vašeho příspěvku to bohužel vypadá, že Vaše zkušenost s radarem bude maximálně v rovině "silného ozáření mikrovlnami z radaru s trvalými následky".
Nezlobte se, ale to se nedá.......převodovky v tancích atd. považujete za poruchové, protože byly poruchové za WW2, o radaru (s kterým máte zkušenosti) si myslíte, že vyhodnocuje signál odražený z vnitřních součástí letadel atd..........

avatar
Slavoslav Datum: 10.03.2016 Čas: 07:15

Longsword
turbina pracuje pri vysokých teplotach a to teplo z nej musia odviest. To je stratova energia a je jej hodne. Preto je obecne účinnosť turbin menšia. Na druhej strane ma turbina dobrý pomer medzi vykonom a vahou co je pre letectvo vyhodne, ale celou je vyššia spotreba paliva.

Ono ako som písal nedávno taký koncept turbina-generator skusal jaguár a nedokazali to doriesit. Do zenevy teraz nieco podpbne doviezli cinania ale je otázka nakoľko sú reklamne letaky zhodne s realitou.

K rpikladom z praxe. Ono vyskusalo sa všeličo. Jednu automobilku nasadenie nedotiahnutych motorov (wankel) zabilo a napr koncept auta s elektromotormi priamo v kolesach mal kde kto aj Peugeot. Ale ono nejaký dôvod prečo sa to nepresadilo tam je a napísal som ti ho predtým. Ostatne tesla tiež nemá motor v kolesach a ten odkaz co si dal hovorí o nejakom start upe kde teslu dávajú ako priklad uspesneho elektromobilu a snazia sa ta nahovoriť na investiciu ( v skratke len som článok preletel)

avatar
Longsword Datum: 10.03.2016 Čas: 00:43

2 Slavoslav: U generatoru plati, ze cim rychleji se toci, tim je ucinnejsi (kdyz to hodne zjednodussim), takze kombinace turbina-generator ne nutne musi byt spatne reseni. Otazkou je, jestli je vahove vyhodnejsi pro letoun (s kombinaci s elektromotorem, potazmo, v tomto pripade, s mnoha elektromotory - tedy celkova nizsi ucinnost). Proto polemizuji, jestli "tradicni" reseni pres prevodovku/y neni preci jen lehci, byt mechanicky komplikovanejsi. (coz nevim, o tom ten muj prispevek nize byl)
Turbinu, jakozto pohonnou jednotku pro auto, uz v sedesatych vyvinuli v Detroitu, neujala se jen kvuli tomu, ze fungovala na tehdy nedostupny bezolovnaty benzin. A dokonce ani spotreba nebyla az zas tak tragicka ... na sedesate leta ...
Motor v kole uz davno existuje. Posledni reseni, ktere jsem videl, bylo vyvijeno pro Teslu (to auto, ne vedce ;-) ) ( http://www.nanalyze.com/2014/03/proteans-unique-100hp-in-wheel-electric-motor/ ).
2 Gloton: priznam se, ze nevidel. A nikdy jsem jim nekoukal pod kapotu. Jen jsem z knizek, predevsim z druhe svetove, tak nejak vyrozumel, ze zrovna tento dil nebyval z nejspolehlivejsich. Jestli se (i prave diky teto zkusenosti) situace zlepsila, tim lepe.
Stale pak ale tim pro me neni vyresen spor ohledne tradicniho reseni s mechanickou prevodovkou a elektrickeho.
Cokoliv je mechanicke, cokoliv se hybe, ma tendenci se drive, ci pozdeji zastavit. Proto varianta, kde je mene pohyblivych casti muze byt brano jako reseni z dlouhodobeho hlediska trvanlivejsi, ale ne nutne vahove vyhodnejsi. - Tohle tu beru v potaz a snazim se hledat odpoved, jak jsem naznacil vyse.
A ano, o radaru jsem slysel, docela dost. Na rozdil od tanku s nimi mam mnohem vetsi zkusenosti, dokonce osobni. Muj koment byl myslen ironicky. Je snad jasne, ze kilometry dratu v elektromotorech a generatoru, stejne jako dalsi stovky metru silovych dratu k nim a k ridici elektronice, nemluve o elektromagnetickem poli, musi delat vcelku slusny radarovy odraz, = dalsi problem k reseni.
Zatim si pacicku setrim a krb nechavam chladny ;-)
2 RiMr71: ten prechod z visu uz je vyreseny i na urovni modelariny? Tak to je tedy neco, musim rici. Sklanim se pred umem tech, co neco takoveho dokazali.
Pak by tedy tohle "elektricke" reseni, z hlediska ovladatelnosti, nemelo delat zadne zasadnejsi problemy. Tedy zasadnejsi z pohledu, ze do toho bude vrazet prachy DARPA, ze ;-)

avatar
RiMr71 Datum: 09.03.2016 Čas: 16:56

Já to za ně testovat nebudu :) kždopádně i ze zmenšených modelů se dá vyvodit mnoho závěrů pro reálný stroj, samozřejmě ne v běžných domácích podmínkách :)

Ten přechod z kolmého do vodorovného letu už je dnes modelářsky poměrně snadno zvládnutelný, současné stabilizační systémy s gyry dovedou divy :)
Používají se občas i u běžných modelů (které by je jinak nepotřebovaly) jako takzvané "vypínače větru" - což je možná trochu nadnesené, ale jen trochu :) a pak u modelů, kterým tyto systémy v podstatě umožňují létat i někomu jinému než RC supermanovi.

Jestli i v "hračkách" jsou dnes tak pokročilé systémy, tak to co je v DARPě bude "někde jinde".

avatar
logik Datum: 09.03.2016 Čas: 15:59

Jen pozor na to, že z aerodynamiky RC modelu nejde moc vyvozovat aerodynamiku
velkého stroje. Ale to asi jestli jsi zkušenej RC modelář dobře víš :-)

A ten kolmej vzlet je výzva, ne? Energie by na to mělo bejt dost, modely jí maj řádově víc oproti skutečnejm strojům - a pár serv navíc tě nezabije, ne? :-)

avatar
RiMr71 Datum: 09.03.2016 Čas: 15:53

...jak psal někdo níže - ty turbíny odpor mít nebudou, odpor bude mít to kolem, ale samotné turbíny ne. Velmi zjednodušeně - aby "to" letělo 740 kmh, turbíny musí vzduch nasát a urychlit na dejme tomu 900 kmh. Tedy tam, kde si představujete, jak ten vzduch "tlačí" na turbíny a způsobuje onen odpor, bude naopak vzduchu nedostatek, páč turbíny ho budou nasávat vyšší rychlostí, než bude vzduch "přisunován" dopředným letem. Nějaké předstlačení a urychlení proudu vzduchu zúženým profilem vstupního kanálu(ů) se moc předpokládat u této konstrukce nedá... no, každopádně je to zajímavé, simulační sw se zapotí a chlapíci v tunelech taky... :)

Možná si něco takového zjednodušeného zkusím postavit jako RC model, jen tak z p*dele... bez kolmého vzletu teda... :)

avatar
Gloton Datum: 09.03.2016 Čas: 15:01

logik: mě to s tou převodovkou nevysvětluj, to povídej Longswordovi, který si myslí, že že převodovka je větší problém u tanků, než u konvertoplánů atp.

avatar
logik Datum: 09.03.2016 Čas: 10:22

ad účinnost turbíny:
1) účinnost turbíny se liší mj. dle rychlosti. Nápor vzduchu na motory vytváří potřebnou kompresi pro motory, na což se jinak musí odebírat energie z motoru. Proto jsou pomalá letadla furt pístová, zatímco rychlá turb(ín)ovrtulová

2) účinnost turbíny roste s výkonem, malé turbínky mají větší ztráty

3) od odb abramse účinnost turbín začala dohánět spalovací motory. Zatím na papíře konstruktérů, ale tendle projekt je přesně o tom, dostat něco "z papíru do reality" - ale i se současnejma turbínama při plánované rychlosti a výkonu je turbína lepší než písťák - už proto, že takhle výkonej písťák se nevyrábí, vždyť to má mít výkon dvou Griffonů ze Spitfiru.

Gloton:
převodovka u tanku a převodovka u vrtulníku je trochu něco jiného - jednak jsou tu daleko menší výkony, jednak u vrtulníku jsou ještě větší momenty (převod je ještě více do pomala). Reduktor u vrtulníku je jedna z nejdražších a nesložitějších komponent.
Tady jsou převody na x malejch rychlejších vrtulek, takže to zdánlivě takovej problém není, ale zase jsme na úrovni výkonu, kde se např. u lokomotiv elektrickej přenos výkonu dělá běžně - a to lokomotivám nevadí větší váha mechanickýho přenosu (spíš naopak - zvyšuje to adhezi).

Fór je v tom, že převody jsou ztrátový a rozpřevodovat jeden motor na X náprav - nebo na X vrtulí - je o dost ztrátovější, než jen na dvě hnací kola tanku - každý kolečko má ztráty.
Spolu s o dost vyšším výkonem než u tanku a tím, že elektruickej přenos je o dost lehčí, takže nižší účinnost vyváží nižší váhou (která je pro spotřebu letadla klíčová), tak se mi nezdá, že by elektrickej přenos výkonu byla špatná volba.

avatar
madrabbit Datum: 09.03.2016 Čas: 07:44

Mne spíš zajímá, jak vyřeší turbulence za kachními plochami. To musí rozházet proudění, které jde k hlavnímu křídlu. Tohle aerodynamicky spočítat musí být legrace.

avatar
Gloton Datum: 09.03.2016 Čas: 07:37

Longsword: viděl jsi někdy jak je u dnešních tanků řešena výměna pohonné jednotky? A spolehlivost převodovek? Naprosto dostatečná, převodovky jsou dnes obecně jedna z nejspolehlivějších součástí hnacího řetězce.
A o radaru už jsi někdy něco slyšel?
Tu "pacicku do krbu", za tento tvůj výplod, opravdu nestrkej, zpopelnatěla by ti až po rameno.

avatar
Slavoslav Datum: 09.03.2016 Čas: 07:31

Longsword

Len par faktických.
Turbina z hľadiska ucinnosti je tragédia oproti spalovacim motorom. Jej vyhodou je hmotnosť vs vykon. Ostatne nedávno nieco podobne skusal jaguar ale nedokazal tam dosiahnuť pozadovanu spotrebu ergo účinnosť. To iste abrams kde sa posádky stazuju na malý dojazd.

Na motor v kolese u auta zabudni. Motor nieco vazi a mal by si veľké neodpruzene hmoty a jazdné vlastnosti na draka.

avatar
Longsword Datum: 09.03.2016 Čas: 01:54

Z hlediska aerodynamiky to rozhodne musi byt nocni mura. Uprimne, prepocitavat bych to nechtel. Vsechny ty prechody, tunely, ucinnost, interakce, vrtule, hlucnost ... no ... no potes. Jak z takove sady vetraku na steroidech chteji dostat pres 700km/hod, to fakt chci videt, na to si i privstanu.
Z hledista estetiky je jen maloco osklivejsiho. Jeste stesti, ze se na tohle v tomto pripadu nehraje, armade takove veci nevadi a zadny bilionar si hned tak neco takoveho domu nekoupi.
Z hlediska efektivity to je zatraceny orisek. Teoreticky je sestava spalovaci motor/turbina-prevodovka-vrtule srovnatelna s motor/turbina-generator-elektromotor-vrtule, ale pacicku bych za to do krbu nestrkal. Turbina, diky vyssim otackam, na tom bude s ucinnosti jiste lepe, nez spalovaci motor, ale stale si troufnu tvrdit, ze transmise vazi mene, nez kombo generator/elektromotor (v tomto pripade elektromotory).
Naopak z hlediska elektroniky je to brnkacka, ridici SW do toho posklada prvni student vysoke skoly elektrotechnicke, ktereho najdou strizliveho v pondeli rano pred koleji. Jedinou vec, kterou budou muset doopravdy vykoumat je preklapeni, ale to jim jiste pomuze zkusenost z V22, kde je to potrapilo vice nez mocne (otazkou je, jestli budou chtit sdilet tak proprietalni vec, jako je prave ridici SW).
Jedine opravdove pozitivum, ktere z tohoto projektu vidim, bude tlak na vyrobu efektivnejsich, mensich a lehcich elektromotoru, pripadne generatoru. Z toho by mohl automobilovy prumysl (a tim padem i kazdy z nas) docela hezky tezit. Mit treba v kazdem kole 100kW eletromotor, jo, to by se jezdilo ;-)
A co se tyce tech tanku. Tam hmotnost IMHO zas az takovou roli nehraje (nebo ne tak zasadni, jako u letounu), tam by tohle reseno mohlo byt mnohem prinosnejsi, preci jen prevodovka je mechanicka soucastka, ktera se muze snadneji pokazit a hure se vymenuje, nez cely blok elektromotoru, pripadne ridici elektronika.
Ve vsech pripadech ale (at uz se jedna o letoun, nebo tank), to mnozstvi medi a to elektromagneticke pole kolem elektromotoru ... to bude sranda "utajit" pred radarem ...

avatar
Shania Datum: 08.03.2016 Čas: 21:42

OT: tady je vyvrácení mýtu o tom jak US utratili miliony za vesmírné pero a rusové to chytře vyřešili obyčejnou tužkou.... co se tu několikrát objevilo:

http://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-nasa-spen/

Takže zkráceně, za vývoj pera může soukromá společnost (investovali vlastních 1 mil dolarů v 60 letech) a jak US tak SSSR nakupovali tyto pera ve velkém za $2.39...

arr