Úspěchy ruských tanků T-90 a bojových vozidel BMPT

Díky pozitivním zkušenostem s nasazením v Sýrii ... Více

Samohybný minomet na podvozku Pandur II 8×8

Česká společnost Tatra Defence Vehicle a.s. (TDV) ... Více

Ženy v kokpitu jako příznak demografické krize ruské armády

Poprvé od druhé světové války se ženy v ruských ... Více

Letecká technika

XV-24A LightningStrike: Podivnost, která se stává realitou

Datum přidání 06.04.2017    Rubrika rubrika: Letecká technika     komentáře 15 komentářů    autor autor: Jan Grohmann

Americká firma Aurora Flight Sciences a agentura DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) dokončily v březnu letecké testy zmenšeného modelu experimentálního letounu XV-24A LightningStrike.  

Foto: Počítačový model XV-24A LightningStrike v plné velikosti. / DARPA

 

Aurora Flight Science i DARPA vyvíjejí letoun XV-24A v rámci programu VTOL-X (Vertical Take-Off and Landing Experimental Aircraft). Cílem VTOL-X je prozkoumat pokročilé technologie letadel s kolmým startem a přistáním VTOL (Vertical Take-Off and Landing). Oproti současným strojům VTOL, tedy vrtulníkům nebo konvertoplánům, letadla VTOL-X nabídnou podstatně větší cestovní rychlost, dolet a nižší spotřebu paliva.


Na začátku minulého roku DARPA vybrala za vítěze programu VTOL-X koncept XV-24A LightningStrike (dříve pouze LightningStrike). Tvůrce letadla, firma Aurora Flight Sciences, získal téměř 90 milionů dolarů na pozemní i letecké testy, a stavbu dronu XV-24A v plné velikosti.


První krok byl dokončen v březnu, kdy zmenšený model XV-24A (20 %; 185 kg) prokázal správnost a vyspělost koncepce. Během testů byla odzkoušena aerodynamika letadla, konfigurace náklonů předních i zadních křídel, avionika nebo funkce letového počítače.


Maximální rychlost modelu byla 185 km/h a elektrickou energii řadě elektromotorů dodávala po dobu 5 minut 54 kg těžká li-ion baterie. Většina konstrukce modelu vznikla na 3D tiskárně.


Během letošního roku začne stavba XV-24A v plné velikosti (5443 kg). Testy letos projde i unikátní hybridní pohonný systém kombinující turbohřídelový motor Rolls-Royce AE 1107C (stejný motor pohání V-22 Osprey) a generátor elektrické energie od firmy Honeywell. Podle svých tvůrců hybridní pohon XV-24A má bezkonkurenční poměr výkonu k vlastní hmotnosti.


Generátor Honeywell o výkonu 3 MW pohání 18 elektromotorů v hlavních křídlech (18 x 100 kW), a šest elektromotorů v kachních křídlech (6 x 70 kW). Další elektromotory slouží k natáčení křídel, podobně 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. 

 

Foto: Zmenšený model XV-24A LightningStrike prokázal životaschopnost koncepce; větší foto / DARPA

 

Oproti klasické konstrukci vrtulníků nebo konvertoplánů má XV-24A řadu výhod. Především XV-24A má výrazně jednoduší konstrukci - odpadá řada mechanických částí, složitá převodovka, složitá transmise, případná hydraulika je jednoduší, elektromotory nepotřebují mazání olejem, atd.

 

XV-24A nabízí oproti vrtulníkům 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. Klouzavost XV-24A, tedy poměr mezi výškou (začátek klouzání) a doletem při klouzání, dosahuje hodnoty 10 (z výšky 1000 m doklouže do vzdálenosti 10 km). U vrtulníku je táto hodnota 4 a např. u Boeing 747 je hodnota 17,7.

 

Konečná verze XV-24A má mít udržitelnou cestovní rychlost 555 km/h až 740 km/h.

 

Dlužno dodat, že XV-24A je pouze experimentální letoun - není vůbec jasné, a to i po úspěšném testování, zda na základě XV-24A vznikne operačně nasaditelný bojový stroj. John Langford, výkonný ředitel Aurora Flight Science, ale XV-24A přirovnává k experimentálnímu letounu Bell XV-15 (1977). Na základě XV-15 později vznikl konvertoplán V-22 Osprey.


Pro XV-24A se nabízí cela řada použití. XV-24A může být velmi efektivní bitevní letoun schopný operovat z předsunutých základen nebo z vojenských plavidel.

Zdroj: DefenseNews

Udělte článku metály:

Počet metálů: 4 / 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
Falko Datum: 16.04.2017 Čas: 09:27

Kusa presne nieco ako smykovy nakladac vo vzduchu:) Necudujem sa ,ze to podporuju velmi slubny koncept.....logik pouzil si zjavne nelogicky argument.Ale na to som si zvykol po precitani viacerych diskusi tu na AM.Sem tam sa vyjadrujes k veciam o ktorych nemas ani paru.Reduktor je jedna vec el.motor pevne spojeny s rotorom druhy ....porovnavat razy od kolies auta s razmi tychto vrtuli je uplne mimo.Je s obdobnymi motormi a vrtulami robim kazdy den .

avatar
Kusa Datum: 10.04.2017 Čas: 16:45

Jako docela nedoceněnou výhodu vidím v tomto cituji: " Každý elektromotor v křídlech je pevně spojen s rotorem a každý motor lze samostatně digitálně řídit - precizně snižovat a zvyšovat otáčky. " Což třeba při zatáčení mohou na jedné straně mít vrtule na max a na druhé sníží výkon a zkrátí tím poloměr zatáčky. Nebo toho využít právě při rozdílu mezi VTOL a dopředným letem.

avatar
logik Datum: 09.04.2017 Čas: 20:22

Ale má reduktor. Proti tomu udělat reduktor, co je schopnej přenášet takový momenty, je IMHO vyrobit kvalitní ložiska pro elektromotor hračka...

Vždyť to srovnej např. s elektromobilem - oproti němu takový letadlo musí zvládat daleko menší vibrace a rázy (obzvlášť když to srovnáš s elektromobilem, co jezdí po ČR :-))

avatar
Falko Datum: 09.04.2017 Čas: 20:18

Taky Chinnok nema elektromotor .

avatar
logik Datum: 09.04.2017 Čas: 16:12

Falko - takovej Chinhook má na jedný vrtuli skoro 2MW. Pochybuju, že tady, kde jsou 2MW na více než dvaceti vrtulích to bude ten hlavní problém.

avatar
logik Datum: 08.04.2017 Čas: 13:59

1) to ano. Ale u sklápěcích vrtulí z toho prvního konceptu máš elektromoty pro VTOL nepoužité pro dopředný let, takže máš mrtvou váhu navíc.

2) A proto píšu, že k nějakému odsouzení tohoto konceptu je třeba vidět CFD toho modelu, tedy porovnat odpory a vztlaky, které se jim z toho povedlo dostat. Protože EDF má velké výhody a nevýhody a závisí na šikovnosti konstruktérů, co převáží a o kolik. Pokud to umíš odhadnout takhle od stolu, tak se nech u nich zaměstnat :-)
Obávám se ale, že pokud by to šlo takhle odhadnout od stolu, tak nevrážej miliony do stavby prototypu....

3) Opakuji - vojenské letadlo neletí vždy v režimu cruise. Potřebuje vysoký výkon i na vodorovný let - např. když potřebuje co nejrychleji zmizet z ohroženého území. Takže argument že pro dopředný let nepotřebuju tolik výkonu je validní max. pro civilní éro.

Navíc, i kdybych ten výkon nepotřeboval, furt je ekonomicky výhodnější všechny vrtule zpomalit, než než některé zastavit, viz 4.

Další věc, kterou si do úvahy nezahrnul je to, že se stavitelnou vrtulí můžu měnit úhel náběhu a tím měnit výsledný výkon motorů a odpor vrtulí, takže to, že na VTOL potřebuji 10x více výkon než na cruise ještě neznamená, že při cruise nemohu jiným nastavením vrtulí efektivně využít motory o stejném jmenovitém výkonu.

Ta problematika je daleko složitější, než že na stoupání potřebuji Xkrát výkon, takže potřebuji Xkrát motory. Ještě ta úvaha má smysl u písťáků, kde více běžících válců znamená významně větší ztráty výkonu, ale ne u elektromotorů. U nich bude IMHO vždy výhodnější jich mít v provozu co nejvíce na co nejnižší otáčky.

Ty poměry energií co píšeš jsou podle mne vycucané z prstu, jaks k nim došel?

4) Princip tahu vrtule a EDF je stejný, ale, kromě toho že ducting zvětšuje efektivitu, tak klíčové je to, že čím se vrtule toří rychleji, tím má menší fektivitu - musí překonávat větší odpory ve směru kolmém na směr letu (c_d * v^2). Tedy více vrtulí, které se točí pomaleji, je efektivnější pohon, než méně rychlejších vrtulí.

6) Dvojplošník negeneruje vztlak díky nějakému rozdílu tlaku pod horním a nad spodním křídlem. Funguje čistě jako dvě nezávislá křídla.
Je pravda, že tady jsou ta křídla hodně blízko sebe, což nefunguje moc dobře.

Jak k tomu zafunguje EDF pak je otázka - EDF zvyšuje tlak za vrtulí a snižuje před vrtulí. Odhadoval bych, že jde vrtule umístit tak, aby výsledek byl neutrální, ale to už je dost dohad - a možná jde naopak EDF ještě i nějak s výhodou využít, ale to už je dohad úplně.

avatar
Falko Datum: 08.04.2017 Čas: 13:58

Výkon generátora 3 MW a motory majú spolu výkon 2,22 MW výkon ako maličká vodná elektráreň,alebo doslova lietajúca lokomotíva :)..inak by ma zaujímalo pri tom zaťažení motorov ,ako to bude s ich ložiskami a výdržou.Elektromotor zaťažený vrtuľou je extrémne namáhaný ,to kladie vysoké nároky na vyváženosť jednotlivých vrtúľ.

avatar
damik Datum: 08.04.2017 Čas: 10:13

Gloton - OK, to zni dobre; asi proto ten kompromis.

Ja jsem predpokladal ze oni ty vnitrni EDF budou vypinat pro cruise; jako podle toho NASA vyzkumu. Protoze potrebujes jenom 1/10 tahu proti hmotnosti kdyz letis vodorovne. 1/10 klouzavost je taky podminka pro DARPA.

Logiku

1/ Pomer vahy k vykonu u elektrickych motoru roste skoro linearne. Je jedno jakou veliost/pocet motoru mas. Vaha bude skoro stejna na stejny vykon. Tohle vlastne odstartovalo ten NASA vyzkum.

2/ EDF je energeticky efektivnejsi jen pro vrtuli stejneho polomeru, kde zamezis turbuletnim stratam na konci rotoru. Ale jako cenu platis vahou a odporem toho ductingu. Proto treba mensi letadla jsou stale turboprop a ne turbofan.

I kdyz ted ty nove electricke/hybrid male modely maji elektricke EDF take. Ale vetsinou jen tehdy kdyz jsou umistenne u ocasu. Asi proto ze musi omezit velikosti vrtule/EDF.

3/ Rozdil mezi VTOL a cruisem je pomer tah/hmotnost. 1:1 pri VTOL a 1:10 pri cruise.

Takze bud vsechny vrtule/EDF budou makat i pri cruise; pak ale VTOL spotrebuje 50x vice energie nez cruise.

A nebo ty vnitrni vrtule/EDF vypnes pri cruise. A pak pri VTOL spotrebujes jenom asi 20x vice energie nez pri cruise

4/ Princip tahu u vrtule a EDF je stejne. Tah se rovna predtlaku za vrtuli/EDF (rychlosti proudeni za vrtuli) a efektovane plose.

5/ To tluste kridlo s EDF uprostred nemuze generovat zadny vztlak protoze tlakovy rozdil v tech EDF tunelech je stejny nahore i dole.

6/ Dalsi vyhoda vrtuli je ze ti ofukuji kridlo (blown wing/flaps) a vytvareji vztlak a lepsi kontrolu i pri nizkych rychlostech. Skoro to nema zadny stall.

To ale pro VTOL s sklapenym kridlem neni potreba

7/ Ale jestli chteji pro taktickou mobilitu mensi EDF tak jim je asi jedno ze to bude vic zrat pri VTOL. Porad to bude energeticky uspornejsi nez F35 nebo Harier ...

avatar
Gloton Datum: 08.04.2017 Čas: 01:41

Před nějakým časem byl o tomto konceptu kraťoučký článek tuším někde v L+K a tam byla jako výhoda, a i částečně důvod proč ten nápad tak zaujal případné zájemce, uveden fakt, že díky "nevyčnívajícím" rotorům/vrtulím by to bylo dobře využitelné i pro přistání v zástavbě a jiných stísněných prostorech atd. Jako velkou výhodu vnímali právě tu kompaktnost tohoto řešení.

avatar
logik Datum: 07.04.2017 Čas: 17:06

V tom Tvym linkovanym konceptu musí mít ty dva "dopředný" motory plnej výkon (v horizontálním letu nepotřebuješ jen cruise režim, obzvvlášť u vojenskýho éra), takže budou násobně těžší a větší, než musí být motory v konceptu, kde umí všechny táhnout i dopředu.

Ducting pak zároveň zvyšuje efektivitu motorů, takže to opět není mrtvá váha - a takovádle geometrie konstrukce pak je pevnější než křídlo, takže opět tam jde snížit váhu. Samozřejmě, že za cenu většího odporu.

Co se týče vztlaku od obou ploch - určitě to nebude optimální, jako u dvojplošníku, ale vzhledem k tomu, že tam navíc můžeš řídit airflow pomocí různého výkonu motorů apod. bych si rozhodně netroufal tvrdit, že z toho nějakej vztlak nedostanou.

V každym případě bych si fakt bez toho, abych viděl CFD simulace, to rozhodně netroufal takhle odsuzovat, ty koncepce ovlivňujou X parametrů letadla a takhle "od stolu" to rozhodnout nejde. A kdyby šlo, tak určitě nestavěj EDF, nesjou přeci blbý...



S čím bych ale dle svých (také ne úplně dokonalých, třeba se pletu) znalostí rozhodně nesouhlasil je to, že ty EDF budou mít větší odpor. V obou konceptech je X motorů - odpor od těl motorů bude stejný.
To, co má EDF koncept navíc (okolo motorů) jsou jen vrtule. Ty ale negenerují odpor, ale naopak tah. A jelikož je jich víc, tak mohou běžet pomaleji a tedy efektivněji převádějí výkon na tah, než pouhé dvě vrtule v Tvém konceptu.
Takže tady je to podle mne naopak: V tvém konceptu jsou motory pro VTOL při vertikálním letu "mrtvým odporem a váhou", u EDF je váha i odpor využita na generování tahu.

avatar
damik Datum: 07.04.2017 Čas: 16:45

RiMr71 - ja se o to zajimam protoze pracuji na navrzich letadel/dronu. A jestli ten napad z EDF je dobry, tak bych to zkusil. Ale zatim mi pripada tenhle concept o hodne lepsi:

https://www.nasa.gov/sites/default/files/gl10_test013_8-19-14.jpg

Uz jsem parkrat googloval, proc to tluste kridlo s EDF a jake to ma vyhody, ale nic jsem nenasel.

Takze zatim jsem skoncil u navrhu VTOL tail sitter flying wing; blown wing/ailerons s mensi vrtuli pro cruise u konce kridla; a vetsi sklapeci vrtuli blize trupu pro VTOL, kdyz budu potrebovat vetsi nosnost ...

EDF mne zbytecne pridava vahu pro ducting a cenu.

Ale treba jsem neco prehlidnul ...

avatar
damik Datum: 07.04.2017 Čas: 16:36

Nejak jsi mne zmatnul ...

1/ Dvouplosnik ma dve nezavisla kridla; kde obe dve generuji vztlak; predtlak pod kridlem a podtlak nad kridlem pro obe kridla nezavisle

to u EDFs v tlustem kridle nedosahnes

2/ Oba dva koncepty maji stejnou mrtvou vahu; ten s EDFs ma o neco vetsi protoze musis pridat ducting pro ty EDFs

3/ Pro kolmy start a pristani potrebujes tah/hmotnost 1:1; pri vodorovnem letu 1:10. Proto se vnitrni motory vypinaji a schovavaji pro cruise.

V pripade konceptu s EDFs to neni mozne, takze budou zbytecne zhorsovat odpor. Muzes je sice nechat zapnute, ale pak mas zbytecne velky tah ktery nepotrebujes.

5/ Tady je vysvetleni principu z NASA: https://aero.larc.nasa.gov/files/2012/11/Distributed-Electric-Propulsion-Aircraft.pdf

Neumi to VTOL ale srovnava to vyhody oproti letadlu s jednim spalovacim / turbo prop motorem.

4/ Pro VTOL ja take lepsi mit vetsi vrtuli nez EDF (disc loading), takze porad to vyhody s EDF nevidim.

5/ Jedina moznost pro ty EDF by byla, kdyby mnely promene nastaveni uhlu lopatek (coz vetsinou nemaji). A nebo mnely pri VTOL 10x/20x vetsi vytokovou rychlost, kterou pak snizi pri cruise na cruise rychlost. Coz je ale zbytecne plytvani energie pro VTOL.

Jestli nekde vidim vyhodu EDF tak pro cruise; a vetsi skladaci vrtule uprostred kridla pro VTOL.

Ale treba jsem neco s temi EDF prehlidnul ...

avatar
RiMr71 Datum: 07.04.2017 Čas: 16:29

"Ma nekdo predstavu/zdroje o aerodynamice tlusteho kridla s EDFs pro vodorovny let ???"

Ne. Ti co tohle konstruují letadlo nikdy neviděli, je to jejich první létající počin, předtím dělali do okurek v láku. Právě proto čekají na nějakou chytrou hlavu z české int. diskuze, aby jim vysvětlila jak na to!

avatar
logik Datum: 07.04.2017 Čas: 13:23

Nekoukej na to jako na tlusté křídlo, ale jako na dvojplošník.

Ten koncept cos linkoval má jeden velkej problém - hromadu mrtvé váhy.

avatar
damik Datum: 07.04.2017 Čas: 11:37

Tak tenhle concept s EDFs a tlustym kridlem mi prijde o hodne horsi nez tenhle se sklapecimi vrtulemi pro vodorovny let:

http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/05/04/12/284C937B00000578-3067183-image-a-20_1430740296343.jpg

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/gl10-hover-02.jpg

Protoze pro vodorovny let se budou vnitrni rotory vypinat a sklapet.

Ma nekdo predstavu/zdroje o aerodynamice tlusteho kridla s EDFs pro vodorovny let ???

arr