Вертолёт, 2010 №04, 2011 №01

Суммарное увеличение подъемной силы несущей системы вертоплана в момент отрыва от площадки составляет 1520%. Тяга НВ увеличивается на 20-25% за счет экрана поверхности и уменьшается до 7-8% за счет обдувки планера потоком воздуха от НВ. Подъемная сила несущей системы увеличивается на 3-4% за счет подъемной силы крыла, обдуваемого потоком воздуха от ВИШ. Для примера, в момент начала разбега на взлете крыло самолета Ан-12 создает около 10% подъемной силы.

В отличие от вертоплана на автожире с прыжковым взлетом НВ после раскрутки переводится на общий шаг до 5-7°. За счет избыточной тяги автожир подпрыгивает вертикально вверх на несколько метров. Одновременно под действием воздушного винта (пропеллера) аппарат приобретает поступательное движение, а затем переходит на обычный для автожира набор высоты.

Возможность создания авторотирующим НВ совместно с крылом необходимой величины подъемной силы в последующие моменты времени разгона вертоплана для выхода на самолетный режим подтверждается опытом проектирования и постройки крылатого автожира А-7 ЦАГИ. У автожира А-7 проблемы поддержания подъемной силы НВ совместно с крылом от взлета до полета с максимальной скоростью (более 200 км/ч) не было.

У самолета вертоплан заимствует крыло. Оно предназначено для разгрузки НВ и создания до 90% подъемной силы на крейсерской скорости полета. Для примера, крыло разгружало НВ винтокрылов «Ротодайн» на 60%, Ка-22 – на 85%.

Известно, что профильное сопротивление НВ на крейсерской скорости полета значительно больше, чем сопротивление крыла самолета. Следовательно, потери мощности двигателей на преодоление профильного сопротивления крыла самолета значительно меньше. В связи с этим при проектировании вертоплана НВ оптимизируется для получения максимума его подъемной силы при взлете-посадке без разбега-пробега, а крыло – для создания необходимой величины подъемной силы, уравновешивающей до 90% веса аппарата на крейсерской скорости, и достижения максимума аэродинамического качества аппарата. Аэродинамическое качество вертоплана достигает величины, соизмеримой с аэродинамическим качеством самолета короткого взлета-посадки (СКВП).

Вертоплан с комбинированной бипланной несущей системой садится без пробега с использованием реверса ВИШ. Несущий винт на вертоплане исключает такой опасный критический режим полета самолета, как сваливание, обусловленный потерей устойчивости и управляемости на малых скоростях полета. Следовательно, реверс ВИШ на вертоплане в отличие от СКВП может быть применен не после приземления, а на конечном участке планирования с таким расчетом, чтобы горизонтальная составляющая скорости планирования была погашена к моменту приземления. Вертикальная составляющая скорости уменьшается вплоть до нулевого значения увеличением общего шага НВ и его силы тяги.

Система управления вертопланом, как и винтокрылом, включает в себя вертолетные и самолетные органы управления. На взлете и посадке управление вертопланом осуществляется традиционным изменением общего и циклического шага НВ. Одновременно функционируют и самолетные органы управления вертопланом, которые эффективными становятся на больших скоростях полета.

По результатам выполненных расчетов аэродинамическое качество вертоплана составляет 10 единиц, крейсерская скорость – 450 км/ч, дальность полета с максимальной пассажирской загрузкой – 1400 км. Эти характеристики в совокупности с высокой весовой отдачей вертоплана существенно сказываются на уменьшении стоимости пассажиро-километра и тонно-километра (те же показатели у ЛА, созданного на базе вертолетного НВ, – выше).

Такое сочетание указанных ключевых характеристик ни в одном известном проекте винтокрылого ЛА до настоящего времени не рассматривалось и не предлагалось для реализации.

Вертоплан является винтокрылым летательным аппаратом двойного назначения. На его базе могут быть созданы десантнотранспортная и транспортно-пассажирская модификации в интересах Министерства обороны, МЧС и гражданских эксплуатантов. Вертоплан, как вертолет и самолет, в соответствии с требованиями заказчика и эксплуатанта может быть разработан в любой целесообразной весовой категории.

Технический риск в создании вертоплана практически отсутствует. У этого аппарата фюзеляж, крыло, двигатели и тянущие винты, хвостовое оперение обычного самолетного типа. При этом ЦАГИ имеет достаточный опыт проектирования и создания авторотирущих НВ, которые успешно применялись на 15 типах и модификациях летавших автожиров.