AgustaWestland Project Zero - AgustaWestland Project Zero

Project Zero
AW Project Zero 2013.png
Роль Экспериментальная Tiltrotor VTOL самолет
национальное происхождение Италия
Производитель AgustaWestland
Первый полет Июнь 2011 г.
Статус На стадии разработки / летных испытаний

AgustaWestland Project Zero представляет собой гибрид Tiltrotor / Lift вентилятор самолета. Он был разработан AgustaWestland в качестве демонстратора технологий и используется для исследования полностью электрических силовых установок и других передовых технологий. Это первый в мире конвертоплан с электроприводом.

Разработка

Происхождение

В декабре 2010 года руководство AgustaWestland одобрило формирование команды под руководством Джеймса Ванга с намерением создать демонстратор технологий, объединяющий как можно больше инноваций в одном корпусе. Выступая в 2013 году, Ван отметил, что электрические технологии стремительно развиваются и что функция Project Zero заключается в достижении готовности к использованию электрических летательных аппаратов: «Вместо того, чтобы ждать, пока батарея станет еще лучше, а затем работать над электрическими авиационными технологиями, команда позиционирует себя, чтобы быть готовым к следующему поколению аккумуляторов ».

В компании AgustaWestland и ее компаниях-партнерах в общей сложности два десятка штатных инженеров работали над проектом в стиле скунса на заводе AgustaWestland в Cascina Costa в Италии. По словам Ванга, те, кто был назначен в команду, были отобраны вручную и, как правило, были молоды и увлечены; у каждого члена была своя специальность в одной области. Команда быстро решила, что вместо использования электрического, но в остальном обычного самолета или вертолета, будет применен более радикальный подход: двухроторный электрический конвертоплан без какой-либо трансмиссии или автомата перекоса . Ван резюмировал философию команды следующим образом: «Все, что невозможно, мы хотим делать».

Отметив, что разработка AgustaWestland AW169 была завершена менее чем за четыре года, руководство решило предложить команде завершить проект в течение одного года, включая первоначальные летные испытания. Команда работала почти непрерывно, 24 часа в сутки и семь дней в неделю в течение первых шести месяцев. Члены команды не ждали электронных или голосовых сообщений , вместо этого обращались друг к другу лично, находясь в одном офисе, что также помогало сохранять секретность - такая прямая командная работа сильно поощрялась. Группа Advanced Concepts Group AgustaWestland провела обширное тестирование модели для проекта; Это включало создание множества способных к полету моделей в масштабе 1/10, которые использовались для проверки пределов диапазона полета из-за нетипичной формы самолета. Использование инструментов автоматизированного проектирования (САПР) также имело важное значение для выполнения чрезвычайно быстрого графика программы; Вычислительная гидродинамика и моделирование методом конечных элементов широко использовались.

Различные компании в Италии, Великобритании, США и Японии работали над проектированием и / или производством элементов Project Zero, включая четыре различных филиала Finmeccanica . Ансальдо Бреда разработал индивидуальный инвертор электродвигателя и соответствующий алгоритм управления двигателем, компания Selex ES предоставила высоконадежный компьютер управления полетом и блок управления приводом. Lucchi R.Elettromeccanica изготовил двигатели с осевым потоком на постоянных магнитах по индивидуальному заказу ; Компания Rotor Systems Research LLC работала совместно с AgustaWestland над аэродинамической конструкцией лопастей ротора . Lola Composites произвела композитный материал, из которого большая часть внешних поверхностей сделана из полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), в то время как UCHIDA изготовила композитную конструкцию для лопастей, кожухов и спиц ротора. Стайл Бертоне работал над эстетическим и аэродинамическим дизайном самолета.

Название Project Zero было получено из-за того, что это был уникальный внутренний проект, не имеющий аналогов в истории компании. Разработка Project Zero велась в короткие сроки; время между началом этапа проектирования и первым полетом самого демонстратора составило менее шести месяцев. Чтобы гарантировать ощутимую выгоду от проекта, было решено, что полномасштабный самолет должен быть произведен и запущен. В июне 2011 года полномасштабный демонстратор выполнил первый полет на привязи в Кашина-Коста, Италия. По словам Ванга, не было необходимости в переделке или корректировке: «Все работало - весь дизайн - с первого раза».

Выявление и дальнейшее развитие

Project Zero на статической экспозиции на Парижском авиасалоне 2013

4 марта 2013 года о существовании программы было объявлено общественности на выставке Heli-Expo Международной ассоциации вертолетов (HAI) . В июне 2013 года самолет был публично представлен на Парижском авиасалоне . В начале 2014 года команда Project Zero была награждена престижной премией Гровера Э. Белла 2014 года от AHS International, названной в честь покойного брата Ларри Белла, присуждаемой человеку или организации, которые способствовали и поощряли исследования и эксперименты в разработке вертолетов.

После периода летных испытаний AgustaWestland приступила к извлечению уроков из проекта и изучению средств для переноса произведенных технологий в существующую линейку винтокрылых машин. Было подчеркнуто, что Project Zero сам по себе не является продуктом, а является инвестицией в технологии, приносящей пользу компании в целом. В 2016 году было отмечено, что система активного управления лопастями, разработанная для Project Zero, которая устраняет необходимость в наклонной шайбе и отдельной системе гашения вибрации, должна была пройти летные испытания на AgustaWestland AW139 ; отдельно законы управления полетом, используемые Project Zero, будут использоваться в будущем проекте конвертоплана AgustaWestland.

Advanced Concepts Group предусмотрела различные альтернативные силовые установки для Project Zero, включая гибридную дизельную силовую установку, включение топливных элементов и другие неуказанные технологии. В исходной конфигурации время полета 10 минут является текущим рабочим пределом; Выступая в 2016 году, Ван заявил, что он надеется, что в течение десяти лет технология аккумуляторов продвинется вперед и будет поддерживать 100-минутное время работы.

Дизайн

Project Zero - это нетрадиционный конвертоплан с электроприводом , который AgustaWestland называет «конвертопланом», он был описан как «полу-вертолет, полу-самолет». Это усовершенствованный демонстрационный образец, предназначенный для демонстрации возможностей использования электродвигателя в авиации. Самолет полностью электрический, питается от аккумуляторных батарей. AgustaWestland заявила, что при оснащении подходящей силовой установкой самолет способен развивать скорость, эквивалентную традиционным конструкциям конвертоплана, и имеет типичную крейсерскую высоту вдвое больше, чем у обычного вертолета. Демонстратор технологий не оптимизирован для производства. Он может управляться либо одним пилотом, сидящим в кабине, либо, в качестве альтернативы, работать как беспилотный летательный аппарат .

Ключом к Project Zero является инновационная силовая установка, которая была разработана для демонстрации и тестирования. Два больших винта самолета приводятся в движение современными электродвигателями , которые, в свою очередь, питаются от энергии, хранящейся в батареях. Полностью электрическая конструкция устраняет необходимость в трансмиссии , которая используется на обычных самолетах; он также работает с низкими акустическими и тепловыми характеристиками и не зависит от кислорода . На земле батареи можно перезаряжать, наклоняя роторы против ветра, чтобы они работали как турбины . Демонстрационный образец был разработан для подключения множества различных источников энергии для электродвигателей; Также существует альтернативный вариант гибридной силовой установки, в котором для привода генератора используется легкий дизельный двигатель , который был разработан ORAL Engineering. Во время крейсерского полета большая часть подъемной силы обеспечивается крыльями; внешние крылья съемные, что может быть полезно для полетов на меньшую дальность, в основном с использованием «вертолетного режима» полета.

Изображение Project Zero

Более 80 процентов состава самолета составляют композитные материалы , включая всю обшивку, лопасти несущего винта , кожух и спицы; конструкция почти полностью сделана из алюминия и карбона. Материалы были выбраны на основе обеспечения максимальной скорости при разумном весе и финансовых затратах. По заявлению компании, самолет «не имеет гидравлики, не сжигает ископаемое топливо и производит нулевые выбросы». Вместо гидравлики электромеханические приводы использовались для таких функций, как втягивание шасси , наклон гондол и приведение в действие элевонов самолета ; Эти приводы были специально разработаны Microtecnica.

Ключевые технологии Project Zero запатентованы; Европейский патент EP2551190 (A1) был подан 29 июля 2011 года и выдан 30 января 2013 года, в то время как патенты (с указанием Джеймса Ванга в качестве изобретателя) также были параллельно выданы в Соединенных Штатах, US 2013026303 (A1); Другие патенты были поданы в Корее (KR20130014450 (A)), Японии (JP2013032147 (A)) и Китае (CN102897317 (A)).

История эксплуатации

В июне 2011 года беспилотный демонстратор совершил свой первый полет на привязи на заводе AgustaWestland в Кашина Коста в Италии. В 2011 и 2012 годах он несколько раз выполнял полеты в охраняемых зонах, включая полеты с кожухами вокруг поворотных роторов и без них; Дальнейшая модификация включала альтернативный и более совершенный набор лопастей несущего винта с нелинейной закруткой и установкой нестандартных аэродинамических поверхностей. Летные испытания позволили отрегулировать силовую установку, что привело к увеличению полезной мощности на 30%.

С момента своего открытия в марте 2013 года Project Zero неоднократно появлялся на публике. Летные испытания также продолжались, они были сосредоточены на моделях в масштабе 1/3, а не на полномасштабном демонстраторе из-за ограниченной продолжительности полета, которой он обладает. В феврале 2016 года было объявлено о том, что на полномасштабном самолете будет установлена ​​система гибридного привода, которая направлена ​​на увеличение продолжительности полета с 10 минут до 35–45 минут.

Смотрите также

Внешнее видео
значок видео Новостное освещение Project Zero на Парижском авиасалоне 2013
значок видео Новостной репортаж за 2016 год по Project Zero

Связанная разработка

Связанные списки

использованная литература

Цитаты

Список используемой литературы

внешние ссылки