Конвертоплан Nord 500 Cadet. Франция

Конвертоплан Nord 500 Cadet. Франция

В конце пятидесятых годов прошлого века впервые поднялся в воздух первый опытный конвертоплан с поворотными кольцевыми каналами воздушных винтов. Первые проекты в этой области были разработаны промышленностью Соединенных Штатов. В то же время, свой интерес к подобной схеме летательного аппарата проявляли и другие страны. Так, в середине шестидесятых на испытания был выведен французский конвертоплан Nord 500 Cadet.

Проект Nord 500 разрабатывался компанией Nord Aviation в инициативном порядке. Целью этих работ было создание легкого летательного аппарата, способного подниматься в воздух вертикально и переходить к горизонтальному полету. Получать подобные характеристики предлагалось при помощи схемы Tiltduct – несущие винты должны были находиться внутри качающихся кольцевых каналов. При помощи подобной машины предполагалось изучить различные особенности конвертопланов и позже использовать полученные знания в новых проектах. В случае успеха проекта Nord 500 могла начаться разработка летательных аппаратов схожей схемы, пригодных для полноценной практической эксплуатации.

Макет конвертоплана Nord 500 в ходе одной из выставок. Фото Airwar.ru

Разработка экспериментального проекта, получившего официальное обозначение Nord 500 или N500, а также имя Cadet («Кадет»), стартовала в начале шестидесятых годов. В течение нескольких следующих лет французские авиастроители проводили различные исследования и испытания в аэродинамических трубах, необходимые для определения наиболее удачного облика летательного аппарата. Формирование общей схемы конвертоплана завершилось к 1965 году, когда был построен первый макет.

К этому времени разработчики определились с основными особенностями конструкции, и в дальнейшем общая архитектура летательного аппарата не изменялась. В то же время, на следующих этапах разработки в нее вносились некоторые незначительные изменения, связанные с необходимостью установки новых систем и приборов. Подобные доработки в определенной мере затронули внешний вид летательного аппарата, но почти не сказались на основных технических характеристиках.

В середине 1965 года первый демонстрационный макет перспективного конвертоплана был показан на аэрокосмической выставке в Ле-Бурже. Полноценный прототип новой машины построили только весной 1967 года. Первый опытный образец предназначался для проведения наземных испытаний на специальном стенде и на привязи. Компания-разработчик не планировала отправлять эту машину в свободный полет. В том же году прототип для наземных испытаний показали на парижской выставке. Вскоре после этого из сборочного цеха вывели второй опытный образец, которому предстояло участвовать в программе летных испытаний.

Схема машины. Рисунок Airwar.ru

По имеющимся данным, с учетом наземных проверок и полетов на привязи конструкторы компании Nord Aviation сделали определенные выводы, после чего существующий проект N500 был доработан. В результате второй прототип по своей конструкции заметно отличался от первого, хотя и был построен по той же схеме. Следует отметить, что оба опытных образца, по понятным причинам, также серьезно отличались от первого макета, представленного ранее.

Конвертоплан Cadet должен был стать исключительно экспериментальной машиной, что в определенной мере снижало требования к нему. Имелась возможность сокращения размеров и массы конструкции, а кроме того, опытная машина не должна была нести никакой полезной нагрузки. Как следствие, летательный аппарат должен был получить минимально необходимый набор бортового оборудования, что в некоторой мере снижало сложность проекта.

Был разработан планер оригинальной конструкции, представляющий собой моноплан с высокорасположенным крылом малого удлинения. Силовой набор планера предлагалось изготавливать из металла. В составе обшивки так же использовались металлические листы, однако некоторые элементы конструкции, такие как обтекатель радиолокационной станции, следовало делать из пластика.

Прототип на испытаниях. Фото Klassiker-der-luftfahrt.de

Летательный аппарат Nord 500 получил фюзеляж обтекаемой формы переменного сечения. Носовая его часть, вмещавшая кабину пилота, имела форму, близкую к каплеобразной и отличалась уменьшенной шириной. Позади кабины фюзеляж переходил в хвостовую балку большой ширины и малой высоты. В этой части машины предусматривались узлы монтажа центроплана. Хвостовая балка служила основанием для оперения в виде киля и стабилизатора. Рули высоты и направления отсутствовали. Компоновка фюзеляжа отличалась простотой. Крупный носовой объем отдавался под размещение пилота и необходимой аппаратуры, непосредственно за ним находились основные элементы трансмиссии, а значительная часть хвостовой балки вмещала двигатели.

Сразу за кабиной в верхней части планера крепилось трапециевидное крыло малого размаха. Крыло было поднято над фонарем на достаточно большую высоту, и в центре его передней кромки предусматривался воздухозаборник для охлаждения некоторых устройств трансмиссии. Жестко на фюзеляже закреплялась только корневая часть крыла размахом 2,05 м. Консоль схожей ширины была выполнена поворотной и могла качаться в вертикальной плоскости. Подвижный элемент крыла служил основанием для монтажа кольцевого канала винта.

Конвертоплан решили оснастить двумя воздушными винтами изменяемого шага пятилопастной конструкции. Винт имел диаметр 1,5 м и помещался внутри кольцевого канала с внутренним диаметром 1,58 м. Вал винта и связанный с ним редуктор помещался в каплевидной гондоле, соединенной с каналом при помощи нескольких стоек. Кольцевой канал винта имел профилированные стенки с максимальной толщиной 250 мм. За счет своей формы канал в горизонтальном полете мог создавать подъемную силу, дополняя основное крыло. Вместе с уменьшенной консолью крыла кольцевой канал мог вращаться вокруг горизонтальной оси. Для управления положением каналов использовались электрические приводы.

Машина готова к вертикальному взлету. Фото Maquettes-missiles.blogspot.fr

Экспериментальная машина должна была использовать необычные системы управления, единые для всех режимов полета. На заднем срезе кольцевого канала поместили две пары V-образных плоскостей многоугольной формы. Задняя кромка каждого такого устройства несла по четыре аэродинамических руля. Наличие на каждом канале большого числа рулевых поверхностей с собственными приводами позволяло изменять направление истечения потока и тем самым осуществлять управление полетом на всех режимах. Уже на стадии предварительных исследований стало ясно, что такая система позволяет отказаться от традиционных элеронов, рулей высоты и направления.

Внутри центроплана и частично внутри хвостовой балки бок о бок помещались два турбовальных двигателя Allison T63-A-5A мощностью по 317 л.с. каждый. Подача атмосферного воздуха осуществлялась через заборные устройства в верхней поверхности центроплана, выброс реактивных газов – через сопла наверху хвостовой балки балки. Двигатели соединялись с главным редуктором, обеспечивавшим передачу крутящего момента на продольные валы крыла. Последние доходили до гондол внутри кольцевых каналов, где находились редукторы винтов. Примененная трансмиссия позволяла осуществлять полет при одном выключенном двигателе, а также обеспечивала вращение винтов при всех положениях кольцевых каналов.

Опытная машина получила трехточечное шасси простой конструкции. Под днищем носовой части фюзеляжа помещалась стойка с одним колесом малого диаметра, в хвостовой – две стойки с более крупными колесами. Для увеличения колесной базы основные стойки устанавливались под углом и выносили колеса на уровень оси кольцевых каналов.

Взлет на привязи. Фото Airwar.ru

В носовой части фюзеляжа помещалась одноместная пилотская кабина. Летчик располагал крупным фонарем, обеспечивавшим хороший обзор передней полусферы, а также позволявшим следить за работой винтов и их каналов. Фонарь разделялся на неподвижный козырек большой площади и откидную часть, при помощи которой осуществлялась посадка в машину. На рабочем месте пилота помещались органы управления вертолетного типа, позволявшие контролировать тягу двигателя и шаг винтов, а также управлять положением рулей. Также в кабине находился рычаг управления положением каналов. Проект Nord 500 подразумевал применение единого набора органов управления для работы на всех возможных режимах.

При вертикальном взлете или посадке основными методами управления были изменение тяги путем корректировки оборотов двигателя или установки требуемого шага винта. Контроль по крену при этом осуществлялся за счет дифференцированного изменения тяги двух винтов. Управление в канале тангажа осуществлялось путем наклона каналов. Контроль по рысканью возлагался на хвостовые рули каналов, отклоняемые требуемым образом.

В горизонтальном полете несимметричное изменение тяги винтов предлагалось использовать в качестве средства управления по рысканью. Тангаж и крен, соответственно, менялись путем синхронного или дифференцированного отклонения имеющихся аэродинамических рулей. На переходных режимах пилоту приходилось использовать все эти методы, в зависимости от текущей скорости и высоты полета, а также от положения кольцевых каналов.

Подготовка к полету. Фото Airwar.ru

Экспериментальный конвертоплан получался достаточно компактным. Длина машины составляла 6,6 м, общая длина – 6,1 м. Высота – чуть более 3 м. Пустая машина весила всего 768 кг, тогда как максимальная взлетная масса задавалась на уровне 1300 кг. Предполагалось, что N500 Cadet сможет развивать скорость до 350 км/ч и показывать высокие летные характеристики, сопоставимые с современными вертолетами. Особое внимание при этом уделялось параметрам взлета и посадки.

Строительство второго опытного образца конвертоплана Nord 500, предназначавшегося для летных испытаний, завершилось в самом начале 1968 года. В феврале машина впервые поднялась в воздух на привязи. Подтвердив характеристики, уже установленные в рамках наземных и привязных испытаний первого опытного образца, второй был допущен к свободным полетам. Подобные испытания начались с вертикальных взлетов и посадок, после чего появилась возможность приступить к изучению работы техники на переходных режимах. Насколько известно, во время этих проверок опытный «Кадет» неплохо показал себя и подтвердил расчетные характеристики.

В 1969 году опытный конвертоплан был передан научно-исследовательской организации Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales (ONERA) для проведения новых проверок. На этот раз экспериментальную машину предполагалось испытывать в аэродинамических трубах, имитируя различные режимы полета. Особое внимание в этих исследованиях уделялось работе воздушных винтов и их взаимодействию с кольцевыми каналами. Проверки в аэродинамических трубах в очередной раз подтвердили высокие характеристики и жизнеспособность оригинальной идеи. Кроме того, были установлены определенные преимущества конвертоплана перед вертолетами с похожими характеристиками. Одним из плюсов экспериментальной машины являлся меньший шум, производимый воздушными винтами при создании той же подъемной силы.

В ходе испытаний. Фото Maquettes-missiles.blogspot.fr

Еще до завершения испытаний опытной техники французские авиастроители стали строить планы, касающиеся будущего оригинальной разработки. Специалисты фирмы Nord Aviation предложили несколько вариантов перспективной техники, использующей основные наработки по проекту N500. Более того, некоторые подобные проекты могли быть прямым развитием существующего.

Армии планировалось предложить незначительно доработанный Nord 500, пригодный для решения некоторых прикладных задач. Так, путем изменения фюзеляжа и добавления отсека для фотоаппаратуры конвертоплан можно было сделать легким разведчиком. Схожим образом можно было создать легкую транспортную или санитарную машину. Дальнейшим развитием N500 могла стать гражданская пассажирская модификация. В таком случае следовало использовать новый фюзеляж с пятиместной кабиной и тонкой хвостовой балкой, несущей оперение в виде перевернутой V.

Впоследствии в воздух могли подняться конвертопланы семейства Nord 501. Базовой моделью этого семейства предполагалось сделать ударный летательный аппарат вертикального взлета. При проработке его облика специалисты фирмы-разработчика планировали использовать опыт строительства и применения американских боевых вертолетов AH-1, что, среди прочего, должно было сказаться на внешнем виде машины. Боевой конвертоплан должен был нести пулеметную турель и различное ракетно-бомбовое вооружение на пилонах крыла.

На основе боевого N501 можно было создать гражданскую пассажирскую модификацию. При использовании основных узлов и агрегатов военной машины можно было создать восьмиместный конвертоплан. Также имелась возможность разработки транспортной модификации с грузоподъемностью порядка 5 т. При наличии соответствующего запроса от военного ведомства компания Nord Aviation могла доработать гражданский проект Nord 501 и сделать на его основе исключительно военный транспортник.

Возможный облик боевого конвертоплана N501. Рисунок Youroker.livejournal.com

Подобные предложения фактически являлись прямым развитием существующего проекта Nord 500 Cadet и позволяли решить поставленные задачи путем использования готовых компонентов или без необходимости создания большого количества новых. При этом предлагались концепции иных конвертопланов-тилтдактов, отличавшиеся большими размерами техники и повышенными характеристиками. К примеру, уже в конце шестидесятых годов – до начала летных испытаний «Кадета» – компания Nord Aviation начала показывать на выставках макет конвертоплана Nord Rocade. Такая машина, по расчетам, могла бы перевозить 10 т груза или 40 пассажиров со скоростью до 540 км/ч.

В 1970 году компания Nord Aviation была объединена с фирмой Sud Aviation в более крупную организацию под названием Société nationale d’industrie aérospatiale. Позже ее переименовали в Aérospatiale. Как следствие, в течение некоторого времени проект Cadet носил новое название Aérospatiale N500.

Разнообразные испытания перспективной техники на земле, в воздухе и в аэродинамических трубах продолжались до 1971 года. Опытная техника хорошо показала себя и подтвердила возможность практического применения подвижных воздушных винтов, установленных внутри кольцевых каналов. Имея солидный опыт испытаний и эксплуатации первого конвертоплана, компания-разработчик могла приступить к созданию новых образцов подобной техники. При получении заказа от армии или какой-либо гражданской структуры, конструкторы могли заняться созданием проектов на основе ранее предложенных концептов.

Макет транспортной машины Nord Rocade. Фото Youroker.livejournal.com

Тем не менее, этого не произошло. В существующем виде конвертоплан Nord 500 планировалось предложить армии в качестве легкого разведчика. Однако к началу семидесятых годов французской и зарубежной промышленностью были созданы несколько легких вертолетов со схожими характеристиками. Экспериментальный N500 превосходил их только по максимальной скорости, тогда как прочие параметры техники разных типов были на одном уровне. При этом вертолеты были проще в производстве и эксплуатации, а также отличались меньшей стоимостью. В таких условиях военные вряд ли могли предпочесть конвертоплан вертолетам.

Отсутствие реального интереса со стороны потенциальных заказчиков, а также наличие на рынке более удачных образцов менее смелой конструкции привело к остановке работ. В 1971 году испытания опытных Nord 500 завершились, и вскоре проект был закрыт за отсутствием перспектив. Отмена дальнейших работ по базовому проекту поставила крест на всех предлагавшихся ранее вариантах его развития. В архив отправились все проекты семейства N501, Nord Rocade и т.д. Дальнейшее развитие конвертопланов с поворотными каналами посчитали нецелесообразным. Более не нужные опытные образцы отправились на разборку.

Проявляя интерес к перспективным вариантам авиационной техники, отличающимся повышенными характеристиками, французская компания Nord Aviation попыталась создать собственный конвертоплан с несущими винтами, помещенными внутри поворотных кольцевых каналов. При этом проект создавался в инициативном порядке, что в некоторой мере определило его дальнейшую судьбу. Ситуация с отсутствием заказчиков на стадии проектирования в дальнейшем не поменялась, из-за чего оригинальный летательный аппарат не смог выйти из стадии испытаний. Проект Nord 500 Cadet стал первой и последней попыткой французской авиационной промышленности создать и довести до эксплуатации конвертоплан такого класса.

По материалам сайтов:

• https://vertipedia.vtol.org/
• http://airwar.ru/
• http://aviastar.org/
• http://diseno-art.com/
• http://klassiker-der-luftfahrt.de/
• http://youroker.livejournal.com/
• https://maquettes-missiles.blogspot.fr/

источник: https://topwar.ru/112972-konvertoplan-nord-500-cadet-franciya.html