AgustaWestland Project Zero - AgustaWestland Project Zero
Project Zero | |
---|---|
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
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.
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 | |
---|---|
Новостное освещение Project Zero на Парижском авиасалоне 2013 | |
Новостной репортаж за 2016 год по Project Zero |
Связанная разработка
Связанные списки
использованная литература
Цитаты
Список используемой литературы
- «Project Zero: Эксклюзивная история« полностью электрического технологического инкубатора » AgustaWestland ». Vertiflite Vol 59 No. 3, май / июнь 2013 г.
- Бродбент, Марк. "Project Zero" Air International, январь 2014 г., стр. 108.
внешние ссылки
- Project Zero на Leonardocompany.com