Por que o Bell Boeing V-22 Osprey não trabalhou mais? [fechadas]

Por que o Boeing V-22 Osprey da Bell não trabalhou mais?

A ideia de Osprey é antiga e nunca funcionou bem. Por exemplo, eu encontrei um formulário de patente 1921 (veja a foto) para uma máquina voadora que tem alguns pontos em comum com o Osprey. Hélices de grande diâmetro não são eficientes para aviões e rotores pequenos não são adequados para helicópteros. Um híbrido, como o Osprey, tem a vantagem de não precisar de uma pista para pousar ou decolar, mas ao mesmo tempo, uma vez no ar, tem que pagar o preço de usar duas hélices ineficientes para voar centenas de quilômetros. Além disso, se for usado mais como um helicóptero, os rotores não são tão eficientes quanto os de um verdadeiro helicóptero.

Máquina voadora , authour Traian Vuia , abril de 1921.

Osprey Bell Boeing V-22

O Osprey tem sido bastante bem sucedido, considerando as circunstâncias. Como Energizer777 aponta, a idéia básica não é nova, e havia muitos desafios de engenharia para criar uma aeronave viável. Que esses desafios foram resolvidos e o avião está agora em produção e o serviço ativo parece ser um grande sucesso. Além disso, tudo isso aconteceu relativamente recentemente. O V-22 voou pela primeira vez em 1989, enquanto o F-15 e o F-16 ambos datam do início dos anos 70 (e ainda estão em serviço ativo). Os desafios para refinar o design levaram a introdução do V-22 até 2007. O design não teve tempo suficiente para amadurecer após o primeiro aplicativo bem-sucedido. Você pode considerar o tilt-rotor civil AW609 , atualmente destinado à certificação em 2017, como o próximo avanço do projeto.

Adereços / rotores são mais eficientes que um motor a jato em baixas velocidades. Dado que as partes lentas e verticais do voo são muito importantes para o design, esta decisão faz sentido. A lavagem do suporte também flui sobre a asa, permitindo que a asa seja mais eficaz com um curto espaço de tempo. Usar motores de turbina em vez de jatos também permite que um motor acione ambos os rotores se o outro falhar, facilitando a operação de um único motor.

Você está certo sobre as desvantagens do design. O V-22 é barulhento e não tão ágil quanto um helicóptero em voo lento. Os requisitos de manutenção são altos e certamente foram um problema no início da introdução ao serviço. E os custos iniciais também são mais que um helicóptero ou avião de tamanho comparável. No entanto, os recursos listados primeiro valem esses custos adicionais, pelo menos para aqueles que compraram / pediram o V-22.

Não precisa ser atualizado

Ele já faz tudo o que os fuzileiros precisam. Substituí-lo seria caro sem motivo.

As outras aeronaves que você mencionou, F-15, F-16, F-35, F-22 são um pouco diferentes - o F-35 está substituindo o F-18 / F-16. O F-18 substituiu o F-14. O F-22 é principalmente um substituto para o F-15. Por quê? Porque estes ficam desatualizados.

Os inimigos em potencial da USAF constroem um caça que pode vencer o F-15, então você constrói um caça que pode bater o seu novo. Repetir. Isso aconteceu desde o alvorecer do caça.

Transporte de aeronaves, no entanto ... o que você melhoraria? Já é o mais rápido possível sem gastar muito dinheiro e ser capaz.

Simplesmente, não há necessidade de substituí-lo ainda. Isso não significa que não tenha sido bem sucedido.

Eu diria que tem sido bem sucedido. Pense que vários comentários esclareceram isso, além de modificar sua definição de "bem-sucedido".

Um precursor necessário para ele foi o XV-15 . Sim, havia aeronaves anteriores, mas isso não funcionou bem até que motores turboélices menores, com densidade de potência suficiente, se tornaram disponíveis. Antes disso, os motores eram geralmente localizados na fuselagem e tinham eixos de transmissão que transportavam o poder para as nacelas nas pontas das asas. Estes eram pesados e propensos ao fracasso.

Quanto ao motivo pelo qual o Osprey tem adereços / rotores em vez de jatos, vamos falar sobre impulso e potência. Para sair do chão, você precisa de mais empuxo do que de peso. Normalmente, se você vai fazer VTOL, você precisa de 110%. Assim, uma aeronave de 2.000 libras precisa de pelo menos 2.200 libras de empuxo para decolar verticalmente, muito menos pairar. Passe o mouse requer ainda mais.

Existem várias maneiras de impulsionar:

• agarre uma quantidade relativamente pequena de massa de ar e acelere-a. Isto é o que os turbojatos e os turbofans de bypass baixo fazem, como encontrado na maioria dos aviões de combate. Haverá efluxo a jato de alta velocidade, altas temperaturas e consumo comparativamente alto de combustível com esta rota. O Harrier faz isso, assim como o F-35B. No entanto, não é possível fazê-lo por muito tempo (consumo significativo de combustível) e você não quer estar em nenhum lugar próximo, no solo, quando o faz (barulhento, ventoso, quente). Se você precisa ir RÁPIDO, você precisa fazer isso.
• pegue uma quantidade relativamente grande de massa de ar e acelere um pouco. Isto é o que o rotor faz em um helicóptero e, em um grau menor, em uma hélice em um avião. A lavagem do rotor / prop não está nem perto da intensidade do escape do motor a jato. Há também menos calor e muito menos consumo de combustível. Mas você não pode ir tão rápido (a velocidade é limitada pela velocidade do rotor / lavagem do propulsor).
• em algum lugar entre. Os turbofans de bypass alto em jatos modernos capturam mais ar do que os turbojatos, mas menos que os propulsores / rotores, e aceleram o ar mais que um propulsor / rotor, mas menos que um turbojato. Menor consumo de combustível do que o turbojato e menos ruído, mas maior velocidade que um propulsor / rotor.

Se eles pudessem ter feito isso com um único rotor, e encontrado uma maneira de direcionar o avanço para o modo "avião", eles teriam feito isso; um único rotor grande seria mais eficiente que um par de rotores menores. O mecanismo mais simples que eles poderiam desenvolver, que forneceria as capacidades tanto de avião quanto de helicóptero, era um projeto bimotor. Você obtém uma velocidade de cruzeiro mais rápida e um alcance maior do que qualquer helicóptero no inventário e um envelope de voo mais amplo do que qualquer avião (VTOL e pairar).

Além disso, você precisa de um grau de agilidade para manobrar em foco. Então, você precisa da capacidade de alterar os vetores de empuxo ao passar o mouse; os controles de vôo do "avião" (ailerons, elevadores e leme) são inúteis neste modo. Para conseguir isso, os adereços / rotores têm controles coletivos e cíclicos como um helicóptero. Se você achatar a inclinação na parte anterior da rotação, isso mudará o vetor de empuxo para empurrar para baixo e para trás, em vez de apenas para baixo. Coordenar isso entre os dois motores e você tem tradução para a frente / para trás, de lado a lado e pivot, assim como um helicóptero.

Até onde sei, ninguém conseguiu fazer um motor a jato capaz de fazer isso.

Uma variante de motor a jato provavelmente precisaria de algum tipo de vetorização de empuxo 2D, a jusante do motor real. Existem exemplos existentes disso:

• O F-22 faz vetorização de empuxo 1D (cada bocal do motor pode lançar cima baixo). Usado diferencialmente, isso pode aumentar o pitch AND roll.
• O Su-35 faz algo parecido com o F-22
• O F-35B, como mencionado, faz uma vetorização de empuxo 1D limitada para STOVL
• Alguns avançados Mig-29s fazem vetorização de empuxo 2D completa com os dois bicos
• O demonstrador F-16 VISTA fez uma vetorização de empuxo 2D completa
• O X-31 também tinha vetores de empuxo 2D básicos, devido para alguns defletores "remos" à ré do motor. Isso é semelhante às aletas direcionais usadas no foguete V-2 original.

Supondo que alguém possa criar um sistema de vetorização de empuxo 2D utilizável, montado na extremidade traseira do turbofan de bypass alto (todos os exemplos mencionados são turbojatos, turbofans de derivação inferior ou foguetes), pode ser possível fazer um jato variante com energia, em algum momento no futuro.