Bell V-247 Vigilant

[Rase]

Bell V-247 Vigilant

Americká námořní pěchota, v rámci programu MUX zveřejněný v roce 2016, hledá bitevní a průzkumný dron schopný kolmého startu a přistání. Ten posílí schopnost námořní pěchoty provádět letecké údery z výsadkových lodí. Námořní pěchota požaduje dron s velkou cestovní rychlostí a se schopností kolmého startu/přistání. letoun má mít dosah plně srovnatelný s V-22 a F-35. Společnost Bell představila v září 2016 koncept bitevního dronu V-247 Vigilant, který tyto požadavky naplňuje. Pohání jej motor o výkonu 3 670 až 4 410 kW usazený v trupu. Maximální startovací hmotnost je 13 400 kg, což je třikrát víc než v případě dronu MQ-9 Reaper (4 760 kg). Vigilant pojme palivo, zbraně a senzory až do hmotnosti 5 900 kg. Rozpětí křídel je 20 m, při rozpětí rotorů 9 m. Díky možnosti složit listy rotorů a hlavní křídlo lze dron umístit do hangárů torpédoborců třídy Arleigh Burke nebo Zumwalt. V případě potřeby lze dva V-247 přepravit letecký pomocí transportního letadla C-17 Globemaster III. Maximální rychlost činí 555 km/h, cestovní rychlost 470 km/h a vytrvalostní rychlost 333 km/h. Bojový dolet V-247 je až 720 km, při schopnosti zůstat v cílové zóně až 11 h. Dolet lze prodloužit díky možnosti doplnit palivo ve vzduchu. Zbraně, senzory a další vybavení lze umístit do tří vnitřních šachet nebo na čtyři závěsníky pod křídly. V roce 2018 byl představen demonstrátor a do sériové výroby by se mohl dostat v roce 2023. Mariňáci požadují dosažení počátečních operačních schopností v roce 2026.

https://www.snafu-solomon.com/2018/09/t ... ilant.html
https://zoommagazin.iprima.cz/valky/oby ... nvertoplan
https://www.suasnews.com/2018/09/bell-v ... tiltrotor/

[royal]

Docela by mě zajímalo jak chtějí odpalovat střely Hellfire umístěné na křídle přes tu vrtuli, jedině že by šli odpalovat pouze v režimu kdy by vrtule byly natočeny nahoru (jako při vzletu)

[Rase]

jo, tohle je hodně divné, v případě použití zbraní ve vnitřní šachtě, tento problém odpadá. Ještě si říkám, že je škoda, že se řešení jednoho motoru v trupu (místo dvou na křídlech), nepoužilo i u jiných konveroplánů. Chápu že to zabírá vnitřní místo, ale přijde mi tak nějak elegantnější a méně komplikované - nechci jim ale do toho kecat

[Zemakt]

royal: odhoz střely a dostatečně dlouho zpožděná iniciace jejího pohonu.

Rase: jedná se o dron, tudíž ti odpadá pilotní a přepravní kabina.

[Rase]

To jo, ale i klasicke vrtulniky maji motor nad kabinou. Uznavam ze to zveda siluetu a zhorsuje skladovatelnost

[Zemakt]

Rase zde by měl být motor o výkonu 3 670 až 4 410 kW, to už je řádný hovado. Připočti si k tomu transmisi a máš konstruktérský oříšek. Ostatně, co si tak vybavuji, neznám podobně řešené sériově vyráběné éro. Tedy spíš nevybavuji. Vždy to končilo na převodech k vrtulím. Buď hmotnost, nebo nespolehlivost.

[kenavf]

Rase zde by měl být motor o výkonu 3 670 až 4 410 kW, to už je řádný hovado. Připočti si k tomu transmisi a máš konstruktérský oříšek. Ostatně, co si tak vybavuji, neznám podobně řešené sériově vyráběné éro. Tedy spíš nevybavuji. Vždy to končilo na převodech k vrtulím. Buď hmotnost, nebo nespolehlivost.

Ako príklad by možno stačilo sériové použitie komplikovanej transmisie od hviezdicových motorov umiestnených v "čumáku" vo vrtulníkoch? Sikorsky H-19 a Mi-4. Tá hriadeľ od motoru tuším viedla medzi pilotmi.
Keď takéto riešenie zvládli pred 60 rokmi tak sa dnes možno zvládne aj komplikovanejšie.

Len tak pre ilustráciu a info o otáčkách transmisie MI-8

[Zemakt]

Kenafv: ono také velmi záleží na tom, kolik výkonu přenášíš. Jednodušší než hřídelí, ti vyjde převod řetězem. Papír ale snese hodně. Pdobné řešení v historii letectví již byly. Neuspěly. Zatím.

[royal]

Zemakt: ale když se podíváš na blok čtyř střel Hellfire zavěšených na křídle tak ty horní dvě neodhodíš, protože pod nima jsou další dvě i s držákama.

[KOLT]

Divil bych se, kdyby to nebylo vyřešené. Jasně, může to být jen maketa a ve finále se to udělá jinak. Jaký je ale problém dát tam mechanizmus, který raketu při uvolnění "odhodí" kousek do strany?

Technicky je možné vše, nicméně ne vždy je to i výhodné. A principiálně jednodušší řešení jsou zpravidla prostě lepší. Mně by třeba zajímalo, proč u V-22 naklápí celé motory a ne jen rotory, když to znamená hýbat obrovskou masou zbytečně. Nicméně to vypadá, že vyřešit převod ze statického motoru na rotor, který mění úhel hřídele, holt asi není až taková sranda. Proto se v počátku rozhodli pro řešení jednodušší, byť mající značné mouchy. A teprve u Valoru to řeší s pevnými motory, protože měly dvacet let na to vymyslet ten převod.

[Rase]

KOLT:
V-22 Osprey byl právě kritizován pro složitý způsob pohonu, kdy rotory jsou pevně spojeny s motory a natáčejí se společně. Stejně řešený je třeba AW609. Poučeni, navrhli u Bellu řešení kdy se přetáčejí pouze rotory a motory setrvávají stále v poloze vodorovné s trupem letounu. O přenos hancí síly se stará speciální převodovka. Tento koncept byl použit u V-280 Valor. Osobně mi přijde taky hodně složitý, ale očividně vědí co dělají a zjednodušení má být hodně výrazné.

Pokud jde o rakety, tak u původního návrhu tym nosníky ani nebyly, navíc očividně komplikují složení křídel. Mě to zkrátka přijde jako takové dodatečné upravení, stejně tak jako u tankovacího sosátka v čumáku.

[Zemakt]

A principiálně jednodušší řešení jsou zpravidla prostě lepší.

Nejednodušší mi pak přijde opravdu jen změnit úhel náběhu hřídelí vrtulí.

[kenavf]

.. A teprve u Valoru to řeší s pevnými motory, protože měly dvacet let na to vymyslet ten převod.

Problém vymyslieť? V principe to bude asi niečo ako polovina diferenciálu. Tzn. dve navzájom kolmé kuželové ozubené kolesá umiestnené v klietke otočnej okolo osi krídla. Problém by mohlo byť skôr ten prenášaný výkon a mechanické nadimenzovanie, ale tie vrtulníky to zvládajú tak prečo by to nešlo aj v tomto prípade.

[KOLT]

Mě se neptej, zkus inženýry v Bellu Předpokládám, že nějaký důvod k tomu, proč překlápěly celé motory, což je z hlediska kinematiky dost opruz, asi měli. Jestli ten, že nedokázali dostatečně dimenzovat onen "diferenciál" k rotoru, nebo to bylo něco jiného, pochopitelně netuším. Ale že by si jen tak ze srandy vybrali z letového hlediska horší řešení, se mi moc věřit nechce....

[Vlastimil Čech]

Pevné motory a naklápění os vrtulí vyřešili už u zepellinů Akron...
např.: https://www.valka.cz/html_images_cache/ ... 605425.jpg
U vodíkem plněných vzducholodí to raději nezkoušeli.

[Ataman]

Pevné motory a naklápění os vrtulí vyřešili už u zepellinů Akron...

No jo, vyřešili, u vzducholodí...Ale abych jen nerejpal, XV-3 překlápěl taky jen rotory. Jenže XV-3 nepotřeboval prostor v trupu.

[Smutná krabice]

Rase et col: je to otázka rizika. V leteckém průmyslu se používají probabilistické metody selhání jako FTA (vím to, sám s nimi trošku dělám ;-) ) které analyzují systém z hlediska pravděpodobnosti selhání všech jeho komponent.

Přičemž platí, že čím více komponent v systému je, a čím méně redundantních, tím vyšší pravděpodobnost selhání. A pokud riziko katastrofického selhání konstrukce (tj. např. LOV, Loss of Vehicle) přesáhne určitou kritickou hranici, prostě se použije jiná konstrukce.

Druhá veličina v analýze jsou ale pravděpodobnosti selhání těch jednotlivých komponent. Když se vyvíjela V-22, komponenty na přenosy tak obrovských sil k naklápěcím rotorům nebyly dost ověřené -> měly vyšší Pselhání -> byly použity celé naklápěcí motory. U Valoru už ověřené a vylepšené byly -> měly dostatečně nízkou Pselhání -> mohli překlápět samotné rotory.

Další proměnná jsou ale celkové následky katastrofického selhání. Na ty jsou tabulky, a např. ztráta lidského života nebo zásadní finanční ztráty je nejvyšší kategorie která vyžaduje nejvyšší spolehlivost, kdežto střední finanční ztráty jsou už kategorie nižší. Když se při LOV Vigilantu nemůže zabít pilot, je požadováno nižší maximální riziko.

A pak jsou tu konstrukčně ohledy jako to, že vrtulníky jsou povinně (opět, Pentagon na to má normy) konstruovány tak, že při havárii zůstane skelet kabiny = prostor posádky neporušen, tzn. motory musí být umístěny vně tak, aby se neprobořily dovnitř. To u bezpilotního prostředku opět není vyžadováno.

[Rase]

Smutná krabice:
Jj u těch bezpilotních letounů můžou konstruktéři pustit uzdu fantasii a vlastně se takový stroj dá zkonstruovat mnohem rychleji, když nemusí brát ohledy na pilota. Jen se zeptám, si spíš zastáncem konceptu SB-1 Defiant od Sikorsky-Boeing, tedy dva rotory a tlačná vrtule, nebo náklopných rotorů od Bellu (V-22, Valor atd.), jsou sice odlišné, ale v tendrch si obě řešení konkurují. Bellácký vypadá moc dobře, ale Sikorski má zase kompaktnější rozměry a přijde mi tak nějak praktičtější pro potřeby armády.

[Smutná krabice]

Dva koaxiální rotory jsou konstrukčně zranitelnější:

• Katastrofické selhání jednoho listu vrtule ti může najednou vyřadit oba rotory a půjdeš k zemi jako cihla. Oproti tomu katastrofické selhání jednoho rotoru či svazku u tilt-rotor koncepce znamená, že půjdeš k zemi v rotacích, ale alespoň trochu brzděných.
• Oba rotory se při určitých dynamických podmínkách mohou srazit - s tím měl problémy Ka-50/52 při vývoji a ačkoli Kamov tvrdí, že to vyřešil, nikdy se to u koaxiálů nedá zcela vyloučit, jen omezit pravděpodobnost a doufat.
• Hřídel může za určitých podmínek být "single point of failure", protože obě koaxiální hřídele jsou si tak blízko, že zadření se jedné může vyvolat zadření se druhé (řetězové selhání)
• Kompaktní řešení může učinit dost těžkými adekvátní konstrukční řešení pro redundanci subsystémů - opět Single Point of Failure

Takže ano, je to kompaktnější, ale za určitou cenu. A tu pokud počítáme s tím, že ten stroj bude pod palbou, musíme pečlivě zvážit.

Pak jsou tu ještě kritéria skrytosti: Valor může snáze chladit výfukové plyny turbín, kdyby chtěl, může klidně napojit výdechy turbín na chladící systém typu RAH-66 (trubka se směšovači po celé délce ocasu). Ovšem na druhou stranu dva rotory naberou výšku, takže se hůře skryje za terénní vlny při Nap-of-Earth operacích (ale to záleží na geostrategii každého bojiště, jaká je průměrná výšky terénních nerovností. V Afghanistánu to problém není, v Západním Německu ano.)

Navíc bych to přiklepl Bellu politicky, proto aby přežil na armádních zakázkách. Viz T-X: Valor je jediný program, který může udržet Bell ve vývoji moderních vojenských vrtulníků. Lockheed-Sikorski má CH-53K a CH-92, Boeing má MH-47 a AH-64E, kdežto Bell má jen výběhové typy AH-1/UH-1. Já prostě považuji tu konkurenci za potřebnou ;-) I Sověti si koneckonců mermomocí drželi umělou konkurenci OKB MIG a Suchoj dokud na to měli.

[Rase]

Pozoruhodné, díky moc za odborné objasnění. Najednou ten Valor vypadá ještě lépe a použitelněji než sem si doposud myslel - díky