Dans le domaine des avions à décollage et atterrissage verticaux, le leadership incontesté appartient aux hélicoptères. Cependant, la recherche se poursuit pour des schémas alternatifs qui peuvent avoir de réelles perspectives. En particulier, en ce moment les spécialistes russes étudient le concept de la soi-disant. cyclolet ou cyclocopter. Dans le cadre du programme Cyclone, des modèles de banc et un prototype d'avion ont déjà été créés et testés, et un avion pleine grandeur devrait apparaître dans un proche avenir.
Décollage libre
En 2017, la Fondation russe pour les études avancées (FPI) a lancé le concours Free Takeoff. Sa tâche était de trouver des schémas alternatifs pour les avions à décollage vertical / ultra-court qui pourraient rivaliser avec l'hélicoptère. L'une des candidatures au concours a été soumise par la société "Flash-M" (Krasnoyarsk), qui a réuni des représentants du groupe créatif "Arey" et de l'Institut de thermophysique de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie (IT SB RAS).
"Flash-M" est venu avec une proposition pour créer un soi-disant. cyclolette. Les scientifiques de l'IT SB RAS travaillent depuis longtemps sur ce concept et mènent des recherches théoriques et expérimentales. Une grande quantité de données a été collectée et un échantillon de banc d'une propulsion cyclique / hélice cycloïdale prometteuse a été démontré. La proposition Flash-M a intéressé FPI, et c'est cette organisation qui est devenue la gagnante du Free Takeoff.
En 2018, FPI a lancé le projet Cyclone, au cours duquel il était prévu de poursuivre les travaux sur le thème de la cyclolette, ainsi que de construire et tester les premiers prototypes. Aussi, dans le cadre de ce projet, les questions de la poursuite de la production, de la mise en œuvre et de l'exploitation d'équipements grandeur nature adaptés à une utilisation réelle sont à l'étude.
En juillet 2020, "Flash-M" a effectué les premiers essais en vol d'un véhicule aérien sans pilote expérimenté. L'appareil pesant 50 kg a reçu quatre hélices cycliques d'origine. Ses capacités de décollage et d'atterrissage verticaux, de vol en palier et de manœuvres ont été confirmées. De plus, ils ont démontré certaines des capacités qui ne sont pas disponibles pour les hélicoptères. Peu de temps après, un autre drone expérimental appelé Cyclone 2020 a été présenté au forum Army 2020.
Projets pour l'avenir
En avril de cette année, le début d'une nouvelle étape des travaux a été annoncé. Désormais, l'objectif du projet Cyclone est de créer un avion pleine grandeur avec équipage optionnel pesant jusqu'à 2 tonnes avec une charge utile de 600 kg. Un tel "Cyclocar" devrait être jugé l'année prochaine. À moyen terme, la production en série et l'introduction de cette technologie dans divers domaines pourraient commencer.
Les développeurs de Cyclone prévoient de créer toute une gamme d'équipements basés sur des principes et des technologies communs. Les charges pesant jusqu'à 20 kg seront transportées par un drone « Cyclodron » de 60 kg. De plus grandes cargaisons, incl. les passagers devront transporter un Cyclocar de 2 tonnes. Dans un avenir lointain, un Cyclotrack lourd peut apparaître, qui avec un poids au décollage de 10 tonnes pourra transporter jusqu'à 4 tonnes de fret.
On suppose que de nouveaux types de cyclolets trouveront une application dans le domaine du transport de marchandises et de passagers. Aussi, les militaires, les sauveteurs, etc. peuvent s'y intéresser. Dans certaines régions aux exigences particulières, une telle technologie peut remplacer les hélicoptères. Ses avantages sont considérés comme des dimensions et un poids plus petits, ainsi qu'une maniabilité et une stabilité plus élevées.
Pour répondre aux commandes d'équipements, il est prévu de créer une nouvelle usine de construction d'avions. L'organisation de développement a déjà un plan d'affaires, et il est rapporté qu'il y a des investisseurs qui sont prêts à assurer sa mise en œuvre.
Caractéristiques techniques
Dans le cadre du programme Cyclone, un schéma universel d'un vélo-avion est à l'étude et à l'essai, qui sera ensuite utilisé dans tous les projets envisagés. Ce schéma se prête à l'évolutivité, de sorte que le "Cyclodron" compact et le "Cyclotrac" lourd seront similaires l'un à l'autre.
Le schéma proposé prévoit la construction d'un avion à quatre hélices cycliques, situées par paires sur les côtés du fuselage caréné. La conception propose l'utilisation la plus large possible de plastiques et de matériaux composites, ce qui augmentera la perfection du poids.
Les Cyclelets recevront une centrale hybride ou tout électrique. Dans les deux cas, la rotation des hélices est assurée par des moteurs électriques. Un système de commande fly-by-wire avec une automatisation maximale est en cours de développement. Elle devra travailler en toute autonomie ou suivre les commandes du pilote en le déchargeant.
La principale innovation du projet est la soi-disant. moteur cyclique. Ce dispositif est un ensemble de cinq lames de longueur limitée, installées entre les disques latéraux. Les lames ont la capacité de tourner librement autour de l'axe longitudinal; un mécanisme spécial - semblable à un plateau cyclique sur un hélicoptère - définit leur pas commun et cyclique.
Lorsque l'hélice tourne, les pales se déplacent le long d'une trajectoire circulaire. Dans ses parties supérieure et inférieure, le mécanisme de commande les expose à l'angle d'attaque, ce qui assure la création de portance. Un principe similaire est utilisé pour créer une poussée horizontale. L'utilisation simultanée de quatre de ces hélices crée de nombreuses possibilités de vol vertical et horizontal, diverses manœuvres, etc.
La conception du moteur cyclique peut être de différentes tailles. Ainsi, un produit d'un diamètre et d'une largeur de 1,5 m a déjà été testé sur le stand. Un dispositif de propulsion de cette taille est destiné à un Cyclocar de 2 tonnes, c'est-à-dire qu'un tel dispositif crée une poussée de 500 kg. Selon les calculs, un tel appareil pourra atteindre des vitesses allant jusqu'à 250 km/h et parcourir 500 km. La longueur et la largeur du produit seront au niveau de 6 m.
Avantages et perspectives
Le principal avantage du cyclooptère / cyclocopter par rapport à l'hélicoptère est la plus petite taille des unités clés. Avec les mêmes indicateurs de poussée, l'hélice cycloïdale s'avère beaucoup plus petite que l'hélice. L'hélice du cyclolet travaille constamment dans une position; l'absence de besoin d'inclinaison lui permet de créer une poussée horizontale sans réduire la verticale.
Un avion avec plusieurs hélices cycloïdes est capable de générer une poussée dans différentes directions et, de ce fait, d'effectuer diverses manœuvres, incl. inaccessible à un hélicoptère. En améliorant les systèmes de réglage de l'angle des pales, il est possible d'élargir les angles de calage admissibles en vol. En particulier, grâce à cela, un cyclolet, contrairement à un hélicoptère, est capable de décoller de surfaces inclinées et de se poser dessus.
Les développeurs notent la sécurité de l'avion. Les hélices cycloïdes sont faciles à équiper de gardes. Par exemple, lors de l'exposition "cyclodron", un dispositif composé d'une paire de disques avec des cavaliers entre eux a été utilisé. Une hélice a été placée à l'intérieur de cet appareil. Le Cyclocar dans les images publiées est protégé par une grille. De plus, l'appareil ne sera pas bruyant: à cet égard, il ne devrait pas différer d'une voiture ordinaire.
Cependant, le schéma d'origine présente certains inconvénients, dont il est assez difficile de se débarrasser. Tout d'abord, il s'agit du manque d'expérience approfondie dans le développement, la construction et l'exploitation de tels équipements. La recherche et le développement de nouvelles solutions prendront beaucoup de temps, et seulement après cela, les cyclolettes pourront compter sur n'importe quelle place dans le transport de marchandises. Les hélicoptères, en revanche, sont déjà bien étudiés et maîtrisés, ce qui simplifie dans une certaine mesure à la fois le développement et l'exploitation.
Le problème d'expérience est aggravé par le fait qu'un cyclolet est techniquement plus complexe qu'un hélicoptère. Ainsi, dans le schéma de "Flash-M" et IT SB RAS, quatre hélices d'origine sont utilisées à la fois. Chacun d'eux ne se distingue pas par sa simplicité, et leur utilisation combinée conduit à la nécessité de résoudre de nouveaux problèmes d'ingénierie dans le domaine de l'alimentation et des entraînements, de l'aérodynamique, du contrôle, etc.
Le cyclone de taille moyenne du programme Cyclone est considéré comme un modèle de masse capable de jouer le rôle d'un « taxi aérien » à l'avenir. Un nouveau défi en découle: les développeurs et les régulateurs devront déterminer les règles d'exploitation de tels aéronefs, résoudre les problèmes de sécurité, etc. On dit que les participants au projet s'attaquent déjà à ces problèmes.
La technologie du futur ?
Rappelons que le projet Cyclone de FPI, Flash-M et IT SB RAS n'est pas le premier du genre. L'idée d'un vélo/cycloptère a été proposée au début du siècle dernier. En 1909, l'ingénieur russe E. P. Sverchkov a construit un "orthopter à roues" - un avion avec deux "roues à aubes". Le produit n'a pas décollé en raison d'une conception pas parfaite et d'un manque de puissance du moteur.
À l'avenir, de nouveaux cyclolets ont été développés et construits à plusieurs reprises dans notre pays et à l'étranger. Cependant, même les projets les plus réussis ne sont pas allés au-delà des essais en vol des modèles - la complexité du concept et l'imperfection des conceptions affectées. De plus, des avions inhabituels ne pouvaient pas rivaliser avec les hélicoptères déjà familiers.
Au cours des dernières décennies, le cyclisme est à nouveau dans les mémoires. Les méthodes, technologies et matériaux scientifiques modernes permettent d'étudier et de mettre en œuvre un tel concept à un nouveau niveau. Dans notre pays, de tels travaux sont menés dans le cadre du projet Cyclone, qui est déjà passé par le stade de la maquette et s'approche des essais d'un véhicule habité/non habité grandeur nature. La question de savoir si les scientifiques et les ingénieurs seront capables de faire face à tous les défis à venir deviendra clair dans un proche avenir. Le premier vol du Cyclocar aura lieu l'année prochaine.
