L'avionneur américain Sikorsky tente de conserver une position de leader dans l'industrie aéronautique, ce qui est directement lié à la recherche et à la mise en œuvre de nouvelles solutions. Ces dernières années, elle a été activement impliquée dans les hélicoptères à grande vitesse avec rotor coaxial et rotor poussoir. Un tel schéma a été mis en œuvre pour la première fois dans le projet expérimental X2 et a fait ses preuves. Maintenant, elle a trouvé une application dans le développement de nouvelles machines.
X2 expérimental
Le projet X2 était expérimental dès le début. Son objectif était de créer et de construire un laboratoire volant pour tester une nouvelle configuration d'avion. À l'avenir, la machine pourrait devenir une source de nouvelles technologies pour d'autres projets, mais sa mise en œuvre directe n'était pas prévue.
La conception du nouvel hélicoptère a été achevée au milieu des années 2000, et en 2008, il était prêt à être testé. Le travail principal a été effectué par "Sikorsky" de manière indépendante, tandis que certains des systèmes et assemblages ont été créés par d'autres entreprises ou achetés auprès d'elles. En particulier, le système de contrôle fly-by-wire a été conçu par Honeywell, les rotors principaux ont été fabriqués par Eagle Aviation Technologies et la queue a été fabriquée par Aero Composites.
Le fuselage profilé du X2 abritait le cockpit, les équipements nécessaires, le groupe motopropulseur et les boîtes de vitesses pour répartir la puissance entre les trois hélices. Dans la section de queue, une unité de queue avec des surfaces de direction a été fournie.
Le X2 a reçu un turbomoteur LHTEC T800-LHT-801 de 1800 ch. La puissance a été donnée à deux rotors principaux coaxiaux et au poussoir de queue, nécessaire à l'accélération. Les systèmes de contrôle permettaient de contrôler la vitesse de rotation du rotor. À des vitesses allant jusqu'à 200 nœuds (370 km / h), la vitesse de rotation maximale autorisée dépassait 440 tr / min. Au-dessus de 200 nœuds, l'hélice a été décélérée à 360 tr/min ou moins pour maintenir une vitesse de pale optimale.
Le système porteur X2 comprend deux hélices quadripales coaxiales tournant dans des directions différentes. La conception des pales utilise des solutions d'ingénierie visant à augmenter leur rigidité et à réduire la torsion sous les charges aérodynamiques. Il est rapporté que des solutions similaires ont déjà été utilisées dans des projets d'hélicoptères américains.
En raison de la nécessité d'augmenter la vitesse de vol et de réduire la résistance, le moyeu de l'hélice a été fermé avec plusieurs carénages. Deux carénages de disques recouvrent les pieds des aubes. Une autre pièce aérodynamique se trouve entre eux et réduit la résistance de la partie verticale du moyeu.
Pour atteindre des vitesses maximales, l'hélicoptère X2 a utilisé une hélice de queue pour créer la poussée nécessaire. Pour cette raison, dans des conditions de vol à grande vitesse, les rotors ne créent que de la portance, mais pas de poussée de translation. De ce fait, la vitesse du rotor est réduite et la vitesse des pales reste dans des limites acceptables.
Pour l'accélération en vol horizontal, le X2 était responsable d'une hélice de queue à six pales. La forme des pales a été optimisée pour fonctionner dans les modes spécifiés. La poussée de conception d'une telle hélice répondait aux exigences générales du projet.
Le X2 avait un EDSU capable de recevoir des données d'une variété de capteurs et de répondre aux informations entrantes. L'automatisation était censée surveiller le fonctionnement des unités et le comportement de la machine, ainsi que donner les commandes nécessaires aux actionneurs. Pour cette raison, il a été proposé d'assurer le comportement confiant de la machine dans tous les modes de vol.
Résultats de test
Le premier vol du Sikorsky X2 expérimenté a eu lieu le 27 août 2008 et a duré environ une demi-heure. Les premières étapes des tests, qui prévoyaient un vol uniquement aux dépens du système de transport, ont duré environ un an. Leur résultat était une vitesse de vol horizontale de l'ordre de 250-300 km/h - au niveau des autres hélicoptères modernes.
À la mi-2009, une nouvelle étape de tests a commencé, dans laquelle toutes les hélices disponibles ont été impliquées. En mai 2010, ils ont réussi à atteindre une vitesse de 180 nœuds (335 km/h), et après quelques semaines le laboratoire volant a accéléré à 225 nœuds (417 km/h). Ce vol pourrait prétendre à un record du monde, mais les résultats n'ont pas été enregistrés selon les règles de la FAI.
Le 15 septembre de la même année, un nouveau record a eu lieu - le X2 a atteint une vitesse de 250 nœuds (460 km / h). Un peu plus tard, la vitesse a été augmentée de 20 km / h supplémentaires. Les essais en vol se sont poursuivis jusqu'en juillet 2011, mais de nouveaux records n'ont plus été établis. Les testeurs ont volé dans différents modes afin de collecter des données sur le comportement de l'équipement.
Après avoir terminé les tests, le X2 expérimenté s'est garé comme inutile. Il a été offert au Musée national de l'aérospatiale en 2016. Maintenant, tout le monde peut voir la voiture.
Mise en œuvre des évolutions
Le Sikorsky X2 était un véhicule purement expérimental destiné uniquement à tester de nouvelles solutions techniques. Au cours de ses tests, les données ont été collectées, nécessaires au développement de nouveaux projets de technologie applicable dans la pratique. Des travaux similaires ont commencé avant même la fin des tests X2.
En 2010, l'armée américaine a lancé le programme Armed Aerial Scout, qui vise à construire un hélicoptère pour remplacer le vieillissant OH-58D. La nouvelle machine devrait transporter une cargaison comparable et montrer de meilleures caractéristiques de vol. Pour participer à l'AAC, Sikorsky a développé un nouvel hélicoptère à grande vitesse S-97 Raider, basé sur tous les principaux développements sur le thème X2. Le premier vol d'une telle machine a eu lieu en mai 2015, et jusqu'à présent, trois prototypes ont été utilisés pour les tests.
Du point de vue du schéma général, le S-97 ne diffère pas du précédent laboratoire volant. Il a un rotor principal coaxial et une hélice de queue. Les hélices sont entraînées par un moteur General Electric YT706 de 2600 ch. Il y a un stabilisateur horizontal développé qui soulage le rotor pendant l'accélération. Un hélicoptère d'une masse au décollage inférieure à 5 tonnes pourra transporter jusqu'à six parachutistes ou une cargaison ou des armes comparables.
La vitesse de croisière nominale du Raider est de 220 nœuds (410 km/h). Le maximum est de 250 nœuds. Cependant, jusqu'à présent, les résultats réels semblent plus modestes. À ce jour, la vitesse des vols d'essai ne dépasse pas 190-200 nœuds (pas plus de 370 km/h). On s'attend à ce que le S-97 présente toutes les caractéristiques de vol requises dans un avenir prévisible, ce qui lui permettra de remporter le concours AAS.
Plus tard, le projet d'hélicoptère Sikorsky Boeing SB> 1 Defiant est apparu. Il est créé pour participer au programme Future Vertical Lift de l'US Army et devrait occuper le créneau d'un hélicoptère de transport polyvalent moyen. Comme le S-97, le SB>1 est basé sur le X-2 expérimental et a le même design.
Le Defiant a deux rotors à quatre pales et un rotor à huit pales de poussée. La centrale est basée sur deux moteurs Lycoming T55. À l'avenir, il est prévu de les remplacer par des moteurs aux caractéristiques plus élevées.
Le premier vol de SB>1 a eu lieu le 21 mars 2019. Dans le cadre des tests, la vitesse de vol horizontal est en constante augmentation, mais elle est encore loin des valeurs record. À l'avenir, après le remplacement des moteurs, il est prévu de porter la vitesse de croisière à 250 nœuds. Dans le même temps, il est proposé de combiner une vitesse élevée avec une bonne efficacité. En termes d'autonomie de vol, le Defiant devra également surpasser les véhicules existants.
Perspectives d'orientation
Le projet expérimental Sikorsky X2 peut être considéré comme un succès incontestable. La machine prototype a fait face aux tâches. Il a permis de valider de nouvelles solutions et technologies, et a également permis l'accumulation de la quantité de données nécessaire. Toute cette expérience a déjà été mise à profit dans deux projets, et de nouveaux hélicoptères de ce type pourraient apparaître à l'avenir.
Les perspectives du S-97 Raider et du SB> 1 Defiant ne peuvent être que partiellement évaluées. Deux machines sont en cours de test et présentent de bons résultats techniques. Les tâches d'augmentation de la vitesse de vol sont progressivement résolues et les caractéristiques atteignent le niveau spécifié. Tout porte à croire que les deux hélicoptères prometteurs montreront bel et bien les capacités attendues.
Cependant, les perspectives commerciales des nouvelles machines Sikorsky sont encore incertaines. Plusieurs avionneurs avec différents projets participent aux compétitions AAS et FVL. Dans les deux cas, Sikorsky possède les développements les plus intéressants, mais la haute performance et le courage technique peuvent ne pas être le facteur décisif. Dans un avenir prévisible, le Pentagone doit choisir le vainqueur de deux concours et ainsi déterminer la voie du développement de l'aviation militaire.
L'avenir des projets de Sikorsky n'a pas encore été déterminé, mais les résultats intermédiaires semblent intéressants. Il y a dix ans, un projet expérimental a résolu avec succès les tâches assignées et ouvert la voie au développement de nouveaux échantillons. Dans un avenir proche, ils devront passer par les contrôles nécessaires et concourir pour une place dans les troupes. Jusqu'à présent, les chances de deux hélicoptères basés sur X2 semblent assez bonnes.
