De nouvelles nouvelles continuent d'arriver de l'exposition chinoise Airshow China 2012. Parmi les dernières nouveautés présentées au salon, la plus intéressante est le nouveau projet chinois d'hélicoptère à grande vitesse. Comme le montre la conception du giravion, qui a reçu le nom de code Avant-Courier, lors de sa création, la vitesse de vol maximale a été mise au premier plan. En témoignent le fuselage "léché", les carénages de moyeux de rotor, ainsi que deux petites ailes avec nacelles et hélices de moteur. Jusqu'à présent, seuls les hélicoptères conçus pour développer des vitesses de vol élevées avaient une telle apparence. L'apparition de l'Avant-Courier chinois indique que la Chine a rejoint la course des hélicoptères.
Le schéma utilisé par les Chinois dans la technologie domestique s'appelle le terme "giravion". Cela signifie que l'avion a un rotor principal séparé qui maintient l'avion dans les airs, et un système séparé pour créer une poussée horizontale. Le principal avantage d'un tel schéma réside dans l'absence de besoin de développer et de fabriquer un manchon à vis complexe avec un plateau oscillant. De plus, la poussée horizontale devient la "responsabilité" d'un système distinct, plutôt que du rotor, et, par conséquent, la puissance du moteur est consommée plus efficacement, ce qui permet d'atteindre des vitesses de vol beaucoup plus élevées. Tous les avantages de l'hélicoptère, tels que la capacité de vol stationnaire et de décollage/atterrissage sur de petites surfaces, sont entièrement conservés. Jusqu'à un certain temps, les giravions rivalisaient presque à armes égales avec les hélicoptères pour le droit de devenir la principale classe d'avions à décollage vertical, mais pour un certain nombre de raisons - principalement en raison d'une transmission relativement complexe - ils ont perdu. Néanmoins, le développement des giravions s'est poursuivi, bien qu'en nombre ils ne puissent concurrencer les hélicoptères.
Fairey Rotodyne
L'un des premiers projets de giravions qui avait de bonnes perspectives d'utilisation pratique fut le Fairey Rotodyne anglais, créé au milieu des années cinquante. L'objectif de ce projet était de fabriquer un avion polyvalent prometteur (principalement de transport) capable de transporter une charge utile à une vitesse plus élevée que les hélicoptères de l'époque. Dans le même temps, en termes de vitesse, l'appareillage nécessaire était inférieur à l'avion disponible, mais ne nécessitait pas de grands sites de décollage et d'atterrissage. Après une petite réflexion sur l'apparence de la future machine, les ingénieurs de la société Fairy ont rappelé l'ancienne idée avec une vis de traction principale et séparée. À la suite de travaux de recherche et de développement, le premier prototype de la machine Rotodyne a été construit en 1957. Il était quelque chose qui combine les caractéristiques d'un hélicoptère et d'un avion. Dans la partie supérieure du fuselage en forme de cigare, un pylône d'hélice a été installé. Sur les côtés du véhicule, il y avait deux ailes avec une nacelle sur chacune. Dans la partie arrière du fuselage, un stabilisateur était pourvu de deux rondelles de quille.
La centrale électrique du Rotodain est particulièrement intéressante. L'appareil avait jusqu'à six moteurs. Les deux premiers d'entre eux sont des turbopropulseurs Napier Eland NE1.7 d'une capacité de 2800 ch chacun. - logé dans les nacelles moteurs de l'aile. Grâce à leurs propres boîtes de vitesses, ils ont fait tourner les vis de traction. Le rotor principal était tourné au moyen de quatre moteurs à réaction miniatures (un sur chaque pale) de notre propre conception. Un système de purge d'air a été installé sur les turbopropulseurs, qui est entré dans les moteurs sur les aubes, où il a été mélangé avec du carburant. Le mélange brûlé a entraîné le rotor en rotation. Un tel système était assez complexe et inhabituel pour la technologie aéronautique, cependant, l'utilisation d'un propulseur à hélice a permis de simplifier la conception de l'ensemble du Rotodyne en raison de l'absence de besoin d'un rotor de queue pour contrer le moment réactif du rotor principal. De plus, la centrale électrique de Rotodine prévoyait la possibilité de désactiver l'entraînement du rotor principal, après quoi l'appareil pouvait voler comme un autogire et dépenser toute la puissance du moteur en poussée horizontale. Le giravion résultant Rotodyne avait des dimensions solides: un diamètre de rotor de 27,5 mètres, une longueur totale de près de 18 mètres et un poids à sec de 7200 kilogrammes. Initialement, seule l'option pour le transport de passagers a été développée. La cabine de l'appareil pouvait accueillir jusqu'à quarante personnes avec des bagages. A charge maximale, la masse au décollage du Rotodine était un peu inférieure à quinze tonnes.
Le 6 novembre 1957, le premier prototype du giravion décolle. Au cours des premiers vols "over-the-air", la contrôlabilité a été à nouveau testée: le fait est que la commande de lacet s'effectuait non pas par la poussée du rotor de queue, qui n'était pas là, mais par un changement du pas des hélices de traction. Les tout premiers vols ont montré la viabilité d'un tel système. Jusqu'à la fin de la première étape d'essais, Rotodine a atteint une vitesse de 250 km/h et une altitude de 2100 mètres. Dans le même temps, tous les vols ont eu lieu sans éteindre les moteurs du rotor principal et sans utiliser d'hélices de traction. Au printemps 1958, la deuxième étape des essais a commencé, au cours de laquelle le giravion a commencé à passer en autorotation et à voler à l'aide de turbopropulseurs. Au tout début de 1959, Fairey Rotodyne établit un record de vitesse pour les giravions. Sur un parcours fermé de 100 kilomètres, il a accéléré à 307 km/h. C'était près de 80 kilomètres par heure plus rapide que le précédent record d'hélicoptère. Dans le même temps, les calculs ont montré que sans changer la conception, Rotodyne est capable d'atteindre la barre des 400 km/h.
Le Rotodyne a été présenté pour la première fois au public au salon aéronautique de Farnborough de 1958, où son design inhabituel a immédiatement attiré l'attention. Cependant, en plus des visiteurs "ordinaires" curieux, les clients potentiels s'y intéressent également. Avant même la fin des essais, plusieurs grands transporteurs aériens ont exprimé le souhait de recevoir de tels équipements, et la société canadienne Okanagan Helicopters (maintenant CHC Helicopters), sans attendre la fin du salon, a signé un contrat préliminaire pour la fourniture d'au moins au moins un nouveau giravion. De plus, même le Pentagone et la Royal Air Force de Grande-Bretagne se sont intéressés à une machine prometteuse. Cependant, de nombreux clients voulaient une voiture avec une capacité de charge plus élevée. Les calculs des économistes de la compagnie "Fairy" au tout début des travaux ont montré que la plus efficace en termes financiers serait la version du giravion, capable de transporter 60-65 passagers. C'est sur 65 places que plusieurs compagnies maritimes ont insisté. La refonte du projet a nécessité un investissement financier solide - environ 8 à 10 millions de livres. De ce fait, le projet Rotodyne à la toute fin des années cinquante s'est retrouvé dans une situation très délicate. Les clients potentiels ne voulaient pas payer pour les travaux de conception et Fairey Aviation n'avait pas ses propres fonds.
En plus de ses propres problèmes de financement du projet Rotodine, les plans du gouvernement britannique ont été touchés. Des commandes gouvernementales réduites ont forcé Fairy Aviation à faire partie de Westland, et ce dernier n'avait pas l'intention de développer son programme Rotodyne. Le financement d'un giravion prometteur était insuffisant, ce qui a retardé les essais. Pour cette raison, la plupart des compagnies maritimes ont abandonné leurs plans. En 1962, malgré les plans initiaux de démarrage de la production de masse, le projet Rotodyne a été annulé. Un avion intéressant et audacieux ne pouvait pas faire face à la bureaucratie, aux problèmes financiers et à la méfiance envers les hommes d'affaires.
Kamov Ka-22
Presque en même temps que la création de la Rotodine anglaise, un projet un peu similaire a commencé dans notre pays. Au contraire, seul le calendrier des principaux travaux de conception a à peu près coïncidé, et les idées des deux projets sont apparues à la fin des années quarante. Le premier giravion soviétique aux caractéristiques adaptées à une utilisation pratique est né de l'idée de remorquer un hélicoptère par un avion. Dans ce cas, le véhicule tracté pourrait passer en mode autorotation et économiser beaucoup de carburant. Cependant, l'application pratique de la liaison "avion-hélicoptère" n'a pas semblé très pratique. Il a été décidé de développer un avion qui pourrait combiner toutes les caractéristiques positives des types disponibles.
En mai 1952, le bureau d'études de N. I. Kamova a terminé la conception préliminaire du futur giravion appelé Ka-22. Déjà dans les premiers stades, il a été proposé de faire de l'avion un bi-vis, avec une position transversale des rotors. Outre la relative simplicité de la conception de la cellule, cela a permis de simplifier considérablement la transmission: les moteurs situés dans les nacelles sous les rotors principaux pouvaient entraîner simultanément les hélices de traction. En fait, la partie la plus difficile de la transmission était le mécanisme de synchronisation, qui assurait la rotation identique simultanée des deux rotors et, en cas d'arrêt de l'un des moteurs, répartissait la puissance du reste. Dans le même temps, le schéma Ka-22 à cette époque n'était pas considéré comme entièrement adapté à une utilisation de masse. Tous les hélicoptères transversaux précédents souffraient du même problème: de fortes vibrations. Puis l'opinion est apparue que les vibrations de la structure sont un inconvénient organique de la disposition transversale des vis.
Il convient de noter qu'en plus des vibrations, le projet prometteur avait un certain nombre d'autres problèmes. Par exemple, les calculs ont montré la nécessité de créer une centrale électrique et une transmission capables de fonctionner à une capacité d'environ 12 000 chevaux. J'ai également dû passer beaucoup de temps à étudier les vis. À une vitesse de vol d'environ 400 km/h, la vitesse d'écoulement aux extrémités des pales du rotor dépassait la vitesse du son, ce qui détériorait considérablement leurs caractéristiques. Néanmoins, les concepteurs du bureau de conception de Kamov et les employés de TsAGI ont fait face à des problèmes d'aérodynamique et d'ingénierie. Dix ans après ces travaux, N. I. Kamov a soutenu sa thèse de doctorat, qui portait en partie sur le projet Ka-22. Selon M. L. Mil, pour ce projet, il était nécessaire de donner immédiatement un doctorat en sciences techniques.
Le projet fini ressemblait à ceci. Sur le fuselage de section quasi rectangulaire, l'empennage était monté à partir d'un stabilisateur et d'une quille. Dans la partie médiane du fuselage, une aile de 23,8 mètres d'envergure a été installée, aux extrémités de laquelle deux nacelles de moteur ont été placées pour les moteurs D-25VK d'une capacité de 5 500 chevaux. Les nacelles abritaient également des systèmes de transmission qui distribuaient la puissance aux vis principales et de traction. Le Ka-22 vide pesait près de 26 tonnes. La charge utile maximale dépassait 16 tonnes. Dans le même temps, dans certains cas, le giravion ne pouvait pas transporter plus de cinq tonnes de fret - dans ce cas, une autonomie de vol acceptable a été atteinte.
Le premier prototype du giravion Ka-22 a été construit en 1958, mais après avoir été transféré à la station d'essais en vol, quelques modifications ont été nécessaires. À cause d'eux, le premier vol n'a eu lieu qu'au milieu de la 59e année. À la fin de l'année, des missions de vol ont été ajoutées aux vols d'hélicoptères, qui comprenaient l'inclusion de tirer des hélices. Le 29 avril 1960, le premier vol circulaire se termina peu de temps après le départ. L'équipage du pilote D. K. Efremov, quelques secondes après le décollage, a ressenti une forte vibration et a été contraint d'atterrir près de l'aérodrome. La cause du problème était le décollement de la peau d'une des pales du rotor principal droit. À l'avenir, les tests du Ka-22 ont été interrompus à plusieurs reprises pendant une courte période en raison de lacunes et d'améliorations techniques constantes. Cependant, en novembre 1961, le nouveau giravion établit un record du monde, soulevant 16 485 kilogrammes de fret à une hauteur de 2557 mètres.
L'accident le plus grave lors des tests du Ka-22 s'est produit à la fin de l'été 1962, lorsqu'un prototype de giravion, qui était transporté de l'usine aéronautique de Tachkent à Moscou, s'est écrasé. À l'approche de l'aérodrome de Dzhusaly, l'avion est tombé sur le côté et est tombé au sol, enterrant sept membres d'équipage sous lui. La cause de l'accident est la déconnexion du manchon de fixation du câble de commande de pas du rotor principal droit. Le deuxième giravion à dépasser a été envoyé pour inspection et révision. Les tests n'ont repris qu'au printemps de l'année prochaine. La nouvelle étape des vols selon son programme reprenait les précédentes: d'abord, des décollages à l'aide de rotors, puis des vols d'essai « comme un avion ». Les derniers tests étaient généralement considérés comme réussis, mais le giravion nécessitait encore des améliorations pour être utilisé dans l'armée de l'air. Lors des tests, la voiture a atteint une vitesse maximale de 356 kilomètres par heure. Une nouvelle augmentation de la vitesse de vol était associée à un certain risque, cependant, la barre aux 400 km / h estimée pouvait encore être conquise.
Néanmoins, un réglage fin n'était pas nécessaire et la vitesse de quatre cents kilomètres par heure restait inaccessible. Même à la fin de 1963, le projet Ka-22 restait au stade de l'essai de prototypes. A cette époque, son principal concurrent, l'hélicoptère Mi-6, est entré en production et a été mis en service. Le Ka-22 a été développé à l'origine comme une alternative au nouvel hélicoptère lourd. Des difficultés dans la conception et les tests du giravion fini ont finalement affecté le calendrier du projet, qui a finalement mis fin à celui-ci. Les dirigeants de l'industrie aéronautique et du ministère de la Défense se sont désintéressés du projet complexe et long en 1964. Les travaux sur le Ka-22 ont été arrêtés.
Lockheed Ah-56 Cheeyenne
Lockheed a toujours été réputé pour son ingénierie de pointe. Souvent, la mise en œuvre de nouvelles idées a coûté au client des sommes importantes ou a été arrêtée en raison de problèmes techniques, mais cela n'a presque pas affecté le "zèle" des concepteurs. Dans les années soixante, les employés de "Lockheed" se sont essayés à la création de machines à voilure tournante. Inutile de dire que le projet s'est avéré intéressant et, dans une certaine mesure, audacieux ? Le giravion résultant AH-56 Cheeyenne attire toujours l'attention des spécialistes, mais le sort réel du projet s'est avéré triste.
Au milieu des années soixante du siècle dernier, le Pentagone voulait un nouvel hélicoptère d'attaque avec de bonnes caractéristiques de vol et de combat. Le programme du département militaire a reçu la désignation AAFSS et 12 organismes de conception y ont participé. Seules deux entreprises sont entrées dans la phase finale du concours - Lockheed avec son projet AH-56 Cheeyenne et Sikorsky avec le S-66. Les exigences techniques pour le nouvel hélicoptère comprenaient une vitesse élevée. L'armée a supposé que le nouvel hélicoptère d'attaque devrait passer un minimum de temps à pénétrer dans la zone d'attaque. Pour cette raison, les deux projets impliquaient l'installation d'une hélice propulsive dans la queue de l'hélicoptère. Ce fait fait des hélicoptères considérés un aéronef de la classe "giravion". Il est à noter que les ingénieurs de Lockheed et Sikorsky ont choisi différentes méthodes pour contrer le moment réactif du rotor principal. "Lockheed" l'a fait simplement: au rotor de queue à quatre pales, ils ont ajouté un poussoir à trois pales situé à l'extrémité de la poutre de queue. La société "Sikorsky" a conçu un mécanisme spécial qui fait tourner le rotor de queue de 90 °. Après un tel virage, le rotor principal est passé en mode autorotation et n'a pas créé de moment réactif. Cependant, le client a trouvé la configuration de l'hélicoptère S-66 trop complexe. En 1966, ce projet fut clôturé au profit du Lockheed AH-56 Cheeyenne.
La relative simplicité de l'empennage de la Cheyenne était plus que compensée par l'audace générale des autres solutions techniques. L'hélicoptère du giravion a reçu un fuselage mince avec un vitrage de cockpit convexe. Pour sa forme caractéristique reconnaissable, le giravion a acquis le surnom de Dragonfly - "Dragonfly". Au sommet du fuselage, un moyeu d'hélice à profil bas a été installé, sur lequel trois pales ont été suspendues. Pour les hélicoptères de l'époque, l'hélice tripale était une décision assez audacieuse. La plupart des avions à voilure tournante de l'époque avaient un nombre pair de pales pour un équilibrage plus facile et moins de vibrations. Un turbomoteur était situé au milieu du fuselage, derrière le moyeu de l'hélice. Sur les premiers exemplaires de l'AH-56, il s'agissait d'un General Electric T64-GE-16 d'une capacité d'un peu moins de 3 000 chevaux. Avec une masse maximale au décollage d'environ 7 700 kg, le Cheyenne pouvait transporter jusqu'à 1 700 litres de kérosène. Cela a donné au giravion une portée maximale unique allant jusqu'à 1400 kilomètres. Malgré le faible poids, les unités importantes de l'hélicoptère et de l'équipage disposaient d'un blindage anti-balles et anti-éclats. L'équipage de deux personnes se trouvait dans un cockpit commun; le poste de travail du pilote était situé derrière et au-dessus du poste de travail du navigateur-mitrailleur.
Réalisant le grand avenir des hélicoptères de combat et des giravions, les concepteurs de Lockheed n'ont pas perdu de temps sur l'avionique. Son élément principal était le système de visée et d'observation General Electric XM-112. Ce système comprenait 12 périscopes, un télémètre laser et un appareil de vision nocturne. Grâce au XM-112, le navigateur-tireur pouvait contrôler un secteur de 210° de large devant la voiture. Un virage en lacet pourrait offrir une visibilité panoramique. Le système XM-112 a été combiné avec le complexe de guidage des missiles antichars BGM-71 TOW nouvellement créés. Des missiles et autres armes ont été placés sur six pylônes sous l'aile. En outre, trois stations radio pour la communication avec la base et les connexions au sol, des équipements pour le système d'identification "ami ou ennemi", un radioaltimètre, un cap automatique et d'autres équipements électroniques nécessaires ont été intégrés au système de surveillance et de contrôle des armes. Une caractéristique de l'avionique de Cheyenne est l'intégration maximale de tous les équipements. Plus grand, par rapport aux hélicoptères précédents, le nombre de divers appareils électroniques n'affectait pratiquement pas la commodité de sa manipulation. Le seul inconvénient de l'avionique avancée est le prix élevé de l'ensemble du complexe. Cependant, à cette époque, l'armée américaine ne lésinait pas sur le matériel militaire.
L'opérateur potentiel du giravion Sheeyenne pouvait choisir parmi une gamme assez large d'armes. Ainsi, une tourelle télécommandée d'Emerson Electric a été placée dans le nez du véhicule de combat. Sous le boîtier sphérique de la tourelle, il était possible de placer une mitrailleuse à six canons XM-196 Gatling, un lance-grenades automatique XM-129 de 40 mm ou un canon automatique XM-52 de 30 mm. La charge de munitions de divers systèmes de canons était différente, mais dans le nez du giravion, il y avait suffisamment d'espace pour loger des boîtes avec des cartouches ou des obus. Six nœuds de fronde externes pourraient transporter 907 kilogrammes supplémentaires d'armes, par exemple des roquettes non guidées ou des ATGM TOW. En général, le potentiel de combat du Cheyenne dépassait considérablement les capacités du nouveau Cobra AH-1.
Les caractéristiques de vol du nouveau giravion étaient également plus élevées. L'AH-56 est monté à une hauteur de mille mètres en moins d'une minute et pouvait voler à une distance allant jusqu'à 1400 kilomètres. Lors des tests, une vitesse maximale de 407 kilomètres par heure a été atteinte. Le 21 septembre 1967, le premier prototype de vol de l'hélicoptère décolle. Il a clairement montré la commodité du moteur haute puissance et du système appliqué avec deux rotors de queue. Cependant, pendant la transition du vol stationnaire au vol en palier, ainsi que pendant ce dernier, le Cheyenne s'est comporté de manière instable. Des améliorations mineures ont été entrecoupées de vols d'essai. Cette pratique dura jusqu'au printemps 1969: le 12 mars, le troisième exemplaire de vol s'écrasa. Pendant le vol, le rotor a commencé à vibrer, ce qui l'a fait heurter la lanterne. Le coup était si fort que le pilote D. Bale, qui se trouvait dans le cockpit supérieur, est immédiatement décédé. Après cet incident, il a été proposé d'équiper le giravion de sièges éjectables et d'un système de tir des pales. À cette époque, le nombre total de Cheeyenne construits ou en construction était de huit.
Le Cheyenne s'est retrouvé avec de nombreux problèmes techniques et opérationnels. Les employés de Lockheed travaillaient activement à les éliminer, mais la guerre du Vietnam est déjà entrée dans une phase active. L'armée américaine avait un besoin urgent d'un hélicoptère d'attaque, qui est rapidement devenu le AH-1 Cobra. À la fin du printemps 69, le Pentagone a mis fin à son contrat avec Lockheed. Bell a reçu une offre lucrative d'un montant d'environ cent millions de dollars. Plus tard, d'autres contrats ont suivi pour plusieurs centaines de tambours Cobras. Quant à l'AH-56, Lockheed a poursuivi le projet de sa propre initiative et à ses propres frais. Le Cheyenne dans la version AH-56A avait un châssis mis à jour, une nouvelle hélice à quatre pales et un moteur General Electric T64-GE-716 plus puissant. De plus, la composition de l'équipement a été ajustée et la technologie de production a été légèrement simplifiée. Conformément au nouveau projet, deux giravions ont été construits. En 1972, Lockheed a présenté aux militaires un véhicule de combat mis à jour, mais ils n'ont plus montré aucun intérêt. Le projet a finalement été clôturé et le Pentagone a rapidement lancé un nouveau programme, dont le résultat était l'hélicoptère AH-64 Apache.
Le premier giravion de la firme Lockheed s'est avéré trop complexe et audacieux pour l'époque. De plus, Cheyenne n'a pas eu la chance de se présenter au bon moment. En raison des batailles au Vietnam, le principal client s'est désintéressé d'un avion prometteur, même s'il s'agissait d'une classe de giravions inhabituelle. Sur les dix AH-56 construits, seuls quatre ont survécu à ce jour, qui sont aujourd'hui des pièces de musée.
