Nel campo dei velivoli a decollo e atterraggio verticale, la leadership indiscussa spetta agli elicotteri. Tuttavia, continua la ricerca di schemi alternativi che possano avere reali prospettive. In particolare, in questo momento gli specialisti russi stanno studiando il concetto del cosiddetto. ciclolet o ciclocottero. Nell'ambito del programma Cyclone, sono già stati creati e testati modelli da banco e un prototipo di velivolo e si prevede che nel prossimo futuro compaia un velivolo a grandezza naturale.
Decollo gratuito
Nel 2017, la Russian Foundation for Advanced Study (FPI) ha lanciato il concorso Free Takeoff. Il suo compito era trovare schemi alternativi per velivoli a decollo verticale/ultracorto che potessero competere con l'elicottero. Una delle domande per il concorso è stata presentata dalla società "Flash-M" (Krasnoyarsk), che ha unito i rappresentanti del gruppo creativo "Arey" e l'Istituto di termofisica del ramo siberiano dell'Accademia delle scienze russa (IT SB RAS).
"Flash-M" ha presentato una proposta per creare un cosiddetto. ciclolette. Gli scienziati dell'IT SB RAS hanno lavorato a lungo su questo concetto e conducono ricerche teoriche e sperimentali. È stata raccolta una grande quantità di dati ed è stato dimostrato un campione di banco di una promettente propulsione ciclica/elica cicloidale. La proposta Flash-M ha interessato FPI ed è stata questa organizzazione a diventare la vincitrice del Free Takeoff.
Nel 2018 FPI ha lanciato il progetto Cyclone, durante il quale si prevedeva di continuare a lavorare sul tema cyclolette, nonché di costruire e testare i primi prototipi. Inoltre, nell'ambito di questo progetto, sono allo studio problemi di ulteriore produzione, implementazione e funzionamento di apparecchiature a grandezza naturale adatte all'uso reale.
Nel luglio 2020, "Flash-M" ha condotto i primi test di volo di un veicolo aereo senza equipaggio esperto. L'apparato del peso di 50 kg ha ricevuto quattro eliche cicliche originali. Sono state confermate le sue capacità di decollo e atterraggio verticale, volo livellato e manovre. Inoltre, hanno dimostrato alcune delle capacità non disponibili per gli elicotteri. Poco dopo, un altro drone sperimentale chiamato Cyclone 2020 è stato mostrato al forum Army 2020.
Piani per il futuro
Nell'aprile di quest'anno è stato annunciato l'inizio di una nuova fase di lavoro. Ora l'obiettivo del progetto Cyclone è creare un aereo a grandezza naturale con equipaggio opzionale che pesa fino a 2 tonnellate con un carico utile di 600 kg. Tale "Cyclocar" dovrebbe essere processato il prossimo anno. A medio termine, potrebbe iniziare la produzione di massa e l'introduzione di tale tecnologia in vari campi.
Gli sviluppatori di Cyclone intendono creare un'intera linea di apparecchiature basate su principi e tecnologie comuni. I carichi fino a 20 kg saranno trasportati da un UAV "Cyclodron" da 60 kg. Carichi più grandi, incl. i passeggeri dovranno trasportare un ciclocar da 2 tonnellate. In un lontano futuro potrebbe apparire un pesante Cyclotrack, che con un peso al decollo di 10 tonnellate sarà in grado di trasportare fino a 4 tonnellate di carico.
Si presume che nuovi tipi di ciclolette troveranno applicazione nel campo del trasporto merci e passeggeri. Inoltre, i militari, i soccorritori, ecc. potrebbero essere interessati a loro. In alcune aree con requisiti speciali, tale tecnologia può sostituire gli elicotteri. I suoi vantaggi sono considerati dimensioni e peso inferiori, nonché una maggiore manovrabilità e stabilità.
Per evadere gli ordini di attrezzature, è prevista la creazione di un nuovo impianto di costruzione di aeromobili. L'organizzazione di sviluppo ha già un piano aziendale e si dice che ci siano investitori pronti a garantirne l'attuazione.
Caratteristiche tecniche
Nell'ambito del programma Cyclone, è in fase di studio e sperimentazione uno schema universale di un velivolo da bicicletta, che verrà poi utilizzato in tutti i progetti pianificati. Questo schema si presta alla scalabilità, per cui il compatto "Cyclodron" e il pesante "Cyclotrac" saranno simili tra loro.
Lo schema proposto prevede la costruzione di un aeromobile con quattro eliche cicliche, posizionate a coppie ai lati della fusoliera aerodinamica. Il design propone l'uso più ampio possibile di materie plastiche e materiali compositi, che aumenterà la perfezione del peso.
Cyclelets riceverà una centrale elettrica ibrida o completamente elettrica. In entrambi i casi la rotazione delle eliche è assicurata da motori elettrici. È in fase di sviluppo un sistema di controllo fly-by-wire con la massima automazione. Dovrà lavorare in totale autonomia oppure seguire i comandi del pilota, scaricandolo.
La principale novità del progetto è la cosiddetta. motore ciclico. Questo dispositivo è un insieme di cinque lame di lunghezza limitata, installate tra i dischi laterali. Le lame hanno la capacità di ruotare liberamente attorno all'asse longitudinale; un meccanismo speciale - simile a un piatto oscillante su un elicottero - imposta il loro passo comune e ciclico.
Quando l'elica ruota, le pale si muovono lungo un percorso circolare. Nelle sue parti superiore e inferiore, il meccanismo di controllo le espone all'angolo di attacco, che garantisce la creazione di portanza. Un principio simile viene utilizzato per creare la spinta orizzontale. L'uso simultaneo di quattro di queste eliche crea ampie opportunità per il volo verticale e orizzontale, varie manovre, ecc.
Il design del motore ciclico può essere di diverse dimensioni. Pertanto, allo stand è già stato testato un prodotto con un diametro e una larghezza di 1,5 m. Un dispositivo di propulsione di queste dimensioni è destinato a un Cyclocar del peso di 2 tonnellate, il che significa che uno di questi dispositivi crea una spinta di 500 kg. Secondo i calcoli, un tale dispositivo sarà in grado di raggiungere velocità fino a 250 km / he volare 500 km. La lunghezza e la larghezza del prodotto saranno al livello di 6 m.
Vantaggi e prospettive
Il vantaggio principale del cycloopter / cyclocopter rispetto all'elicottero è la dimensione più piccola delle unità chiave. Con gli stessi indicatori di spinta, l'elica cicloidale risulta essere molto più piccola dell'elica. L'elica del ciclolet lavora costantemente in una posizione; l'assenza della necessità di ribaltamento permette di creare spinta orizzontale senza ridurre la verticale.
Un aereo con diverse eliche cicloidi è in grado di generare spinta in diverse direzioni e, per questo, eseguire varie manovre, incl. inaccessibile a un elicottero. Migliorando i sistemi di regolazione dell'angolo delle pale, è possibile ampliare gli angoli di beccheggio consentiti in volo. In particolare, grazie a ciò, un ciclolet, a differenza di un elicottero, è in grado di decollare da superfici inclinate e atterrare su di esse.
Gli sviluppatori notano la sicurezza dell'aereo. Le eliche cicloidi sono facili da equipaggiare con protezioni. Ad esempio, alla mostra "cyclodron" è stato utilizzato un dispositivo costituito da una coppia di dischi con ponticelli tra di loro. All'interno di questo dispositivo è stata posizionata un'elica. Il Cyclocar nelle immagini pubblicate è protetto da una griglia. Inoltre, il dispositivo non sarà rumoroso: in questo senso, non dovrebbe differire da un'auto normale.
Tuttavia, lo schema originale presenta alcuni inconvenienti, di cui è abbastanza difficile sbarazzarsi. Prima di tutto, questa è la mancanza di una vasta esperienza nello sviluppo, nella costruzione e nel funzionamento di tali apparecchiature. La ricerca e lo sviluppo di nuove soluzioni richiederanno molto tempo e solo dopo le ciclolette potranno contare su qualsiasi posto nel trasporto merci. Gli elicotteri, al contrario, sono già ben studiati e controllati, il che in una certa misura semplifica sia lo sviluppo che il funzionamento.
Il problema dell'esperienza è aggravato dal fatto che un ciclolet è tecnicamente più complesso di un elicottero. Quindi, nello schema di "Flash-M" e IT SB RAS, vengono utilizzate quattro eliche originali contemporaneamente. Ognuno di essi non si distingue per semplicità e il loro uso combinato porta alla necessità di risolvere nuovi problemi ingegneristici nel campo dell'alimentazione e degli azionamenti, dell'aerodinamica, del controllo, ecc.
Il ciclone di medie dimensioni del programma Cyclone è considerato un modello di massa in grado di assumere in futuro il ruolo di un "taxi aereo". Ne consegue una nuova sfida: gli sviluppatori e i regolatori dovranno determinare le regole per il funzionamento di tali aeromobili, elaborare problemi di sicurezza, ecc. Si dice che i partecipanti al progetto stiano già affrontando questi problemi.
Tecnologia per il futuro?
Va ricordato che il progetto Cyclone di FPI, Flash-M e IT SB RAS non è il primo del suo genere. L'idea di un cicloturismo è stata proposta all'inizio del secolo scorso. Nel 1909 l'ingegnere russo E. P. Sverchkov costruì un "ortottero a ruote" - un aereo con due "ruote a pale". Il prodotto non è decollato a causa del design non perfetto e della mancanza di potenza del motore.
In futuro, nuovi cyclolet sono stati ripetutamente sviluppati e costruiti nel nostro paese e all'estero. Tuttavia, anche i progetti di maggior successo non sono andati oltre i test di volo dei modelli: la complessità del concetto e l'imperfezione dei progetti interessati. Inoltre, gli aerei insoliti non potevano competere con gli elicotteri già familiari.
Negli ultimi decenni il ciclismo è tornato a essere ricordato. I moderni metodi, tecnologie e materiali scientifici consentono di studiare e implementare un tale concetto a un nuovo livello. Nel nostro paese, tale lavoro viene svolto nell'ambito del progetto Cyclone, che ha già superato la fase di mock-up e si sta avvicinando al collaudo di un veicolo con equipaggio/senza equipaggio a grandezza naturale. Se scienziati e ingegneri saranno in grado di far fronte a tutte le sfide future sarà chiaro nel prossimo futuro. Il primo volo della Cyclocar avrà luogo il prossimo anno.
