Il Bell XV-3 è un convertiplano sperimentale americano. Ha fatto il suo primo volo il 23 agosto 1955. La prima transizione dal volo verticale a quello orizzontale avvenne il 18 dicembre 1958. In totale, nel 1966 furono completati più di 250 voli di prova, che dimostrarono la possibilità fondamentale di creare un convertiplano con viti rotanti. I test di questo aereo sono stati riconosciuti come riusciti, quindi è stato deciso di creare sulla sua base un apparato già con motori rotativi, che ha portato alla creazione del convertiplano Bell XV-15.
Il Bell XV-3 sperimentale aveva una grande fusoliera progettata per 4 passeggeri, ali fisse con un'apertura di 9,54 metri e un motore Pratt & Whitney R-985, che sviluppava una potenza massima di 450 CV. L'elica del rotore, che si trovava sulla console di ciascuna ala, è stata trasferita nella posizione richiesta con l'aiuto di motori elettrici: verso l'alto - per il volo verticale, in avanti - per il volo orizzontale.
Per ottenere un aereo che potesse combinare le caratteristiche di un aereo e di un elicottero, sono stati fatti molti tentativi per creare una varietà di macchine ad ala rotante, comprese le eliche rotanti, che in occidente erano chiamate convertiplani, e nel nostro paese - un elicottero-aereo. Questi velivoli erano dotati di eliche rotanti di grande diametro con pale incernierate e un piccolo carico sull'area spazzata, come negli elicotteri, che fornivano a tali macchine la capacità di eseguire il decollo verticale con una potenza relativamente bassa del motore installato su di esse.
Le eliche del convertiplano erano azionate direttamente dai motori, che potevano essere installati nelle gondole, girando con le eliche, oppure dal motore/i motori, che si trovavano nella fusoliera dell'auto o in gondole separate, mentre solo le eliche giravano quando passaggio a un altro modello di volo. Durante il volo orizzontale, il convertiplano è stato controllato come un aeroplano - con l'aiuto dei normali controlli degli aerei e quando si passa al volo verticale - come un elicottero, con l'aiuto del controllo del passo generale e ciclico delle eliche. Si presumeva che in caso di malfunzionamento della centrale elettrica, i convertiplani sarebbero in grado di atterrare come un aereo con pianificazione e inclinazione parziale delle eliche, o, come un elicottero, in modalità autorotazione.
Campana ribaltabile XV-3
Per molti anni, l'azienda Bell ha svolto una grande quantità di ricerca e lavoro sperimentale nel campo della creazione di convertiplani, il lavoro in questa direzione è stato guidato dai designer Arthur Young e Bertrand Kelly, in seguito si è unito a loro Robert Lichten. Al concorso dell'esercito americano del 1950 per il miglior progetto di velivolo per i servizi di ricognizione e soccorso in prima linea, Bell presentò un convertiplano con eliche a rotore inclinato. In totale, la commissione ha preso in considerazione 17 diversi progetti, di cui sono stati selezionati solo 3 progetti di velivoli ad ala rotante, incluso il progetto dei progettisti della società "Bell". A seguito del concorso indetto nel 1951, l'US Air Force firmò un contratto con questa società per la costruzione di due convertitori sperimentali per le successive prove in volo dei veicoli.
La costruzione del primo convertiplano Bell, che inizialmente ricevette la designazione Bell XH-33, e successivamente Bell XV-3, fu ritardata, i lavori furono completati solo all'inizio del 1955 e il 10 febbraio dello stesso anno il primo ufficiale ha avuto luogo la dimostrazione della novità. L'11 agosto 1955 ebbero luogo il primo decollo verticale e voli in volo stazionario, per poi passare al volo orizzontale, quando l'inclinazione delle eliche raggiunse i 15 gradi (collaudatore Floyd Carlson). Nelle successive prove del convertiplano, avvenute il 25 ottobre 1956 in aria a 60 metri di altitudine con le eliche inclinate di 20 gradi, il dispositivo perse il controllo per instabilità meccanica e cadde, mentre il Bell XV-3 fu distrutto, e il pilota collaudatore Dick Stensbury a seguito della caduta, rimase gravemente ferito.
A causa del disastro, ulteriori test di volo del convertiplano continuarono solo nel 1958 sulla seconda istanza del Bell XV-3. All'inizio aveva eliche a due pale, ma presto furono sostituite da eliche a tre pale. Per la prima volta, il 18 dicembre 1958 fu effettuata una transizione completa dal volo verticale al volo orizzontale con successivo atterraggio verticale, in questo volo il convertiplano fu controllato dal pilota collaudatore Bill Quinlen. Nei voli successivi, il dispositivo è stato in grado di raggiungere una velocità di 212 km / h a un'altitudine di 1220 metri. Nel 1962, questa unità è stata trasferita per ulteriori test presso il NASA Langley Research Center. In questo centro, Bell XV-3 ha volato con successo in modalità verticale ed ha eseguito transizioni incomplete alla modalità aereo con un passo dell'elica di 30-40 gradi.
Inoltre, il convertiplano è stato testato su un supporto speciale, dove è stata eseguita una transizione completa alla modalità di volo "aereo". Quando si passa dalla modalità di volo dell'elicottero a quella dell'aereo, le eliche sono state inclinate di 90 gradi utilizzando un ingranaggio a vite senza fine da motori elettrici. Il processo di transizione di solito richiedeva solo 15-20 secondi. Allo stesso tempo, il convertiplano Bell XV-3 è stato in grado di continuare a volare in qualsiasi posizione intermedia delle eliche durante la transizione. In totale, questo convertiplano ha eseguito più di 250 voli di prova e 110 transizioni complete tra le modalità di volo, avendo volato per circa 450 ore durante questo periodo. Durante questi voli è stata raggiunta una velocità massima di 290 km / h, nonché un'altitudine di 3660 metri. I test del ribaltatore continuarono nel 1965, ma già in galleria del vento. Questi test furono interrotti a causa del distacco della navicella con l'elica e del danno ricevuto dal Bell XV-3.
L'aeronautica e l'esercito degli Stati Uniti nutrivano grandi speranze per lo sviluppo di questo tipo di velivolo, ritenendo che i convertitori fossero i più adatti per le operazioni di ricognizione, comunicazione e soccorso. Bell ha creato una serie di progetti per modelli sia militari che civili di tali velivoli ad ala rotante. Su alcuni di essi era prevista l'installazione di due motori a turbina a gas situati in gondole sotto l'ala, mentre la velocità massima doveva essere di circa 400 km / h.
Il convertiplano Bell XV-3 aveva lo stesso layout degli aerei convenzionali. Il più semplice e adatto era il layout, in cui le eliche erano posizionate alle estremità delle ali: quando venivano girate, il convertiplano diventava simile a un elicottero trasversale a due rotori. Durante il decollo verticale, il flusso delle eliche era inibito, soffiando sopra l'ala, motivo della perdita delle eliche in spinta, e la velocità massima del convertiplano era relativamente piccola a causa del basso rapporto peso/potenza rapporto del velivolo sperimentale.
Esternamente, il convertiplano sperimentale Bell XV-3 è un monoplano con un motore e due eliche rotanti a tre pale, oltre a un telaio a slitta dal design molto semplice, la carreggiata del telaio era di 2, 8 metri. Allo stesso tempo, la fusoliera dell'aereo si distingueva per le buone forme aerodinamiche. A prua c'era un pozzetto con un'ampia vetrata. In questa cabina c'erano un pilota, un copilota o un osservatore, oltre a due passeggeri, al loro posto era possibile posizionare una persona ferita su una barella con un inserviente. L'ala del convertiplano era diritta e aveva un'area relativamente piccola, poiché era calcolata per creare portanza solo alla velocità di volo di crociera. Alle estremità dell'ala c'erano piccole gondole con viti rotanti. La guaina della punta dell'ala potrebbe essere rimossa dai rappresentanti del servizio tecnico per accedere ai componenti della trasmissione. L'ala aveva anche flap e alettoni retrattili. L'unità di coda era la stessa di quella degli aerei convenzionali: con un timone, con una grande coda verticale, sulla chiglia c'era uno stabilizzatore con un'apertura di 4 metri con elevatori.
Grazie al suo design, il convertiplano Bell XV-3 aveva una serie di caratteristiche operative uniche. Ad esempio, la trasmissione incrociata, tipica dei velivoli plurimotore, era assente. In caso di guasto della centrale elettrica, le eliche del Bell XV-3 venivano automaticamente portate in posizione verticale, per cui il convertiplano poteva scendere in autorotazione come un normale elicottero o un autogiro convenzionale. Allo stesso tempo, le eliche si sono piegate in avanti per creare spinta, tuttavia, durante il volo orizzontale, parte della portanza è stata comunque creata dall'ala dell'apparato.
La cosa più difficile per gli ingegneri Bell è stata la selezione delle eliche del diametro ottimale per il convertiplano Bell XV-3. Il punto era che per il decollo verticale del veicolo erano necessarie eliche di grande diametro, mentre nel volo orizzontale era più redditizio utilizzare eliche di piccole dimensioni. In definitiva, il diametro di compromesso delle viti di tornitura era di 7,6 metri. Le eliche a tre pale di questo diametro erano posizionate in gondole alle estremità delle ali. I manicotti delle viti avevano cerniere intersecanti verticali e orizzontali situate a una distanza di 0,44 metri dall'asse di rotazione, nonché compensatori di oscillazione. I mozzi dell'elica erano coperti con carenature. Le lame incollate interamente in metallo in pianta avevano una forma rettangolare e una torsione geometrica di 20 gradi.
Il convertiplano sperimentale Bell XV-3 era alimentato da un motore a pistoni radiali Pratt & Whitney raffreddato ad aria. Era l'R-985-AN-1 e il motore aveva una potenza massima di 450 CV. a 2300 giri/min ad un'altitudine di 450 metri e durante il decollo. Il motore è stato installato nella parte centrale della fusoliera. A causa della potenza insufficiente della centrale, la velocità massima è stata limitata a 280 km / h, sebbene il convertiplano abbia mostrato un valore maggiore durante i test. È stato possibile raggiungere velocità più elevate sostituendo il motore con uno più potente. In particolare, era prevista l'installazione di un GTE Lycoming T-53 a doppio albero, che sviluppava una potenza di 825 CV.
Dopo il completamento dei test Bell XV-3, l'idea di un convertiplano non è stata abbandonata negli Stati Uniti. Dopo di lui è nato un nuovo modello. Il nuovo velivolo era dotato di motori già rotanti. Ricevette la designazione Bell XV-15 e fece il suo primo volo nel maggio 1977. E il 19 marzo 1989, il convertiplano Bell V-22 Osprey è decollato nel cielo, in servizio dal 2005. Serve nel Corpo dei Marines e nel Comando Operazioni Speciali dell'Aeronautica degli Stati Uniti. A partire dal 2016, sono stati costruiti più di 300 veicoli di questo tipo e la fornitura di questi convertitori alle forze armate statunitensi continua.
Caratteristiche tecniche di volo del convertiplano XV-3:
Dimensioni complessive: lunghezza - 9, 2 m, altezza - 4 m, apertura alare - 9,5 m, diametro delle viti rotanti - 7, 6 m.
Peso a vuoto - 1907 kg.
Peso al decollo - 2218 kg.
La centrale è un teatro Pratt Whitney R-985-AN-1 con una capacità di 450 CV.
La velocità massima è di 290 km/h.
Velocità di crociera - 269 km / h.
Gamma pratica - 411 km.
Soffitto di servizio - 4600 m.
Il tasso di salita è 6, 3 m / s.
Equipaggio - 1 persona.
