Ось вертоліт майбутнього, більш тверезий, із зупинками та пусками та сенсорними екранами!
Вертоліт Airbus H160 передвіщає машини завтрашнього дня.
Саме технології, що дозріли в автомобілях або смартфонах, потрапляють у кабіни вертольотів майбутнього. Оскільки щорічна висока маса поворотних крил, Heli Expo, починається 29 лютого в Луїсвіллі, штат Кентуккі, ось огляд основних нововведень, які з’являться протягом наступних п’яти років.
Вертолітний світ, як і комерційна авіація, повинен знайти нові рішення для зменшення викидів СО2 та шумового забруднення. Це одна з головних проблем для інновацій у секторі, де імперативи безпеки та вартість використання машин також дуже важливі.
За даними, світовий флот цивільних вертольотів сягає колосальних 35000 Flightglobal (Дослідження вертольотів 2015 р.). Цифра, до якої слід додати 21 000 військових вертольотів. Слід визнати, що ці машини літають в середньому набагато менше, ніж цивільні літаки, але забруднюють вони не менше.
За останні роки науково-дослідні програми помножились на зменшення забруднюючих викидів від машин. Вони були зменшені більш ніж удвічі порівняно з турбінами 1960-х рр. Але сектору доведеться піти набагато далі: в рамках програми Чисте небо 2, "зелений двигун" повинен - до 2020 року - споживати на 22% менше порівняно з турбіною Арріель 2 конструкція яких датується 2004 роком і викидає на 60% менше NOx. Цей двигун також повинен зменшити шум, що видається на 10 дБ.
Навколишнє середовище - це не єдина проблема. Це також покращення безпеки польотів, ергономіка кабіни, зменшення витрат на обслуговування. "Ми працюємо навколо трьох основних вимірів: довкілля, ринок та стандарти безпеки", резюмує Томаш Крисінський, віце-президентВертольоти Airbus, відповідає за дослідження та технології.
Зупинка і старт вертольота
Зі свого боку, Airbus Helicopters працює над концепцією гібридного вертольота в рамках CleanSky2, де він має намір поєднати швидкість та низьке споживання з першими польотами на 2018 рік. Оскільки швидкість залишається важливим елементом у світі поворотних крил, зокрема в рятувальні місії. "Мета - літати на 50% швидше, ніж нинішні моделі, але лише на 20% більше палива", - пояснює Томаш Крисінський. Його європейський суперник, Вертольоти Finmeccanica (напр-Західна Агуста) працює над архітектурою вже кілька років Тильтротор або нахил ротора, з його AW609, знову збільшити швидкість (до 500 км/год), не витрачаючи занадто багато. Успіх ще слід довести, оскільки літак вперше здійснив політ у 2003 році і не вступить в експлуатацію до 2018 року.
"Зелені" двигуни будуть ... поршневими !
Як ми можемо ще більше поліпшити характеристики газових турбін, які вже дуже зрілі? На це питання відповідає Turbomeca, працюючи над системами управління та регулювання двигуна. Виробник двигуна вважає, що він все одно зможе заробити економію на споживанні завдяки новим комп'ютерам, які ще більш оптимізовано керуватимуть впорскуванням палива в камеру згоряння. "Ми також працюємо над компактністю та надійністю приводів", - додає Ерік Сентьюр'є. Виробник двигуна Tarbes експериментує, зокрема, з невеликими електричними домкратами (замість гідравлічних), які є більш компактними та точнішими для управління, що може з’явитися через 5–10 років. У сукупності ці елементи також повинні сприяти зменшенню витрат на технічне обслуговування турбіни, розширюючи інтервали перевірки на кожні 4 - 5 000 годин польоту, порівняно з 3 000 годинами в даний час.
Але одним із досліджених шляхів було б повернення до старого доброго поршневого двигуна. Таким чином, вертольоти Airbus тестували в польоті модель Н120 Оснащений 4,6-літровим висококомпресійним двигуном V8 із системою прямого вприскування Common Rail (1800 бар) та двома турбонаддувами. За словами виробника, результати вражають: споживання зменшується на 40-50% залежно від умов роботи порівняно з турбіною. Для боротьби з кілограмами блок виготовлений з алюмінію, а шатуни з титану. Однак розроблене масове відношення потужності залишається проти поршневого двигуна з 0,7 кг/кВт-год проти 0,3 кг для газової турбіни. "Але високий ступінь стиснення забезпечує ефективність до 45% порівняно з 25% для турбіни", - стверджує Томаш Крисінський. Виробник Marignane сподівається довести свій прототип до рівня зрілості 6 (TRL 6), коли льотні випробування будуть завершені.
Леза та вікна нового покоління
Поліпшення індукованого опору, полегшення конструкцій та зменшення шуму. Одна з робіт стосується основних лопатей ротора, найважливішого джерела шумового забруднення двигуна. Після кількох років спільної роботиОнера, DLR німецька та Вертольоти Airbus, перші лопаті нового покоління з’явилися приблизно в 2010 році. З їх характерною формою бумеранга на кінцях, що дозволяє зменшити швидкість на кінці лопатей, вони тепер оснащені новітніми вертольотами Airbus, H160. Виробник вертольотів також продовжує свою роботу з цього питання в контексті Bluecopter із фенестроном нового покоління, це обтічник, в якому розміщений хвостовий ротор. Наприклад, спеціальне покриття було розроблено для захоплення шуму. Зрештою, виробник оцінює загальний коефіцієнт посилення в 10 децибел.
Сторона фюзеляжу та конструкцій стосується зменшення ваги. І з цього боку відповідь залишається класичним із використанням вуглецевого волокна, на 25% легшого за алюміній. H160 має не тільки композитний фюзеляж, але й маточину ротора, яка зазвичай є алюмінієм, сталлю або титаном.
Екрани стають тактильними
Справжня революція. Таким чином Фалес, один з провідних постачальників авіоніки для вертольотів бачить широке використання тактильних засобів у кабінах. "Гелікоптери будуть першими, де ми запропонуємо ці технології в рамках нашої програми Avionic 2020 ", Поясніть Річард Перро, віце-президент з маркетингу підрозділу авіоніки французької групи. До 2020 року всі екрани зможуть бути сенсорними. Дуже інтуїтивно зрозумілі інтерфейси авіоніки будуть настільки ж орієнтовані на системи (параметри двигуна, прогноз погоди, навігація тощо), як і місії (пошук і порятунок, морське спостереження, медична евакуація тощо). "Ми збираємось накладати інші типи інформації, наприклад, дорожню карту або візуалізацію вітрів або морських течій", - додає Річард Перро. Таким чином, екіпаж зможе швидше втрутитися в те місце, де потрібно відновити поранених.
Дотик також дозволить пілоту дуже легко змінювати траєкторію, торкаючись точки та рухаючи її по екрану. Система негайно обчислить нову траєкторію, тоді як раніше потрібно було вводити нові координати на клавіатурі. Зрештою, обчислювальна потужність буде в 4-5 разів більша, ніж у існуючої авіоніки. Вигоди враховуються не лише з точки зору комфорту та точності рульового керування, але також і в отриманій масі. Ця нова авіаційна електроніка повинна бути на 20-25% легшою за поточні системи, оскільки вона буде інтегрувати кілька обладнання або функцій на одному екрані. Нарешті, і аргумент повинен досягти мети, функції тепер будуть розділені: тобто, якщо виробник хоче розробити функцію, йому не доведеться повторно сертифікувати все в органах влади, а лише змінену функцію. . "Ви можете розраховувати на приріст щонайменше 30% протягом життя вертольота", - говорить Річард Перро.
Потрібен HUD
Як і в бойових літаках, головні пристрої (Хед-ап дисплей) або системи візуалізації, встановлені на шоломі, як правило, стають поширеними у вертолітних кабінах, як у комерційних літаках. Тільки функціональні можливості та інтерфейс будуть трохи відрізнятися від тих, що знаходяться на борту Порив. Принцип полягає у відтворенні синтетичного зображення з бази даних, щоб запропонувати пілоту тривимірний візуал про зовнішню ситуацію, одночасно надаючи йому параметри польоту, що заважає пілоту опустити голову, щоб переглянути його циферблати. Цей тип системи буде особливо корисний для делікатних місій, таких як лебідка або встановлення пілонів.
Фалес розробив прототип, який отримав назву TopMax, складається з дуже легкого прицілу (350 грамів), який підходить для одного ока (правого чи лівого), і що становить половину вартості HUD. Система дозволяє отримати майже 360-градусний огляд або візуалізувати дрейф у фазі наближення. Близько двадцяти маркерів розкидано навколо кабіни так, що коли пілот повертає голову, камера ловить один з цих маркерів. Таким чином, система визначає рухи пілота і постійно дає йому правильний дисплей. Якщо все піде добре, це рішення, яке було представлене в листопаді минулого року, може вступити в дію приблизно в 2018-2019 роках.
Виробництво добавок для зниження витрат
Більшість авіаційних фірм випробовують або вже перевірили виробництво деталей за допомогою технологій 3D-друку. Це стосується як виробників двигунів, так і виробників. І світ вертольотів не звільняється від цієї тенденції - навпаки. Приклад: з початку 2015 року Turbomeca розпочала серійне виробництво металевих деталей двигуна, форсунокАррано і завихрювачі камери згорянняАрдіден 3, на своїй фабриці в Бордесі (Атлантичні Піренеї). "Ми багато в що віримо", - говорить Томаш Крисінський. Виробництво добавок дозволяє, зокрема, виробляти і особливо мати запасні частини набагато швидше. Тому ці технології допоможуть виробникам та виробникам обладнання зменшити витрати на технічне обслуговування, що все ще має високі поворотні крила.