Sraigtasparnis yra nepaprastai lanksti ir patogi transporto priemonė. Nors technologijos nuolat tobulėja, tradicinė sraigtasparnio konstrukcija savo esme nedaug keitėsi nuo pirmųjų „Sikorsky“ sraigtasparnių laikų. Tai gal laikas pokyčiams? „Bell“ norėtų vieną mechaninį uodegos rotorių pakeisti keturiais elektriniais.
Sraigtasparniai įprastai turi ne vieną, o du sraigtus - vienas yra įsitaisęs uodegoje. Šis rotorius yra vadinamas vairasraigčiu ar tiesiog uodegos rotoriumi. Su varikliu jis yra sujungtas per transmisiją ir ilgą veleną. Vairasraigčio paskirtis - sraigtasparnio stabilizavimas prieš pagrindinio rotoriaus sukimo momentą ir orlaivio krypties keitimas.
Didelis pagrindinis sraigtas sukasi labai greitai ir sukuria sukimo momentą, kuris veikia visą orlaivį - šis reaktyvinis momentas suka korpusą priešinga kryptimi. Paprastai tariant, jei nebūtų vairasraigčio, sraigtasparnis būtų nevaldomas. Vairasraigtis neleidžia sraigtasparnio korpusui nevaldomai suktis, tačiau tuo pačiu leidžia pasukti orlaivį norima kryptimi. Būtent taip sraigtasparniai pasisuka apie vertikalią ašį.
Tokia rotorių konfigūracija pasižymi daugelis sraigtasparnių. (Sgt. Jamean Berry, Wikimedia)
Tiesa, vairasraigčius turi ne visi sraigtasparniai. Kai kurie turi du pagrindinius kontrarotacinius sraigtus. Visgi, absoliuti dauguma sraigtasparnių naudoja paprastesnę konstrukciją su vienu vairasraigčiu. Tačiau ateityje tai gali pasikeisti. Garsus amerikiečių sraigtasparnių gamintojas „Bell Textron“ jau bando įdomią hibridinę sistemą EDAT, kurioje vienas mechaninis vairasraigtis yra pakeičiamas keturiais elektriniais.
Kaip minėta, vairasraigtis su orlaivio varikliu yra sujungtas per transmisiją ir ilgą veleną (kurį gali sudaryti keli segmentai). Vairasraigtis valdomas keičiant rotoriaus menčių žingsnį - tai pilotas daro pedalais. Tačiau šią sistemą galima patobulinti.
„Bell“ dar praeitų metų pavasarį sukūrė naują uodegos rotoriaus sistemą EDAT - „Electrically Distributed Anti-Torque“. Tai - keturių rotorių sistema, montuojama vietoje įprasti vairasraigčio. Gegužės mėnesį pakilo pirmasis „Bell 429“ sraigtasparnis su eksperimentine EDAT technologija, o praėjusį mėnesį „Bell“ apie tai papasakojo viešai.
„Bell 429 EDAT“ turi keturis elektrinius uodegos rotorius. (Gamintojo nuotrauka)
„Bell EDAT“ - tai keturi atskirais elektriniais varikliais valdomi uodegos rotoriai. Jiems nereikalinga jokia mechaninė jungtis su sraigtasparnio varikliu. Taigi, taip „Bell“ atsikrato transmisijos ir veleno. EDAT rotoriai turi fiksuoto žingsnio mentis, todėl sraigtasparnio pasisukimas aplink vertikalią ašį yra valdomas reguliuojant sraigtų sukimosi greitį.
Elektros energiją EDAT varikliams gamina prie variklio sumontuotas generatorius. Sraigtasparnio pokrypis ir toliau yra valdomas pedalais, tačiau jokio mechaninio ryšio tarp piloto ir uodegos rotorių tiesiog nėra - tai visiškai elektroninė sistema. Neskaitant to, šis „Bell 429“ išliko nepakitęs - jis turi standartinį variklį, korpusą, rotorių bei valdymo įrenginius.
Vos pažvelgus į keturis „Bell 429 EDAT“ uodegos rotorius kyla klausimas - „O kam?“ Keturi rotoriai su keturiais elektros varikliais ir visiškai nauja pokrypio valdymo sistema atrodo kaip labai sudėtingas sprendimas, tačiau iš tikrųjų jis turi savų privalumų.
Saugumas. Žmonės labiau pasitiki mechaniniais sprendimais, todėl į tokias elektronines skrydžio valdymo sistemas iš pradžių žiūrima atsargiai. O kas jei kompiuteris suges ar korozija bei vibracija pažeis kokius nors laidus? Bijoti iš tikrųjų nėra ko, nes tai nėra nauja. Legendinis naikintuvas „General Dynamics F-16 Fighting Falcon“, pirmam skrydžiui pakilęs dar 1974 metais, labai įtemptomis sąlygomis tarnauja jau beveik 41 metus, nors irgi naudoja elektroninę skrydžio valdymo sistemą. O ką jau kalbėti apie keleivinius ir krovininius lainerius.
Keturi „Bell 429 EDAT“ uodegos rotoriai iš tikrųjų gali net pagerinti sraigtasparnio saugumą. Gamintojas tvirtina, kad EDAT ir toliau atliktų vairasraigčio vaidmenį, net jei staiga nebeveiktų trys iš keturių sistemos rotorių. Saugumą šiek tiek gerina ir tai, kad sraigtasparniui ruošiantis skrydžiui, bet vis dar stovint ant žemės, EDAT rotoriai gali ir nesisukti.
Štai kaip atrodo įprastas „Bell 429“. (Wikimedia)
Kaštai. EDAT sistema gali būti pigesnė nei tradicinis uodegos rotorius. Vėlgi, technologiškai tai yra sudėtingesnė sistema, turinti daugiau brangių komponentų, tačiau elektros varikliai gali būti labai ilgaamžiški. EDAT taip pat leidžia atsikratyti poros labai brangių ir priežiūros reikalaujančių pavarų dėžių. Kitaip tariant, net jei sraigtasparnis su EDAT būtų šiek tiek brangesnis, priežiūros ir naudojimo kaštai būtų mažesni.
Įprastas uodegos rotorius naudoja maždaug 10 % variklio energijos. Tačiau didelė dalis jos yra iššvaistoma mechaniniuose komponentuose. EDAT yra kur kas efektyvesnė sistema, kuri ateityje šiek tiek sumažintų sraigtasparnio degalų sąnaudas ir išmetamo CO2 kiekį. Tiesa, šis pasikeitimas būtų nedidelis.
Triukšmas. EDAT technologija taip pat leistų sumažinti sraigtasparnių skleidžiamą triukšmą. EDAT uodegos rotoriai turi mažiau mechaninių dalių (nėra transmisijų su dideliais krumpliaračiais), o ir varikliui santykinai tenka šiek tiek mažiau apkrovų. Nors vieną uodegos rotorių pakeitė keturi, jie yra mažesni, o tai taip pat padeda sumažinti triukšmo lygį. Triukšmą mažina ir tai, kad sraigtasparniui stovint EDAT rotoriai gali ir nesisukti, nepriklausomai nuo to, ar variklis yra užvestas.
„Bell“ sraigtasparnį su EDAT bando jau ne vieną mėnesį - nuo 2019-ųjų gegužės šis sraigtasparnis skraidė jau beveik 30 valandų. Tiesa, gamintojas neatskleidžia techninių parametrų, bet teigia, jog „Bell 429 EDAT“ yra puikiai valdomas, tylus ir patogus. Taip pat neatskleidžiama, ar tokia sistema rinką pasieks apskritai.
„Bell“ teigia, kad EDAT galėtų pakeisti mechaninius rotorius jau skraidžiančiuose sraigtasparniuose, arba galėtų tapti naujo modelio dalimi. Tačiau jokių konkrečių planų šiuo metu nėra. Matyt, viskas priklausys nuo tolimesnių bandymų. Jei žymių trūkumų nebus pastebėta, tikėtina, kad kokia nors forma EDAT pasieks serijinės gamybos orlaivius.