Varför fungerade Bell Boeing V-22 Osprey inte på mer? [stängd]

Varför fungerade Bell Boeing V-22 Osprey inte mer?

Ospreyidén är en gammal och det fungerade aldrig bra. Till exempel har jag hittat en patentformulär 1921 (se bilden) för en flygande maskin som har några vanliga punkter med Ospreyen. Propellrar med stor diameter är inte effektiva för plan och små rotorer är inte lämpliga för helikoptrar. En hybrid, som Osprey, har fördelen att det inte behövs en landningsbana att landa eller ta av men samtidigt, en gång i luften, måste den betala priset för att använda två ineffektiva propellrar för att flyga hundratals kilometer. Även om den används mer som en helikopter är rotorerna inte lika effektiva som de som är en riktig helikopter.

Flygmaskin , authour Traian Vuia , april 1921.

Bell Boeing V-22 Osprey

Ospreyen har antagligen varit ganska framgångsrik med tanke på omständigheterna. Som Energizer777 påpekar är grundidén inte ny, och det fanns många tekniska utmaningar för att skapa ett livskraftigt flygplan. Att dessa utmaningar löstes och planet är nu i produktion och aktiv tjänst verkar vara en ganska stor framgång. Även detta har allt hände relativt nyligen. V-22 fanns först 1989, medan F-15 och F-16 båda går tillbaka till början av 1970-talet (och är fortfarande aktiva). Utmaningarna i raffinering av designen drev införandet av V-22 ut till 2007. Designen har bara inte fått tillräckligt med tid för att mogna förbi den första framgångsrika applikationen. Du kan överväga den civila tiltrotorn AW609 , som för närvarande är inriktad på certifiering år 2017, som nästa framsteg i designen.

Props / rotorer är effektivare än en jetmotor med låga hastigheter. Med tanke på att de långsamma och vertikala delarna av flygningen är mycket viktiga för konstruktionen, är det här beslutet meningsfullt. Spolvattnet strömmar också över vingen, vilket gör att vingen blir effektivare med en kort spänning. Användning av turbosaxmotorer i stället för strålar tillåter också en motor att köra båda rotorerna om den andra motorn misslyckas, vilket gör det enklare för enmotorer.

Du har rätt om nackdelarna med designen. V-22 är bullrigt och inte lika smidig har en helikopter i långsam flygning. Underhållskraven är höga och var verkligen ett problem tidigt i introduktionen till service. Och förskottskostnader är också mer än en helikopter eller flygplan av jämförbar storlek. De funktioner du listade först är dock värda dessa extra kostnader, åtminstone de som har köpt / beställt V-22.

Det behöver inte uppdateras

Det gör allt som marinierna behöver att göra. Byta ut det skulle vara dyrt utan anledning.

Det andra planet som du nämner, F-15, F-16, F-35, F-22 är lite annorlunda - F-35 ersätter F-18 / F-16. F-18 ersatte F-14. F-22 är mestadels en ersättning för F-15. Varför? Eftersom dessa blir föråldrade.

USAF: s potentiella fiender bygger en kämpe som kan slå F-15, så du bygger en kämpe som kan slå sin nya. Upprepa. Detta har hänt sedan kämpflygplanets början.

Transportflygplan, men ... vad skulle du förbättra? Det handlar redan om så fort som det kommer att bli utan att mycket pengar spenderas och som möjligt.

Det är helt enkelt inte nödvändigt att byta ut det ännu. Det betyder inte att det har misslyckats.

Jag skulle argumentera för att det har varit ganska framgångsrikt. Tänk på att olika kommentarer har klarat det och ändrat din definition av "framgångsrik".

En nödvändig föregångare till det var XV-15 . Ja, det fanns tidigare flygplan, men det fungerade inte bra förrän mindre turbopropmotorer, med tillräcklig kraftdensitet blev tillgängliga. Före det var motorerna vanligen placerade i flygkroppen och hade drivaxlar som bär kraften till nacellerna på vingtipsen. Dessa var tunga och benägna att misslyckas.

Vad gäller varför Osprey har rekvisita / rotorer istället för jets, låt oss prata om kraft och kraft. För att komma undan marken behöver du mer kraft än du har vikt. Typiskt, om du ska göra VTOL, behöver du 110% så mycket. Så ett 2 000 pund flygplan behöver minst 2 200 pund tryckkraft för att starta vertikalt, mycket mindre svävar. Hover kräver ännu mer.

Det finns flera sätt att göra dragkraft:

• ta en relativt liten mängd luftmassa och accelerera käften ur den. Det här är vad turbojets och efterburna lågbytes turbofans gör, som hittades i de flesta stridsflygplan. Det kommer att bli höghastighetsutflöde, höga temperaturer och relativt hög bränsleförbrukning med denna rutt. Harrier gör det, liksom F-35B. Varken kan det göra mycket länge, men (betydande bränsleförbrukning), och du vill inte vara någonstans i närheten, på marken, när de gör det (bullrigt, blåsigt, varmt). Om du behöver gå fort, måste du göra det här.
• ta en relativt stor mängd luftmassa och accelerera den lite. Detta är vad rotorn gör på en helikopter och i mindre utsträckning en propell på ett flygplan. Rotor / stötvätten har ingenstans nära intensiteten hos en jetmotorens avgasrör. Det finns också mindre värme och mycket mindre bränsleförbrukning. Men du kan inte gå så fort (hastigheten begränsas av rotorns / prop-tvättens lufthastighet).
• någonstans däremellan. Höga bypass turbofans på moderna jetliners tar mer luft än turbojets, men mindre än rekvisita / rotorer, och de accelererar luften mer än en prop / rotor men mindre än en turbojet. Lägre bränsleförbrukning än turbojet och mindre buller men högre hastighet än en prop / rotor.

Om de kunde ha gjort det med en enda rotor och hittade ett sätt att vinkla det framåt för "flygplan" -läge, skulle de ha gjort det; en enda stor rotor skulle vara effektivare än ett par mindre rotorer. Den enklaste mekanismen de kunde utveckla, vilket skulle ge både flygplanets och helikopterns kapacitet, var en tvillingmotorisk design. Du får en snabbare krysshastighet och ett längre intervall än någon helikopter i inventeringen och ett bredare flygkuvert än något flygplan (VTOL och svävar).

Dessutom behöver du en viss smidighet för manövrering i svävaren. Så du behöver förmågan att ändra tryckvectorerna medan du svävar; flygkontrollerna (flygplan, hissar och roder) är meningslösa i det här läget. För att uppnå detta har rekvisita / rotorer kollektiva och cykliska kontroller som en helikopter. Om du plattar ut tonhöjden på den främre delen av rotationen, kommer det att ändra tryckviktskanalen för att trycka nedåt och bakåt istället för bara nedåt. Koordinera detta mellan de två motorerna och du har översättning framåt / bakåt, sida mot sida och pivot, precis som en helikopter.

Ingen har lyckats göra en jetmotor som kan göra det här.

En jet-engined variant skulle sannolikt behöva någon form av 2D-dragviktning, nedströms den verkliga motorn. Det finns existerande exempel på detta:

• F-22 gör 1D-dragviktning (varje motordys kan pitch upp ner). Används differentiellt, detta kan öka pitch och rulla.
• Su-35 gör något som liknar F-22
• F-35B begränsar, som nämnts, 1D-dragviktning för STOVL
• Några avancerade Mig-29s gör fullständig 2D-dragviktning med båda munstyckena
• Demonstranten F-16 VISTA demonstrerade full 2D-dragvikt
• X-31 hade också grundläggande 2D-tryckviktning på grund av till några deflektor "paddlar" bakom motorn. Detta liknar de riktningsvingar som användes på den ursprungliga V-2-raketen.

Anta att någon kan komma fram till ett användbart 2D-stötvågssystem, monterat på den bakre änden av high-bypass turbofan (alla nämnda exempel är turbojets, bypass-turbofans eller raketer), det kan vara möjligt att göra en jet -powered variant, någon gång i framtiden.