Nuevo

Campana XV-3

Campana XV-3


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Campana XV-3

El Bell XV-3 (Modelo 200) era un convertiplano propulsado por rotores montados al final de las alas, que podían cambiar entre posiciones verticales y horizontales. Aunque fue producido en la década de 1950, también fue un paso temprano en el desarrollo del Bell Boeing V-22 Osprey, que entró en desarrollo en la década de 1980 y en servicio en la década de 2000.

En 1950, el Ejército de los EE. UU. Lanzó un concurso de diseño para un convertiplano viable, algo que combinaría las capacidades VTOL del helicóptero y las capacidades de velocidad nivelada de un avión convencional. En 1951, Bell recibió un contrato para producir su diseño. La Fase I, que comenzó en mayo de 1941, cubrió los problemas teóricos y de ingeniería. A esto le siguió la Fase II, que cubrió la producción de un prototipo del diseño de Bell, con la designación XH-33-BF. Esto se cambió más tarde a XV-3-BF.

La primera maqueta del Bell Model 200 se completó en junio de 1952, al igual que un modelo a un cuarto de escala para las pruebas en el túnel de viento. Estos duraron de junio a noviembre de 1952, y en octubre de 1953 se adjudicó un contrato para la producción de dos prototipos.

El Modelo 200 tenía un fuselaje de avión convencional, pero con una sección delantera muy acristalada que se parecía más a un helicóptero. Un solo motor radial de nueve cilindros Pratt & Whitney R-985-AN-3 de 450 CV estaba montado detrás de la cabina, con la entrada de aire por encima del fuselaje. Esto impulsó dos rotores, uno al final de cada ala. Los conjuntos de rotor podrían girar desde la posición horizontal a una posición casi horizontal en 10-15 segundos. La idea era ganar suficiente altura con ellos en posición vertical para permitir cualquier pérdida de sustentación mientras se ganaba velocidad de avance. Una vez que los rotores estuvieran en posición horizontal, se activará un mecanismo de engranajes para reducir la velocidad del rotor. Si los motores fallaban, los rotores podían devolverse manualmente a la posición vertical para permitir un aterrizaje con rotación automática normal del helicóptero.

El primer prototipo se completó en enero de 1955, y comenzaron una serie de pruebas de giro del rotor y pruebas estáticas en tierra, que duraron hasta finales de 1955. Este período también vio al avión hacer su primer vuelo, una prueba de vuelo estacionario el 23 de agosto de 1955. Pruebas de vuelo Continuó hasta el 23 de agosto de 1956, cuando la aeronave resultó dañada en un aterrizaje forzoso.

El segundo prototipo se completó en abril de 1955. Tenía rotores de dos palas, que se instalaron en enero de 1958. El avión se utilizó para pruebas en túneles de ala a gran escala en octubre de 1958, antes de que el 18 de diciembre de 1958 el avión finalmente hiciera su primera transición completa. en vuelo. Bill Quinlan, el piloto de pruebas de Bell, describió la transición como "suave y cómoda".

En enero-marzo de 1959, el XV-3 se sometió a tres meses de evaluación de la Fuerza Aérea en Edwards AFB. Los pilotos de pruebas de la Fuerza Aérea encontraron que el XV-3 era generalmente flexible y tolerante, pero hubo problemas al hacer estallar la aeronave dentro de la zona de efecto suelo (a muy baja altitud), especialmente debido a la baja potencia del motor. También se encontró que era estática y dinámicamente inestable por debajo de 34,5 mph.

El primer cambio de marcha se realizó el 13 de abril de 1959, después de que el avión fuera devuelto a Bell. Siguieron un total de 250 vuelos de prueba, con 110 conversiones completas, antes de que el programa de vuelo terminara en 1962. Durante los siguientes tres años, los ingenieros de Bell trabajaron en algunas de las fallas que habían sido reveladas por el programa de prueba, pero la aeronave sufrió graves daños. cuando el pilón izquierdo falló durante las pruebas en el túnel de viento en 1965, y el trabajo en el XV-3 llegó a su fin.

Esto no acabó con el interés de Bell en el concepto básico. En 1972, Bell obtuvo otro contrato para un avión VTOL, que condujo al XV-15. Esta vez los motores también se colocaron en las puntas de las alas,

Motor: motor radial de nueve cilindros Pratt & Whitney R-985-AN-3
Poder: 450hp
Tripulación: 4
Alcance: 31,3 pies (sin incluir rotores)
Longitud: 30,3 pies
Altura: 13f 6in
Peso vacío: 3,600 lb
Peso cargado: 4,800 lb
Velocidad máxima: 180 mph a 12,000 pies
Tasa de ascenso: 1.400 pies / min


Bell XV-3 - Historia

En 1973, Bell Helicopter fue elegido como contratista principal en un programa conjunto de investigación del Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Movilidad Aérea del Ejército de los Estados Unidos y la NASA para probar el concepto de tecnología de rotor basculante. El propósito de este programa de investigación fue explorar los beneficios que podrían derivarse de los vehículos que combinan características de helicópteros y aviones. Con la experiencia adquirida con su Modelo 200 / XV-3, el equipo de Bell diseñó y propuso el Modelo 301 para cumplir con este requisito. Se proporcionó financiación complementaria de la Marina de los EE. UU. En 1979 y 1980, y finalmente se encargaron dos prototipos.

Designado XV-15, el Modelo 301 parecía un monoplano de ala alta con dos turboejes Avco Lycoming LTC1K-4K de 1.550 shp montados en la punta del ala, cada uno equipado con rotores de hélice de tres palas de 25 pies de diámetro capaces de inclinarse desde la configuración de despegue vertical al modo de vuelo hacia adelante de alta velocidad. La velocidad límite del rotor en vuelo hacia adelante fue de 458 rpm y en vuelo estacionario de 565 rpm. La transición tomó 12 segundos y el vehículo fue diseñado para acelerar de estacionar a 450 km / h en menos de 30 segundos. Los ejes de transmisión estaban interconectados para permitir la operación de un solo motor en caso de falla.

En abril de 1974, Rockwell International (División Tulsa) recibió un contrato para la construcción del fuselaje y el ensamblaje de la cola de los dos fuselajes XV-15. El 2 de octubre de 1975, los componentes del primer prototipo se entregaron a Bell Helicopter en Fort Worth, donde se llevaría a cabo el ensamblaje final. La aeronave n. ° 1 (c / n 00001, N702NA) se lanzó en Arlington el 22 de octubre de 1976. Antes de las pruebas dinámicas de amarre que simulaban todos los modos de vuelo, el XV-15 n. ° 1 se sometió a una extensa verificación de integración.

El 3 de marzo de 1977, la primera transición simulada fue un éxito total y el primer vuelo libre tuvo lugar el 3 de mayo de 1977 en Fort Worth. Luego, el prototipo se probó durante seis semanas en el gran túnel de viento del Centro de Investigación Ames en Moffett Field, California. Durante estas pruebas, se evaluaron varias configuraciones de la aeronave, incluido el vuelo hacia adelante hasta 330 km / h, el vuelo vertical hasta 230 km / h, la autorrotación hasta 150 km / h, etc.

El XV-15 No.1 fue seguido en el aire por el avión No.2 (c / n 00002, N703NA) el 23 de abril de 1979, con Ron Erhart y Dorman Cannon, piloto del proyecto XV-15 de Bell, a los mandos. Este vuelo inaugural fue seguido por la primera transición libre completa el 24 de julio. El 21 de abril de 1980, el prototipo N ° 2 alcanzó los 485 km / ha 2530 my, en un año de pruebas, el avión N ° 2 registró 40 horas de vuelo. Todos estos vuelos demostraron que el comportamiento básico de la aeronave era bueno y que la transición se podía realizar dentro de un amplio rango de velocidades. El primer prototipo fue luego evaluado por pilotos de la NASA y el Ejército de los EE. UU. Para probar aplicaciones operativas y, en octubre de 1981, el segundo avión comenzó a volar en el Centro de Investigación Ames Dryden de la NASA en Moffett Field para expandir la envolvente de vuelo.

Bajo el nuevo programa JVX (Programa de Aeronaves de Elevación Vertical Avanzada de Servicios Conjuntos), el XV-15 sirvió como banco de pruebas. En relación directa con el programa JVX, el XV-15 No.1 fue probado en Fort Huachuca para evaluar su capacidad para cumplir misiones SEMA (Special Electronics Mission Aircraft), la aeronave fue enviada a China Lake para medir su firma de radar y, en 2- El 5 de agosto de 1982, frente a San Diego, el teniente comandante John Ball y Dorman Cannon llevaron a cabo la evaluación inicial a bordo del buque de asalto anfibio USS Tripoli (LPH-10). Esta evaluación incluyó despegues verticales y cortos rodantes, vuelos estacionarios y aterrizajes verticales. En esta ocasión, uno de los 54 aterrizajes del XV-15 fue el 60.000 del barco.

Luego, el avión fue enviado de regreso a Fort Worth para someterse a una revisión completa y recibir varias modificaciones. A finales de agosto de 1982, los dos prototipos habían registrado 289 horas de pruebas de vuelo. Los dos XV-15 se utilizaron luego en un programa de investigación para explorar los límites de la envolvente de vuelo operacional y evaluar su aplicación a las necesidades de transporte militar y civil. A fines de 1987, el XV-15, pilotado por Dorman Cannon y Don Borge, demostró sus capacidades en el papel de transporte civil en Washington y Chicago. La demostración de Chicago se llevó a cabo desde Miegs Field en el corazón de la ciudad.

Desde noviembre de 1987, el XV-15 No.2 fue probado con nuevas palas de rotor fabricadas con materiales compuestos (vidrio y fibras de carbono) construidos por Boeing Helicopters Company. Las palas del rotor de nueva tecnología avanzada, fabricadas con fibra de carbono y Nomex, y desarrolladas por Boeing Helicopters como parte del programa V-22 Osprey, volaron por primera vez en el segundo XV-15 el 13 de noviembre de 1987. Unas 30 horas de vuelo de prueba. fueron planeados en 1988.

A.J. Pelletier "Bell Aircraft since 1935", 1992

Mientras que el programa XV-3 todavía estaba resolviendo sus problemas a principios de la década de 1960, Bell ya miraba hacia el futuro, convencido de que eventualmente probarían la viabilidad del concepto Tilt-Rotor. En 1965, el Ejército de los EE. UU. Emitió una Solicitud de propuesta para lo que llamó Programa de aeronaves compuestas. El composite, en este caso, no tenía nada que ver con los materiales, sino que era para un vehículo que tendría características tanto de helicóptero como de avión, en concreto, se buscaba una única aeronave que sustituyera tanto al helicóptero CH-47 como al C-7 "Caribou". . Se seleccionaron tres contratistas para realizar estudios de diseño en 1966. A partir de esto, Lockheed y Bell fueron elegidos para realizar más estudios de definición exploratorios, que se completaron en septiembre de 1967. El diseño de rotor basculante de Bell fue designado como Modelo 266, y Bell realizó pruebas en túnel de viento. de un modelo aeroelástico de semi-vano escala .133 y un modelo dinámico de vuelo semi-libre escala 1/12 para verificar sus cálculos. Sin embargo, el Ejército abandonó el desarrollo debido a fondos limitados.

Tras la finalización del Programa de Aeronaves Compuestas, Bell decidió en 1968 continuar con el desarrollo de una aeronave civil de rotor basculante propuesta, denominada Modelo 300. El trabajo inicial condujo al diseño de un avión de 4285 kg propulsado por dos motores Pratt & amp Whitney PT-6 con rotores de 7,6 m de diámetro. Se construyeron y probaron ampliamente modelos aerodinámicos y aeroelásticos a escala de un quinto desde 1969 hasta 1973. El rotor de tamaño completo y los mecanismos de rotación se probaron para determinar su rendimiento de vuelo estacionario y luego se probaron en 1970 en el túnel de viento de la NASA Ames de 12 mx 24 m a varias velocidades de rotación. , ángulos y velocidades aerodinámicas hasta la velocidad máxima del túnel de 370 km / h. El rotor cumplió o superó todas las predicciones de rendimiento y estabilidad.

Luego, en 1972, la NASA y el Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Movilidad Aérea del Ejército de EE. UU. Iniciaron conjuntamente el Programa de Aeronaves de Investigación Tiltrotor. Se planificaron dos fases, una fase de prueba de concepto y una fase de idoneidad de la misión. Los objetivos de la fase de prueba de concepto fueron verificar la estabilidad dinámica del rotor / pilón / ala, explorar los límites de la envolvente de vuelo operativa, establecer límites operativos seguros, evaluar las cualidades de manejo, investigar la sensibilidad a las ráfagas y examinar los efectos del disco. carga y velocidad de punta en lavado descendente, ruido y operación de vuelo estacionario. El objetivo de la fase de idoneidad de la misión fue evaluar la aplicación de la tecnología de rotor basculante para satisfacer las necesidades de transporte militar y civil. Se pondría énfasis en eliminar las deficiencias del XV-3, obtener un excelente rendimiento de vuelo estacionario (incluida la operación con un solo motor mientras no hay efecto de suelo) y desarrollar un sistema de control de vuelo de funcionamiento en caso de falla que garantice buenas cualidades de manejo en todas las condiciones normales y de falla. Todo esto debía lograrse evitando el uso de tecnología avanzada en el diseño y la fabricación a fin de minimizar el costo y los riesgos de programación que a menudo siguen a la aplicación de tecnologías emergentes a nuevas situaciones.

Dado que el Programa de Aeronaves de Investigación Tiltrotor iba a ser estrictamente un programa de investigación y no conduciría a la producción de una aeronave operativa, los costos debían mantenerse bajo control al no hacer de la minimización de peso un factor importante y alentar el uso de componentes listos para usar. Debían evitarse tecnologías avanzadas como fly-by-wire y estructuras compuestas. Se tolerarían el aumento de peso y las deficiencias en el rendimiento para minimizar los impactos en los costos y el cronograma. Incluso el número de aviones a construir fue un factor. Se seleccionó la opción de dos aviones debido a la alta tasa de accidentes experimentada por la mayoría de los otros programas de investigación de VTOL.

Bell y Boeing Vertol recibieron cada uno contratos para estudios de tres meses y cada uno presentó propuestas. La propuesta perdedora de Boeing, denominada Modelo 212, utilizó dos motores turboeje Lycoming T53-L-13 modificados montados en góndolas no inclinables en cada punta de ala. Para ahorrar costes y tiempo de desarrollo, utilizarían el fuselaje y el empenaje de un transporte ejecutivo Mitsubishi Mu-2J.

La propuesta de Bell comenzó con el diseño del Modelo 300 y lo convirtió en el Modelo 301. Bell mantuvo el rotor y la transmisión, pero reemplazó los motores con el Lycoming T-53 más potente debido al requisito de flotar con un solo motor y al mayor peso vacío y cargas útiles requeridas. Otro beneficio del interruptor del motor era que el T-53 ya tenía un sistema de aceite que podía operar con el motor apuntado verticalmente, que había sido desarrollado para el programa CL-84. La propuesta de Bell se presentó el 22 de enero de 1973 y comprendía 300 volúmenes que pesaban 350 kg. La propuesta de Bell fue seleccionada en abril de 1973. La NASA adjudicó el contrato NAS2-7800 por $ 28 millones para el diseño final, fabricación y pruebas preliminares de dos XV-15 el 31 de julio. El costo total estimado del programa de seis años fue de $ 45 millones.

El diseño del fuselaje de 12,8 m de largo era básicamente el de un avión convencional, la estructura era de construcción semi-monocasco, a prueba de fallas y fabricada con material de aleación ligera. No hubo presurización del fuselaje y la estructura se tensó de +3 a -0,5 G. Los fuselajes se diseñaron para una vida útil mínima de 1000 horas de vuelo durante cinco años.

El tren de aterrizaje del triciclo vino del Canadair CL-84. Utilizaba ruedas principales y de morro de magnesio Goodyear y frenos de disco de acero / magnesio operados hidráulicamente de Goodyear. La rueda de morro totalmente giratoria incorporó amortiguadores de vibración y un dispositivo de centrado. Se replegó en una bahía delante de la cabina. Las ruedas principales se retrajeron en vainas externas a cada lado del fuselaje. Un interruptor en el puntal del tren principal evitó la retracción involuntaria del tren y la inclinación de los pilones más de 30 grados desde la vertical cuando la aeronave estaba en tierra. El tren de aterrizaje fue diseñado estructuralmente para soportar una tasa de caída de aterrizaje de 3 m por segundo con su peso bruto total. Un sistema de gas nitrógeno de 14500 kg / m 2 provisto para extensión de emergencia en caso de falla hidráulica.

La cola en H consta de un estabilizador horizontal con un estabilizador vertical en cada punta. Esta configuración se seleccionó para proporcionar una estabilidad direccional mejorada en ángulos de guiñada casi nulos. La División Tulsa de Rockwell International construyó el fuselaje y las unidades de cola bajo subcontrato.

Dos pilotos se sentaron uno al lado del otro en los asientos eyectables Rockwell-Columbus LW-3B. La visibilidad desde la cabina era muy buena. La tripulación entró por una puerta en el lado derecho del compartimiento de carga. La cabina de vuelo tenía calefacción, ventilación y aire acondicionado, pero no el compartimento de carga. La cabina podría acomodar a nueve personas si no se llena con equipo de prueba.

El ala mide 9,75 m de ancho, tiene una cuerda constante que mide 1,6 my un área resultante de 15,7 m 2 (uno de los requisitos de diseño era que el XV-15 pudiera caber en el túnel de viento de la NASA Ames de 12 mx 24 m, que influyó en la envergadura y el tamaño del rotor). Se desplaza hacia adelante 6.5 grados, no por razones aerodinámicas futuristas, sino para asegurar que haya un espacio libre adecuado cuando las palas del rotor se flexionen en modo avión. El diedro del ala mide 2 grados. A lo largo del borde de fuga, un flap de 1 m 2 ocupa el tercio interior y un flaperón de 1,85 m 2 ocupa los dos tercios exteriores. Las aletas grandes se pueden desviar hasta 75 grados para ayudar a proporcionar una elevación adicional a bajas velocidades. En vuelo estacionario, los flaps y los flaperones se desvían hacia abajo para reducir la interferencia del ala. Los problemas con la estabilidad del ala / rotor / pilón que afectaban al XV-3 se eliminaron mediante el diseño de un ala muy rígida y un accesorio de góndola / ala, y colocando el cubo del rotor lo más cerca posible del ala.

Cada ala tiene dos vejigas de combustible que forman un solo tanque de combustible a prueba de choques en cada ala. Juntos contienen un total de 830 litros. La bomba de cada tanque de ala se alimenta de un sistema eléctrico diferente. En el caso de una falla de la bomba, ambos motores pueden alimentarse desde el mismo tanque, o en el caso de una falla del motor, un motor puede alimentarse de ambos tanques. Las alimentaciones cruzadas se activan automáticamente en caso de falla de la bomba para asegurar un flujo de combustible ininterrumpido a ambos motores. En el caso de una pérdida total de energía eléctrica en ambas bombas, las bombas impulsadas por el motor aún pueden mantener un flujo de combustible adecuado.

Un motor Avco Lycoming LTC1K-4K, una versión especialmente modificada del motor T53-L-13B estándar, está montado en cada punta de ala. Tienen una potencia nominal de 1250 CV para funcionamiento continuo, 1401 CV durante 30 minutos, 1550 CV durante 10 minutos para despegue y 1802 CV durante dos minutos para energía de emergencia. La potencia se transmite desde los motores a los rotores mediante una caja de cambios de acoplamiento y una transmisión, que reducen la velocidad del motor de aproximadamente 20000 revoluciones por minuto a una velocidad del rotor de aproximadamente 565 revoluciones por minuto en vuelo estacionario. Los rotores semirrígidos de tres palas miden 7,6 m de diámetro y tienen una cuerda de 36 cm. Fueron hechos de acero inoxidable y tienen una gran cantidad de torsión. (En julio de 1979, Bell recibió un contrato de Ames para el diseño preliminar de una pala de rotor compuesta que ofrecería un rendimiento mejorado y una mayor esperanza de vida, en comparación con las palas de metal existentes. Finalmente se probó un juego, pero no funcionó bien). no hay bisagras batientes, lo que significa que los rotores están rígidamente confinados al plano de rotación. Los rotores pueden aletear hacia adelante o hacia atrás hasta 6 grados. Para asegurar la potencia de ambos rotores en caso de falla del motor, un eje que atraviesa el ala interconecta las dos transmisiones. Como resultado de la interconexión, ambos rotores giran cuando arranca el primer motor. En el caso de una falla doble del motor, ambos rotores rotarán automáticamente a la misma velocidad. La inclinación de la góndola se puede variar de horizontal a 5 grados hacia atrás de la vertical. Los actuadores de husillo de bolas dobles interconectados operan el mecanismo de inclinación en cada góndola. Esto asegura que ambas góndolas siempre estarán en la misma posición. Los ejes impulsores interconectados y los mecanismos de inclinación redundantes permiten el funcionamiento con un solo motor y la capacidad de inclinación en caso de fallo.

La cabina tiene controles duales y se asemeja a la cabina de un helicóptero, incluido un palo colectivo. Los controles de vuelo están diseñados para permitir la operación de un solo piloto desde cualquier asiento. En el modo avión, las columnas de control y los pedales del timón funcionan de forma convencional. En el modo de vuelo estacionario, la palanca funciona como un controlador cíclico de tono. La unidad de mezcla mecánica hace todo lo necesario para convertir los controles del modo helicóptero al modo de ala fija. La autoridad de control entre el modo helicóptero y avión se introduce gradualmente en función del ángulo de inclinación de la góndola. Esto incluye cambiar los rotores de control cíclico de paso en vuelo vertical a control de velocidad constante para vuelo de ala fija. En el modo avión, la palanca colectiva todavía se puede utilizar como palanca de potencia. Mover la palanca colectiva hace que se muevan los aceleradores de la consola central.

Dos interruptores, montados en la palanca colectiva y accionados por el pulgar del piloto, controlan el ángulo de inclinación de la góndola. Uno hace pivotar las góndolas de un extremo a otro en unos 12 segundos y permite detenerlas en cualquier posición. El otro interruptor mueve las góndolas entre ángulos preseleccionados de 0, 60, 75 y 90 grados (en relación con la horizontal). Para girar las góndolas, las válvulas eléctricas activan los motores hidráulicos. En el caso de una falla completa del sistema eléctrico, el piloto puede abrir manualmente las válvulas usando manijas en T en la cabina. Esto conducirá las góndolas a la posición de helicóptero.

Sperry Rand construyó el sistema de navegación / guía original. Una computadora digital proporciona información de navegación y control al piloto utilizando pantallas mecánicas y electrónicas avanzadas. La Corporación Calspan de Buffalo NY diseñó el Sistema de Aumento del Control de Estabilización para mejorar sus características de vuelo. El XV-15 no incorpora fly-by-wire. Los alerones, el elevador y el timón se impulsan hidráulicamente con un sistema hidráulico triple. Permanecen activos en todos los modos de vuelo.

El peso vacío del XV-15 es de 4315 kg con un peso de despegue vertical de 5865 kg. Esto permite 495 kg para instrumentación, 180 kg para pilotos y 630 kg de combustible, dejando algunos para el crecimiento. El rendimiento estimado original incluía una velocidad máxima de 610 km / h, un techo de servicio de 8845 my un alcance de 800 km. (Ninguno de estos objetivos se logró nunca, pero ciertamente no le restaron valor al XV-15 al lograr su objetivo principal de demostrar la practicidad del concepto de rotor basculante).

Para minimizar los costos de desarrollo, las pruebas de calificación de vuelo del pájaro de hierro no se realizaron en el sistema completo de rotor / transmisión / motor / control de vuelo. Cada componente fue desarrollado y probado individualmente.

XV-15 # 1, # N702NA, lanzado en Bell's Arlington, TX, Flight Research Center el 22 de octubre de 1976. Las pruebas en tierra comenzaron en enero de 1977 e incluyeron 100 horas de pruebas de calificación del sistema en un banco de pruebas elevado tanto en el helicóptero y modos de avión para demostrar que el avión cumplió con los requisitos finales de calificación de vuelo. El primer vuelo estacionario se realizó el 3 de mayo de 1977, seguido de evaluaciones de vuelo estacionario y de baja velocidad. Este breve esfuerzo de prueba consistió en solo tres horas de vuelo estacionario durante mayo. No se descubrieron problemas que justificaran correcciones. Después de estas pruebas de vuelo, las transmisiones y los rotores fueron derribados, inspeccionados y reensamblados.

A pesar de los exitosos primeros vuelos de prueba, el programa XV-15 no volvió a volar durante casi dos años. Esto se debió a la insistencia de la NASA en las pruebas de túnel de viento a gran escala antes de intentar una conversión, y a la realidad de que los fondos limitados del programa impedían realizar tanto las pruebas de túnel de viento como las de vuelo. La necesidad de estas pruebas de túnel de viento a gran escala fue un problema importante del programa. La posición de Bell fue que estas pruebas eran apropiadas para investigar algunos problemas potenciales, pero que tales pruebas no garantizarían el descubrimiento de todos los problemas potenciales. Bell confiaba en que los problemas con la estabilidad del rotor / ala / pilón, que plagaron al XV-3 a lo largo de su carrera, se habían eliminado en el diseño del XV-15, al menos hasta el límite de velocidad de 370 km / h del viento de 12 m X 24 m de la NASA. túnel. Bell también sintió que el tamaño del XV-15, aunque solo unos pocos pies más grande que el XV-3, acercaba las puntas del rotor a las paredes del túnel, haciendo que los resultados de la prueba fueran menos representativos de las verdaderas características del avión. Por último, Bell sintió que existía la posibilidad de causar daños estructurales. Al estar rígidamente restringido en el túnel, se podrían generar fuerzas excesivas en la estructura sin saberlo. Bell finalmente perdió la discusión, y el avión # 1 fue enviado por C-5A al Centro de Investigación Ames de la NASA en marzo de 1978 para pruebas en el túnel de viento. Estas pruebas se llevaron a cabo en el túnel de viento Ames de 12 mx 24 m en mayo y junio de 1978. Se realizaron veinte horas de pruebas en el túnel a velocidades entre 110 y 330 km / h. Las configuraciones consistieron en los rotores en posiciones de helicópteros y aviones, y numerosas posiciones intermedias que se encontrarían durante la transición. No se observaron características inusuales en ninguna de las pruebas realizadas.

Después de las pruebas en el túnel de viento, el avión n. ° 1 fue derribado y restaurado en NASA Ames. El segundo XV-15, # N703NA, estaba a punto de completarse. Dado que el programa carecía de fondos para mantener dos aviones en estado de vuelo, las pruebas se reanudaron con el avión n. ° 2, comenzando las pruebas en tierra en agosto de 1978 en Arlington. Numerosos problemas menores plagaron la aeronave durante estas pruebas, incluida una grieta por corrosión bajo tensión en la caja de cambios del motor izquierdo, un embrague mal engranado y daños por objetos extraños dentro de la transmisión. Finalmente hizo su primer vuelo estacionario el 23 de abril de 1979. Las pruebas de conversión pronto comenzaron, comenzando por girar las góndolas solo 5 ° hacia adelante el 5 de mayo. Pruebas sucesivas rotaron gradualmente las góndolas cada vez más cerca de la horizontal, hasta que se realizó la primera conversión completa. el 24 de julio de 1979. El XV-15 también alcanzó una velocidad de avance de 295 km / h en este vuelo de 40 minutos. La prueba de acumulación gradual verificó que el vuelo en estado estable era posible en cualquier momento durante la conversión.

La Marina pronto se interesó en el XV-15. Debido a la continua falta de fondos, el Comando de Sistemas Aéreos Navales comenzó a proporcionar fondos en 1979 y 1980 para asegurar que las pruebas de vuelo del XV-15 continuarían hasta la finalización de los vuelos de expansión de la envolvente. A cambio, la Marina podría realizar evaluaciones de vuelo.

Los vuelos de expansión de envolvente que utilizan la aeronave n. ° 2 para demostrar velocidades más altas y el rendimiento del sistema continuaron siendo realizados por Bell en sus instalaciones de Arlington. Los criterios de diseño del sistema dictaban que una sola falla no impediría la finalización de una operación de vuelo normal, y que cualquier falla doble aún permitiría a la tripulación expulsar (las palas del rotor, los componentes del cubo del rotor y las transmisiones eran excepciones a este requisito. Para verificar que la probabilidad de falla de estos componentes era insignificante, fueron diseñados con estándares mucho más conservadores y probados extensamente). Durante el programa de prueba del contratista, todas las fallas potenciales se simularon en vuelo real o en tierra. El 5 de diciembre de 1979, ocurrió una falla real del motor cuando la turbina se inmovilizó. El sistema de interconexión de la transmisión funcionó correctamente y ambos rotores continuaron girando según lo diseñado. La velocidad prevista de 555 km / h de velocidad aerodinámica real se demostró con la potencia nominal máxima a una altitud de densidad de 4880 m en junio de 1980.

La fase de prueba de vuelo del contratista se completó en agosto de 1980. Se demostró el corredor de conversión básico y la envolvente de velocidad / altitud hasta 16.000 pies. Se realizaron alrededor de 100 conversiones completas. Se descubrieron algunos problemas de resonancia, como es normal en cualquier desarrollo de helicópteros, pero no fueron nada comparados con los problemas encontrados en el XV-3, y se solucionaron rápidamente. El XV-15 demostró tener muy buenas cualidades de manejo. La estabilidad aeroelástica en modo helicóptero también fue la prevista. La conversión resultó ser muy sencilla. La vibración y el ruido de la cabina eran muy bajos, al igual que el ruido exterior. Aunque la respuesta de ráfaga horizontal en modo avión fue inusual, se consideró aceptable, al igual que la calidad general del viaje. Una vez finalizados los vuelos del contratista, el XV-15 # 2 se envió al Centro de Investigación de Vuelo Dryden de la NASA para continuar las pruebas, donde se le unió el avión # 1. Ambos XV-15 operaron en Dryden por un período corto.

El XV-15 # 1 regresó a Bell en septiembre de 1981. Las pruebas de vuelo de la NASA y Bell continuaron en la década de 1980, y los dos XV-15 demostraron estar prácticamente libres de problemas importantes. Los logros adicionales que se demostraron incluyeron:

Resistencia de crucero de 1,7 horas en modo avión.

Despegue como helicóptero, vuele el doble de rápido que un helicóptero y entregue cargas útiles con la mitad de la cantidad de combustible cuando viaje distancias superiores a 185 km.

La autorrotación desciende en modo helicóptero, pero nunca hasta un aterrizaje completo.

Despegues STOL con las góndolas inclinadas entre 60 y 70 grados, con un peso bruto máximo de 6765 kg.

Para el rodaje sobre ruedas, se descubrió que inclinar las góndolas hacia adelante de la vertical solo 1 grado era suficiente para que el XV-15 se moviera hacia adelante. Inclinar las góndolas a popa de la vertical hace que el avión se detenga rápidamente. El XV-15 tiende a balancearse un poco más que otros aviones debido al peso de los motores y los apoyos hasta las puntas de las alas. Los frenos no son lo suficientemente potentes como para permitir paradas instantáneas, pero sí lo suficientemente potentes como para usarlos de forma diferencial para girar la aeronave.

En vuelo estacionario, el control de balanceo es proporcionado por el paso colectivo del rotor diferencial, el control del paso por el paso cíclico y la guiñada por el paso cíclico diferencial. Para maniobrar en el modo estacionario, muchas de las maniobras que normalmente se realizan moviendo el control cíclico se realizan inclinando las góndolas. También se utiliza una combinación de ángulo del rotor y paso cíclico para variar la actitud del paso sin avanzar. Al inclinar los rotores hacia adelante y al mismo tiempo poner en control cíclico de popa, el morro se inclinará hacia abajo, brindando una mejor visibilidad sobre el morro.

El despegue vertical es muy fácil, incluso en el primer intento de un piloto nuevo. Mientras que los helicópteros tienden a despegar y ladearse rápidamente y cabecear ligeramente hacia arriba o hacia abajo, el XV-15 mantiene la actitud en el despegue. El movimiento lateral se logra inclinando ligeramente, de modo que el empuje ahora tiene un componente lateral pequeño. El XV-15 puede trasladarse lateralmente a 65 km / h sin tendencia a girar hacia el viento. Incluso puede flotar hacia atrás hasta 65 km / h.

Para los touchdowns, la superficie puede tener una inclinación ascendente o descendente de hasta 15 °, que está muy por encima del límite de la mayoría de los helicópteros. El rendimiento de un solo motor es relativamente pobre. El vuelo estacionario con un solo motor es posible en muy pocas condiciones.

Durante la conversión de vuelo estacionario a vuelo convencional, existe una tendencia a perder sustentación y hundimiento, lo que requiere que el piloto agregue potencia. Pero esto es normal en aviones VTOL. En resumen, se puede decir que a través del diseño cuidadoso de un avión extremadamente complejo, volar el XV-15 y administrar todos los sistemas es sencillo.

Con el morro levantado y el balancín de popa completo, las pérdidas de nivel en la configuración limpia producen una ligera vibración a 205 km / h. La aeronave comenzará a hundirse, pero no habrá caída de alas ni otros efectos negativos. La recuperación es benigna y rápida. En el modo de autorrotación de helicópteros, la mejor velocidad de descenso de 11 m / s se logra a 140 km / h. A 165 km / h, la velocidad de descenso aumenta a 20 m / s. Para las aproximaciones finales, los pilotos aprendieron rápidamente a usar el ángulo de inclinación de la góndola en lugar de las entradas de cabeceo para controlar la velocidad del aire. Es diferente, pero funciona muy bien.

Los 630 kg de combustible contenidos en las alas demostraron permitir solo un alcance de aproximadamente 280 km. Finalmente, se agregó al fuselaje un tanque auxiliar con capacidad para 405 kg adicionales, lo que aumentó el alcance a aproximadamente 520 km.

En enero de 1981, se realizaron pruebas de vuelo estacionario en Ames para evaluar la corriente descendente y el ruido. Las pruebas mostraron que se requería una mayor actividad de control a medida que la aeronave entraba en efecto suelo. Las velocidades de flujo descendente fueron moderadas en los lados y relativamente altas hacia adelante y hacia atrás. On a subsequent hover test at Bell when there was a light coating of snow on the ramp, it was noted that the downwash pushed the snow away from the aircraft, as expected. However, there was no "white-out", caused by snow being caught by the recirculating slipstream, as normally happens with a helicopter. Overall, it was determined that the aircraft's capabilities were not limited by gust sensitivity, aeroelastic stability, or downwash.

In March 1982, aircraft #1 made a demonstration tour of East Coast facilities, which included seven flight demonstrations at six different locations in eight days. One flight included a stop at the helipad at the Pentagon. While on the tour, the XV-15 flew 4815km and needed only routine daily preflight maintenance.

Following this East Coast tour, #1 was modified at Bell's Arlington facility to perform an electronics mission evaluation. Items added included an APR-39 radar warning system and chaff dispenser system. The aircraft departed for NAS China Lake in California in May, then on to Ft. Huachuca in Arizona in June, and finally on to San Diego for sea trials. Shipboard evaluations were performed aboard the amphibious assault ship USS "Tripoli" off the San Diego coast in July 1982. Fifty-four vertical landings and take-offs (of which five were STOL take-offs) were performed.

Other mission related evaluations included over-water rescue and simulated cargo lifting, which were demonstrated in May 1983, and simulated air-to-air refueling, which was performed in September 1984. By 1986, both aircraft had accumulated a total of 530 flight hours, made 1500 transitions, and reached an altitude of 6860m (while still maintaining an 4m/s climb capability). In March 1990, #1 set numerous time to climb and sustained altitude records for this class of aircraft. These included a climb to 3000m in 4.4 minutes and to 6000m in 8.46 minutes, without even performing extensive climb tests to develop an optimal climb profile. It also sustained an altitude of 6860m with a dummy payload of 990kg in addition to more than 450kg of test instrumentation.

As of June 1990, XV-15 #1 was based at Bell Helicopter's Flight Research Center in Arlington, TX, for continuing engineering development. XV-15 #2 was based at Ames for continuing tilt-rotor research. The two aircraft had accumulated 825 hours.

It is worth noting that most research aircraft were flown by only a small select batch of test pilots. Bell, however, felt that in order to insure the success of a production tilt-rotor aircraft some day in the future, a wide range of pilots should have the opportunity to fly the XV-15 and provide their inputs. Thus, by 1990 the XV-15 was flown by over 185 pilots with widely varying experience and capability levels, including several low-time private pilots. Numerous admirals, generals, and at least one U.S. senator and one service secretary flew as guest pilots. Each flight consisted of a brief demonstration of helicopter, conversion, and airplane modes by a Bell test pilot. The guest pilot then took over the controls. After a few minutes of familiarization, he was talked through an airplane stall, single engine operation, and conversion/ reconversion at altitude. They then return to the airport for several take-offs and landings, usually converting to airplane mode and back to helicopter mode each trip around the pattern. Guest pilots rated the XV-15 as easy or easier than a helicopter to hover. Conversion was unanimously said to be straightforward, and with a low workload. Handling qualities in airplane mode were excellent. Most also noted the low interior noise and smooth ride.

FAA test pilots also flew the XV-15 in order to evaluate its potential for certification of a civil tilt rotor aircraft. While they saw no technical reasons for not being effective in the civil role, they determined that a review of Part 25, which sets standards for large transport aircraft, and Part 29, which sets standards for helicopters, would be needed in order to establish appropriate certification criteria.

XV-15 #1 remained in service at Bell's flight research center, where it was used as a concept demonstrator and marketing tool for the V-22 Osprey that was by then being developed. It was flown regularly until August 1992, when it was damaged beyond economical repair. A mechanical failure in the control system caused the aircraft to roll over while it was hovering. The crew was not injured, but the wing and one nacelle sustained extensive damage. At the time of the incident, #1 had flown nearly 841 hours. The forward fuselage was salvaged and put to use as a simulator to help develop Bell's upcoming civil tilt rotor aircraft.

XV-15 #2 remained at Ames through the 1980s. In 1986, it was fitted with composite rotor blades built by Boeing Helicopter. Sporadic testing was accomplished through 1991, when it was stopped due to a problem with the blade cuff that resulted in an emergency landing. While the blade cuff was being re-designed, NASA decided to put the airframe down for a major airframe inspection that would be due soon, anyway. Unfortunately, program funds again ran out before the inspection could be completed. #2 would remain partially disassembled until mid 1994. It had accumulated just over 281 hours.

With Bell anxious to resume tilt rotor development, they established a Memorandum of Agreement with NASA and the Army in 1994 which transferred XV-15 #2 to Bell and allowed them to return it to service at no cost to the government. The disassembled aircraft was shipped to Arlington, Texas, and the refurbishment and inspection began in mid 1994. The original metal rotor blades were put back on, and the aircraft resumed flight testing in March 1995.

Much of Bell's recent research has focused on reducing noise in order to make civil tilt rotor more acceptable for operating in crowded urban areas. Tests were being conducted to determine the major sources of noise. (The familiar "wap-wap-wap" sound of a helicopter comes from the rotor blade passing through its own wake.) Bell is looking at combinations of approach profile, nacelle angle, and various rotor tip designs to minimize this noise.

In its current configuration, the XV-15 has a Rockwell-Collins glass cockpit that features a large, daylight readable liquid-crystal display that shows all flight information. It also displays flap and nacelle positions. The NASA white with blue paint scheme was replaced to enhance the marketing appeal for the civil tilt rotor development. As of the end of 1998, the remaining XV-15 had accumulated a total of 530 flight hours and remains in service at Bell's Arlington facility to continue developing and refining Tilt Rotor technologies.

S.Markman & B.Holder "Straight Up: A History of Vertical Flight", 2000

After the partially encouraging experiments with the Bell XV-3 , at the end of the sixties the Texan company built an experimental aircraft with tilt rotors designated the Model 300 , which was followed shortly afterwards by a NASA contract for the design and development of the Model 301 , in which the US Army subsequently became interested. The first prototype was completed in January 1977 and made its first hovering flight the following May, while the complete conversion to horizontal flight was achieved in July 1979. In the course of test flights the performance of the XV-15 proved that the designers had overcome the problems regarding stability in horizontal flight which spelled defeat for the Bell XV-3 . The system of fitting an aircraft with tilt rotors has the advantages of reduced noise level and of increased safety because, unlike other VTOLs, this is the only one which can land by autorotation in an emergency.

G.Apostolo "The Illustrated Encyclopedia of Helicopters", 1984

In May 1973 the Army's Air Mobility Research and Development Laboratory and NASA's Ames Research Center jointly awarded Bell Helicopter a contract for the construction and testing of two twin-engined, tilting-rotor VTOL research aircraft. Bell had long been a leader in tilt-rotor technology and the Model 301 design developed in response to the Army/NASA requirement drew heavily on knowledge gained from the earlier XV-3 convertiplane. The first XV-15 made its maiden hovering flight in May 1977, and was joined by the second example in April 1979.

Like the earlier XV-3 , the XV-15 derived both its vertical lift and forward propulsion from two wingtip-mounted tilting rotors. These were pointed directly upward for vertical takeoff and landing, and rotated to the horizontal position for forward flight. In the XV-3 , however, both rotors were driven by a single piston engine mounted in the aircraft's central fuselage, whereas the XV-15 's two 1155kW powerplants were wingtip-mounted and each entire engine and rotor assembly tilted as a unit. The XV-15 's two crew members sat side-by-side in a fully enclosed cockpit, and up to nine passengers could be accomodated in the rear cabin.

The Army conducted extensive testing of the XV-15 in conjunction with NASA, and evaluated the aircraft's vulnerability to ground fire and its suitability for use as an electronic warfare platform. The Navy joined the XV-15 test programme in 1980, and in 1983 awarded Bell and Boeing-Vertol a contract for the joint design of an advanced XV-15 meant to fulfill the Joint Services' Advanced Vertical Lift Aircraft (JVX) requirement. The Navy ultimately placed orders on behalf of the Marine Corps for production versions of the improved V-22 "Osprey" design.

S.Harding "U.S.Army Aircraft since 1947", 1990

Comentarios
Nafiu yakubu , e-mail , 30.01.2013 reply

i think i have some design i have done you would like to see

Long shot, does anyone know where I can obtain a DVD of a 1980s doco called "The Chopper"? I have no idea who produced it, exact year, or who the English-sounding narrator is. It includes interviews with Hanna Reitsch and Bart Kelley (coworker of Arthur Young at Bell), and other techs and pilots, as well as footage of the prototype NOTAR, Apache, Sikorsky ABC and the XV-15.

Will they please give up on twin tilt rotors before anybodyelse gets Killed

I have a couple photos to submit, I took of #1 in Navy paint scheme(grey and black) as it was prepared for carrier quals at NAS North Island, 1982. I was div chief of GEMO at the time.

I just want to fly it, as it is so sweet looking and I think it would handle.


Bell XV-15

Escrito por: Staff Writer | Last Edited: 03/04/2020 | Contenido y copia www.MilitaryFactory.com | El siguiente texto es exclusivo de este sitio.

Since the dawn of vertical-to-horizontal flight offered by helicopters (the first operational models were had during World War 2), aeronautical engineers have strived for ways to incorporate even better straight-line performance. This led to a myriad of experiments seen throughout the Cold War period as companies attempted to find a proper solution. For a time, "pusher" propellers seemed the future while other designs relied on complex turbojet arrangements coupled to traditional helicopter blade arrangements. In time, the technology behind "tilting" nacelles was refined, leading to the concept of the "tilt-rotor" aircraft - an air vehicle that was part helicopter, part airplane.

In time, Bell worked on bringing its XV-3 prototype to life which followed the Transcendental "Model 1-G" and "Model 2" forms. The Model 1-G was the first tilt-rotor in aviation history to fly and was powered by reciprocating engines buried in the fuselage driving power, via shafts, to wingtip rotors that could tilt. The subsequent XV-3, a more evolved form of the Model 1-G and Model 2, reached the skies in 1955 using similar concepts and this aircraft went on to hold the distinction of becoming the first tilt-rotor aircraft to convert from vertical-to-horizontal flight, paving the way for the refined XV-15 development that followed.

The XV-15 was a radical redesign of the same tilt-rotor approach but relocated its engines to tilting nacelles placed at the wingtips. Between the two engines was a shared driveshaft to be relied upon should one engine fail - the other could keep up the workload. The XV-15 project was formally launched in 1971.

The basic arrangement of the XV-15, which is mimicked today by the in-service V-22 of the American military, was set: the fuselage held a helicopter-like form with side-by-side seating at the cockpit for two crewmen while the aft-section was tapered. Over the roof of the vehicle was seated the shared wing component to which the tilting engine nacelles were seated at the tips, these driving large, thick rotor blades about an oversized spinner. The fuselage was braced on the ground by a retractable tricycle arrangement and the tail incorporated a twin-fin rudder configuration set on a shared horizontal plane.

The XV-15 was flown for the first time on May 3rd, 1977 and, itself, was the progenitor to the Boeing V-22 "Osprey" line detailed elsewhere on this site. The Boeing V-22 became the first tilt-rotor aircraft to formally enter operational service n 2007.

The U.S. government contracted for a pair of flyable prototypes to continue the program and competition was had from Boeing, Grumman, and Sikorsky joining Bell. For NASA, the Bell submission ultimately won out with its Model 301 when going head-to-head against Boeing (which supplied its Model 222). Bell then produced two prototypes, N702NA and N703NA. These went on to be extensively tested at the Ames Research Center in Mountain View, California and then to Dryden (NASA, Edwards AFB) for their time in the air. It made its public debut at Paris Air Show 1981 and proved itself a hit with onlookers.

N702NA later crashed on a test flight (no loss of life) with its remains reconstituted for the simulator role. N703NA survived its flying days to become a display, first, at the National Museum of the United States Air Force in Dayton, Ohio and then, later, a display at the Udvar-Hazy Center aviation museum near Washington, D.C.

With its usefulness over, the XV-15 series was retired in full in 2003.

Bell teamed with Boeing to bring about the V-22 series, a larger version of the XV-15 with greater power and capabilities.


First VTOL Airplane — Bell XV-3

The promise of an aircraft which had the benefits of both a helicopter and an fast airplane was researched in a joint U.S. Air Force–U.S. Army effort through the Bell Helicopter Textron company. Bell produced two of the XV-3 in 1955 — the world’s first VTOL (Vertical Take Off and Landing) airplane. The XV-3 opened the dimension of VTOL flight to the world on 19 December 1958 when it became the first aircraft to vertically take off and convert to horizontal flight.

The XV-3 is a twin tilt-rotor design which flew as fast as 184 mph/294.4kph with the ability to hover as well as take-off and land vertically. Though not developing beyond testing the XV-3 clearly is the ancestor of the Bell Boeing CV-22 Osprey — note that Bell is still in the mix almost six decades later. The XV-3 flew for ten years and has been exhibited in at least two museums. The first airplane to fly as a VTOL is now exhibited in the National Museum of the U.S. Air Force.

The right side tilt-rotor, note the slot enabling the proprotor to swivel forward so the XV-3 would fly as a conventional aircraft — photo by Joseph May


Bell XV-3 - History

Constructed as a XV-3-BF.
Ordered as XH-33 but redesignated under new Convertiplane type prior to completion of construction.

Taken on Strength/Charge with the United States Army with s/n 54-0148.

Although marked as an Army aircraft, the XV-3 was jointly tested by the Army and the Air Force. Information obtained from testing was used in the development of the XV-15.

From 18 July 1957 to October 1957

Tested in the wind tunnel at the NACA Ames Aeronautical Laboratory.

First flight.
Flight testing began at Bell Aircrafts facility.

Aircraft suffered instance of rotor instability occurred when the pylons were advanced to 40-degrees forward pylon angle, and the aircraft was then grounded. (Wikipedia).

Tested in the wind tunnel at the NACA Ames Aeronautical Laboratory. As a result of the wind tunnel testing, the rotor diameter was reduced, wing structure was increased and strengthened, and the rotor controls were stiffened. (Wikipedia).

From 12 December 1958 to 24 April 1959

Flight testing resumed at the Bell Aircraft Facility.

First aircraft in history to fully tilt its rotors from the vertical to the horizontal while in flight.


Fotógrafo: National Museum of the USAF

Transported by ground. Delivered to Edwards AFB, CA.

From 14 May 1959 to July 1959

Flight evaluations by USAF pilots.

Returned to NASA Ames facility for test flights by NASA pilots.

First flight by Army pilot.

Taken on Strength/Charge with the National Aeronautics and Space Administration with s/n 54-0148.

Testing completed after a wingtip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV-3 and damage to the wind tunnel. The XV-3 had accomplished a total of 250 flights, accumulated 125 flight hours, and completed 110 full conversions. (Wikipedia).

Transported by ground. Delivered to Davis-Monthan AFB, AZ.
Placed in outside storage.

Transferred to the Military Aircraft Storage and Disposal Center (MASDC) with inventory number HW0001.

To U. S Army Aviation Museum, Fort Rucker, AL.

From 1984 to December 1986

Repaired.
Repaired with Army support and the leadership of former Bell XV-3 engineer Claude Leibensberger.

Assigned to U. S Army Aviation Museum, Fort Rucker, AL for storage.
Aircraft was disassembled and place in indoor storage.

Transported by ground.
To Bell Helicopter Textron facility at Arlington, Texas.

Restored.
Restored to museum display condition by current and retired Bell engineers.

To National Museum of the United States Air Force, Wright Field, Dayton, OH.
View the Location Dossier


Fotógrafo: Glenn Chatfield


Fotógrafo: Glenn Chatfield
Notas: Now located in the Museum annex on the east side of Wright Field


Contenido

The XV-3 was jointly developed by Bell and the United States Army . On August 23, 1955, the first of two prototypes made its maiden flight but still as a helicopter with a three-blade rotor. In the later tests, the transition from hovering to level flight should be tested. On October 25, 1956, test pilot Dick Stansbury swiveled the rotors forward 17 °, causing the machine to vibrate so strong that he passed out and lost control. Stansbury was slightly injured in the crash landing and the XV-3 was destroyed.

With the second test model, the world's first transition was carried out on December 18, 1958, and almost 200 km / h was achieved in the subsequent level flight. A two-bladed rotor on stiffened wings was used, but the engineers never got the instability under control. The second prototype completed 125 flight hours and 110 complete transitions on more than 250 flights, until both rotors tore off due to vibrations and technical defects in a wind tunnel test in November 1968. The XV-3 program was then discontinued.


Contenido

In 1951, the Army and Air Force announced the Convertible Aircraft Program and released the Request for Proposals (RFP) to solicit designs from the aircraft industry. In October 1953, Bell Helicopter was awarded a development contract to produce two aircraft for testing purposes. [3] The original military designation was XH-33, classifying it as a helicopter, but its designation was changed to XV-3 in the convertiplane series. The designation was changed once again in 1962 to XV-3A when the V-prefix was changed to mean VTOL. [ cita necesaria ] The leading designers were Bob Lichten and Kenneth Wernicke. [2]

The first XV-3 (serial number 54-147) flew on 11 August 1955 with Bell Chief Test Pilot Floyd Carlson at the controls. On 18 August 1955, the aircraft experienced a hard landing when the rotor developed a dynamic instability. Bell attempted to remedy the situation, and flight testing resumed on 29 March 1956 after additional ground runs. Bell continued to expand the flight envelope of the XV-3, but on 25 July 1956, the same rotor instability occurred again. Flight testing of the XV-3 resumed in late September 1956. Then, on 25 October 1956, the aircraft crashed when the test pilot blacked out due to extremely high cockpit vibrations. The vibrations resulted when the rotor shafts were moved 17 degrees forward from vertical. The test pilot, Dick Stansbury, was seriously injured, and the aircraft was damaged beyond repair. [2]

Bell modified the second XV-3 (serial number 54-148) by replacing the three-bladed rotors with two-bladed rotors, and after taking extensive precautions, the second XV-3 began testing at the National Advisory Committee for Aeronautics' (NACA) Ames Aeronautical Laboratory wind tunnel facility on 18 July 1957. Flight testing for ship #2 began on 21 January 1958 at Bell's facility. By April, the aircraft had expanded the flight envelope to 127 miles per hour (204 km/h) as well as demonstrating full autorotation landings and 30-degrees forward transitions with the rotor pylons. On 6 May 1958, another instance of rotor instability occurred when the pylons were advanced to 40-degrees forward pylon angle, and the XV-3 was grounded once more. The XV-3 returned to the Ames wind tunnel in October 1958 to collect more data before it could be flown again. As a result of the wind tunnel testing, the rotor diameter was reduced, wing structure was increased and strengthened, and the rotor controls were stiffened.

The XV-3 resumed flight testing at Bell's facility on 12 December 1958. On 18 December 1958, Bell test pilot Bill Quinlan accomplished the first dynamically stable full conversion to airplane mode, and on 6 January 1959, Air Force Captain Robert Ferry became the first military pilot to complete a tiltrotor conversion to airplane mode. [4] Flight testing at the Bell facilities was completed on 24 April 1959, and the aircraft was shipped to Edwards Air Force Base. The military flight testing of the XV-3 began on 14 May 1959. Promoted to the rank of Major, Robert Ferry would coauthor the report on the military flight evaluations, conducted from May to July 1959, noting that despite the deficiencies of the design, the "fixed-wing tilt-prop," or tiltrotor, was a practical application for rotorcraft. [5]

Following the completion of the joint service testing, the aircraft was returned to the Ames facility, where on 12 August 1959, Fred Drinkwater became the first NASA test pilot to complete the full conversion of a tiltrotor to airplane mode. On 8 August 1961, Army Major E. E. Kluever became the first Army pilot to fly a tiltrotor aircraft. [ cita necesaria ] [3] Testing would continue through July 1962 as NASA and Bell completed wind tunnel testing to study pitch-flap coupling exhibited by the tiltrotor in an effort to predict and eliminate the aeroelastic dynamic rotor instability (referred to simply as pylon whirl) that had caused problems throughout the program.

In April 1966, Bell Helicopter aerodynamicist Dr. Earl Hall published an analysis of the XV-3 program data explaining the tiltrotor aircraft pylon whirl instability. In order to establish Hall's findings and develop a computer model, NASA agreed to conduct wind tunnel testing at the Ames 40 × 80 wind tunnel. As the engineers were completing the last planned test, a wing tip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV-3 and damage to the wind tunnel. [6] On 14 June 1966, NASA Ames Research Center announced the completion of XV-3 testing. The XV-3 had accomplished a total of 250 flights, accumulated 125 flight hours, and completed 110 full conversions. [7]


A Brief History of Rotorcraft Development

France, September 1907, and the Gyroplane No. I, a quadrotor built by brothers Jacques and Louis Breguet, lifts its pilot 2 ft. into the air for a minute. But it is unstable and uncontrollable, and steadied by four men on the ground, so is considered the first manned but tethered flight.

Cornu

What is considered the first manned free flight of a helicopter, albeit brief, came in November 1907 in France when Paul Cornu’s tandem-rotor helicopter lifted its pilot 1 ft. into the air for 20 sec.

Pescara

Working in France, Argentine marquis Raul Pateras Pescara developed a coaxial-rotor helicopter, its twin rotors each having four biplane blades with wing warping for cyclic control. The Model 2 hovered in 1922, and the improved Model 3 set a distance record of 738 meters (2,400 ft.) in 1924.

Oehmichen

Frenchman Etienne Oehmichen’s helicopter No. 2 had four rotors for lift, six propellers for stability and control and two for propulsion. First flown in 1922, this aircraft completed the first 1-km (0.6-mi.) closed-circuit helicopter flight in 1924.

D’Ascanio

Italian aeronautical engineer Corradino D’Ascanio in 1930 built the D’AT3, a coaxial-rotor helicopter that used three small propellers for roll, pitch and yaw control. Control of the rotors was by servo tabs on the blades—a technique used later by Charles Kaman.

Cierva

The autogyro was invented by Spanish engineer Juan de la Cierva, whose fourth design, the C.4, was the first to fly, in 1923. The improved C.6, based on an Avro 504K fuselage, followed in 1925. In 1929, Harold Pitcairn acquired the rights to Cierva’s designs and the P itcairn-Cierva Autogiro Co.—later the Autogiro Co. of America— began producing aircraft (pictured) in the U.S. Kellett Autogiro acquired a license from Pitcairn and production accelerated, laying the foundation for today’s rotorcraft industry.

Breguet-Dorand

The coaxial-rotor Gyroplane Laboratoire designed in France by Louis Breguet and Rene Dorand and flown in June 1935 was perhaps the first practical helicopter, but development was abandoned with the outbreak of World War II.

Focke

German engineer Heinrich Focke’s F.61 made its first flight in June 1936. With its stability, control and performance, the transverse twin-rotor F.61 (also known as Fw.61 and Fa.61) is considered the first functional helicopter.

Flettner

The first series-production helicopter was Anton Flettner’s Fl.282 Kolibri, flown in Germany in 1942. This had a different configuration, dubbed the synchropter, with intermeshing rotors, first flown in 1939 with the Fl.265 and later used by both Kellett and Kaman.

Sikorsky VS-300

The progenitor of the modern helicopter is recognized as being Igor Sikorsky’s VS-300. The VS-300 first flew untethered in May 1940 but in December 1941 took to the air in its final configuration: single main rotor with cyclic control and a single tail rotor.

Bell 47

In 1943, Arthur Young flew a two-bladed rotor with a stabilizer bar that acted as a mechanical gyroscope, partially controlling the rotor and making the helicopter more stable. This led to the Bell 47 (pictured), which in 1946 became the first helicopter to receive civil certification.

Piasecki HRP

The second helicopter to fly in the U.S. was Frank Piasecki’s single-main-rotor PV-2, in 1943, but he achieved fame developing the tandem-rotor transport helicopter, beginning with the HRP Rescuer (pictured), first flown in 1945.

Kaman HTK

The first turbine-powered helicopter to fly, in 1951, was Kaman’s XHTK-1, with a Boeing 502 turboshaft. A modified HTK-1 become the first twin-turbine helicopter in 1954 (the HTK-1 was also the first to fly on electric power, and to fly unmanned).

Sud Aviation Alouette II

In Europe after World War II, the French state aircraft manufacturers began helicopter development, SNCASO flying the SO1100 Ariel I in 1949, its rotor powered by compressed-air tipjets. SNCASE, meanwhile, flew the SE3110 in 1950, leading in 1955 to the first production turbine-powered helicopter, the Sud Aviation Alouette II (pictured).

Mil V-12

The largest helicopter built, Mil’s transverse-rotor V-12, flew in 1968. With a maximum takeoff weight of 231,484 lb. and payload of 88,000 lb., the four-turbine helicopter had the same cargo-compartment dimensions as the Antonov An-22 airlifter so that it could rapidly deploy strategic ballistic missiles.

Boeing CH-47

First flown in 1961, the tandem-rotor CH-47A Chinook had a maximum takeoff weight of 33,000 lb. and a payload of 10,000 lb. Still in production after 55 years, today’s Chinook, the CH-47F, weighs 50,000 lb. with a 24,000-lb. payload.

Campana 533

The Bell 533 High Performance Helicopter was an early Huey prototype fitted with a wing and two jet engines. Ultimately propelled by a pair of 3,300-lb.-thrust Pratt & Whitney J60s mounted on the tips of a stub wing, the 533 reached 274.6 kt. in 1962.

Lockheed AH-56

The U.S. Army’s Lockheed AH-56 Cheyenne attack helicopter first flew in 1967 and reached 212 kt. on a wing and the power of a single 3,925-shp General Electric T64 turboshaft driving both the rigid rotor and a pusher propeller on the tail. The Cheyenne was canceled.

Bell XV-15

The Bell XV-3, flown in 1955, was the first tiltrotor to convert between helicopter and airplane mode. This led to the highly successful Bell XV-15 (pictured), first flown in 1977, that paved the way for the Bell Boeing V-22 Osprey, which in 2007 became the first tiltrotor to enter service.

Airbus X3

Airbus resurrected the compound helicopter when it flew its experimental X 3 to 263 kt. in 2013. A refined version is to fly in 2019 under the European Clean Sky 2 research program's LifeRCraft technology demonstration.

Sikorsky S-97

Revisiting the XH-59A Advancing Blade Concept coaxial rigid-rotor compound configuration, Sikorsky’s X2 technology demonstrator reached 260 kt. in 2010. Sikorsky is now flight testing the S-97 Raider high-speed helicopter (pictured) and, with Boeing, building the SB-1 Defiant medium-lift demonstrator for the U.S. Army, to fly in 2017.

Bell V-280

Bell Helicopter is building its next generation of tiltrotor, the 280-kt. V-280 Valor medium-lift demonstrator for the U.S. Army, which is planned to fly in 2017 under the Joint Multi-Role technology demonstration.

Leonardo NGTR

Development of a civil tiltrotor was begun by Bell in 1998 and taken over by partner Agusta in 2011. The nine-passenger AW609 is planned to be certificated in early 2018, and AgustaWestland, now Leonardo-Finmeccanica, is currently designing the larger Next-Generation Civil Tiltrotor, scheduled to fly in 2019 under Europe’s Clean Sky 2 research program.

Helicopters have proved extraordinarily versatile and valuable across a wide range of missions, but even after the first brief pioneering flights their successful development involved decades of trial and error. Many challenges had to be overcome and several configurations tested before the modern helicopter emerged. Aviation Week takes a visual journey through that history.

This gallery was originally published on June 17, 2016 as part of Aviation Week's centennial anniversary series.

Graham leads Aviation Week's coverage of technology, focusing on engineering and technology across the aerospace industry, with a special focus on identifying technologies of strategic importance to aviation, aerospace and defense.


XV-3 (航空機)

ベルXV-3(ベル200)は、アメリカ空軍およびアメリカ陸軍が行うコンバーチプレーン技術の共同研究プログラムに使用するため、ベル・ヘリコプター社が開発したアメリカ製ティルトローター機である。翼端に搭載された2枚ブレードのローターは、胴体に搭載されたエンジンにより、ドライブシャフトを通じて駆動される。そのローターは、垂直から水平まで90度傾けることが可能であり、ヘリコプターのように離着陸でき、かつ、通常の固定翼機のように高速で飛行できる。

1951年、アメリカ陸軍およびアメリカ空軍は、コンバーチブル機プログラムの開始を宣言し、その設計を航空機製造会社に要請するREP(Request for Proposals, 提案要求書)を発簡した。1953年10月、2機の試験用機を製造する開発契約がベル・ヘリコプターとの間で締結された [3] 。軍における元々の名称は「XH-33」であり、その機体はヘリコプターに分類されていたが、その後、コンバーチプレーンに分類されることになり、「XV-3」へと名称が変更された。1962年に「XV-3A」へと名称が再度変更され、その際、VはVTOLを意味するものとされた [ 要出典 ] 。設計主任は、ボブ・リヒテンおよびケニス・ウェルニッケであった。

各軍種との統合試験を完了したXV-3はエイムズの施設に戻され、1959年8月12日、フレッド・ドリンクウォーターが、NASAテスト・パイロットとして初めて、ティルトローター機のエアプレーン・モードへの完全な変換を行った。1961年8月8日、アメリカ陸軍少佐E・E・クルーバーは、陸軍パイロットとして初めてティルトローター機を飛行させた [ 要出典 ] [6] 。1962年7月までエイムズでの試験を続けたNASAおよびベル社は、ティルトローターにおけるピッチーフラップ間のカップリングを研究するための風洞実験を完了した。この研究は、空力弾性によるローターの動的不安定(パイロンの異常振動)という、このプログラムを通じた問題の発生を予測し、回避するためのものであった。

1966年の末、唯一残ったXV-3である54-148号機は、アリゾナ州ツーソンにあるデビスモンサン空軍基地に運ばれ、屋外に保管されることになった [8] 。1984年、展示飛行のためアラバマ州のフォート・ラッカーを訪れたベルXV-15飛行試験チームが、アメリカ陸軍航空博物館に保管されているその機体を発見した [9] 。1986年12月までの間に、元ベルXV-3技術者であるクロード・レイベンズバーガーが中心となり、陸軍の支援を受けながら、機体の修復を行ったが、その後、分解されて屋内に保管されることとなった [10] 。2004年1月22日、54-148号機は、テキサス州アーリントンのベル・プラント6に運ばれた [11] 。2005年、ベル・ヘリコプター社の従業員たちは、元XV-3技術者であるチャールズ・デイビスの指導を受けながら、54-148号機を博物館で展示できるレベルまで修復するための作業を開始した 。54-148号機は、2年間の修復作業ののち、オハイオ州デイトンの国立アメリカ空軍博物館に運ばれた。2007年、ポスト・コールド・ウォー・ギャラリーに展示された [12] 54-148号機は、2011年現在、研究開発ギャラリーに展示されている [13] 。


Ver el vídeo: BA-609 Tilt Rotor tests at Ulrichen, Switzerland (Octubre 2022).