Вертолёт-"тримаран"

Предлагается новый концепт тяжёлого вертолёта на основе трёхвинтовой схемы с особой конструктивной реализацией, предполагающей наличие трёх фюзеляжей/гондол дифференцированных параметров, соединённых крыловидными фермами.
Предшествующих моделей подобного типа из реализованных не существует, имеется лишь проект вертолёта Ми-32, имеющий конструктивное и функциональное сходство с заявленным изобретением.

Основным назначением предлагаемой модели является подъём грузов и их транспортировка на внешней подвеске, для чего создавался проект Ми-32. В предлагаемом концепте учтены, на наш взгляд, существенные недостатки названного проекта. Одним из таковых, возможно, помешавших его реализации, были неприемлемые габариты вертолёта (около 70 метров по винтам в "треугольнике"). В предлагаемом концепте преодоление этого недостатка достигается за счёт применения винтов дифференцированного диаметра. Предполагается передний винт большего диаметра и задние меньшего при соотношении 1.25/1. Винты располагаются без перекрытия. В схеме обеспечивается баланс реактивных моментов за счёт вращения в противоположные стороны большего переднего и меньших задних винтов, что решает проблему компенсации реактивного момента в асимметричной трёхвинтовой схеме.
Винты дифференцированного диаметра устанавливаются соответственно на фюзеляжах/гондолах дифференцированных параметров. Передний(центральный)фюзеляж, несущий в себе пилотскую и грузопассажирскую кабины, имеет размеры, в 1,5 раза превышающие размеры задних(боковых)фюзеляжей, несущих в себе только двигатели с топливными баками. Поэтому центровка незагруженного вертолёта смещена в сторону переднего фюзеляжа, что требует большей подъёмной силы, которая и создаётся винтом большего диаметра (при их установке в углах "треугольника").

Применение трёхкорпусной конструкции со связью плоскими фермамами по сравнению с конструкцией Ми-32, в которой гондолы связаны объёмным элементом круглого сечения, позволит снизить массу и улучшить аэродинамику за счёт уменьшения лобового сопротивления. Снижение лобового сопротивления, кроме повышения развиваемой аппаратом скорости, даст экономию горючего при эксплуатации вертолёта. Решение задачи повышения развиваемой скорости связано с несколько расширенным по сравнению с упоминавшимся функциональным назначением проекта, предполагающим использование вертолёта в том числе как многоцелевого. Кроме того, при его использовании как спасательной техники в чрезвычайных ситуациях увеличение развиваемой скорости увеличение развиваемой скорости будет способствовать своевременному прибытию на место проведения работ.

При концепте малообъёмных фюзеляжей передний имеет значительный объём, позволяющий разместить, кроме пилотской, и грузопассажирскую кабину на несколько человек и некоторый груз.
Транспортировка крупногабаритных грузов, являющаяся основным назначением представленного проекта, предполагает два варианта. Первый - это крепление сверху на конструкции, образованной расходящимися фермами смычки фюзеляжей. Для фиксации груза предусматриваются наклоняющиеся бортовые зажимы, фиксируемые совместно с тросами стопорами лебёдок. Второй - это транспортировка на внешней подвеске, для чего применяются четыре расположенные по периметру грузовой площадки лебёдки со стопорами для удержания груза в неподвижном положении. Для транспортировки груза на значительное расстояние со скоростью свыше 50 км/ч он фиксируется стопорами лебёдок прижатым к нижней части конструкции.
Также вертолёт может применяться для горизонтальной буксировки объектов (например, потерявших способность к самостоятельному движению транспортных средств). Для этого предусматривается расположенная между фермами центральная лебёдка.

Наиболее целесообразной при трёхкорпусной конструкции представляется схема из трёх винтомоторных групп. Такая схема расположения двигателей предполагалась в проекте Ми-32, также выносные винтомоторные группы были применены на двухвинтовом сверхтяжёлом вертолёте В-12. В отличие от вышеназванных моделей, предлагаемая имеет по одному двигателю на гондолу (общее число-3). Данный вариант нам представляется более целесообразным, чем с парными двигателями в мотогондолах, как в проектах Ми-32 и В-12. Три двигателя представляют необходимый минимум их числа в моторном комплексе вертолёта-крана, при котором благодаря объединению крутящих моментов в случае отказа одного из двигателей сохраняется 2/3 мощности несуще-тянущего комплекса, что обеспечивает эксплуатационную безопасность. В современных условиях представляется возможным выбор двигателей достаточной мощности при ограничении их числа тремя (по одному в мотогондоле).

Представленная схема не требует жёсткой синхронизации вращения винтов в винтомоторных группах. Однако необходимо объединение крутящих моментов двигателей с целью взаимозаменяемости, обеспечивающей сохранение работоспособности несуще-тянущей системы в случае отказа одного из двигателей. В связи с этим предлагается применение гидравлического привода винтов, что не имеет примеров в вертолётостроении. Попутно применение гидравлического привода решает задачу передачи вращения в угловых колонках с отказом от угловой зубчатой передачи, нежелательной для использования как источника значительных потерь мощности и сильного износа механизма в результате трения.
Применение гидравлической передачи в данной схеме предполагает нежёсткую синхронизацию вращения винтов через связывающие их приводные валы каналы с напорной жидкостью.

Предлагаемый вариант привода - гидродинамический, без статической камеры. Коренным элементом системы являются подключаемые к валам двигателей динамические насосы. Конечным элементом системы являются приводные гидродинамические двигатели, расположенные на вертикальных валах винтов. Промежуточным элементом привода является синхронизирующий кольцевой канал, связывающий моторные группы по принципу кругового течения. Питание каждого насоса осуществляется из подходящего к нему кольцевого канала.
Камеры приводных гидродвигателей выполняют роль редукторов винтов. Перед соплом гидротурбины устанавливается концентрический ротор с лопатками изменяемого шага, позволяющими через изменение соотношения между сечением канала и скоростью потока регулировать использование подаваемой мощности в отношении "скорость - усилие". При этом насосы выполняют роль главного редуктора.