| Projekt Zero | |
|---|---|
| Kísérleti elektromos billenőrotor cég, AgustaWestland | |
| Típusú | Kísérleti tiltrotor |
| Fejlesztő | Agusta Westland |
| Gyártó | Agusta Westland |
| Az első repülés | 2011. június |
| Állapot | fejlesztésében |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
Az AgustaWestland Project Zero egy hibrid tiltrotor ventilátorokkal a szárnyakban. Az AgustaWestland helikoptercég fejlesztette ki technológiai bemutatóként, és a teljesen elektromos meghajtás és más fejlett technológiák kutatására használják. Ez a világ első elektromos tiltrotorja. [egy]
2010 decemberében az AgustaWestland jóváhagyta a James Wang vezette csapat megalakítását azzal a szándékkal, hogy egy olyan technológiai bemutatót hozzon létre, amely a lehető legtöbb új innovációt tartalmazza egyetlen tervben. [2] Egy 2013-as vitaindítóban Wang megjegyezte, hogy az elektromos technológia gyorsan fejlődik, és az új Project Zero fejlesztés funkciója az, hogy készen álljon az elektromos levegő technológia használatára: „Ahelyett, hogy megvárná, hogy az akkumulátorok jobbá váljanak, és csak akkor Az elektromos repülési technológia fejlesztésével a fejlesztőcsapat készen áll az akkumulátorok következő generációjára.” [3]
Az AgustaWestlandnál és partnervállalatainál két tucat főállású mérnök dolgozott a projekten az olaszországi Cascina Costa telephelyén zajló skunkworks projekt részeként (a fejlesztés radikális innovációk felhasználásával). [4] Wang szerint a csapatba kiválasztott szakemberek általában fiatalok és szenvedélyesek voltak; minden résztvevőnek volt egy adott szakterülete [5] . A fejlesztőcsapat gyorsan úgy döntött, hogy egy teljesen elektromos repülőgép létrehozásához (hagyományos repülőgép vagy helikopter helyett) radikálisabb megközelítést kell alkalmazniuk: elektromos, ikerrotoros billenőrotort kell alkalmazni, minden erőátviteltől és lengőlemeztől mentes . Wang így foglalta össze a csapat filozófiáját: "Megpróbálunk valamit létrehozni, ami a lehetséges határán van" [6] .
Figyelembe véve azt a tényt, hogy az AgustaWestland AW169, egy kétmotoros, tízüléses helikopter fejlesztése négy éven belül befejeződött, a menedzsment úgy döntött, hogy kihívást jelent a csapat számára, hogy egy éven belül fejezzék be a projektet, beleértve a kezdeti repülési teszteket is. A csapat szinte folyamatosan, napi 24 órában, a hét hét napján dolgozott, a kezdeti hat hónapig [6] . A csapattagok nem e-mailben vagy hangpostán cseréltek információkat, ugyanabból az irodából személyesen kommunikáltak egymással (ami a titkolózást is segítette), ennek eredményeként a közvetlen csapatmunkát a vezetőség erősen ösztönözte. [7] Ezt követte a tervezési modell kiterjedt tesztelése, melynek során több tízszer kisebb példányt készítettek a modellből, amelyhez a biztonságos üzemeltetési feltételek (egy atipikus repülőgép-forma használatához kapcsolódó) tartományát tanulmányozták [ 2] . A fejlesztési program rendkívül rövid időn belüli befejezéséhez számítógéppel segített tervezési (CAD) rendszert alkalmaztak, olyan jól ismert modellezési módszereket alkalmazva, mint a számítási folyadékdinamika és a végeselem módszer [3] .
Olaszországban , az Egyesült Királyságban , az Egyesült Államokban és Japánban számos vállalat dolgozott a "Project Zero" elemeinek tervezésén és gyártásán, beleértve a Leonardo Company négy különböző ágát . Az AnsaldoBreda egyedi építésű inverteres motort és a hozzá tartozó motorvezérlő algoritmust fejlesztett ki a repülésvezérlő rendszerhez . [8] Lucchi R.Elettromeccanica egyedi axiális fluxusú állandó mágneses motorok ; A Rotor Systems Research LLC az AgustaWestlanddal együtt dolgozott a rotorok aerodinamikai kialakításán . [6] A Lola Composites egy új , CFRP - alapú kompozit anyagot készített, amelyből a legtöbb külső felület készült, míg az UCHIDA egy kompozit szerkezetet készített a rotorlapátok, burkolatok és küllők számára. [6] A Gruppo Bertone részt vett a tiltrotor esztétikai és aerodinamikai megjelenésének kialakításában. [nyolc]
A "Project Zero" elnevezés onnan ered, hogy ez egy egyedi belső projekt volt, amelyhez a cég történetében nem volt hasonló [2] . A Project Zero fejlesztése rövid időn belül megtörtént; a tervezési fázis kezdete és magának a demonstrátornak az első repülése között eltelt idő kevesebb mint hat hónap volt [8] . A projektből származó kézzelfogható előnyök biztosítása érdekében az a döntés született, hogy 2011 júniusában egy teljes körű demonstrátor első repülést hajtott végre Cascina Costában (Samarata, Olaszország) [2] . Wang szerint nem volt szükség korrekciós munkára – "Minden elsőre működött" [9] .
2013. március 4-én a Nemzetközi Helikopter Szövetségnél jelentették be a nyilvánosság számára a program létezését. [10] 2013 júniusában a tiltrotort nyilvánosan bemutatták a Le Bourget repülőshow-n . [11] 2014 elején a Project Zero csapata elnyerte a rangos AHS International 2014 Award díjat, amellyel olyan személyeket vagy szervezeteket tüntetnek ki, akik helikopterek fejlesztésével kapcsolatos kutatásokat és kísérleteket végeznek. [12]
A repülési tesztek időszaka után az AgustaWestland elkezdte feltárni a lehetőségeket a fejlesztés gyártásba való átültetésére, hogy megfeleljen a meglévő forgószárnyas járművek jelenlegi gyártási technológiáinak. Hangsúlyozták, hogy a Project Zero nem egy termék önmagában, hanem technológiai befektetés egy nagyobb vállalat javára [9] . Technológiai demonstrátorként segíti a vertikális repülés innovációját a vállalat számára. 2016-ban kiderült, hogy a Project Zero számára kifejlesztett aktív rotorvezérlő rendszert, amely szükségtelenné teszi az oszcilláló lemezt és a különálló rezgéscsillapító rendszert, egy AgustaWestland AW139 helikopteren tesztelik . Ezenkívül a Project Zero-ban használt repülésirányítási törvényeket kell alkalmazni az AgustaWestland jövőbeli tiltrotor projektjére [13] .
Az Advanced Concepts Group különféle alternatív meghajtási rendszereket képzelt el a Project Zero számára, beleértve a hibrid dízelmotorokat, az üzemanyagcellák beépítését és számos más technológiát. [9] Az eredeti konfigurációban a maximális repülési idő mindössze 10 perc, így egy 2016-os beszédében Wang kijelentette, hogy reméli, hogy az akkumulátortechnológia fejlődni fog, és lehetővé teszi a repülési idők 100 percre emelését a jövőben. [tizennégy]
A Project Zero egy nem szokványos elektromos tiltrotor, amelyet az AgustaWestland "billentőre" [6] néven emleget , mert "fél helikopter, félrepülő" [ 11] néven forgalmazzák . Ez egy fejlett bemutató, amely bemutatja az elektromos meghajtás lehetőségeit a repülésben. A repülőgép teljesen elektromosan működik akkumulátorokkal [15] . Az AgustaWestland kijelentette, hogy megfelelő erőművel felszerelve a repülőgép képes ellenállni a hasonló hagyományos tiltrotoros kialakításoknak, és tipikus utazómagassága kétszerese a hagyományos helikopterekénak [6] . A Technology Demonstratort nem optimalizálták termelésre [6] . A pilótafülkében ülő egyetlen pilóta irányíthatja, vagy pilóta nélküli légi járműként is működhet [14] .
A Project Zero kulcsfontosságú fejlesztési jellemzője egy innovatív meghajtórendszer, amelyet demonstrációra és tesztelésre terveztek. A repülőgép két nagy rotorját fejlett villanymotorok hajtják , amelyek viszont akkumulátorokban tárolt energiával működnek [8] [3] . A teljesen elektromos kialakítás szükségtelenné teszi a hagyományos repülőgépeken használt sebességváltót; alacsony zajszinttel is működik, és független az oxigéntől. [3] A földön az akkumulátorokat úgy lehet tölteni, hogy a rotorokat a szél irányába döntve szélturbinaként működnek . A bemutatót úgy tervezték, hogy számos különböző áramforrást helyezzen el az elektromos motorokhoz; A demonstrátornak létezik egy hibrid változata is, amely egy könnyű dízelmotort használ az elektromos generátor meghajtására , amelyet az ORAL Engineering fejlesztett ki [8] . A körutazás során az emelés nagy részét a szárnyak adják, de a külső szárnyak eltávolíthatók, ami rövidebb repüléseknél hasznos lehet "helikopter üzemmódú" repüléssel [3] .
A repülőgép szerkezetének több mint 80 százaléka kompozit anyagokból készül, beleértve a teljes burkolatot, a rotorlapátokat, a burkolatot és a küllőket; a szerkezet szinte teljes egészében alumíniumból és szénből áll. Az anyagok kiválasztása a maximális sebesség ésszerű súly mellett és pénzügyi költségek mellett történt. [16] A vállalat szerint a repülőgép "nem használ hidraulikát, nem éget el fosszilis tüzelőanyagot és nem bocsát ki levegőbe kibocsátást". [2] A Microtecnica által kifejlesztett elektromechanikus mechanizmusokat használták a hidraulika helyett olyan funkciók végrehajtására, mint a futómű be- és kihúzása, a gondolák megdöntése és az elevonok működtetése. [nyolc]
A Project Zero kulcsfontosságú technológiáit szabadalmaztatták (az EP2551190 (A1) európai szabadalmat 2011. július 29-én nyújtották be, és 2013. január 30-án adták meg, [17] míg néhány szabadalmat párhuzamosan az Egyesült Államokban is megadtak (US2013026303 (A1)), [18] Korea (KR20130014450 (A)), Japán (JP2013032147 (A)) és Kína (CN102897317 (A)). [6]
2011 júniusában a pilóta nélküli demonstrátor az olaszországi AgustaWestlandban található Cascina Costa üzemben hajtotta végre első lekötött repülését. [2] 2011-ben és 2012-ben többször szállították a védett területre, beleértve a további módosításokat is fejlettebb rotorlapát-készletekkel (nem lineáris örvényléssel és állítható szárnyszelvényekkel). A repülési tesztek lehetővé tették az erőmű finomhangolását, ami az effektív teljesítmény 30 százalékos növekedéséhez vezetett [2] .
A Project Zero által létrehozott repülési bemutató 2013. márciusi bemutatása óta számos nyilvános előadást tartott. A repülési tesztek is folytatódtak, és a korlátozott repülési állóképesség miatt a háromszor kisebb replikákra összpontosítottak, nem pedig egy teljes körű bemutatóra. 2016 februárjában jelentették be, hogy egy teljes méretű repülőgépet hibrid hajtásrendszerrel szerelnek fel, amelynek célja, hogy a repülési időt 10 percről 35-45 percre növelje. [13]