SI VIS PACEM, PARA BELLUM: L’ XV-3 è un velivolo convertiplano statunitense sviluppato dalla Bell Helicopter

domenica 19 aprile 2020

L’ XV-3 è un velivolo convertiplano statunitense sviluppato dalla Bell Helicopter

L’ XV-3 è un velivolo convertiplano statunitense sviluppato dalla Bell Helicopter per un programma di ricerca congiunto tra l'United States Air Force e l' esercito degli Stati Uniti al fine di esplorare nuove tecnologie.

L’XV-3 presentava un motore montato nella fusoliera con semiassi trasferiscono potere di rotori a due pale montate sulle estremità alari. I rotori wingtip stati montati inclinare 90 gradi dalla verticale a quella orizzontale, atti a permettere XV-3 di decollare e atterrare come un elicottero ma vola alle velocità più veloci, simile a un convenzionale velivolo ad ala fissa.

Il XV-3 è stato volato l'11 agosto 1955. Anche se è stato limitato in termini di prestazioni, il velivolo ha dimostrato con successo il concetto convertiplano, realizzando 110 transizioni da un elicottero a modalità aereo tra il dicembre 1958 e il luglio 1962. Il programma di XV-3 è conclusa quando il aeromobile rimanente fu gravemente danneggiata in un incidente galleria del vento in data 20 maggio 1966. I dati e l'esperienza del programma XV-3 erano elementi chiave utilizzati per sviluppare con successo il Bell XV-15 , che in seguito spianato la strada alla V-22 Osprey.

Design e sviluppo

Nel 1951, l'Esercito e l'Air Force ha annunciato il programma Aircraft Cabrio e rilasciato il Request for Proposals (RFP) per sollecitare motivi l'industria aeronautica. Nel mese di ottobre 1953, Bell Helicopter si è aggiudicata un contratto di sviluppo per la produzione di due aerei a scopo di test. La designazione militare originale era XH-33 , classificandolo come un elicottero, ma la sua denominazione è stata cambiata in XV-3 nel convertiplano serie. La designazione è stata cambiata nuovamente nel 1962 al XV-3A quando il V-prefix è stato cambiato a significare VTOL. I progettisti principali erano Bob Lichten e Kenneth Wernicke.

Il primo XV-3 (numero di serie 54-147) ha volato il 11 agosto 1955 con Campana Capo Pilota Collaudatore Floyd Carlson ai comandi. Il 18 agosto 1955, l'aereo ha subito un atterraggio duro quando il rotore ha sviluppato instabilità dinamica. Campana ha tentato di porre rimedio alla situazione, e test di volo ha ripreso il 29 marzo 1956 dopo l'esecuzione di terra aggiuntivi. Campana continuato ad espandersi l'inviluppo di volo del XV-3, ma il 25 luglio 1956 la stessa instabilità rotore si ripeté. Prove di volo del XV-3 ha ripreso a fine settembre 1956. Poi, il 25 ottobre 1956, il velivolo si è arrestato quando il pilota collaudatore oscurato a causa di vibrazioni estremamente elevati della cabina di guida. Le vibrazioni sono risultati quando gli alberi dei rotori sono stati spostati in avanti 17 gradi dalla verticale. Il pilota collaudatore, Dick Stansbury, è rimasto gravemente ferito, e il velivolo è stato danneggiato in modo irreparabile.

Campana ha modificato il secondo XV-3 (numero di serie 54-148 ) sostituendo i rotori a tre pale con rotori a due pale, e dopo aver preso ampie precauzioni, il secondo XV-3 ha cominciato a testare presso il Comitato consultivo nazionale per Aeronautica '(NACA ) Ames Aeronautical Laboratory impianto galleria del vento, il 18 luglio 1957. Le prove in volo per gli aerei # 2 ha avuto inizio il 21 Gennaio 1958 presso lo stabilimento di Bell. Ad aprile, il velivolo era esteso l'inviluppo di volo a 127 miglia all'ora (204 km / h) e dimostrano atterraggi completi autorotazione e 30 gradi transizioni in avanti con i tralicci rotore. Il 6 maggio 1958, un altro esempio di instabilità rotore si è verificato quando i piloni state avanzate a 40 gradi angolari pilone avanti e XV-3 è stato ancora una volta a terra. Il XV-3 restituito alla galleria del vento di Ames nel mese di ottobre 1958 al raccogliere più dati prima che potesse essere volato di nuovo. Come risultato della galleria del vento, il diametro del rotore è stata ridotta, struttura alare è stata aumentata e rafforzata, ei controlli sono stati rotore irrigidito.

Il XV-3 ha ripreso le prove di volo presso lo stabilimento di Bell il 12 dicembre 1958. Il 18 dicembre 1958, Campana test pilota Bill Quinlan compiuto la prima conversione completa dinamicamente stabile alla modalità aereo, e il 6 gennaio 1959 Air Force capitano Robert Ferry è diventato il primo pilota militare per completare una conversione convertiplano alla modalità aereo. Prove di volo presso le strutture di Bell è stata completata il 24 aprile 1959 e il velivolo è stato spedito a Edwards Air Force Base. Il test militari di volo del XV-3 è iniziata il 14 maggio 1959. Promosso al grado di Maggiore, Robert Ferry avrebbe coautore della relazione sulle valutazioni dei voli militari, condotte da maggio a luglio 1959, notando che, nonostante le carenze del progetto, il "ad ala fissa tilt-prop", o convertiplano, era una pratica applicazione per i velivoli ad ala rotante.

A seguito del completamento del test servizio comune, il velivolo è stato restituito alla struttura Ames, dove il 12 agosto 1959 Fred Drinkwater è diventato il primo test pilota NASA per completare la conversione completa di un convertiplano alla modalità aereo. L'8 agosto 1961 il maggiore dell'esercito EE Kluever è diventato il primo pilota militare a volare un aereo convertiplano. Test continuerà fino a luglio 1962 come NASA e Bell completati galleria del vento per studiare accoppiamento passo-flap esibita dal convertiplano nel tentativo di prevedere ed eliminare l'instabilità aeroelastica dinamica rotore (chiamato semplicemente pilone vortice ) che aveva causato problemi durante la programma.

Nel mese di aprile del 1966, Bell Helicopter aerodinamica dottor Earl Sala pubblicato un'analisi del XV-3 dati di programma che spiegano l'aereo convertiplano pilone vortice di instabilità. Al fine di stabilire i risultati di Hall e sviluppare un modello di computer, la NASA ha accettato di condurre test in galleria del vento presso la galleria del vento di Ames 40 × 80. Mentre i tecnici stavano completando l'ultimo test previsto, un fallimento ala causato entrambi i rotori a fallire, con conseguente grave danno del XV-3 e danni alla galleria del vento. Il 14 giugno del 1966, la NASA Ames Research Center ha annunciato il completamento del XV-3 test. XV-3 aveva compiuto un totale di 250 voli, accumulato 125 ore di volo, e completato 110 conversioni completi.

I sopravvissuti

Alla fine del 1966, l'unica rimasta XV-3, numero di serie 54-148 , è stato spostato a ripostiglio esterno a Davis-Monthan AFB a Tucson, in Arizona. Nel 1984, il team di test di volo di Bell XV-15 ha scoperto l'aereo memorizzato al di fuori del Museo dell'Aviazione dell'Esercito durante la XV-15 visita a Fort Rucker, Alabama, come parte di un tour dimostrativo. 54-148 è stato riparato entro dicembre del 1986, con il supporto dell'Esercito e la leadership dell'ex Campana XV-3 ingegnere Claude Leibensberger, ma il velivolo è stato smontato e messo in rimessaggio al coperto. In data 22 gennaio 2004, la XV-3 è stato consegnato alla Campana Impianto 6 a Arlington, Texas. Nel 2005, Campana dipendenti in elicottero hanno iniziato a lavorare per ripristinare 54-148 a condizione di musealizzazione, questa volta guidato dall'ex XV-3 ingegnere Charles Davis. A seguito di un restauro di due anni, la XV-3 è stata trasferita al Museo Nazionale della United States Air Force a Dayton, Ohio . E 'stato messo in mostra in Post-War fredda Galleria del Museo nel giugno 2007, e dal 2011 è in mostra nella Galleria Ricerca & Sviluppo.

Specifiche (XV-3)

Caratteristiche generali

Equipaggio: uno
Lunghezza: 30 ft 4 in (9,2 m)
Apertura alare: 31 ft 4 in (9,5 m)
Diametro rotore principale: 2 × 25 ft 0 a (7,6 m)
Altezza: 13 ft 3 in (4,0 m)
Superficie alare: 116 ft 2 (10.8 m 2 )
Peso a vuoto: 4.205 lb (1.907 kg)
Peso lordo: 4.890 lb (2.218 kg)
Gruppo motopropulsore: 1 × Pratt & Whitney R-985-AN-1 motore radiale , 450 CV (336 kW).

Prestazioni

Velocità massima: 184 mph (296 km / h)
Velocità di crociera: 167 mph (269 km / h)
Gamma: 255 miglia (411 km)
Servizio soffitto: 15.000 ft (4.600 m)
Tasso di salita: 1.260 ft / min (6,3 m / s).

ENGLISH

The Bell XV-3 (Bell 200) is an American tiltrotor aircraft developed by Bell Helicopter for a joint research program between the United States Air Force and the United States Army in order to explore convertiplane technologies. The XV-3 featured an engine mounted in the fuselage with driveshafts transferring power to two-bladed rotor assemblies mounted on the wingtips. The wingtip rotor assemblies were mounted to tilt 90 degrees from vertical to horizontal, designed to allow the XV-3 to take off and land like a helicopter but fly at faster airspeeds, similar to a conventional fixed-wing aircraft.

The XV-3 was first flown on 11 August 1955. Although it was limited in performance, the aircraft successfully demonstrated the tiltrotor concept, accomplishing 110 transitions from helicopter to airplane mode between December 1958 and July 1962. The XV-3 program ended when the remaining aircraft was severely damaged in a wind tunnel accident on 20 May 1966. The data and experience from the XV-3 program were key elements used to successfully develop the Bell XV-15, which later paved the way for the V-22 Osprey.

Design and development

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. 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. The leading designers were Bob Lichten and Kenneth Wernicke.

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 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.

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 aircraft #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. 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.

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. 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 wingtip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV-3 and damage to the wind tunnel. 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.

Survivors

In late 1966, the sole remaining XV-3, serial number 54-148, was moved to outside storage at Davis-Monthan AFB in Tucson, Arizona. In 1984, the Bell XV-15 flight test team discovered the aircraft stored outside the Army's Aviation Museum during the XV-15 visit to Fort Rucker, Alabama, as part of a demonstration tour. 54-148 was repaired by December 1986, with Army support and the leadership of former Bell XV-3 engineer Claude Leibensberger, but the aircraft was disassembled and placed into indoor storage. On 22 January 2004, the XV-3 was delivered to Bell Plant 6 in Arlington, Texas. In 2005, Bell Helicopter employees began work to restore 54-148 to museum display condition, this time led by former XV-3 engineer Charles Davis. Following a two-year restoration, the XV-3 was transferred to the National Museum of the United States Air Force in Dayton, Ohio. It was placed on display in the Museum's Post-Cold War Gallery in June 2007, and as of 2011 is on display in the Research & Development Gallery.

Specifications (XV-3)

General characteristics

Crew: 1
Length: 30 ft 4 in (9.25 m)
Wingspan: 31 ft 4 in (9.55 m)
Height: 13 ft 3 in (4.04 m)
Wing area: 116 sq ft (10.8 m2)
Airfoil: NACA 23021
Empty weight: 1,907 lb (865 kg)
Gross weight: 2,218 lb (1,006 kg)
Powerplant: 1 × Pratt & Whitney R-985-AN-1 Wasp Junior 9-cylinder air-cooled radial piston engine, 450 hp (340 kW)
Main rotor diameter: 2× 25 ft 0 in (7.62 m)
Main rotor area: 981.9 sq ft (91.22 m2) 3-bladed translating rotors
Blade section: NACA 0015.