Bell 533

Bell 533
Dane podstawowe
Państwo	Stany Zjednoczone
Producent	Bell Aircraft Corporation
Typ	Śmigłowiec
Załoga	2
Historia
Data oblotu	10 sierpnia 1962
Dane techniczne
Wymiary
Dane operacyjne
Użytkownicy
Stany Zjednoczone

Bell 533 (High Performance Helicopter) – amerykański śmigłowiec eksperymentalny, którego celem było osiągnięcie dużych prędkości, niedostępnych dla standardowych maszyn. Śmigłowiec powstał w oparciu o prototyp Bell UH-1 Iroquois, oznaczony jako YH-40. Dużą prędkość w locie maszyny miały zapewnić dodatkowe skrzydła i silniki odrzutowe.

Historia

Geneza

Najważniejsza zaletą śmigłowca w porównaniu do samolotów, jego zdolność do pionowego startu i lądowania jest również cechą, która nie pozwala tego typu konstrukcjom dorównać lub osiągnąć przewagi nad samolotami w prędkości lotu poziomego. W praktyce, śmigłowce bez dodatkowych modyfikacji są w stanie osiągnąć prędkość maksymalną rzędu 300 km/h. Prędkość lotu poziomego helikopterów zależy od dwóch czynników, od prędkości obrotowej łopat wirnika głównego oraz od jego powierzchni czyli długości łopat. Instalując mocniejsze silniki a tym samym zwiększając prędkość obrotową wirnika oraz montując dłuższe łopaty można zwiększać prędkość śmigłowca. Obydwa elementy mają swoje ograniczenia, do najważniejszych z nich należy wytrzymałość łopat wirnika i elementów mocujących ich do głowicy wirnika, które narażone są na działania potężnych sił odśrodkowych powstałych w wyniku ruchu obrotowego oraz zjawisko gwałtownego spadku siły ciągu wirnika i wzrostu oporu do jakiego dochodzi po osiągnięciu dużej prędkości lotu. Dzieje się tak podczas lotu do przodu maszyny, elementy łopat nacierających wirnika głównego, poruszających się w kierunku lotu, mają znacznie większą prędkość liniową niż łopaty powracające, poruszające się w kierunku przeciwnym niż kierunek lotu śmigłowca. Gdy maszyna zwiększa prędkość końcówki łopat nacierających mogą osiągnąć i przekroczyć tak zwaną krytyczną liczbę Macha a na końcówkach łopat powracających wzrasta ich kąt natarcia co w konsekwencji może doprowadzić do ich przeciągnięcia. Wymienione zjawiska stanowią barierę, która uniemożliwia osiągnięcie przez śmigłowce prędkości zbliżonych do tych, jakie osiągają samoloty.

Najprostszym sposobem uzyskania większej prędkości w locie poziomym śmigłowca jest odciążenie wirnika w wytwarzaniu większej siły nośnej. Tym samym można zmniejszyć prędkości obrotową wirnika i przesunąć moment przeciągnięcia łopat wirnika do osiągnięcia większej prędkości lotu. Zadanie to mogą pełnić dodane do konstrukcji skrzydła umieszczone po bokach kadłuba, które generują dodatkową siłę nośną. Niestety i ta metoda ma swoje ograniczenia, zmniejszenie prędkości wirnika czyli zmniejszenie mocy silnika powoduje spadek prędkości w locie poziomym. Przeciwdziałać temu zjawisku można instalując dodatkowe źródło napędu wytwarzające poziomą siłę ciągu. Tego typu śmigłowce, z dodatkowym napędem i/lub pomocniczymi skrzydłami przyjęto nazywać compound helicopters (śmigłowce zespolone) lub hybrid helicopters (śmigłowce hybrydowe).

Projekt

Bell 533 w ostatniej konfiguracji w Aviation Applied Technology Directorate

W pierwszej połowie lat 60. ubiegłego wieku problemem osiągnięcia dużych prędkości przez śmigłowce zajęła się na zlecenie US Army Transportation Research Command firma Bell Helicopter. W tym celu, na pierwszym przedseryjnym prototypie maszyny UH-1, śmigłowcu XH-40 (s/n 56-6723) zamontowano silnik pochodzący z wersji UH-1B, Lycoming T53-L-9A o mocy 1100 KM. Poprawiono aerodynamikę maszyny obudowując głowicę wirnika, wał i rejon przejścia kadłuba w belkę ogonową oraz powiększając usterzenie. Tak zmodyfikowana maszyna otrzymała oznaczenie Bell 533 (lub High Performance Helicopter - HPH) i do swojego pierwszego lotu wzbiła się 10 sierpnia 1962 roku w siedzibie Bell Helicopter w Fort Worth. Na śmigłowcu przetestowano trzy wirniki różniące się średnicą. Dwułopatowy o średnicy 13,41 m i głowicą półsztywną, trzyłopatowy o średnicy 12,80 m i głowicą przegubową oraz kolejny o takich samych parametrach ale głowicą sztywną. W marcu 1963 roku, trójłopatowa konfiguracja osiągnęła prędkość w locie poziomym 278 km/h. 19 kwietnia tego samego roku do swojego dziewiczego lotu wzbiła się wersja z dodatkową modyfikacją, po bokach kadłuba zamontowano skrzydła o rozpiętości 8,17 m. Po serii testów skrzydła zdemontowano a zamiast nich zainstalowano dwa dodatkowe silniki odrzutowe Teledyne (Continental) J69-T-9 o ciągu maksymalnym 4,1 kN. Tak zmodyfikowany śmigłowiec do swojego pierwszego lotu wzbił się 21 października 1963 roku. 17 stycznia 1964 roku maszyna ta w locie poziomym osiągnęła prędkość 338 km/h. 2 marca 1964 roku po raz pierwszy wzbiła się w powietrze wersja zarówno ze skrzydłami jak i silnikami odrzutowymi. Dzięki obydwu tym modyfikacjom, śmigłowiec w locie poziomym osiągnął prędkość 344,6 km/h a w płytkim locie nurkowym 350 km/h. W kwietniu 1964 roku maszynę poddano kolejnej modyfikacji polegającej na wymianie wirnika głównego, założono nowe, dwie łopaty ze zwężającymi się końcówkami na około 20% ich długości. Ta modyfikacja umożliwiła zwiększenie prędkości maksymalnej w locie poziomym do 357 km/h. 21 lipca tego samego roku oblatano wersję, w której dotychczasowe silniki odrzutowe zastąpiono nowymi jednostkami J69-T-29 o ciągu maksymalnym 7,56 kN. 15 października 1964 roku, maszyna w tej konfiguracji osiągnęła prędkość 380 km/h stając się pierwszym na świecie śmigłowcem, który pokonał w locie poziomym barierę 200 węzłów (370 km/h). Nie był to koniec bicia kolejnych rekordów. 6 kwietnia 1965 roku Bell 533 osiągnął prędkość 402 km/h a w płytkim locie nurkowym 409 km/h. Pod patronatem US Army próby trwały jeszcze do sierpnia 1965 roku.

W 1968 roku ponownie zmodyfikowano Bell 533. Tym razem usunięto skrzydła i dotychczasowe silniki odrzutowe, wstawiono mocniejszy silnik turbinowy T53-L-13 o mocy 1400 KM i na długich wysięgnikach po obydwu stronach kadłaba umieszczono nowe silniki odrzutowe Pratt & Whitney JT12A-3 o maksymalnym ciągu 14,68 kN. Tak zmodyfikowana konstrukcja, 15 kwietnia 1969 roku poleciała z prędkością 509 km/h. Na tym próby zakończono, maszynę do dnia dzisiejszego można oglądać w Aviation Applied Technology Directorate w Fort Eustis, bazie United States Army niedaleko Newport News.

Bibliografia

• Leszek A. Wieliczko, Zanim powstał S-97 Raider amerykańskie śmigłowce hybrydowe, "Lotnictwo", nr 7 (2015), s. 90-98, ISSN 1732-5323.

Amerykańskie samoloty i śmigłowce wojskowe z okresu po 1945 roku Samoloty myśliwskie F-4 F-5 F-8 F-9 F-11 F-14 F-15 F-15E F-16 F/A-18 F/A-18E/F F-22 F-35 F-80 F-82 F-84 F-84F F-86 F-89 F-94 F-100 F-101 F-102 F-104 F-105 F-106 F-111 FH-1 FJ F2H F3D F3H F4D F6U F7U F8F F9F Samoloty bombowe B-1 B-2 B-36 B-45 B-47 B-50 B-52 B-57 B-58 B-66 F-117 P6M Samoloty szturmowe A-1 (AD) A-2 (AJ) A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-10 A-26 A-37 AC-47 AC-119 AC-130 AM AV-8B Samoloty patrolowe i zwalczania okrętów podwodnych AF-2/3 P-2 P-3 P-8 P4M P5M S-2 S-3 Samoloty rozpoznawcze walki radioelektronicznej i dowodzenia E-1 E-2 E-3 E-4 E-6 EA-6B E-8 RF-61C EC-121 MC-12W SR-71 RC-135 U-2 Samoloty obserwacyjne O-1 O-2 OV-1 OV-10 Samoloty szkolno-treningowe TT T-6 T-28 T-33 T-34 T-37 T-38 T-43 Samoloty transportowe C-2 C-5 C-7 C-8 C-9 C-17 C-20A/B/C/D/E C-20F/G/H/J C-23 C-32 C-37B C-74 C-97 C-118 C-119 C-123 C-124 C-130 C-131 C-133 C-135 C-140 C-141 L-20/U-6 U-1 Śmigłowce i pionowzloty AH-1 AH-64 CH-34 CH-37 CH-46 CH-47 CH-53 CH-53E CH-54 HH-43 MH-6 MH-53 OH-6 OH-58 SH-2 SH-2G SH-3 SH-60 UH-1 UH-19 UH-60 V-22 Bezzałogowe AQM-91 BQM-74 D-21 FQM-151 Q-2 MQM-105 ScanEagle MQ-1/RQ-1 RQ-2 RQ-3 RQ-4 RQ-5 RQ-6 RQ-7 RQ-8A MQ-4C MQ-9 RQ-21 RQ-170 Konstrukcje doświadczalne i prototypy A-12 A2D AH-56 AR40 Avenger Compound Seasprite 533 Bird of Prey Charger CL-760 E-10 F5D F2Y F-20 F-107 16H Jet Mentor MQ-25 N-102 NH-3A RAH-66 RQ-37 S-67 S-92 S-97 S-71 S-72 Sioux Scout KingCobra Skyrocket Skystreak Tacit Blue T-46 T-7 X-21 X-44 X-49 XB-46 XB-48 XC-99 XB-51 XB-70 XCG-20 XC-120 XF10F XF-85 XF-87 XF-88 XF-90 XF-91 XF-92 XF-103 XF-108 XF-109 XH-51A Compound XH-59 XP-79 XQ-58 XT-30 YA-9 YAH-63 YAL-1 YB-35 YB-49 YC-125 YF-12 YF-17 YF-23 YF-93 YF-95 YF-96 V-247 V-280 VZ-2