Lockheed XH-51A Compound

Lockheed XH-51A Compound
Dane podstawowe
Państwo	Stany Zjednoczone
Producent	Lockheed Corporation
Typ	Śmigłowiec
Załoga	2
Historia
Data oblotu	21 września 1964
Liczba egzemplarzy	1
Dane techniczne
Napęd	1 x silnik turbinowy Pratt & Whitney Canada PT6B-9 1 x silnik odrzutowy Pratt & Whitney J60-P-2
Moc	550 KM (375 kW)
Ciąg	11,5 kN
Wymiary
Średnica wirnika	10,67 m (czterołopatowy)
Długość kadłuba	10,41 m
Wysokość	4,88 m
Masa
Startowa	2393 kg (z silnikiem odrzutowym)
Osiągi
Prędkość maks.	487 km/h
Prędkość przelotowa	370 km/h
Zasięg	440 km
Dane operacyjne
Użytkownicy
Stany Zjednoczone

Lockheed XH-51A Compound – amerykański śmigłowiec eksperymentalny, którego celem było osiągnięcie dużych prędkości, niedostępnych dla standardowych maszyn. Śmigłowiec powstał w oparciu o prototyp Lockheed XH-51. Dużą prędkość w locie maszyny miały zapewnić dodatkowe skrzydła i pojedynczy silnik odrzutowy stanowiący dodatkowe źródło napędu.

Historia

Geneza

Na początku lat 60. ubiegłego wieku, pod patronatem United States Army i dowództwa Transportation Research Command rozpoczęto prace mające na celu opracowanie i przetestowanie technologii mających umożliwić śmigłowcom osiągnięcie prędkość powyżej 300 km/h. Najważniejsza przewagą śmigłowca nad samolotami jest jego zdolność do pionowego startu i lądowania. Jest to również cecha, która ogranicza ich prędkość w locie poziomym. W praktyce, śmigłowce bez dodatkowych modyfikacji są w stanie osiągnąć prędkość maksymalną rzędu 300 km/h. Prędkość lotu poziomego helikopterów zależy od dwóch elementów: od prędkości obrotowej łopat wirnika głównego oraz od jego powierzchni, czyli długości łopat. Prędkość śmigłowca można zwiększyć poprzez przyśpieszenie obrotów wirnika, co wiąże się z instalacją mocniejszego silnika, oraz przez wydłużenie łopat wirnika. Obydwa czynniki mają swoje ograniczenia, do najważniejszych z nich należy wytrzymałość łopat i elementów mocujących ich do głowicy wirnika, które narażone są na działania siły odśrodkowej 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 postępowego maszyny: elementy łopat nacierających wirnika głównego, poruszających się w kierunku lotu, mają znacznie większą prędkość względem powietrza niż łopaty powracające, poruszające się w stronę przeciwną do kierunku 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 o napędzie śmigłowym.

Najprostszym sposobem uzyskania większej prędkości w locie poziomym śmigłowca jest odciążenie wirnika w wytwarzaniu większej siły nośnej. Tym samym można zmniejszyć prędkość 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

Trzy maszyny XH-51, na pierwszym planie Lockheed XH-51A Compound

Firma Lockheed Corporation do swoich prac nad dużymi prędkościami wybrała drugi prototyp śmigłowca XH-51A (BuNo 151263). Maszyna powstała w ramach wspólnego projektu United States Army i United States Navy, którego celem było udoskonalenie i przetestowanie sztywnej głowicy wirnika, umożliwiającej loty z dużą prędkością. Śmigłowiec poddano modyfikacjom polegającym na zamontowaniu po obydwu stronach kadłuba skrzydeł o rozpiętości 5,13 m i powiększeniu istniejącego usterzenia. Tak zmodyfikowany helikopter oblatano 21 września 1964 roku. Następnie po lewej stronie kadłuba zamontowano dodatkowy silnik odrzutowy Pratt & Whitney J60-P-2 o ciągu maksymalnym 11,5 kN. Po tej modyfikacji, do swojego pierwszego lotu, śmigłowiec wzbił się 10 kwietnia 1965 roku. Tak zmodyfikowana maszyna w locie poziomym osiągnęła maksymalną prędkość 437 km/h a w płytkim locie nurkowym 487 km/h. Program prób zakończono 11 lipca 1967 roku.

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 EA-18G 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-1Z 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-1N UH-1Y 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