Американский профессор Мобл Бенедикт из Техасского университета A&M разработал самый маленький в мире дрон-цикложир, сообщает IEEE Spectrum. Масса аппарата, использующего для взлета и полета боковые вращающиеся роторы, составляет всего 29 граммов. Исследователь полагает, что летательные аппараты, построенные по схеме цикложира, имеют несколько преимуществ перед вертолетами.

Дрон-цикложир. Moble Benedict / YouTube

Цикложир, также называемый циклокоптером, представляет собой летательный аппарат, по сторонам которого перпендикулярно установлены роторы с небольшими наклоняемыми плоскостями. Эти роторы играют роль крыла, как и воздушный винт в обычном вертолете. Летательные аппараты схемы цикложира проектировались в разных странах мира с начала XX-века, однако ни один из них взлететь так и не смог.

Общая схема цикложира. Hk kng / wikipedia.org

Первые способные к полету цикложиры были испытаны в 2007 году в Южной Корее. В 2011 году состоялись испытания двух цикложиров в США. Эти аппараты массой 800 граммов разработал Бенедикт совместно с еще несколькими исследователями из Университета Мэриленда. Это были беспилотники одинаковой конструкции, отличавшиеся только материалом лопастей ротора. Оба аппарата показали хорошую управляемость.

В целом цикложиры имеют те же положительные качества, что и обычные вертолеты: вертикальные взлет и посадка, режим висения, возможность посадки на небольшую площадку. При этом аппараты конструктивно более сложны, а также могут вызывать трудности при эксплуатации (боковые роторы будут затруднять и делать небезопасной посадку и высадку пассажиров при работающем двигателе).

Для нормального полета цикложир должен иметь систему наклона лопастей-крыльев таким образом, чтобы лопасти, при вращении оказавшиеся вверху и внизу, создавали бы подъемную силу. При этом конструкция лопастей должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать не только статичную нагрузку от корпуса цикложира и его груза, но и динамические нагрузки, в первую очередь, скручивание и изгибание.

«Самолет» Сверчкова, считающийся одним из первых цикложиров, хотя к этой схеме летательный аппарат можно отнести лишь условно. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г., Шавров В.Б., Москва, 1978

Теоретически, благодаря тому, что у каждого ротора во время вращения подъемную силу создают одновременно две лопасти, сами роторы можно выполнить компактными. Это означает, что цикложир будет занимать меньшее пространство на посадочной площадке, чем сопоставимый по взлетной массе вертолет классической схемы.

Новый дрон-цикложир построен на проволочном каркасе и имеет роторы с лопастями, выполненными из тонкой пленки. Для стабилизации полета аппарат имеет автопилот, спроектированный Бенедиктом. Масса этой электронной схемы со встроенным акселерометром составляет 1,3 грамма. Это устройство отслеживает тангаж и крен дрона и автоматически корректирует частоту вращения роторов, чтобы выровнять аппарат.

Другие подробности о самом маленьком в мире дроне-цикложире не уточняются. По мнению Бенедикта, по сравнению с вертолетами цикложиры отличаются более быстрым переходом от вертикального к горизонтальному полету, меньшим занимаемым пространством и лучшей управляемостью в режиме висения.

В настоящее время Бенедикт и еще несколько исследователей работают над проектом по увеличению размеров цикложира. В первую очередь, исследователи занимаются поиском надежных материалов, способных выдерживать нагрузки в значительно более крупных и тяжелых конструкциях. Исследования ведутся при финансировании Армии США.

Самым необычным из всех когда-либо разрабатывавшихся цикложиров, пожалуй, является гибридный летательный аппарат, запатентованный в начале 1980-х годов американским инженером Артуром Кримминсом. Его аппарат представляет собой смесь дирижабля и цикложира, при которой собственная масса аппарата уравновешена подъемной силой газовых объемов, а масса груза — подъемной силой ротора.

Гибридный цикложир Артура Кримминса. Arthur G. Crimmins / US patent 4482110

Патент предполагает создание летательного аппарата с газовыми объемами по типу дирижабля, вокруг которых вращаются лопасти ротора. Ротор должен быть закреплен на оси, проходящей продольно через дирижабль. Гондолу с пилотом и грузом, по проекту, предполагается подвешивать специальными стропами к концам оси.

Автор: Василий Сычёв