Nieuw

Bel XV-3

Bel XV-3


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bel XV-3

De Bell XV-3 (model 200) was een convertiplane aangedreven door rotoren die aan het einde van de vleugels waren gemonteerd en die konden schakelen tussen verticale en horizontale posities. Hoewel het in de jaren vijftig werd geproduceerd, was het ook een vroege stap in de ontwikkeling van de Bell Boeing V-22 Osprey, die in de jaren tachtig in ontwikkeling kwam en in de jaren 2000 in gebruik werd genomen.

In 1950 lanceerde het Amerikaanse leger een ontwerpwedstrijd voor een werkbare convertiplane - iets dat de VTOL-capaciteiten van de helikopter en de niveausnelheid van een conventioneel vliegtuig zou combineren. In 1951 kreeg Bell een contract om hun ontwerp te produceren. Fase I, die in mei 1941 begon, had betrekking op de theoretische en technische problemen. Dit werd gevolgd door Fase II, die de productie omvatte van een prototype van het Bell-ontwerp, met de aanduiding XH-33-BF. Dit werd later veranderd in XV-3-BF.

De eerste mock-up van de Bell Model 200 werd in juni 1952 voltooid, net als een kwartschaalmodel voor windtunneltests. Deze duurden van juni tot november 1952 en in oktober 1953 werd een contract toegekend voor de productie van twee prototypes.

Het Model 200 had een conventionele vliegtuigromp, maar met een zwaar beglaasd voorste gedeelte dat meer op een helikopter leek. Een enkele Pratt & Whitney R-985-AN-3 negencilinder stermotor van 450 pk werd achter de cockpit gemonteerd, met zijn luchtinlaat boven de romp. Dit dreef twee rotors aan, één aan het einde van elke vleugel. De rotorsamenstellen konden in 10-15 seconden van de horizontale positie naar een bijna horizontale positie draaien. Het idee was om voldoende hoogte te gebruiken met hen in de verticale positie om verlies van lift mogelijk te maken terwijl voorwaartse snelheid werd gewonnen. Zodra de rotoren in de horizontale positie waren, zou een tandwielmechanisme worden ingeschakeld om de rotorsnelheid te verminderen. Als de motoren uitvielen, konden de rotoren handmatig worden teruggebracht naar de verticale positie om een ​​normale autorotatieve landing van de helikopter mogelijk te maken.

Het eerste prototype werd in januari 1955 voltooid en een reeks rotorwerveltests en statische grondtests begon, die tot eind 1955 duurden. In deze periode maakte het vliegtuig ook zijn eerste vlucht, een zweeftest op 23 augustus 1955. voortgezet tot 23 augustus 1956, toen het vliegtuig werd beschadigd bij een noodlanding.

Het tweede prototype werd voltooid in april 1955. Het had rotors met twee bladen, die in januari 1958 werden geïnstalleerd. Het vliegtuig werd in oktober 1958 gebruikt voor volledige vleugeltunneltests, voordat het vliegtuig op 18 december 1958 eindelijk zijn eerste volledige overgang maakte tijdens de vlucht. Bill Quinlan, de testpiloot van Bell, beschreef de overgang als 'soepel en comfortabel'.

In januari-maart 1959 onderging de XV-3 drie maanden luchtmachtevaluatie op Edwards AFB. De testpiloten van de luchtmacht vonden de XV-3 over het algemeen flexibel en vergevingsgezind, maar er waren problemen bij het zweven binnen de grondeffectzone (op zeer lage hoogte), vooral vanwege het lage vermogen van de motor. Het bleek ook statisch en dynamisch onstabiel te zijn onder 34,5 mph.

De eerste versnelling werd gemaakt op 13 april 1959, nadat het vliegtuig was teruggekeerd naar Bell. In totaal volgden 250 testvluchten, met 110 volledige conversies, voordat het vliegprogramma in 1962 eindigde. De volgende drie jaar werkten de Bell-ingenieurs aan enkele van de fouten die door het testprogramma aan het licht waren gekomen, maar het vliegtuig raakte toen zwaar beschadigd toen de linker pyloon het begaf tijdens windtunneltests in 1965, en het werk aan de XV-3 tot een einde kwam.

Dit maakte geen einde aan Bell's interesse in het basisconcept. In 1972 kreeg Bell nog een contract voor een VTOL-vliegtuig toegewezen, wat leidde tot de XV-15. Deze keer werden de motoren ook in de vleugeltips geplaatst,

Motor: Pratt & Whitney R-985-AN-3 negencilinder stermotor
Vermogen: 450 pk
Bemanning: 4
Spanwijdte: 31.3ft (exclusief rotoren)
Lengte: 30,3ft
Hoogte: 13f 6in
Leeg gewicht: 3.600lb
Geladen gewicht: 4.800lb
Maximale snelheid: 180 mph op 12.000 ft
Klimsnelheid: 1.400ft/min


Bell XV-3 - Geschiedenis

In 1973 werd Bell Helicopter gekozen als hoofdaannemer van een gezamenlijk NASA/US Army Air Mobility Research and Development Laboratory-onderzoeksprogramma om het concept van tilt-rotortechnologie te bewijzen. Het doel van dit onderzoeksprogramma was om de voordelen te onderzoeken van voertuigen die zowel helikopter- als vliegtuigeigenschappen combineren. Met de ervaring die is opgedaan met zijn Model 200/XV-3, heeft het team van Bell het Model 301 ontworpen en voorgesteld om aan deze eis te voldoen. In 1979 en 1980 werd aanvullende financiering van de Amerikaanse marine verstrekt en uiteindelijk werden twee prototypes besteld.

Aangeduid als XV-15, zag het Model 301 eruit als een hoogvleugelige eendekker met twee op de vleugeltip gemonteerde Avco Lycoming LTC1K-4K turboshafts van 1.550 pk, elk uitgerust met driebladige propellerrotors met een diameter van 25 voet die vanuit een verticale startconfiguratie kunnen worden gekanteld naar de snelle voorwaartse vliegmodus. De beperkende rotorsnelheid in voorwaartse vlucht was 458 tpm en in zweefvlucht 565 tpm. De overgang duurde 12 seconden en het voertuig was ontworpen om in minder dan 30 seconden van hover naar 450 km/u te accelereren. Aandrijfassen waren onderling verbonden om eenmotorige werking mogelijk te maken in geval van een storing.

In april 1974 ontving Rockwell International (Tulsa Division) een contract voor de constructie van de romp en de staartconstructie van de twee XV-15 casco's. Op 2 oktober 1975 werden onderdelen van het eerste prototype geleverd aan Bell Helicopter in Fort Worth, waar de eindmontage zou plaatsvinden. Vliegtuig No.1 (c/n 00001, N702NA) werd op 22 oktober 1976 in Arlington uitgerold. Voordat dynamische tests werden uitgevoerd waarbij alle vluchtmodi werden gesimuleerd, onderging de XV-15 No.1 een uitgebreide integratiecontrole.

Op 3 maart 1977 was de eerste gesimuleerde overgang een groot succes en de eerste vrije vlucht vond plaats op 3 mei 1977 in Fort Worth. Het prototype werd vervolgens zes weken getest in de grote windtunnel van het Ames Research Center in Moffett Field, Californië. Tijdens deze tests werden verschillende configuraties van het vliegtuig geëvalueerd, waaronder voorwaartse vlucht tot 330 km/u, verticale vlucht tot 230 km/u, autorotatie tot 150 km/u enz.

De XV-15 No.1 werd op 23 april 1979 gevolgd door vliegtuig No. 2 (c/n 00002, N703NA) met Ron Erhart en Dorman Cannon, Bell's XV-15 projectpiloot, aan het stuur. Deze eerste vlucht werd gevolgd door de eerste volledig vrije overgang op 24 juli. Op 21 april 1980 bereikte het No.2-prototype een snelheid van 485 km/u op een hoogte van 2530 m en in één jaar testen kon vliegtuig No.2 40 uur vliegen. Al deze vluchten toonden aan dat het basisgedrag van het vliegtuig goed was en dat de overgang binnen een groot snelhedenbereik kon worden gemaakt. Het eerste prototype werd vervolgens geëvalueerd door NASA en piloten van het Amerikaanse leger om operationele toepassingen te testen en in oktober 1981 begon het tweede vliegtuig te vliegen in het NASA Ames Dryden Research Center in Moffett Field om de vluchtomvang uit te breiden.

Onder het nieuwe JVX-programma Joint Services Advanced Vertical Lift Aircraft Program) diende de XV-15 als testbed. In direct verband met het JVX-programma, werd XV-15 No.1 getest in Fort Huachuca om zijn vermogen om SEMA-missies (Special Electronics Mission Aircraft) uit te voeren te evalueren. Het vliegtuig werd naar China Lake gestuurd om zijn radarsignatuur te meten en, op 2- Op 5 augustus 1982, voor de kust van San Diego, voerden Lieut-Cdr John Ball en Dorman Cannon de eerste evaluatie aan boord uit aan boord van het amfibische aanvalsschip USS Tripoli (LPH-10). Deze evaluatie omvatte verticale en korte rollende starts, zweefvluchten en verticale landingen. Bij deze gelegenheid was een van de 54 XV-15 landingen de 60.000ste van het schip.

Het vliegtuig werd vervolgens teruggestuurd naar Fort Worth om een ​​volledige revisie te ondergaan en verschillende aanpassingen te ondergaan. Tegen het einde van augustus 1982 hadden de twee prototypes 289 uur aan vliegproeven gelogd. De twee XV-15's werden vervolgens gebruikt in een onderzoeksprogramma om de grenzen van de operationele vluchtomhulling te verkennen en de toepassing ervan op militaire en civiele transportbehoeften te beoordelen. Eind 1987 demonstreerde de XV-15, bestuurd door Dorman Cannon en Don Borge, zijn capaciteiten in de civiele transportrol in Washington en Chicago. De demonstratie in Chicago werd uitgevoerd vanaf Miegs Field in het hart van de stad.

Vanaf november 1987 werd XV-15 No.2 getest met nieuwe rotorbladen gemaakt van composietmaterialen (glas en koolstofvezels) gebouwd door Boeing Helicopters Company. Nieuwe rotorbladen met geavanceerde technologie, gebouwd van koolstofvezel en Nomex, en ontwikkeld door Boeing Helicopters als onderdeel van het V-22 Osprey-programma, werden voor het eerst gevlogen op de tweede XV-15 op 13 november 1987. Ongeveer 30 uur testvluchten waren gepland in 1988.

AJPelletier "Bell Aircraft sinds 1935", 1992

Terwijl het XV-3-programma begin jaren zestig zijn problemen nog aan het oplossen was, keek Bell al naar de toekomst, ervan overtuigd dat ze uiteindelijk de levensvatbaarheid van het Tilt-Rotor-concept zouden bewijzen. In 1965 vaardigde het Amerikaanse leger een Request for Proposal uit voor wat het het Composite Aircraft Program noemde. Composiet had in dit geval niets te maken met materialen, maar was voor een voertuig dat zowel helikopter- als vliegtuigkenmerken zou hebben, met name op zoek naar een enkel vliegtuig om zowel de CH-47-helikopter als de C-7 "Caribou" te vervangen . In 1966 werden drie aannemers geselecteerd om ontwerpstudies uit te voeren. Hieruit werden Lockheed en Bell gekozen om verdere verkennende definitiestudies uit te voeren, die in september 1967 werden voltooid. Het ontwerp van de kantelrotor van Bell werd aangeduid als Model 266 en Bell voerde windtunneltests uit van een .133 schaal, semi-overspanning, aero-elastisch model en een 1/12 schaal, semi-vrije vlucht dynamisch model om hun berekeningen te verifiëren. Het leger liet de ontwikkeling echter vallen vanwege beperkte middelen.

Na beëindiging van het Composite Aircraft Program, besloot Bell in 1968 de ontwikkeling voort te zetten voor een voorgesteld civiel vliegtuig met kantelrotor, genaamd Model 300. De eerste werkzaamheden leidden tot het ontwerp voor een vliegtuig van 4285 kg, aangedreven door twee Pratt & Whitney PT-6-motoren die rotoren met een diameter van 7,6 m aandrijven. Aërodynamische en aero-elastische modellen op de schaal van een vijfde werden gebouwd en uitgebreid getest van 1969 tot 1973. Rotor- en roterende mechanismen op volledige grootte werden op wervelingen getest om hun zweefprestaties te bepalen en vervolgens getest in 1970 in de NASA Ames 12m x 24m windtunnel bij verschillende rotatiesnelheden , hoeken en luchtsnelheden tot de maximale tunnelsnelheid van 370 km/u. De rotor voldeed aan of overtrof alle prestatie- en stabiliteitsvoorspellingen.

Toen, in 1972, startten NASA en het U.S.Army Air Mobility Research and Development Laboratory samen het Tiltrotor Research Aircraft Program. Er waren twee fasen gepland, een Proof-of-Concept-fase en een Mission Suitability-fase. De doelstellingen van de Proof-of-Concept-fase waren het verifiëren van de dynamische stabiliteit van de rotor/pyloon/vleugel, het verkennen van de grenzen van de operationele vluchtomhulling, het vaststellen van veilige operationele limieten, het beoordelen van de rijeigenschappen, het onderzoeken van de windvlaaggevoeligheid en het onderzoeken van de effecten van schijfremmen. laad- en tipsnelheid bij downwash-, noise- en hoverwerking. Het doel van de geschiktheidsfase van de missie was om de toepassing van kantelrotortechnologie te beoordelen om te voldoen aan de militaire en civiele transportbehoeften. De nadruk moest worden gelegd op het elimineren van XV-3-tekortkomingen, het verkrijgen van uitstekende zweefprestaties (inclusief werking met één motor terwijl het buiten de grond is), en het ontwikkelen van een fail-operate vluchtbesturingssysteem dat goede rijeigenschappen garandeert onder alle normale en storingsomstandigheden. Dit alles moest worden bereikt zonder het gebruik van geavanceerde technologie bij het ontwerp en de fabricage om de kosten en planningsrisico's te minimaliseren die vaak volgden op de toepassing van opkomende technologieën in nieuwe situaties.

Aangezien het Tiltrotor Research Aircraft Program strikt een onderzoeksprogramma zou zijn en niet zou leiden tot de productie van een operationeel vliegtuig, moesten de kosten onder controle worden gehouden door gewichtsminimalisering geen belangrijke factor te maken en het gebruik van kant-en-klare componenten aan te moedigen. Geavanceerde technologieën zoals fly-by-wire en composietstructuren moesten worden vermeden. Gewichtstoename en prestatietekorten zouden worden getolereerd om de kosten en de impact op de planning te minimaliseren. Zelfs het aantal te bouwen vliegtuigen speelde een rol. De optie met twee vliegtuigen werd gekozen vanwege het hoge ongevallenpercentage waarmee de meeste andere VTOL-onderzoeksprogramma's werden geconfronteerd.

Bell en Boeing Vertol ontvingen elk contracten voor drie maanden durende studies en dienden elk voorstellen in. Boeing's verliezende voorstel, aangeduid als Model 212, maakte gebruik van twee gemodificeerde Lycoming T53-L-13 turboshaft-motoren, gemonteerd op niet-kantelbare motorgondels aan elke vleugeltip. Om kosten en ontwikkelingstijd te besparen, zouden ze de romp en het uiteinde van een Mitsubishi Mu-2J executive transport gebruiken.

Het voorstel van Bell begon met het ontwerp van Model 300 en evolueerde het naar Model 301. Bell behield de rotor en transmissie, maar verving de motoren door de krachtigere Lycoming T-53 vanwege de vereiste om met slechts één motor te zweven en het grotere lege gewicht en de benodigde nuttige ladingen. Een ander voordeel van de motorschakelaar was dat de T-53 al een oliesysteem had dat kon werken met de motor verticaal gericht, dat was ontwikkeld voor het CL-84-programma. Het voorstel van Bell werd op 22 januari 1973 ingediend en omvatte 300 volumes met een gewicht van 350 kg. Het voorstel van Bell werd in april 1973 geselecteerd. NASA kende op 31 juli contract NAS2-7800 toe voor $ 28 miljoen voor het definitieve ontwerp, de fabricage en het voorlopige testen van twee XV-15's. De totale geschatte kosten van het zesjarige programma bedroegen $ 45 miljoen.

Het 12,8 m lange rompontwerp was in feite dat van een conventioneel vliegtuig, de structuur was van een semi-monocoque, faalveilige constructie en gefabriceerd met lichtgelegeerd materiaal. Er was geen druk op de romp en de constructie werd belast van +3 tot -0,5 G. De casco's waren ontworpen voor een minimale levensduur van 1000 vlieguren over een periode van vijf jaar.

Het landingsgestel met drie wielen kwam van de Canadair CL-84. Het gebruikte Goodyear magnesium hoofd- en neuswielen en Goodyear hydraulisch bediende magnesium / stalen schijfremmen. Het volledig draaibare neuswiel bevatte shimmy-dempers en een centreerinrichting. Het trok zich terug in een baai vóór de cockpit. De hoofdwielen trokken zich terug in externe pods aan weerszijden van de romp. Een schakelaar op de hoofdtandwielsteun verhinderde onbedoeld intrekken van het tandwiel en kantelen van de pylonen meer dan 30 graden ten opzichte van verticaal wanneer het vliegtuig op de grond was. Het landingsgestel is structureel ontworpen om bestand te zijn tegen een zinksnelheid van 3 meter per seconde bij volledig brutogewicht. Een 14500 kg/m 2 stikstofgassysteem voor noodverlenging in het geval van een hydraulische storing.

De H-tail bestaat uit een horizontale stabilisator met op elke punt een verticale stabilisator. Deze configuratie is gekozen om verbeterde richtingsstabiliteit te bieden bij en bijna nul gierhoeken. De Tulsa Division van Rockwell International bouwde de romp en staarteenheden in onderaanneming.

Twee piloten zaten naast elkaar in de Rockwell-Columbus LW-3B schietstoelen. Het zicht vanuit de cockpit was zeer goed. De bemanning kwam binnen via een deur aan de rechterkant van de laadruimte. De cockpit was verwarmd, geventileerd en voorzien van airconditioning, maar niet de laadruimte. De cabine zou plaats bieden aan negen personen als deze niet gevuld was met testapparatuur.

De vleugel meet 9,75 m breed, heeft een constante koorde van 1,6 m en een resulterend oppervlak van 15,7 m 2 (een van de ontwerpvereisten was dat de XV-15 in de 12 m x 24 m windtunnel van NASA Ames zou kunnen passen, die invloed op de spanwijdte en rotorgrootte). Het wordt 6,5 graden naar voren geveegd, niet om futuristische aerodynamische redenen, maar om ervoor te zorgen dat er voldoende ruimte is wanneer de rotorbladen in vliegtuigmodus buigen. Vleugel tweevlakshoek is 2 graden. Langs de achterrand neemt een flap van 1 m 2 het binnenste derde deel in beslag en een flaperon van 1,85 m 2 neemt het buitenste tweederde in beslag. De grote kleppen kunnen tot 75 graden worden afgebogen om extra hefvermogen te bieden bij lage snelheden. In hover buigen de flappen en flaperons naar beneden om slipstream-interferentie door de vleugel te verminderen. De problemen met de stabiliteit van de vleugel/rotor/pyloon die de XV-3 plaagden, werden geëlimineerd door een zeer stijve vleugel en gondel/vleugelbevestiging te ontwerpen en door de rotornaaf zo dicht mogelijk bij de vleugel te plaatsen.

Elke vleugel bevat twee brandstofblazen die een enkele crashbestendige brandstoftank in elke vleugel vormen. Samen hebben ze een inhoud van 830 liter. De pomp in elke vleugeltank wordt aangedreven door een ander elektrisch systeem. Bij een pompstoring kunnen beide motoren uit dezelfde tank worden gevoed, of bij een motorstoring kan één motor uit beide tanks worden gevoed. Cross feeds worden automatisch geactiveerd in het geval van een pompstoring om een ​​ononderbroken brandstofstroom naar beide motoren te garanderen. In het geval van een volledig verlies van elektrisch vermogen naar beide pompen, kunnen de door de motor aangedreven pompen nog steeds voldoende brandstofstroom handhaven.

Op elke vleugeltip is een Avco Lycoming LTC1K-4K-motor gemonteerd, een speciaal aangepaste versie van de standaard T53-L-13B-motor. Ze hebben een nominaal vermogen van 1250 pk voor continu gebruik, 1401 pk gedurende 30 minuten, 1550 pk gedurende 10 minuten voor het opstijgen en 1802 pk gedurende twee minuten voor noodstroom. Het vermogen wordt van de motoren naar de rotoren overgebracht met behulp van een gekoppelde versnellingsbak en transmissie, die het motortoerental van ongeveer 20000 omwentelingen per minuut terugbrengen tot een rotorsnelheid van ongeveer 565 omwentelingen per minuut in de zweefstand. De semi-rigide rotors met drie bladen hebben een diameter van 7,6 m en een koorde van 36 cm. Ze zijn gemaakt van roestvrij staal en hebben een grote hoeveelheid twist. (In juli 1979 ontving Bell een contract van Ames voor een voorlopig ontwerp van een composiet rotorblad dat verbeterde prestaties en een langere levensduur zou bieden in vergelijking met de bestaande metalen bladen. Uiteindelijk werd een set getest, maar deze werkte niet goed.) zijn geen klappende scharnieren, wat betekent dat de rotoren star beperkt zijn tot het rotatievlak. De rotoren kunnen tot 6 graden naar voren of naar achteren klappen. Om beide rotoren van stroom te voorzien in het geval van een motorstoring, verbindt een as die door de vleugel loopt de twee transmissies met elkaar. Als gevolg van de onderlinge verbinding draaien beide rotoren wanneer de eerste motor start. Bij een dubbele motorstoring zullen beide rotoren met dezelfde snelheid autoroteren. De kanteling van de gondel kan worden gevarieerd van horizontaal tot 5 graden achter verticaal. Onderling verbonden dubbele kogelomloopspindels bedienen het kantelmechanisme in elke gondel. Dit zorgt ervoor dat beide gondels altijd op dezelfde positie staan. De onderling verbonden aandrijfassen en redundante kantelmechanismen maken bediening met één motor en faalbare kantelmogelijkheid mogelijk.

De cockpit heeft dubbele bediening en lijkt op een helikoptercockpit, inclusief een collectieve stick. De vluchtbesturingen zijn ontworpen om bediening door één piloot vanuit beide stoelen mogelijk te maken. In vliegtuigmodus werken de bedieningskolommen en roerpedalen conventioneel. In de hover-modus functioneert de stick als een cyclische pitchcontroller. De mechanische mengeenheid doet alles wat nodig is om de besturing om te bouwen van de helikoptermodus naar de vaste vleugelmodus. De controlebevoegdheid tussen helikopter- en vliegtuigmodus wordt gefaseerd ingevoerd als functie van de hellingshoek van de gondel. Dit omvat het veranderen van de rotoren van cyclische pitch-regeling in verticale vlucht naar constante snelheidsregeling voor vaste vleugelvlucht. In vliegtuigmodus kan de verzamelhendel nog steeds worden gebruikt als krachthendel. Door de verzamelhendel te bewegen, gaan de gashendels op de middenconsole bewegen.

Twee schakelaars, gemonteerd op de verzamelhendel en bediend door de duim van de piloot, regelen de kantelhoek van de gondel. Men draait de gondels van het ene naar het andere uiteinde in ongeveer 12 seconden en zorgt ervoor dat ze op elke positie kunnen worden gestopt. De andere schakelaar beweegt de motorgondels tussen vooraf geselecteerde hoeken van 0, 60, 75 en 90 graden (ten opzichte van horizontaal). Om de motorgondels te laten draaien, activeren elektrische kleppen hydraulische motoren. Bij een volledige uitval van het elektrisch systeem kan de piloot de kleppen handmatig openen met behulp van T-handgrepen in de cockpit. Dit zal de motorgondels naar de helikopterpositie drijven.

Sperry Rand bouwde het originele navigatie/geleidingssysteem. Een digitale computer geeft de piloot navigatie- en besturingsinformatie met behulp van geavanceerde mechanische en elektronische displays. De Calspan Corporation uit Buffalo NY ontwierp het Stabilization Control Augmentation System om de vliegeigenschappen te verbeteren. De XV-15 heeft geen fly-by-wire. Rolroeren, hoogteroer en roer worden hydraulisch versterkt met een drievoudig hydraulisch systeem. Ze blijven actief in alle vliegmodi.

Het leeggewicht van de XV-15 is 4315 kg met een verticaal startgewicht van 5865 kg. Dit zorgt voor 495 kg voor instrumentatie, 180 kg voor piloten en 630 kg brandstof, terwijl er nog een paar overblijven voor groei. De oorspronkelijke geschatte prestatie omvatte een maximumsnelheid van 610 km/u, een serviceplafond van 8845 m en een bereik van 800 km. (Geen van deze doelen werd ooit bereikt, maar ze deden zeker geen afbreuk aan het feit dat de XV-15 zijn primaire doel bereikte om de bruikbaarheid van het kantelrotorconcept te bewijzen!)

Om de ontwikkelingskosten tot een minimum te beperken, werden er geen kwalificatietests voor ijzeren vogels uitgevoerd op het volledige rotor/transmissie/motor/vluchtbesturingssysteem. Elk onderdeel is afzonderlijk ontwikkeld en getest.

XV-15 #1, #N702NA, uitgerold in Bell's Arlington, TX, Flight Research Center op 22 oktober 1976. De grondruns begonnen in januari 1977 en omvatten 100 uur systeemkwalificatietests op een verhoogde testbank in zowel de helikopter en vliegtuigmodi om aan te tonen dat het luchtvaartuig voldeed aan de definitieve kwalificatievereisten voor vluchten. De eerste zweefvlucht werd uitgevoerd op 3 mei 1977, gevolgd door zweef- en lage snelheidsevaluaties. Deze korte testinspanning bestond in mei uit slechts drie uur zweven. Er werden geen problemen ontdekt die correcties rechtvaardigden. Na deze vliegtesten werden de transmissies en rotoren afgebroken, geïnspecteerd en weer in elkaar gezet.

Ondanks de succesvolle vroege testvluchten vloog het XV-15-programma bijna twee jaar niet meer. Dit was vanwege het aandringen van NASA op volledige windtunneltests voordat een conversie werd geprobeerd, en de realiteit dat beperkte programmafondsen het uitvoeren van zowel windtunneltests als vliegtesten uitsloten. De noodzaak van deze grootschalige windtunneltests was een belangrijk programmaprobleem. Bells standpunt was dat deze tests geschikt waren voor het onderzoeken van een aantal potentiële problemen, maar dat dergelijke tests niet zouden garanderen dat alle potentiële problemen zouden worden ontdekt. Bell was ervan overtuigd dat de problemen met de stabiliteit van de rotor/vleugel/pyloon, die de XV-3 gedurende zijn hele carrière plaagde, waren geëlimineerd in het XV-15-ontwerp, in ieder geval tot de snelheidslimiet van 370 km/u van NASA's 12m x 24m wind tunnel. Bell was ook van mening dat de grootte van de XV-15, hoewel slechts een paar voet groter dan de XV-3, de rotortips dichter bij de tunnelwanden bracht, waardoor de testresultaten minder representatief waren voor de ware kenmerken van het vliegtuig. Ten slotte voelde Bell dat er potentieel was om structurele schade aan te richten. Omdat ze star vastgehouden worden in de tunnel, kunnen er onbewust buitensporige krachten in de constructie worden gegenereerd. Bell verloor uiteindelijk het argument en vliegtuig # 1 werd in maart 1978 door C-5A naar NASA's Ames Research Center verscheept voor windtunneltests. Deze tests werden uitgevoerd in de Ames 12m x 24m foot windtunnel in mei en juni 1978. Twintig uur tunneltests werden uitgevoerd bij luchtsnelheden tussen 110 en 330 km/u. Configuraties bestonden uit de rotors in helikopter- en vliegtuigposities, en tal van tussenposities die tijdens de overgang zouden worden aangetroffen. In geen van de uitgevoerde tests werden ongebruikelijke kenmerken opgemerkt.

Na de windtunneltests werd het nummer 1 vliegtuig afgebroken en gerenoveerd bij NASA Ames. De tweede XV-15, #N703NA, naderde zijn voltooiing. Omdat het programma geen geld had om twee vliegtuigen in vluchtstatus te houden, werden de tests hervat met het # 2 vliegtuig, en in augustus 1978 begonnen grondtests in Arlington. Tijdens deze tests werden het vliegtuig geplaagd door talrijke kleine problemen, waaronder een spanningscorrosiescheur in de linkermotorversnellingsbak, een niet-aangrijpende koppeling en schade door vreemde voorwerpen in de transmissie. Uiteindelijk maakte het zijn eerste zweefvlucht op 23 april 1979. De conversietests begonnen al snel, te beginnen door de gondels slechts 5° naar voren te draaien op 5 mei. Bij opeenvolgende tests werden de gondels geleidelijk steeds dichter bij horizontaal gedraaid, totdat de eerste volledige conversie was gemaakt. op 24 juli 1979. De XV-15 bereikte ook een voorwaartse snelheid van 295 km/u op deze vlucht van 40 minuten. De geleidelijke opbouwtesten bevestigden dat een stabiele vlucht op elk moment tijdens de conversie mogelijk was.

De marine raakte al snel geïnteresseerd in de XV-15. Vanwege voortdurende financieringstekorten begon het Naval Air Systems Command in 1979 en 1980 met het verstrekken van financiering om te verzekeren dat de XV-15-vluchttests zouden doorgaan tot de voltooiing van envelopuitbreidingsvluchten. In ruil daarvoor zou de marine vluchtevaluaties mogen uitvoeren.

Envelop-uitbreidingsvluchten waarbij het # 2 vliegtuig werd gebruikt om hogere snelheden en systeemprestaties te demonstreren, werden nog steeds uitgevoerd door Bell in hun fabriek in Arlington. De ontwerpcriteria van het systeem dicteerden dat een enkele storing de voltooiing van een normale vluchtoperatie niet zou verhinderen, en dat elke dubbele storing de bemanning nog steeds in staat zou stellen om uit te werpen (de rotorbladen, rotornaafcomponenten en transmissies waren uitzonderingen op deze vereiste. dat de faalkans voor deze componenten verwaarloosbaar was, ze werden ontworpen volgens veel conservatievere normen en uitgebreid getest.). Tijdens het testprogramma van de aannemer werden alle mogelijke storingen tijdens de vlucht of op de grond gesimuleerd. Op 5 december 1979 deed zich een daadwerkelijke motorstoring voor toen de turbine vastliep. Het transmissie-interconnectiesysteem werkte naar behoren en beide rotoren bleven draaien zoals ontworpen. De voorspelde snelheid van 555 km/u werkelijke luchtsnelheid werd gedemonstreerd met maximaal nominaal vermogen op een hoogte van 4880 m dichtheid in juni 1980.

De vluchttestfase van de aannemer werd in augustus 1980 voltooid. De basisconversiecorridor en luchtsnelheid/hoogte-omhulling tot 16.000 voet werden gedemonstreerd. Ongeveer 100 volledige conversies werden gemaakt. Sommige resonantieproblemen werden ontdekt, zoals gebruikelijk is bij elke helikopterontwikkeling, maar ze waren niets vergeleken met de problemen die op de XV-3 werden ondervonden, en werden snel opgelost. De XV-15 bleek over zeer goede rijeigenschappen te beschikken. Aëro-elastische stabiliteit in helikoptermodus was ook zoals voorspeld. Conversie bleek zeer eenvoudig te zijn. De trillingen en het geluid van de cockpit waren erg laag, evenals het geluid van buitenaf. Hoewel de horizontale windvlaagrespons in vliegtuigmodus ongebruikelijk was, werd deze als acceptabel beschouwd, net als de algehele rijkwaliteit. Na voltooiing van de contractvluchten werd XV-15 #2 verscheept naar NASA's Dryden Flight Research Center voor verdere tests, waar het werd vergezeld door vliegtuig #1. Beide XV-15's hebben toen korte tijd op Dryden gevlogen.

XV-15 #1 keerde in september 1981 terug naar Bell. De testvluchten door zowel NASA als Bell gingen door tot in de jaren tachtig en de twee XV-15's bleken vrijwel vrij van noemenswaardige problemen. Bijkomende prestaties die werden aangetoond waren onder meer:

1,7 uur cruise-uithoudingsvermogen in vliegtuigmodus.

Opstijgen als helikopter, twee keer zo snel vliegen als een helikopter en ladingen leveren met de helft van de hoeveelheid brandstof op afstanden van meer dan 185 km.

Autorotation daalt af in helikoptermodus, maar nooit tot een volledige landing.

STOL vertrekt met de gondels tussen 60 en 70 graden gekanteld, met een maximaal brutogewicht van 6765 kg.

Voor taxiën op wielen bleek dat het slechts 1 graad naar voren kantelen van de gondels voldoende was om de XV-15 vooruit te laten rijden. Door de gondels naar achteren te kantelen, komt het vliegtuig snel tot stilstand. De XV-15 heeft de neiging om iets meer te schommelen dan andere vliegtuigen vanwege het gewicht van de motoren en steunen helemaal naar buiten bij de vleugeltips. De remmen zijn niet krachtig genoeg om onmiddellijk te stoppen, maar krachtig genoeg om differentieel te gebruiken om het vliegtuig te draaien.

In hover wordt de rolcontrole geleverd door differentiële rotor-pitch, pitch-controle door cyclische pitch en gier door differentiële cyclische pitch. Voor manoeuvreren in de zweefmodus worden veel van de manoeuvres die normaal worden uitgevoerd door de cyclische besturing te verplaatsen, uitgevoerd door de motorgondels te kantelen. Een combinatie van rotorhoek en cyclische spoed wordt ook gebruikt om de spoedstand te variëren zonder vooruit te gaan. Door de rotoren naar voren te kantelen en tegelijkertijd de achterste cyclische controle in te voeren, zal de neus naar beneden hellen, waardoor een beter zicht over de neus wordt verkregen.

Verticaal opstijgen is heel eenvoudig, zelfs bij de eerste poging van een nieuwe piloot. Terwijl helikopters de neiging hebben om op te stijgen en snel op en neer te hellen en lichtjes op en neer te gaan, heeft de XV-15 een houding bij het opstijgen. Zijwaartse beweging wordt bewerkstelligd door licht te hellen, zodat de stuwkracht nu een kleine zijcomponent heeft. De XV-15 kan zijwaarts schuiven met 65 km/u zonder de neiging om tegen de wind in te draaien. Hij kan zelfs achteruit zweven tot 65 km/u.

Voor touchdowns kan het oppervlak een helling hebben van wel 15° naar boven of naar beneden, wat ruim boven de limiet van de meeste helikopters is. De prestaties van een enkele motor zijn relatief slecht. Een enkele motor hover is mogelijk onder slechts een zeer beperkt aantal omstandigheden.

Tijdens de conversie van zweven naar conventionele vlucht, is er een neiging om lift en zinken te verliezen, waardoor de piloot kracht moet toevoegen. Maar dit is normaal op VTOL-vliegtuigen. Samenvattend kan worden gezegd dat door een zorgvuldig ontwerp van een uiterst complex vliegtuig, het vliegen met de XV-15 en het beheer van alle systemen eenvoudig is.

Met de neus omhoog en de volledige achterste stick, geven vlakke stallen in de schone configuratie een lichte trilling bij 205 km/u. Het vliegtuig zal beginnen te zinken, maar er is geen vleugelval of andere slechte effecten. Het herstel is goedaardig en snel. In de autorotatiemodus van de helikopter wordt de beste daalsnelheid van 11 m/s bereikt bij 140 km/u. Bij 165 km/u neemt de daalsnelheid toe tot 20 m/s. Voor definitieve benaderingen leerden piloten snel om de hellingshoek van de gondel te gebruiken in plaats van pitch-invoer om de luchtsnelheid te regelen. Het is anders, maar werkt erg goed.

De 630 kg brandstof in de vleugels bleek slechts een actieradius van ongeveer 280 km mogelijk te maken. Uiteindelijk werd een hulptank met een extra capaciteit van 405 kg aan de romp toegevoegd, waardoor de actieradius toenam tot ongeveer 520 km.

In januari 1981 werden in Ames hovertests uitgevoerd om downwash en geluid te evalueren. Tests toonden aan dat verhoogde controle-activiteit nodig was als het vliegtuig het grondeffect binnengaat. De neerwaartse snelheden waren matig aan de zijkanten en relatief hoog voor en achter. On a subsequent hover test at Bell when there was a light coating of snow on the ramp, it was noted that the downwash pushed the snow away from the aircraft, as expected. However, there was no "white-out", caused by snow being caught by the recirculating slipstream, as normally happens with a helicopter. Overall, it was determined that the aircraft's capabilities were not limited by gust sensitivity, aeroelastic stability, or downwash.

In March 1982, aircraft #1 made a demonstration tour of East Coast facilities, which included seven flight demonstrations at six different locations in eight days. One flight included a stop at the helipad at the Pentagon. While on the tour, the XV-15 flew 4815km and needed only routine daily preflight maintenance.

Following this East Coast tour, #1 was modified at Bell's Arlington facility to perform an electronics mission evaluation. Items added included an APR-39 radar warning system and chaff dispenser system. The aircraft departed for NAS China Lake in California in May, then on to Ft. Huachuca in Arizona in June, and finally on to San Diego for sea trials. Shipboard evaluations were performed aboard the amphibious assault ship USS "Tripoli" off the San Diego coast in July 1982. Fifty-four vertical landings and take-offs (of which five were STOL take-offs) were performed.

Other mission related evaluations included over-water rescue and simulated cargo lifting, which were demonstrated in May 1983, and simulated air-to-air refueling, which was performed in September 1984. By 1986, both aircraft had accumulated a total of 530 flight hours, made 1500 transitions, and reached an altitude of 6860m (while still maintaining an 4m/s climb capability). In March 1990, #1 set numerous time to climb and sustained altitude records for this class of aircraft. These included a climb to 3000m in 4.4 minutes and to 6000m in 8.46 minutes, without even performing extensive climb tests to develop an optimal climb profile. It also sustained an altitude of 6860m with a dummy payload of 990kg in addition to more than 450kg of test instrumentation.

As of June 1990, XV-15 #1 was based at Bell Helicopter's Flight Research Center in Arlington, TX, for continuing engineering development. XV-15 #2 was based at Ames for continuing tilt-rotor research. The two aircraft had accumulated 825 hours.

It is worth noting that most research aircraft were flown by only a small select batch of test pilots. Bell, however, felt that in order to insure the success of a production tilt-rotor aircraft some day in the future, a wide range of pilots should have the opportunity to fly the XV-15 and provide their inputs. Thus, by 1990 the XV-15 was flown by over 185 pilots with widely varying experience and capability levels, including several low-time private pilots. Numerous admirals, generals, and at least one U.S. senator and one service secretary flew as guest pilots. Each flight consisted of a brief demonstration of helicopter, conversion, and airplane modes by a Bell test pilot. The guest pilot then took over the controls. After a few minutes of familiarization, he was talked through an airplane stall, single engine operation, and conversion/ reconversion at altitude. They then return to the airport for several take-offs and landings, usually converting to airplane mode and back to helicopter mode each trip around the pattern. Guest pilots rated the XV-15 as easy or easier than a helicopter to hover. Conversion was unanimously said to be straightforward, and with a low workload. Handling qualities in airplane mode were excellent. Most also noted the low interior noise and smooth ride.

FAA test pilots also flew the XV-15 in order to evaluate its potential for certification of a civil tilt rotor aircraft. While they saw no technical reasons for not being effective in the civil role, they determined that a review of Part 25, which sets standards for large transport aircraft, and Part 29, which sets standards for helicopters, would be needed in order to establish appropriate certification criteria.

XV-15 #1 remained in service at Bell's flight research center, where it was used as a concept demonstrator and marketing tool for the V-22 Osprey that was by then being developed. It was flown regularly until August 1992, when it was damaged beyond economical repair. A mechanical failure in the control system caused the aircraft to roll over while it was hovering. The crew was not injured, but the wing and one nacelle sustained extensive damage. At the time of the incident, #1 had flown nearly 841 hours. The forward fuselage was salvaged and put to use as a simulator to help develop Bell's upcoming civil tilt rotor aircraft.

XV-15 #2 remained at Ames through the 1980s. In 1986, it was fitted with composite rotor blades built by Boeing Helicopter. Sporadic testing was accomplished through 1991, when it was stopped due to a problem with the blade cuff that resulted in an emergency landing. While the blade cuff was being re-designed, NASA decided to put the airframe down for a major airframe inspection that would be due soon, anyway. Unfortunately, program funds again ran out before the inspection could be completed. #2 would remain partially disassembled until mid 1994. It had accumulated just over 281 hours.

With Bell anxious to resume tilt rotor development, they established a Memorandum of Agreement with NASA and the Army in 1994 which transferred XV-15 #2 to Bell and allowed them to return it to service at no cost to the government. The disassembled aircraft was shipped to Arlington, Texas, and the refurbishment and inspection began in mid 1994. The original metal rotor blades were put back on, and the aircraft resumed flight testing in March 1995.

Much of Bell's recent research has focused on reducing noise in order to make civil tilt rotor more acceptable for operating in crowded urban areas. Tests were being conducted to determine the major sources of noise. (The familiar "wap-wap-wap" sound of a helicopter comes from the rotor blade passing through its own wake.) Bell is looking at combinations of approach profile, nacelle angle, and various rotor tip designs to minimize this noise.

In its current configuration, the XV-15 has a Rockwell-Collins glass cockpit that features a large, daylight readable liquid-crystal display that shows all flight information. It also displays flap and nacelle positions. The NASA white with blue paint scheme was replaced to enhance the marketing appeal for the civil tilt rotor development. As of the end of 1998, the remaining XV-15 had accumulated a total of 530 flight hours and remains in service at Bell's Arlington facility to continue developing and refining Tilt Rotor technologies.

S.Markman & B.Holder "Straight Up: A History of Vertical Flight", 2000

After the partially encouraging experiments with the Bell XV-3 , at the end of the sixties the Texan company built an experimental aircraft with tilt rotors designated the Model 300 , which was followed shortly afterwards by a NASA contract for the design and development of the Model 301 , in which the US Army subsequently became interested. The first prototype was completed in January 1977 and made its first hovering flight the following May, while the complete conversion to horizontal flight was achieved in July 1979. In the course of test flights the performance of the XV-15 proved that the designers had overcome the problems regarding stability in horizontal flight which spelled defeat for the Bell XV-3 . The system of fitting an aircraft with tilt rotors has the advantages of reduced noise level and of increased safety because, unlike other VTOLs, this is the only one which can land by autorotation in an emergency.

G.Apostolo "The Illustrated Encyclopedia of Helicopters", 1984

In May 1973 the Army's Air Mobility Research and Development Laboratory and NASA's Ames Research Center jointly awarded Bell Helicopter a contract for the construction and testing of two twin-engined, tilting-rotor VTOL research aircraft. Bell had long been a leader in tilt-rotor technology and the Model 301 design developed in response to the Army/NASA requirement drew heavily on knowledge gained from the earlier XV-3 convertiplane. The first XV-15 made its maiden hovering flight in May 1977, and was joined by the second example in April 1979.

Like the earlier XV-3 , the XV-15 derived both its vertical lift and forward propulsion from two wingtip-mounted tilting rotors. These were pointed directly upward for vertical takeoff and landing, and rotated to the horizontal position for forward flight. In the XV-3 , however, both rotors were driven by a single piston engine mounted in the aircraft's central fuselage, whereas the XV-15 's two 1155kW powerplants were wingtip-mounted and each entire engine and rotor assembly tilted as a unit. The XV-15 's two crew members sat side-by-side in a fully enclosed cockpit, and up to nine passengers could be accomodated in the rear cabin.

The Army conducted extensive testing of the XV-15 in conjunction with NASA, and evaluated the aircraft's vulnerability to ground fire and its suitability for use as an electronic warfare platform. The Navy joined the XV-15 test programme in 1980, and in 1983 awarded Bell and Boeing-Vertol a contract for the joint design of an advanced XV-15 meant to fulfill the Joint Services' Advanced Vertical Lift Aircraft (JVX) requirement. The Navy ultimately placed orders on behalf of the Marine Corps for production versions of the improved V-22 "Osprey" design.

S.Harding "U.S.Army Aircraft since 1947", 1990

Opmerkingen
Nafiu yakubu , e-mail , 30.01.2013 reply

i think i have some design i have done you would like to see

Long shot, does anyone know where I can obtain a DVD of a 1980s doco called "The Chopper"? I have no idea who produced it, exact year, or who the English-sounding narrator is. It includes interviews with Hanna Reitsch and Bart Kelley (coworker of Arthur Young at Bell), and other techs and pilots, as well as footage of the prototype NOTAR, Apache, Sikorsky ABC and the XV-15.

Will they please give up on twin tilt rotors before anybodyelse gets Killed

I have a couple photos to submit, I took of #1 in Navy paint scheme(grey and black) as it was prepared for carrier quals at NAS North Island, 1982. I was div chief of GEMO at the time.

I just want to fly it, as it is so sweet looking and I think it would handle.


Bell XV-15

Geschreven door: Staff Writer | Last Edited: 03/04/2020 | Inhoud ©www.MilitaryFactory.com | De volgende tekst is exclusief voor deze site.

Since the dawn of vertical-to-horizontal flight offered by helicopters (the first operational models were had during World War 2), aeronautical engineers have strived for ways to incorporate even better straight-line performance. This led to a myriad of experiments seen throughout the Cold War period as companies attempted to find a proper solution. For a time, "pusher" propellers seemed the future while other designs relied on complex turbojet arrangements coupled to traditional helicopter blade arrangements. In time, the technology behind "tilting" nacelles was refined, leading to the concept of the "tilt-rotor" aircraft - an air vehicle that was part helicopter, part airplane.

In time, Bell worked on bringing its XV-3 prototype to life which followed the Transcendental "Model 1-G" and "Model 2" forms. The Model 1-G was the first tilt-rotor in aviation history to fly and was powered by reciprocating engines buried in the fuselage driving power, via shafts, to wingtip rotors that could tilt. The subsequent XV-3, a more evolved form of the Model 1-G and Model 2, reached the skies in 1955 using similar concepts and this aircraft went on to hold the distinction of becoming the first tilt-rotor aircraft to convert from vertical-to-horizontal flight, paving the way for the refined XV-15 development that followed.

The XV-15 was a radical redesign of the same tilt-rotor approach but relocated its engines to tilting nacelles placed at the wingtips. Between the two engines was a shared driveshaft to be relied upon should one engine fail - the other could keep up the workload. The XV-15 project was formally launched in 1971.

The basic arrangement of the XV-15, which is mimicked today by the in-service V-22 of the American military, was set: the fuselage held a helicopter-like form with side-by-side seating at the cockpit for two crewmen while the aft-section was tapered. Over the roof of the vehicle was seated the shared wing component to which the tilting engine nacelles were seated at the tips, these driving large, thick rotor blades about an oversized spinner. The fuselage was braced on the ground by a retractable tricycle arrangement and the tail incorporated a twin-fin rudder configuration set on a shared horizontal plane.

The XV-15 was flown for the first time on May 3rd, 1977 and, itself, was the progenitor to the Boeing V-22 "Osprey" line detailed elsewhere on this site. The Boeing V-22 became the first tilt-rotor aircraft to formally enter operational service n 2007.

The U.S. government contracted for a pair of flyable prototypes to continue the program and competition was had from Boeing, Grumman, and Sikorsky joining Bell. For NASA, the Bell submission ultimately won out with its Model 301 when going head-to-head against Boeing (which supplied its Model 222). Bell then produced two prototypes, N702NA and N703NA. These went on to be extensively tested at the Ames Research Center in Mountain View, California and then to Dryden (NASA, Edwards AFB) for their time in the air. It made its public debut at Paris Air Show 1981 and proved itself a hit with onlookers.

N702NA later crashed on a test flight (no loss of life) with its remains reconstituted for the simulator role. N703NA survived its flying days to become a display, first, at the National Museum of the United States Air Force in Dayton, Ohio and then, later, a display at the Udvar-Hazy Center aviation museum near Washington, D.C.

With its usefulness over, the XV-15 series was retired in full in 2003.

Bell teamed with Boeing to bring about the V-22 series, a larger version of the XV-15 with greater power and capabilities.


First VTOL Airplane — Bell XV-3

The promise of an aircraft which had the benefits of both a helicopter and an fast airplane was researched in a joint U.S. Air Force–U.S. Army effort through the Bell Helicopter Textron company. Bell produced two of the XV-3 in 1955 — the world’s first VTOL (Vertical Take Off and Landing) airplane. The XV-3 opened the dimension of VTOL flight to the world on 19 December 1958 when it became the first aircraft to vertically take off and convert to horizontal flight.

The XV-3 is a twin tilt-rotor design which flew as fast as 184 mph/294.4kph with the ability to hover as well as take-off and land vertically. Though not developing beyond testing the XV-3 clearly is the ancestor of the Bell Boeing CV-22 Osprey — note that Bell is still in the mix almost six decades later. The XV-3 flew for ten years and has been exhibited in at least two museums. The first airplane to fly as a VTOL is now exhibited in the National Museum of the U.S. Air Force.

The right side tilt-rotor, note the slot enabling the proprotor to swivel forward so the XV-3 would fly as a conventional aircraft — photo by Joseph May


Bell XV-3 - History

Constructed as a XV-3-BF.
Ordered as XH-33 but redesignated under new Convertiplane type prior to completion of construction.

Taken on Strength/Charge with the United States Army with s/n 54-0148.

Although marked as an Army aircraft, the XV-3 was jointly tested by the Army and the Air Force. Information obtained from testing was used in the development of the XV-15.

From 18 July 1957 to October 1957

Tested in the wind tunnel at the NACA Ames Aeronautical Laboratory.

First flight.
Flight testing began at Bell Aircrafts facility.

Aircraft suffered instance of rotor instability occurred when the pylons were advanced to 40-degrees forward pylon angle, and the aircraft was then grounded. (Wikipedia).

Tested in the wind tunnel at the NACA Ames Aeronautical Laboratory. 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. (Wikipedia).

From 12 December 1958 to 24 April 1959

Flight testing resumed at the Bell Aircraft Facility.

First aircraft in history to fully tilt its rotors from the vertical to the horizontal while in flight.


Photographer: National Museum of the USAF

Transported by ground. Delivered to Edwards AFB, CA.

From 14 May 1959 to July 1959

Flight evaluations by USAF pilots.

Returned to NASA Ames facility for test flights by NASA pilots.

First flight by Army pilot.

Taken on Strength/Charge with the National Aeronautics and Space Administration with s/n 54-0148.

Testing completed after a wingtip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV-3 and damage to the wind tunnel. The XV-3 had accomplished a total of 250 flights, accumulated 125 flight hours, and completed 110 full conversions. (Wikipedia).

Transported by ground. Delivered to Davis-Monthan AFB, AZ.
Placed in outside storage.

Transferred to the Military Aircraft Storage and Disposal Center (MASDC) with inventory number HW0001.

To U. S Army Aviation Museum, Fort Rucker, AL.

From 1984 to December 1986

Repaired.
Repaired with Army support and the leadership of former Bell XV-3 engineer Claude Leibensberger.

Assigned to U. S Army Aviation Museum, Fort Rucker, AL for storage.
Aircraft was disassembled and place in indoor storage.

Transported by ground.
To Bell Helicopter Textron facility at Arlington, Texas.

Restored.
Restored to museum display condition by current and retired Bell engineers.

To National Museum of the United States Air Force, Wright Field, Dayton, OH.
View the Location Dossier


Photographer: Glenn Chatfield


Photographer: Glenn Chatfield
Opmerkingen: Now located in the Museum annex on the east side of Wright Field


Inhoud

The XV-3 was jointly developed by Bell and the United States Army . On August 23, 1955, the first of two prototypes made its maiden flight but still as a helicopter with a three-blade rotor. In the later tests, the transition from hovering to level flight should be tested. On October 25, 1956, test pilot Dick Stansbury swiveled the rotors forward 17 °, causing the machine to vibrate so strong that he passed out and lost control. Stansbury was slightly injured in the crash landing and the XV-3 was destroyed.

With the second test model, the world's first transition was carried out on December 18, 1958, and almost 200 km / h was achieved in the subsequent level flight. A two-bladed rotor on stiffened wings was used, but the engineers never got the instability under control. The second prototype completed 125 flight hours and 110 complete transitions on more than 250 flights, until both rotors tore off due to vibrations and technical defects in a wind tunnel test in November 1968. The XV-3 program was then discontinued.


Inhoud

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. [3] 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. [ citaat nodig ] The leading designers were Bob Lichten and Kenneth Wernicke. [2]

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 a 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. [2]

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 ship #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. [4] 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. [5]

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. [ citaat nodig ] [3] 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 wing tip failure caused both rotors to fail, resulting in severe damage of the XV-3 and damage to the wind tunnel. [6] 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. [7]


A Brief History of Rotorcraft Development

France, September 1907, and the Gyroplane No. I, a quadrotor built by brothers Jacques and Louis Breguet, lifts its pilot 2 ft. into the air for a minute. But it is unstable and uncontrollable, and steadied by four men on the ground, so is considered the first manned but tethered flight.

Cornu

What is considered the first manned free flight of a helicopter, albeit brief, came in November 1907 in France when Paul Cornu’s tandem-rotor helicopter lifted its pilot 1 ft. into the air for 20 sec.

Pescara

Working in France, Argentine marquis Raul Pateras Pescara developed a coaxial-rotor helicopter, its twin rotors each having four biplane blades with wing warping for cyclic control. The Model 2 hovered in 1922, and the improved Model 3 set a distance record of 738 meters (2,400 ft.) in 1924.

Oehmichen

Frenchman Etienne Oehmichen’s helicopter No. 2 had four rotors for lift, six propellers for stability and control and two for propulsion. First flown in 1922, this aircraft completed the first 1-km (0.6-mi.) closed-circuit helicopter flight in 1924.

D’Ascanio

Italian aeronautical engineer Corradino D’Ascanio in 1930 built the D’AT3, a coaxial-rotor helicopter that used three small propellers for roll, pitch and yaw control. Control of the rotors was by servo tabs on the blades—a technique used later by Charles Kaman.

Cierva

The autogyro was invented by Spanish engineer Juan de la Cierva, whose fourth design, the C.4, was the first to fly, in 1923. The improved C.6, based on an Avro 504K fuselage, followed in 1925. In 1929, Harold Pitcairn acquired the rights to Cierva’s designs and the P itcairn-Cierva Autogiro Co.—later the Autogiro Co. of America— began producing aircraft (pictured) in the U.S. Kellett Autogiro acquired a license from Pitcairn and production accelerated, laying the foundation for today’s rotorcraft industry.

Breguet-Dorand

The coaxial-rotor Gyroplane Laboratoire designed in France by Louis Breguet and Rene Dorand and flown in June 1935 was perhaps the first practical helicopter, but development was abandoned with the outbreak of World War II.

Focke

German engineer Heinrich Focke’s F.61 made its first flight in June 1936. With its stability, control and performance, the transverse twin-rotor F.61 (also known as Fw.61 and Fa.61) is considered the first functional helicopter.

Flettner

The first series-production helicopter was Anton Flettner’s Fl.282 Kolibri, flown in Germany in 1942. This had a different configuration, dubbed the synchropter, with intermeshing rotors, first flown in 1939 with the Fl.265 and later used by both Kellett and Kaman.

Sikorsky VS-300

The progenitor of the modern helicopter is recognized as being Igor Sikorsky’s VS-300. The VS-300 first flew untethered in May 1940 but in December 1941 took to the air in its final configuration: single main rotor with cyclic control and a single tail rotor.

Bell 47

In 1943, Arthur Young flew a two-bladed rotor with a stabilizer bar that acted as a mechanical gyroscope, partially controlling the rotor and making the helicopter more stable. This led to the Bell 47 (pictured), which in 1946 became the first helicopter to receive civil certification.

Piasecki HRP

The second helicopter to fly in the U.S. was Frank Piasecki’s single-main-rotor PV-2, in 1943, but he achieved fame developing the tandem-rotor transport helicopter, beginning with the HRP Rescuer (pictured), first flown in 1945.

Kaman HTK

The first turbine-powered helicopter to fly, in 1951, was Kaman’s XHTK-1, with a Boeing 502 turboshaft. A modified HTK-1 become the first twin-turbine helicopter in 1954 (the HTK-1 was also the first to fly on electric power, and to fly unmanned).

Sud Aviation Alouette II

In Europe after World War II, the French state aircraft manufacturers began helicopter development, SNCASO flying the SO1100 Ariel I in 1949, its rotor powered by compressed-air tipjets. SNCASE, meanwhile, flew the SE3110 in 1950, leading in 1955 to the first production turbine-powered helicopter, the Sud Aviation Alouette II (pictured).

Mil V-12

The largest helicopter built, Mil’s transverse-rotor V-12, flew in 1968. With a maximum takeoff weight of 231,484 lb. and payload of 88,000 lb., the four-turbine helicopter had the same cargo-compartment dimensions as the Antonov An-22 airlifter so that it could rapidly deploy strategic ballistic missiles.

Boeing CH-47

First flown in 1961, the tandem-rotor CH-47A Chinook had a maximum takeoff weight of 33,000 lb. and a payload of 10,000 lb. Still in production after 55 years, today’s Chinook, the CH-47F, weighs 50,000 lb. with a 24,000-lb. payload.

Bel 533

The Bell 533 High Performance Helicopter was an early Huey prototype fitted with a wing and two jet engines. Ultimately propelled by a pair of 3,300-lb.-thrust Pratt & Whitney J60s mounted on the tips of a stub wing, the 533 reached 274.6 kt. in 1962.

Lockheed AH-56

The U.S. Army’s Lockheed AH-56 Cheyenne attack helicopter first flew in 1967 and reached 212 kt. on a wing and the power of a single 3,925-shp General Electric T64 turboshaft driving both the rigid rotor and a pusher propeller on the tail. The Cheyenne was canceled.

Bell XV-15

The Bell XV-3, flown in 1955, was the first tiltrotor to convert between helicopter and airplane mode. This led to the highly successful Bell XV-15 (pictured), first flown in 1977, that paved the way for the Bell Boeing V-22 Osprey, which in 2007 became the first tiltrotor to enter service.

Airbus X3

Airbus resurrected the compound helicopter when it flew its experimental X 3 to 263 kt. in 2013. A refined version is to fly in 2019 under the European Clean Sky 2 research program's LifeRCraft technology demonstration.

Sikorsky S-97

Revisiting the XH-59A Advancing Blade Concept coaxial rigid-rotor compound configuration, Sikorsky’s X2 technology demonstrator reached 260 kt. in 2010. Sikorsky is now flight testing the S-97 Raider high-speed helicopter (pictured) and, with Boeing, building the SB-1 Defiant medium-lift demonstrator for the U.S. Army, to fly in 2017.

Bell V-280

Bell Helicopter is building its next generation of tiltrotor, the 280-kt. V-280 Valor medium-lift demonstrator for the U.S. Army, which is planned to fly in 2017 under the Joint Multi-Role technology demonstration.

Leonardo NGTR

Development of a civil tiltrotor was begun by Bell in 1998 and taken over by partner Agusta in 2011. The nine-passenger AW609 is planned to be certificated in early 2018, and AgustaWestland, now Leonardo-Finmeccanica, is currently designing the larger Next-Generation Civil Tiltrotor, scheduled to fly in 2019 under Europe’s Clean Sky 2 research program.

Helicopters have proved extraordinarily versatile and valuable across a wide range of missions, but even after the first brief pioneering flights their successful development involved decades of trial and error. Many challenges had to be overcome and several configurations tested before the modern helicopter emerged. Aviation Week takes a visual journey through that history.

This gallery was originally published on June 17, 2016 as part of Aviation Week's centennial anniversary series.

Graham leads Aviation Week's coverage of technology, focusing on engineering and technology across the aerospace industry, with a special focus on identifying technologies of strategic importance to aviation, aerospace and defense.


XV-3 (航空機)

ベルXV-3(ベル200)は、アメリカ空軍およびアメリカ陸軍が行うコンバーチプレーン技術の共同研究プログラムに使用するため、ベル・ヘリコプター社が開発したアメリカ製ティルトローター機である。翼端に搭載された2枚ブレードのローターは、胴体に搭載されたエンジンにより、ドライブシャフトを通じて駆動される。そのローターは、垂直から水平まで90度傾けることが可能であり、ヘリコプターのように離着陸でき、かつ、通常の固定翼機のように高速で飛行できる。

1951年、アメリカ陸軍およびアメリカ空軍は、コンバーチブル機プログラムの開始を宣言し、その設計を航空機製造会社に要請するREP(Request for Proposals, 提案要求書)を発簡した。1953年10月、2機の試験用機を製造する開発契約がベル・ヘリコプターとの間で締結された [3] 。軍における元々の名称は「XH-33」であり、その機体はヘリコプターに分類されていたが、その後、コンバーチプレーンに分類されることになり、「XV-3」へと名称が変更された。1962年に「XV-3A」へと名称が再度変更され、その際、VはVTOLを意味するものとされた [ 要出典 ] 。設計主任は、ボブ・リヒテンおよびケニス・ウェルニッケであった。

各軍種との統合試験を完了したXV-3はエイムズの施設に戻され、1959年8月12日、フレッド・ドリンクウォーターが、NASAテスト・パイロットとして初めて、ティルトローター機のエアプレーン・モードへの完全な変換を行った。1961年8月8日、アメリカ陸軍少佐E・E・クルーバーは、陸軍パイロットとして初めてティルトローター機を飛行させた [ 要出典 ] [6] 。1962年7月までエイムズでの試験を続けたNASAおよびベル社は、ティルトローターにおけるピッチーフラップ間のカップリングを研究するための風洞実験を完了した。この研究は、空力弾性によるローターの動的不安定(パイロンの異常振動)という、このプログラムを通じた問題の発生を予測し、回避するためのものであった。

1966年の末、唯一残ったXV-3である54-148号機は、アリゾナ州ツーソンにあるデビスモンサン空軍基地に運ばれ、屋外に保管されることになった [8] 。1984年、展示飛行のためアラバマ州のフォート・ラッカーを訪れたベルXV-15飛行試験チームが、アメリカ陸軍航空博物館に保管されているその機体を発見した [9] 。1986年12月までの間に、元ベルXV-3技術者であるクロード・レイベンズバーガーが中心となり、陸軍の支援を受けながら、機体の修復を行ったが、その後、分解されて屋内に保管されることとなった [10] 。2004年1月22日、54-148号機は、テキサス州アーリントンのベル・プラント6に運ばれた [11] 。2005年、ベル・ヘリコプター社の従業員たちは、元XV-3技術者であるチャールズ・デイビスの指導を受けながら、54-148号機を博物館で展示できるレベルまで修復するための作業を開始した 。54-148号機は、2年間の修復作業ののち、オハイオ州デイトンの国立アメリカ空軍博物館に運ばれた。2007年、ポスト・コールド・ウォー・ギャラリーに展示された [12] 54-148号機は、2011年現在、研究開発ギャラリーに展示されている [13] 。


Bekijk de video: Bell XV-3 Convertiplane Promo Film - 1960 (December 2022).