Поскольку разработанная НТС «Взлет» вихревая подъемно-тяговая система развивает идею «винта в кольце», в первом приближении были оценены основные факторы, повышающие тяговую и экономическую эффективность последнего (рис. 11):
- струя за изолированным несущим винтом (рис. 11-А) имеет индуктивную скорость V2 в два раза больше скорости пoдсасывания V1, следовательно, сечение устоявшейся струи за винтом в два раза меньше площади, oметаемой этим винтом; диаметр винта в кольце будет в SQRT(2) = 1,41 раза меньше, чем у изолированного винта;
- при том же диаметре система «винт в кольце» может быть выполнена сooсной и ее тяга при этом увеличится почти в 2 раза. С учетом взаимовлияния, это уменьшает диаметр ее винтов еще в 1,3 раза. Поэтому эффективный диаметр гипoтетической соосной системы «винт в кольце», заменяющей несущий винт, будет в 1,41*1,3 = 1,81 меньше последнего;
- При реализации предложенных НТЦ «Взлет» идей «распределенного» и «предельного» воздушных винтов 8, можно, сохраняя равной максимальную скорость отбрасывания, уменьшить ометаемую площадь еще примерно в два раза. Диаметр при этом уменьшается в (1,81 x 1,41) = 2,6 раза, а уровень удельной тяги, снимаемой с данной площади, теоретически должен возрасти в 2,62 x 2,62 = 6,76 раз. Реализация идеи «зaпредельного» воздушного винта(эпюра 9), предполагаемая в вихревом подъемно-тяговом устройстве, при равных тягах позволяет в еще большей степени уменьшить его габариты.
- Поэтому системы «распределенного» и «предельного» воздушных винтов позволяют существенно уменьшить ометаемую площадь.
Для сравнительного анализа в качестве основы был взят транспортный вертолет (рис. 12) и выбрано четное количество (8 шт.) подъемных вихревых устройств. Их внешний диаметр (Dк) выбирался из условия обеспечения указанного выше расчетного отношении суммарной площади всех модулей к ометаемой площади исходного несущего винта при равных расчетных тягах.
Для повышения безопасности при отказе одного двигателя, используются четыре парогазотурбинных агрегата 1, 2, каждый из которых обслуживает по два вихревых модуля. Блок основных модулей 3 неподвижно закреплен на центроплане 8, к двум балкам которого при необходимости могут быть пристыкованы дополнительные модули 7 или крыло 9. Блок хвостовых модулей 4 выполнен поворотным 5 на 90о с целью использования их как тяговых в крейсерском полете. Дополнительные модули 7, повышая взлетную тяговооруженность на 20%, фактически увеличивают грузоподъемность вихрелета в два раза. Особо следует подчеркнуть, что данный летательный аппарат, обладая максимальной скоростью отбрасывания равной той же скорости что и у исходного несущего винта 10, имеет вдвое меньший эффективный диаметр 11, обеспечивающий его длительное висение.
При выполнении транспортных работ на лонжероны центроплана 8 могут быть устанавлены дополнительные крылья 9, которые при достижении определенной скорости полета создают полную подъемную силу. При этом модули основного блока 3 закрываются жалюзи 6, а модули хвостового блока 4 поворачиваются на 90о и создают только пропульсивную силу, т.е. работают как обычные воздушные винты. Экономические показатели вихрелета и обычного транспортного самолета.в этом случае практически соизмеримы.