рис. 11 Основные факторы, повышающие тяговую и экономическую эффективность винтовой подъемной системы

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.

рис. 12 Схeма преобразования вертолета в «классический» вихрелет.

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.