Pionowzloty, VTOL-e i latające hybrydy. Do góry, do przodu, na dół

Trudno tu mówić o jednym typie konstrukcji. W grupie projektów, które łączy zamysł pożenienia pionowego startu i lądowania z parametrami lotu zbliżonymi do samolotu znajdziemy zarówno regularne samoloty odrzutowe z możliwościami VTOL (Vertical Take-Off and Landing) takie jak nowoczesny F-35B Lightning II i starsza, osławiona brytyjska konstrukcja AV-8B Harrier II (1), jak też hybrydy samolotów i śmigłowców o zmiennej geometrii śmigieł napędowych, V-22 Osprey, używany przez amerykańskie siły powietrzno-morskie, wciąż jeszcze testowany Bell V-280 Valor czy przyszłościowa konstrukcja V-247 Vigilant, bezzałogowy aparat latający typu VTOL, który ma być używany przez United States Marine Corps jako środek rozpoznania i wsparcia ogniowego, i w końcu całe mrowie cywilnych konstrukcji hybrydowych, często napędzanych elektrycznie (eVTOL), autonomicznych lub wymagających niewielkich umiejętności w pilotażu, latających taksówek i dronów cargo.

1. AV-8B Harrier II, zdjęcie: stock.adobe.com

Warto przy okazji wspomnieć o mniej znanych konstrukcjach tego typu. np. zapewne nie każdy wie, że Eurofighter Typhoon, samolot myśliwski wielozadaniowy zaprojektowany przez konsorcjum europejskich firm lotniczych, ma w niektórych wersjach, zdolność do krótkiego startu i pionowego lądowania. Podobnie jak Chengdu J-20, chiński samolot myśliwski o czwartej generacji, którego niektóre wersje są zdolne do krót-kiego startu i pionowego lądowania. Zdolności takie miały też niektóre stare radzieckie konstrukcje, choćby Jakowlew Jak-141 z lat 80. XX wieku i Jak-38.

Wojsko chce oszczędzić na lotniskach

Wokół koncepcji pionowzlotów różnego rodzaju „czystych” śmigłowców i hybryd kręci się cały wielki amerykański program rozwoju maszyn powietrznych przyszłości o nazwie Future Vertical Lift (FVL). Ma opracować zamienniki dla posiadanych przez armię USA śmigłowców UH-60 Black Hawk, AH-64 Apache, CH-47 Chinook i OH-58 Kiowa. Koncepcja Future Vertical Lift (FVL) polega na stworzeniu nowego wiropłata wykorzystującego nowe techniki, materiały i konstrukcje, który będzie szybszy, będzie miał większy zasięg i większy udźwig, będzie bardziej niezawodny, łatwiejszy w utrzymaniu i obsłudze, będzie miał niższe koszty operacyjne i będzie miał mniejsze wymagania logistyczne. FVL ma stworzyć rodzinę systemów, które zastąpią większość helikopterów armii. Konstruowanie układów napędowych dla FVL zaczęło się w 2016 roku. Armia USA planuje pozyskać do czterech tysięcy maszyn nowej generacji.

W 2009 roku planowano trzy rozmiary. Obecnie przewiduje się cztery lub pięć zastępujących 25 obecnych typów wiropłatów. Rozważane w ramach programu konstrukcje wychodzą poza tradycyjnie rozumiane śmigłowce. W segmencie lżejszym, JMR-Light, planuje się maszynę zwiadowczą mającą zastąpić OH-58 Kiowa. Wprowadzony jako program Future Attack Reconnaissance Aircraft w 2018 roku. W części nazwanej JMR-Medium ma powstać wersja użytkowa mająca zastąpić UH-60 Black Hawk - wdrożenie planowane na 2030 rok.

W grudniu 2022 roku kontrakt na program Future Long-Range Assault Aircraft otrzymał wspomniany Bell V-280 Valor, który w grudniu 2022 roku został wybrany do FVL. W segmencie JMR-Heavy ma powstać nowa wersja transportowca ma zastąpić CH-47 Chinook - do 2035 roku. Jest też kategoria JMR-Ultra, w której mówi się o samolotach pionowego startu i lądowania o osiągach podobnych do stacjonarnych taktycznych samolotów transportowych, takich jak C-130J Super Hercules i Airbus A400M Atlas - wprowadzenie planowane na 2025 r.

Już w kwietniu 2013 roku badano trzy różne konfiguracje samolotów JMR - konwencjonalny śmigłowiec, wielkoskrzydłowy śmigłowiec ze spowolnionym wirnikiem złożonym oraz tiltrotor (zmienna geometria układu śmigieł). Rodzina samolotów FVL będzie musiała mieć opcjonalnie zdolność do lotu pilotowanego lub autonomicznego. Poszukiwano konstrukcji, która będzie stanie zawisnąć na wysokości 3000 m i lecieć na wysokości 9100 m. Nie trzeba dodawać, że są to możliwości nieosiągalne dla znanych śmigłowców. Wymaga to alternatywnych, zaawansowanych konfiguracji silnika/układu napędowego.

W kontekście realizacji amerykańskiego programu FVL mówi się zarówno o konstrukcjach już zbudowanych i oblatanych w dużych wersjach, jak Bell V-280 Valor (2), hybryda zademonstrowana po raz pierwszy jeszcze dekadę temu, bardziej zbliżony do tradycyjnego śmigłowca SB-1 Defiant firm Sikorsky Aircraft i Boeing, śmigłowiec złożony ze sztywnymi współosiowymi wirnikami i dwoma silnikami Honeywell T55, którego pierwszy lot odbył się w marcu 2019 roku, jak i projektach na wcześniejszym etapie, np. JMR-TD firmy AVX Aircraft ze współosiowym wirnikiem i podwójnym wentylatorem kanałowym, który zapewnia lepszą sterowność i dodatkową moc do przodu, oraz tiltrotora TR36TD, konstrukcji firmy Karem Aircraft, który pokazano jedynie z niewielkiej wersji demonstracyjnej.

2. Bell VBell V-280 V280 Valaloror, zdjęcie: commons.wikimedia.org

Przestawienie na nowe typy pionowzlotów pociąga za sobą potrzebę stworzenia nowej infrastruktury, w założeniu tańszej i wygodniejszej w użyciu niż stacjonarne lotniska. Amerykańskie siły zbrojne w ramach projektu o nazwie Mayflower testują zrobotyzowane autonomiczne platformy, na których lądować mogą jednostki latające pionowego startu i lądowania, czyli śmigłowce i samoloty typu VTOL. Jako główna funkcję tych autonomicznych platform wymienia się tankowanie latających maszyn.

Głównym partnerem technicznym w tym projekcie jest Sea Machines, firma z Bostonu, specjalizująca się w oprogramowaniu i systemach autonomicznych statków. Ogłosiła niedawno rozpoczęcie drugiej fazy swojego wieloletniego kontraktu z Departamentem Obrony Stanów Zjednoczonych. W ubiegłym roku firma z powodzeniem zademonstrowała zestaw oparty na autonomicznym systemie sterowania SM300 oraz technologii detekcji opartej na zaawansowanym systemie widzenia komputerowego. Jedną z głównych zalet tego systemu jest to, że nie wymaga on budowanie nowych jednostek pływających, korzystając z istniejących już i dostępnych komercyjnych barek, na których mogą lądować i być tankowane wojskowe samoloty VTOL i helikoptery. Technika jest opracowywana przy wsparciu wielkich znanych firm z branży zbrojeniowej, takich jak FOSS Maritime, Huntington Ingalls i Bell Flight.

Szybszy niż śmigłowiec i nie potrzebuje pasa startowego

Przechodząc z armii do sektora cywilnego można zauważyć przede wszystkim wielką różnorodność pomysłów i rozwiązań. Na przykład brytyjska firma Arc Aero Systems przedstawiła niedawno swoją wizję „opłacalnego, niskoemisyjnego rozwiązania dla podróży międzymiastowych”, czyli hybrydową konstrukcję Linx P9, która obiecuje pokonać porównywalnej wielkości helikoptery pod względem zasięgu, prędkości i kosztów operacyjnych. Płatowiec stanowi połączenie samolotu, helikoptera i żyrokoptera. Kompozytowa konstrukcja waży zaledwie 1930 kg bez ładunku.

Dziewięciomiejscowa kabina przypomina helikopter, ale po bokach ma smukłe skrzydła o rozpiętości 12,6 metra. Linx P9 używa silnika elektrycznego do rozpędzenia górnego wirnika podczas pionowego startu i lądowania. Po wyniesieniu na określoną wysokość, do akcji wkraczają śmigła pchające, napędzane silnikami turbo o mocy 370 kW,, a po osiągnięciu prędkości przelotowej skrzydła przejmują zadanie unoszenia od wirnika na górze. Zmniejsza to opór, a także mniej więcej eliminuje asymetryczną siłę nośną, którą helikoptery rozwijają z powodu przeciągnięcia łopatek. W rezultacie, maszyna może osiągnąć maksymalną prędkość przelotową 370 km/h, którą przebija niewiele śmigłowców. Ogromne górne wirniki w tych maszynach mogą działać jak spadochrony w przypadku całkowitej awarii zasilania, dając im szansę na autorotację do bezpiecznego lądowania.

Arc twierdzi, że silniki turbo mogą być zasilane ekologicznym paliwem lotniczym, a w pewnym momencie mogą zostać zastąpione przez układ napędowy wykorzystujący wodorowe ogniwa paliwowe. Arc przewiduje, że w standardowej konfiguracji może on zapewnić zasięg 950 km przy użyciu około 600 kg paliwa lub 1300 km przy zastosowaniu zbiornika o zwiększonym zasięgu. Jeśli chodzi o koszty, to Arc twierdzi, że można eksploatować tę maszynę za około 505 USD za godzinę lotu, twierdząc, że jest to około 40% redukcja w stosunku do porównywalnych helikopterów.

Projekt Arc jest podobny do Rosa Aerodyne zaproponowanego przez Jaunt Air Mobility i oba są rozwinięciem starszej koncepcji CarterCopter.

Elektryczny, czasem jak samochód, a czasem nie

Największy ruch i wysyp innowacji widać jednak nie w dziedzinie dużych alternatyw dla helikopterów lecz w sektorze mniejszych maszyn. Niektóre z nich służą tylko do latania a niektóre jak pojazd holenderskiej firmy Pal-V o nazwie Liberty to hybryda drogowo powietrzna, którą w zaledwie chwilę można przekształcić z pojazdu sprawnie poruszającego się po drogach w wiatrakowiec, który zabierze nas w podniebną wycieczkę w dowolne miejsce (3). Liberty jest pojazdem trzykołowym. Dzięki temu, inżynierom udało się znacząco obniżyć jego masę, co ma ogromny wpływ na oszczędność paliwa oraz bardziej ekonomiczne loty. Firma Pal-V podaje, że jej latający samochód został wyposażony w silnik o mocy 200 KM. Podczas lotu może rozpędzić się do 180 km/h i wzbić na maksymalną wysokość do 3500 metrów. Liberty na pełnym baku, czyli 100 litrach benzyny, może przelecieć nawet ponad 500 kilometrów. Aby wystartować lub wylądować, pojazd potrzebuje ok. 30 metrów pasa, czyli wchodzi w kategorię pojazdów zbliżonych do VTOL.

3. Pal V Liberty, zdjęcie: stock.adobe.com

Koncept hybrydy samochodu z maszyną latającą żyje w wielu innych projektach. Kalifornijska firma Alef zaprezentowała niedawno koncepcję swojego Modelu A, który według niej jest jedynym latającym samochodem z możliwością jazdy po ulicach i pionowego startu. Zasilane bateriami urządzenie startuje pionowo, wykorzystując osiem śmigieł umieszczonych wewnątrz korpusu o rozmiarach zbliżonych do dużego samochodu. Alef Model A może pomieścić dwie osoby i ich bagaże, a dwóch pasażerów siedzi w przedziale przypominającym bańkę. Według firmy w pełni elektryczna maszyna może przejechać 360 km na drodze i 180 km w locie. Model A ma wejść do produkcji w pierwszym kwartale 2025 roku.

Elektryczny samolot firmy Doroni nie jest przeznaczony do pokonywania długich dystansów, ale będzie funkcjonował jako pojazd osobisty, w przeciwieństwie do pozbawionej kół, powietrznej taksówki, jaką jest większość samolotów eVTOL. Firma z Miami projektuje H1 jako samolot „półautonomiczny”, tak aby każdy posiadający standardowe prawo jazdy i 20-godzinny kurs szkoleniowy mógł nim latać. Dwumiejscowy samochód latający ma dwa zestawy skrzydeł z dużymi wentylatorami kanałowymi zapewniającymi siłę ciągu i unoszenie. Jego ładowność będzie wynosić 250 kg. H1 ma przewidywany zasięg 80 km i prędkość maksymalną 200 km/h. Firma twierdzi, że sprzedaż rozpocznie się w 2024 roku.

Jak podawał niedawno serwis BBC, na całym świecie realizowanych jest około trzysta projektów eVTOL, czyli pionowzlotów o napędzie elektrycznym. Inne źródło mówi o 135 firmach rozwijających te projekty w samych USA. Sprawą oczywiście musiał zainteresować się, jak prawie każdą modną nowinką techniczną, Elon Musk, który w mediach opowiadał o ekscytujących możliwościach samolotu elektrycznego pionowego startu i lądowania (VTOL). Uber ogłosił, że doda taksówki typu VTOL o prędkości 270 km/h do swojej oferty transportowej na żądanie. Larry Page, prezes Alfabet, firmy macierzystej Google, angażuje się w startupy Zee.Aero i Kitty Hawk, które pracują nad małymi, elektrycznymi samolotami z opcjami pionowego unoszenia się.

Jednym z wyróżniających się projektów jest niemiecki Lilium, w którym pracują inżynierowie z Boeinga i Airbusa. Ta charakterystyczna konstrukcja eVTOL ma 36 silników elektrycznych umieszczonych wewnątrz smukłych, białych skrzydeł i samolotów z ogonem. Są to wentylatory kanałowe, zasysające powietrze i wydmuchujące je w sposób silnika odrzutowego, ale bez mieszania go z paliwem. Wytwarza to silny ciąg, który popycha mały samolot do prędkości 300 km/h.

Lilium zainwestowało miliony w firmę produkującą ogniwa, zdając sobie sprawę, że przy tej liczbie małych śmigieł zapotrzebowanie na moc będzie zdwojone. Co najważniejsze, Lilium będzie potrzebować baterii, która jest w stanie zapewnić wysoką moc wyjściową nawet przy niskim stanie naładowania. Wyobraźmy sobie, że lecimy blisko granicy zasięgu znamionowego i pojawia się sytuacja awaryjna, która powoduje, że pilot musi skorzystać z rezerwy baterii, co  powoduje spadek poziomu naładowania poniżej 20%. Samolot nadal musi być zdolny do wykonania bezpiecznego pionowego lądowania - operacji, która w projekcje Lilium wymaga wysokiej mocy wyjściowej przez okres do 45 sekund. Potrzebna jest specjalna bateria, która może utrzymać wysoką moc wyjściową, nawet gdy jest bliska rozładowania.

Lilium twierdzi jednak, że ma wszystko pod kontrolą, dzięki wielomilionowym inwestycjom w firmę Ionblox, znaną wcześniej jako Zenlabs. Ionblox zastosował anody z przewagą krzemu, gdy większość konwencjonalnych ogniw wykorzystuje grafit. Anody krzemowe są w stanie osiągnąć bardzo wysokie wskaźniki ładowania/rozładowania i solidny 25% skok w energii specyficznej, ale mają tendencję niskiej żywotności, ponieważ krzem pęcznieje aż o 400%, gdy się ładuje, a w powtarzających się cyklach łado-wania. To  szybko degraduje akumulatory. Ionblox twierdzi, że jego ogniwa mogą obsługiwać moc 3,8 kW na kilogram, przy 50% stanie naładowania, w ciągu 30-sekundowego impulsu przy ogromnym tempie rozładowania i około 3 kW/kg, nawet gdy mają jedynie 30% pojemności w temperaturze otoczenia 30°C. Jeśli w testach się to sprawdzi to może być przełom w dziedzinie eVTOL (4).

4. Charakterystyki zasięgu VTOL Lilium przy locie „na pusto” w porównaniu
z pełnym obciążeniem

Niektóre konstrukcje są już od lat testowane w warunkach rzeczywistych. Tak jest w  przypadku pasażerskiego drona Ehang 184, stworzonego przez chińskiego producenta Ehang, który powstał w 2014 roku i od pewnego czasu wykonuje w Dubaju loty próbne jako powietrzna taksówka. Ehang 184 może przewozić pasażerów i ich właściwości do 100 kg. Równie jak Ehang znany jest Volocopter, testowany od kilku lat w Dubaju, jako potencjalna alternatywa dla naziemnych taksówek. Inna konstrukcja latającej taksówki elektrycznej, Cora, lata autonomicznie, unoszona przez dwanaście wentylatorów w starcie pionowym, zanim poleci jak samolot, używając śmigła z tyłu na odległość do 100 km. Kitty Hawk Corporation, firma z siedzibą w Kalifornii, która zbudowała Corę, jest finansowana przez miliardera, współzałożyciela Google, Larry’ego Page’a i współpracuje zarówno z Boeingiem jak i Air New Zealand.

Raz po raz pojawiają się jeszcze nowsze, ciekawe konstrukcje jednoosobowych elektrycznych pojazdów typu VTOL takie jak np. brytyjski VA-1X startupu Vertical. Po drugiej stronie oceanu, w aglomeracji nowojorskiej już od 2015 r. firma Blade wozi drogą powietrzną ludzi z Manhattanu do Hamptons i z powrotem. Na razie robi to za pomocą bardziej tradycyjnych helikopterów, ale w planie ma oczywiście zaopatrzenie się w konstrukcje eVTOL także autonomiczne, jeśli zostaną przetestowane i dopuszczone do lotów cywilnych. Jednym z najpoważniejszych kandydatów do zdobycia takiej licencji na latająca w USA w pełni licencjonowaną taksówkę eVTOL jest Nexus, konstrukcja czteroosobowego wehikułu na sześciu kanałowych wirnikach wentylatorowych, która ma ambicje zacząć komercyjnie latać w 2023 r.

Biorą w tym wyścigu udział, nie tylko we współpracy ze startupami, najwięksi w branży lotniczej. Airbus opracował wiele konstrukcji typu eVTOL, w tym jednosobową Vahanę lub City Airbus, czteroosobowy demonstrator technologii typu „miejska taksówka powietrzna” z czterema 9-metrowymi wirnikami, który po raz pierwszy wystartował w Niemczech w maju 2020 r. Producent śmigłowców Sikorsky przygotowuje się do ery eVTOL, opracowując technologię Matrix, która umożliwia dostosowanie istniejących śmigłowców do samodzielnego sterowania.

Latające taksówki to m.in. element europejskiego projektu Horyzont 2020, który koncentruje się na stosowaniu innowacji na rzecz zrównoważonego transportu miejskiego. Nie wiadomo jeszcze, jaki rodzaj „aerotaxi” będzie używany do transportu osób i towarów w hiszpańskich miastach. Kilka firm produkuje obecnie autonomiczne, latające drony, które mogą transportować ludzi. Większość typów „aero-taxi” to autonomicznie drony latające.

Kilka lat temu pisaliśmy w MT o konkursie Boeinga na osobisty latający wehikuł transportowy - GoFly. W rywalizacji wzięło udział blisko 3 tys. konstruktorów z 95 krajów. Stawką była nagroda pieniężna w wysokości dwóch milionów dolarów, ale także cenne kontakty z inżynierami, naukowcami i innymi przedstawicielami przemysłu lotniczego, którzy mogą pomóc zespołom w budowie działającego prototypu. W pierwszej dziesiątce zwycięzców tej pierwszej rundy znalazły się zespoły z USA, Holandii, Wielkiej Brytanii, Japonii i Łotwy, i ich projekty wyglądające jak szkice maszyn latających Leonarda da Vinci lub wytworzy kreatorów science-fiction. Większość zgłoszeń miało charakter VTOL. Faza druga zakończyła się w marcu 2019 roku, kiedy to zespoły musiały dostarczyć działający prototyp i zademonstrować lot próbny. Wiele z tych projektów wciąż się rozwija.

Zainspirowana boomem pionowzlotów wszelkiej maści Firma Foster + Partners opublikowała niedawno wizualizacje swojego projektu koncepcyjnego terminalu „vertiport”. Miałby powstać obok Międzynarodowego Portu Lotniczego w Dubaju a potem w trzech innych lokalizacjach. Sugerowana data oddania do użytku to 2026 rok. Uruchomienie podobnej placówki planuje się również na  przyszłorocznych Igrzyskach Olimpijskich w Paryżu. Usługi transportowe świadczone miałyby tam być z wykorzystaniem wspomnianego Volocoptera Volocity.

Powietrzna Formuła 1

Pojawiają się coraz bardziej niezwykle wyglądające konstrukcje. Wrażenie robi np. Atea, pięciomiejscowy hybrydowy samolot eVTOL, zaprojektowany i opracowany przez firmę Ascendance Flight Technologies z siedzibą w  Tuluzie, obecnie w fazie prototypowej. Atea wykorzystuje system hybrydowy, w którym baterie zasilają start i lądowanie, aby zmniejszyć hałas i emisję w centrach miast, a tradycyjne zasilanie kerozyną daje jednostce zasięg zbliżony do helikoptera, wynoszący około 400 km. Firma ma nadzieję wdrożyć go do sprzedaży już w 2026 roku.

Kolejny projekt, Skybus to prawdopodobnie największy eVTOL w fazie rozwoju. Skybus to 40-miejscowy hybrydowo-elektryczny statek powietrzny typu tiltrotor, który kiedyś miał być przyszłością transportu międzymiastowego. Jednak firma Lyte, która nad nim pracuje, ma przed sobą jeszcze długą drogę, zanim zbuduje choćby prototyp.

Natomiast firma AutoFlight zanotowała w ostatnim czasie rekord najdłuższego na świecie lotu eVTOL (odległość 250 km na jednym ładowaniu). Chwali się, że na zamówienia na dwieście maszyn od EVFLY, nowego przewoźnika, specjalizującego się w sektorze elektrycznym. Chiński producent uważa, że jego samolot Prosperity może być wykorzystywany zarówno do przewozu pasażerów (do czterech osób), jak i ładunków, zarówno w wersji autonomicznej, jak i pilotowanej. EVFLY planuje rozpocząć działalność od usług cargo.

Wyglądający nieco podobnie bolida F1, ale bez kół, Airspeeder MK-4 firmy Alauda Aeronautics, który obiecuje maksymalną prędkość 360 km/h, będzie wykorzystywany do wyścigów. Jednoosobowa elektryczna maszyna wyścigowa będzie miała potencjalny zasięg 290 km. Samolot będzie miał wagę ok. tony bez pilota. Moc pochodzi z turbogeneratora o mocy 1000 kW, który według Alaudy pozwala na wykorzystanie zielonego wodoru jako potencjalnego źródła paliwa. Układ napędowy jest połączony z silnikami elektrycznymi na skrzydłach eVTOL. Firma podała, że pierwsze załogowe wyścigi odbędą się w 2024 roku. pierwsze wyścigi bezzałogowe, ze zdalnie sterowanymi pilotami, już się odbyły. Większość eVTOL-ów wykorzystuje do sterowania wirniki przechylne (tiltrotory), ale Mk4 ma inny system ciągu. Kontroler lotu oparty na sztucznej inteligencji (AI) reguluje cztery pary wirników zamontowanych na wydrukowanych w technologii 3D wysięgnikach. Taka konstrukcja pozwala na bardziej precyzyjne sterowanie niż w przypadku konwencjonalnego wiropłata.

Wodór może pozwolić osiągnąć nie tylko rekordowe prędkości ale również na rekordowe zasięgi. W tym roku australijska firma AMSL Aero przeprowadziła pierwszy testowy lot na uwięzi swojego wydajnego samolotu Vertiia eVTOL. Dzięki unikatowej formacji skrzydeł, ośmiu odchylanym śmigłom i pięciu miejscom, samolot ma zasięg 1000 km i prędkość do 300 km/h. Może zabrać na pokład do pięciu osób i zmieścić się na kilku miejscach parkingowych. Australijskie ratownictwo kupuje i obsługuje samoloty i helikoptery, aby ratować ludzi z farm na ogromnych, pustych obszarach tego kraju. To, co zapewnimy, jest tańsze niż to, czego obecnie używają, ale również zapewnia znacznie lepszą usługę z zerową emisją i bardzo elastycznymi wymaganiami dotyczącymi lądowania.

Wykaz niektórych znanych konstrukcji VTOL
Jest to lista samolotów, prototypów i projektów stałopłatów zdolnych do pionowego startu i lądowania ułożonych pod producenta. Z listy wyłączone są śmigłowce, w tym śmigłowce złożone i żyrokoptery, ponieważ zakłada się, że mają one taką zdolność niejako z natury. Lista nie jest pełna. Jej skompletowanie jest trudne, gdyż obszar prac nad VTOL jest bardzo dynamiczną dziedziną.

Zdjęcie: stock.adobe.com

• AgustaWestland AW609 (tiltrotor)
• Armstrong Whitworth AW.171 (wentylator kanałowy)
• Avro Canada VZ-9 Avrocar (wentylator kanałowy)
• BAE Harrier II (sterowany ciąg)
• BAE Sea Harrier (ciąg kierowany)
• Bell 65 ATV (Tiltjet)
• Bell/Agusta BA609 (tiltrotor), obecnie znany jako AgustaWestland AW609
• Bell Boeing V-22 Osprey (wiropłat)
• Bell Eagle Eye (wiropłatowy UAV)
• Bell V-280 Valor (wiropłat)
• Bell X-14 (ciąg wektorowy)
• Bell X-22 (wentylator kanałowy)
• Bell XV-3 (pierwszy wiropłat)
• Bell XV-15 (tiltrotor)
• Bensen B-10 (wentylator kanałowy)
• Boeing/McDonnell Douglas AV-8 Harrier (ciąg wektorowy)
• Boeing-Vertol VZ-2 (tiltwing)
• Boeing X-32B (ciąg wektorowy)
• Canadair CL-84 Dynavert (tiltwing)
• Chrysler VZ-6 (wentylator kanałowy)
• Colugo Systems-ARcopter (śmigłowiec przechylny)
• Curtiss-Wright VZ-7 (latający jeep)
• Curtiss-Wright X-19 (tiltrotor)
• US Army Doak 16/VZ-4DA
• Dassault Balzac V (oddzielne silniki nośne i napędowe)
• Dassault Mirage IIIV (oddzielne silniki nośne i napędowe)
• Doak 16/VZ-4DA (wentylatory kanałowe)
• Dornier Do 29 (wirnik przechylny)
• Dornier Do 31 (wektorowanie ciągu i silniki odrzutowe)
• DuPont Aerospace DP-1 (wektorowany ciąg)
• EWR VJ 101 (wirniki przechylne)
• Fairey Gyrodyna (gyrodyna)
• Fairey Jet Gyrodyna (gyrodyna)
• Fairey Rotodyne (gyrodyna)
• FLUTR model 1 (czterowirnikowiec-tilttotor)
• Focke-Wulf Triebflügel (nie zbudowany)
• Fokker/Republic D-24 Alliance (tylko makieta)
• Garrett STAMP (wektorowany ciąg)
• Grumman Model 623
• Grumman Nutcracker (kadłub przechylny)
• Hawker P.1127 (sterowany ciąg)
• Hawker Siddeley Harrier (ciąg wektorowy)
• Hawker Siddeley Kestrel (sterowany ciąg)
• Hawker Siddeley P.1154 (anulowany naddźwięko-wy ciąg wektorowy)
• Heinkel Lerche (śmigłowiec; nie zbudowany)
• Hiller VZ-1 Pawnee (wentylator kanałowy)
• Hiller X-18 (tiltwing)
• Helikopter Ingenuity (wiropłat współosiowy)
• Lockheed Martin F-35B Lightning II (wentylator wyciągowy)
• Lockheed XFV-1 "Salmon" (tailsitter)
• Lockheed XV-4 Hummingbird (wektorowany ciąg z porywanym powietrzem)
• LTV XC-142 (tiltwing)
• Lunar Landing Research Vehicle (pionowo zamontowany odrzutowiec z kardanem)
• Martin Jetpack (przenośne wentylatory kanałowe)
• McDonnell Douglas AV-8B Harrier II (przechylony wektor wyjściowy i wektory RR)
• Messerschmitt P 1227 (VJ 101B)[2]
• Moller Skycar (wektorowe wentylatory kanałowe)
• NASA Puffin (propozycja urządzenia ogonowego)
• Northrop Grumman Tern
• Northrop MRF-54E
• Opener BlackFly
• Piasecki VZ-8 Airgeep (wentylatory kanałowe)
• Republic AP-100 (wentylatory kanałowe)
• Rolls-Royce Thrust Measuring Rig (pionowo zamontowany odrzutowiec)
• Rotary Rocket Roton (wirujący pierścieniowy wirnik aerodynamiczny)
• Ryan XV-5 Vertifan (wentylatory nośne)
• Short SC.1 (liftjet i vectored thrust)
• Sikorsky Cypher (wentylator kanałowy)
• SNECMA Coléoptère (wyrzutnia ogonowa)
• SoloTrek XFV (wentylatory kanałowe)
• Springtail Exoskeleton Flying Vehicle (wentylato-ry kanałowe)
• Trek Aerospace Dragonfly (wentylatory kanałowe)
• VFW SG 1262 Schwebegestell
• VFW VAK 191B (sterowany ciąg i podnoszenie pionowe)
• Volocopter VoloConnect
• Williams X-Jet (platforma latająca)
• Yakovlev Yak-141 (liftjet i ciąg sterowany)
• Jakowlew Jak-36 (ciąg wektorowy)
• Jakowlew Jak-38 (odrzutowiec i ciąg wektorowy)
• Zhuchenko Vertoplan

Bez śmigieł

Dochodzimy do innowacji, które mogą jeszcze bardziej zrewolucjonizować nie tylko sektor VTOL, ale całą aeronautykę. Samolot pionowego startu i lądowania firmy Jetoptera przypomina połączenie myśliwców znanych z „Gwiezdnych Wojen” z odkurzaczem Dyson. Nie ma tradycyjnych skrzydeł czy śmigieł, a siłę nośną uzyskuje dzięki specjalnemu układowi dyszy. Ma być cichy, ekonomiczny i szybki.

Wyjątkowo oryginalny jest napęd samolotu, który został nazwany Fluidic Propulsion Systems. Wykorzystuje on sprężone powietrze przez turbinę gazową, które jest wprowadzane do specjalnych, ruchomych pędników. Ich konstrukcja jest na razie tajemnicą, ale Jetoptera zaprezentowała schemat działania tego napędu. Jednostką centralną jest oczywiście potężna turbina gazowa sprężająca powietrze. Twórcy projektu samolotu zapewniają, że napęd ten jest o wiele bardziej wydajny niż tradycyjny, zapewnia o 10% większy ciąg i zużywa o 50% mniej paliwa niż klasyczne silniki stosowane w odrzutowcach. Ma być także o 30% lżejszy od konkurencji i zdecydowanie prostszy pod względem mechanicznym.

Na razie model samolotu wykorzystującego nowatorski napęd strumieniowy jest testowany w tunelu aerodynamicznym. Pojazd Jetoptera najpierw ma unieść się w powietrze, a następnie po uzyskaniu odpowiedniej wysokości rozpędzić się do prędkości 0,8 Macha (988 km/h). Twórcy pionowzlotu musieli zrezygnować jednak z silników elektrycznych. Generowały one zbyt małą moc na tak duże prędkości.

Napędy firmy Jetoptera wykorzystują tzw. efekt Coandă, czyli zjawisko, w wyniku którego przepływający płyn (czyli również gaz, jeśli uznamy go za ciecz  bardzo małej lepkości) „przykleja się” do najbliższej mu powierzchni i pozostaje „przyklejony” mimo zmieniającej się jej krzywizny. Za jego odkrywcę uważa się Henriego Coandă, który był rumuńskim inżynierem i konstruktorem lotniczym żyjącym w latach 1886–1972. Jeśli uda się dopracować te rozwiązania to być może w przyszłości hałas śmigieł śmigłowców i nie tylko śmigłowców odejdzie w przeszłość. Takie VTOL oglądaliśmy jedynie na filmach science fiction i kto wie, czy to nie będzie kolejna wizja literacko-filmowa, która zmaterializuje się na naszych oczach. 

Mirosław Usidus