История о голубом вертолете

— Няп-няп, это что за треск? – Кроль задрал к небу ушастую голову. – О, винтокрыл полетел!

Фомуви тоже взглянул вверх:

— Нет, Кроль, это не винтокрыл, а классический вертолет. Даже уточним, вертолет соосный, что и прежде было явлением в мире не частым, а в последнее время встречается все реже.

— Это еще почему? – Кроль недовольно сморщил нос. – Рассказывай уже, что это за редкостная птица такая!

— Конечно, расскажу, раз тебе интересно. Познавай мир вокруг нас и кругозор расширяй.

вертолет леонардо да винчи

Считается, что первое изображение вертолета появляется на рисунке великого итальянца Леонардо да Винчи, который прославился не только как художник, но и как изобретатель самолёта и других конструкций. Но к практическому воплощению этой машины человечество подошло только  в конце XIX века. Однако создать приемлемую конструкцию, где подъем и движение осуществлялись за счет винтов, оказалось чрезвычайно сложно. Попытки конструкторов разных стран оканчивались провалом. И хотя первый образец геликоптера подняли в воздух Франции уже в 1907 году, равноправными партнерами самолетов винтокрылые машины стали значительно позже.

Кстати, именно французское слово «геликоптер», происходящее от греческих «винт» и «крыло», породило первоначальное русское название этой техники – винтокрыл. Однако позднее оно было вытеснено более удачным «вертолет» (от слов «вертеться» и «лететь»), а в просторечии и вовсе «вертушка». Название «винтокрыл» сохранилось лишь за определенным типом этих летательных аппаратов, в конструкции которых сочетаются и винты, и крылья.

Винтокрыл объединяет в себе достоинства и недостатки и самолетов, и вертолетов. С одной стороны, благодаря крыльям, он быстро движется в горизонтальном направлении, как самолет. И в то же время может, благодаря винтам, зависать в воздухе и осуществлять вертикальные взлет и посадку, как вертолет. С другой стороны, в любом режиме создается дополнительное сопротивление, что снижает эффективное использование мощности двигателей, скорость и маневренность аппарата. Именно поэтому более распространенными являются другие типы вертолетов.

Винтокрыл ka-34

Проект винтокрыла Ка-34.Поперечная схема.Соосные несущие винты. Соосные же тянущие винты на ТВД.

Одновинтовой вертолет с хвостовым винтом

Одновинтовой вертолет с хвостовым винтом

Одна из первых и наиболее часто применяемая конструкция – одновинтовая с рулевым винтом. В этом случае над фюзеляжем вертолета крепится большой винт, дающий подъемную и тяговую силу, а на хвостовой балке – рулевой винт меньших размеров, компенсирующий реактивный момент и позволяющий управлять машиной в воздухе. Однако этот винт забирает на себя часть мощности двигателя, ухудшает характеристики основного винта, весьма уязвим при полетах на малой высоте и опасен на земле.

Желая уйти от этих недостатков, конструкторами был создан фенестрон – вертолет, рулевой винт которого помещен в кольцо. Но и такая схема имеет свои недостатки. Прежде всего, большой вес и габариты хвостовой балки, что делает нецелесообразной ее применение на тяжелых вертолетах.

фенестрол

Eurocopter EC145T2 снабжен «фирменным» фенестроном.

Один из самых современных типов – вертолет со струйной системой управления. В его хвостовой балке устанавливаются мощный вентилятор и реактивные сопла, регулирующие потоки воздуха и давление. Благодаря отсутствию рулевого винта, этот тип вертолетов является самым бесшумным и безопасным.

вертолет со струйной системой управления

Вертолет со струйной системой управления.

Существуют одновинтовые реактивные вертолеты, весьма простые по своей конструкции. Однако они были слишком шумные и давали низкую скорость при большом расходе топлива. Кроме того, возникали сложности с их безопасным управлением. Поэтому в настоящее время серийного производства реактивных вертолетов не ведется.

Реактивный вертолет Добльгофа V-1

Реактивный вертолет Добльгофа V-1 (Германия, 1942 год). Одноместный, одновинтовой. Двигатель «Вальтер-Микрон», 60 л.с. Полетная масса 285 кг. Максимальная скорость 80 км/ч.

Реактивный вертолет XV-9a Хьюз

Реактивный вертолет XV-9a «Хьюз» (США. 1965 год). Одновинтовой, два двигателя «Дженерал-электрик» YT64-6, турбореактивные, используемые как генераторы газа. Диаметр несущего винта 16,7 м. Полетная масса около 8300 кг. Расчетная максимальная скорость 277 км/ч. Расчетная продолжительность полета 2 ч.

Другой тип – вертолеты с двумя несущими винтами. Чтобы компенсировать реактивный момент, возникающий при вращении лопастей, они вертятся в противоположном направлении. Такие винты могут быть установлены продольно, в передней и хвостовой части вертолета. Такая схема существенно увеличивает габариты и грузоподъемность машины без потери в ее управляемости. За это подобные аппараты иногда называют «летающими вагонами».

Десантные вертолеты  ЯК-24

Десантные вертолеты ЯК-24

Другой вариант – поперечная схема, когда несущие винты вынесены на специальные балки-крылья по бокам фюзеляжа. При этом в хвостовой части по-прежнему размещается рулевой винт.

Двухвинтовой вертолет поперечной схемы

Двухвинтовой вертолет поперечной схемы

И, наконец, соосная схема, которая являлась визитной карточкой советских вертолетов конструкторского бюро Камова. Вертолет именно такого типа, Кроль, пролетал сейчас над нами. В этом случае два несущих винта располагаются непосредственно друг над другом. Впервые такое расположение было задумано и запатентовано англичанином Генри Брайтом еще в 1859 году. Но доработать его и вывести на серийный уровень производства удалось только советским конструкторам.

вертолеты Камова

Вертолеты Ка-25, Ка-15, Ка-26 на площадке возле здания фирмы «Камов»

Такая схема имеет свои очевидные преимущества:

  • минимальные размеры лопастей и самой кабины по сравнению с другими типами вертолетов;
  • минимальные требования к площади взлета и посадки, что делает их наиболее пригодными в качестве спасательных и корабельных вертолетов;
  • компактность конструкции и простота управления (один пилот – фирменная особенность всех вертолетов ОКБ «Камов»);
  • максимальная аэродинамическая симметрия и сопротивляемость силе ветра, что улучшает эффективность вертолета в сложных погодных условиях.

Возможно, именно благодаря таким качествам, соосную схему имеют многие вертолеты на пульте управления. В сочетании с автоматом перекоса такое расположение винтов делает почти невесомую модель способной слушаться дистанционных команд, летая в произвольном направлении и вертикально, и горизонтально (например, боком). Эта конструкция позволяет даже новичку избежать краха радиоуправляемого вертолета в первом же полете.

Замечу, что ни одна другая страна так и не смогла освоить серийный выпуск соосных вертолетов, выпускавшихся в СССР с 1947 года. Жаль, но сейчас идет речь о том, что продолжать их производство не могут уже и в России, и секреты конструкции могут быть безвозвратно утрачены.

На смену соосным аппаратам пришли вертолеты с перекрещивающимися лопастями, придуманные американскими конструкторами. По сути, они обладают теми же достоинствами и недостатками, что и машины предыдущего типа. Однако их производство считается менее сложным, чем соосных.ja6236-kmax-m

Существуют и многовинтовые вертолеты, у которых устанавливается 3 и более несущих винтов. Именно такими были прообразы нынешних винтовых аппаратов на заре их развития. По этому же пути идут производители радиоуправляемых моделей вертолетов. Эта схема придает машине значительный вес, но не требует установки автомата перекоса, позволяя без него сохранять равновесие. Таким образом, многовинтовая схема позволяет существенно удешевить модель.

 

E-Volo Volocopter VC1

Любопытный немецкий проект создания электрического многовинтового вертолёта (английский термин multicopter или multirotor). 21 октября 2011 г. прототип под названием E-Volo Volocopter VC1 совершил первый полет с человеком на борту.

— Надо же, как все интересно, няп! – Кроль увлеченно подвигал ушами. – Я-то считал, что вертолет – это что-то вроде недоделанного самолета. А оказывается, у них совсем другие возможности! Почему же мы так редко их видим?
— А вот это, мой друг, вопрос, который, полагаю, не имеет точного ответа, — вздохнул Фомуви. – Возможно, кто-то из тех, от кого это зависит, думают подобно тебе. А ведь на самом деле создание и практика применения вертолетов – одна из самых замечательных страниц истории России, которой по праву стоит гордиться. И машины эти заслуживают того, чтобы занимать достойное место и сегодня в самых разных областях применения.

Оставить комментарий

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

No comments yet.

Подпишись на обновления