За останній час у світі вертолітної техніки сталося кілька значущих подій. Американська компанія Kaman Aerospace оголосила про намір відновити виробництво синхроптерів, Airbus Helicopters пообіцяла розробити перший цивільний вертоліт з електродистанційним управлінням, а німецька e-volo - випробувати 18-роторний двомісний мультикоптер. Щоб не заплутатися в усьому цьому розмаїтті, ми вирішили скласти короткий лікнеп за основними схемами вертолітної техніки.
Фотографія: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Вперше ідея літального апарату з несучим гвинтом з'явилася близько 400 року нашої ери в Китаї, проте далі створення дитячої іграшки справа не пішла. Всерйоз інженери взялися за створення вертольота в кінці XIX століття, а перший вертикальний політ нового типу літального апарату відбувся в 1907 році, через всього чотири роки після першого польоту братів Райт. У 1922 році авіаконструктор Георгій Ботезат випробував вертоліт-квадрокоптер, розроблений на замовлення Армії США. Це був перший в історії стійко керований політ техніки такого типу. Квадрокоптер Ботезата зумів злетіти на висоту п'яти метрів і провів у польоті кілька хвилин.
Відтоді вертолітна техніка зазнала безліч змін. З'явився клас гвинтокрилих літальних апаратів, який сьогодні ділиться на п'ять типів: автожир, вертоліт, гвинтокрил, конвертоплан і X-крило. Всі вони відрізняються конструкцією, способом зльоту і польоту, управлінням несучим гвинтом. У цьому матеріалі ми вирішили розповісти саме про вертольоти та їхні основні типи. При цьому за основу була взята класифікація за компонуванням і розташуванням несучих гвинтів, а не традиційна - за типом компенсації реактивного моменту несучого гвинта.
Вертоліт
Фотографія: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Вертоліт є гвинтокрилим літальним апаратом, у якого підйомна і рушійна сили створюються одним або кількома несучими гвинтами. Такі гвинти розташовуються паралельно землі, а їх лопаті встановлюються під певним кутом до площини обертання, причому кут установки може змінюватися в досить широких межах - від нуля до 30 градусів. Встановлення лопатей на нуль градусів називається холостим ходом гвинта або флюгуванням. У цьому випадку несучий гвинт не створює підйомної сили.
Під час обертання лопаті захоплюють повітря і відкидають його в напрямку, протилежному руху гвинта. В результаті перед гвинтом створюється зона зниженого тиску, а за ним - підвищеного. У разі вертольота так виникає підйомна сила, яка дуже схожа на утворення підйомної сили фіксованим крилом літака. Чим більше кут установки лопатей, тим більшу підйомну силу створює несучий гвинт.
Характеристики гвинта визначаються двома основними параметрами - діаметром і кроком. Діаметр гвинта визначає можливості вертольота по зльоту і посадці, а також частково величину підйомної сили. Крок гвинта - це уявна відстань, яка повітряний гвинт пройде в незтискуваному середовищі при певному вугіллі установки лопатей за один оборот. Останній параметр впливає на підйомну силу і швидкість обертання ротора, яку на більшій частині польоту льотчики намагаються тримати незмінною, змінюючи тільки кут установки лопатей.
Фотографія: Phillip Capper / flickr.com