Устройство вертолета

Гироскопическая прецессия

Вращающейся ротор вертолета ведет себя подобно гироскопу, у которого гироскопическая прецессия вызывает расхождение вектора его перемещения от вектора силы, воздействующей на гироскоп. Это расхождение составляет примерно 90 градусов в направлении вращения от точки приложения силы (Рисунок 8).

Это означает, что из-за гироскопической прецессии, лопасть с возросшим шагом и лопасть с уменьшенным шагом достигнут своего максимально и минимально отклонения от горизонтальной плоскости (взмаха), повернувшись на 90 градусов. Поэтому, для наклона вертолета вперед, максимальный угол шага лопасти устанавливается, когда лопасть перпендикулярна продольной оси вертолета, так как максимальный ее взмах и тяга возникнет, из-за гироскопической прецессии, когда лопасть будет проходить над хвостовой балкой вертолета.

Robinson – 44 до 3 пассажиров

Robinson R 44 — лёгкий многоцелевой четырёхместный однодвигательный коммерческий вертолёт, производства компании “Robinson Helicopter” США. Первый полёт совершил 31 марта 1990 года. Вертолёт с металлическими шасси, предназначенными для посадки на твердый грунт. Носит обозначение Robinson R44 Raven, вертолёт с поплавками для посадки на воду — Robinson R44 Clipper. Данная модель вертолета является одной из самых популярных из своего класса. Количество дверей: 4. Дальность полета 650 км., длительность беспосадочного полета до 3,5 часов, крейсерская скорость 210 км. час, максимальная скорость 240 км. ч., максимальная высота 4250 м. Длина фюзеляжа 9,06 м., диаметр с винтом 11, 75 м.. Кроме использования в крупных городах России вертолеты активно используются на Алтае и в Сибири, отлично зарекомендовав себя при полетах в различной местности и разных температурах. Комфортабельный салон с большой площадью остекления всей кабины создают хороший обзор для пассажиров и пилота.

Органы управления и приборы

На сегодняшний день органы управления вертолетом стандартизованы. В распоряжении пилота имеются две педали, ручка «шаг-газ» под левой рукой и вертикальная ручка-джойстик. Ручка «шаг-газ» регулирует общий шаг винта (перемещение ручки) и мощность на валу двигателя (поворот ручки). Вертикальная ручка позволяет управлять циклическим шагом несущего винта (отклонение вперед/назад обеспечивает управление по тангажу, влево/вправо — по крену). Управление по рысканью осуществляется педалями.

Перечень приборов зависит от степени развитости авионики вертолета. Стандартный набор — это средства внутренней связи и радиосвязи, альтиметр, гирогоризонт, указатель скорости, приборы контроля состояния двигателя и остатка топлива. Помимо этого, в список могут входить системы позиционирования, распознавания «свой-чужой» и электронные карты с указанием полетного маршрута и запретных зон.

Как видите, в управлении современным вертолетом нет ничего сложного. Во всяком случае, он куда проще виртуального Ил-2.

Ну что ж, вот мы и совершили очень беглое знакомство с одним из важнейших направлений современной авиации. Я надеюсь, что, если судьба вытащит вас из какой-нибудь Матрицы и усадит в пилотское кресло боевого вертолета, вы не перепутаете педали. Будьте счастливы при малейшей возможности.

Авторотация

Этот термин характеризует безмоторный полет вертолета, то есть, когда двигатель остановлен, а основной ротор вращается по инерции и из-за действия потока воздуха на лопасти при снижении. Когда двигатель вращает основной ротор в нормальном полете, поток воздуха является нисходящим через диск ротора. Когда же двигатель останавливается в полете и вертолет входит в снижение с авторотацией, поток воздуха становится восходящим через диск ротора. Этот восходящий поток воздуха и перевод лопастей на отрицательный шаг заставляют ротор продолжать вращаться и сохраняют управляемость вертолетом при снижении и посадки.

Вертолет со способностью к авторотации имеет обгонную муфту в системе ротора, которая позволяет лопастям основного ротора продолжать свободно вращаться, даже если двигатель остановился. Совершенно не обязательно для модели вертолета иметь возможность авторотации, но если этого нет, то основной ротор довольно быстро остановиться, если двигатель заглохнет в полете и авария с большим ущербом фактически неизбежна.

Кто изобрел?

Забегая вперед, можно сказать, что весь мир должен благодарить за это русских инженеров. Они создали ведущие технологии, которые используются и по настоящий момент. Но стоит начать с начала.

Если углубиться в историю создания многих современных приспособлений, то может показаться, что каждое из них изобрел да Винчи. Это почти так, и чертежи чего-то подобного вертолету тоже вышли именно из-под его руки. Древнейшим обнаруженным упоминаниям более полутора тысяч лет, это схемы летательной конструкции, которая могла взлетать вертикально вверх за счет силы вращающегося винта. Это был винт на палочке, которую нужно было зажимать в руках и раскручивать.

Изобретение использовали для забавы, никто не подумал, что оно может быть на самом деле полезным.

Практическое применение нашел да Винчи. Его чертежи сделаны в 1475 году, и это было полноценное летательное средство. Правда оно относилось к механическим и должно было подниматься в воздух за счет мышечной работы человека. И оно тоже должно было взлетать вертикально вверх. Создатель проекта не реализовал его, из-за чего эксперты и сейчас не прекращают спорить, полетел бы этот аппарат или не смог.

Михаил Ломоносов зашел дальше набросков, он попытался сделать аппарат, который планировал поднять в небо. Предполагалось, что он будет использоваться для метеорологии и запускать ввысь измерительные приборы. У этого устройства была пара винтов, пилота не предполагалось. Конструкция была создана, не смогла полететь.

Очередное подобие вертолета, которое так и не полетело, было создано в 1860 году. Создателем стал Понтон д’Амеркур. Пара винтов начинали вращаться под воздействием энергии от парового двигателя. Испытания прошли неудачно, вертикального полета не состоялось.

Позднее в науке был совершен прорыв — создание двигателя внутреннего сгорания. Это позволило существенно повысить КПД и значительно снизить вес конструкции. В 1907 году братья Жаком и Луи Бреге сделали то, что не удавалось ранее. Высота вертикального полета составила 50 см, продолжительность — менее минуты. У этого вертолета было два двигателя и четыре винта, он весил около полутонны.

Параллельно братьям Бреге работы вел Поль Корню. Ему тоже удалось поднять свой летательный аппарат на 50 см. В полете он продержался не более 20 секунд, но есть существенное отличие: это был не беспилотник, сам создатель его пилотировал.

Следующая заметная попытка принадлежала разработчику из Аргентины по имени Рауль Патерас. Он смог преодолеть на своем устройстве целых 736 метров, разогнавшись до сотни километров в час. И благодаря этому люди наконец-то поняли, насколько недооценена данная технология. Так началась новая гонка, в результате которой появился первый современный вертолет.

10 позиция Ту-144

Это самый быстрый пассажирский самолет в мире. Аппарат, разработанный в России, стал первым бортом «пацифистского» типа, преодолевшим гиперзвуковую планку. Гордость российских авиаконструкторов впервые поднялся в небо в 1968. За год инженеры модернизировали машину, и уже в 1969 Ту оказался способным развить скорость в 2500 км/ч. По сравнению с обычными лайнерами это было (и есть) невероятно.

Несмотря на десятилетия, прошедшие со старта производства и первого полёта, конкурентов у 144-го Ту практически нет и сейчас. Конечно, отчасти это связано с коммерческими факторами, но тем не менее.

С рекордной скоростью лайнер перемещается на 11-километровой высоте.

Одновинтовые схемы с реактивным принципом вращения лопастей

В этих схемах из-за отсутствия трансмиссии, передающий крутящий момент от силовой установки к несущему винту, не требуется компенсация реактивного момента. Преимуществом таких схем является простая конструкция, а общим недостатком можно считать небольшую скорость при значительном расходе топлива.
Для управления по рысканью может использоваться рулевой винт, отклоняемые поверхности либо реактивные устройства.

Опытный вертолёт В-7

Существуют различные варианты этой схемы:

• с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей;
• с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), в этом случае лопасти несущего винта изготавливаются из жаропрочных сплавов;
• компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей;
• также в ряде экспериментальных вертолётах начала XX века роль реактивных двигателей играли пропеллеры, установленные на концах лопастей, например вертолёт Кёртиса-Блекера.

Самый первый реактивный вертолёт спроектировал и построил немецкий конструктор Добльгоф.
Экспериментальные реактивные вертолёты строились также в Польше, в США их разработкой по заказу военных довольно долго занималась фирма «Хьюз». Однако большего успеха добилась американская компания «Hiller», которая выпускала вертолёты YH-32 «Хорнет» и HJ-1 «Колибри» малыми сериями для армии, флота и полиции.
В 1956 году в американец российского происхождения Евгений Глухарев поднял в воздух первый реактивный ранцевый вертолёт MEG-1X.
В настоящий момент вертолёты с реактивным приводом серийно не производятся.

Основным преимуществом такой схемы является простая и сравнительно лёгкая конструкция, исключающая сложную трансмиссию.
Главными недостатками такой компоновки считается:

• слишком большой расход топлива;
• шумность;
• сложность изготовления герметичных втулок;

Для варианта с воздушно-реактивными двигателями к тому же:

• сложности с безопасным снижением на авторотации;
• необходимость в дополнительном стартовом устройстве, которое раскручивает несущий винт;
• большая заметность в тёмное время суток из-за ярких огней двигателей.
• огонь, вырывающийся из сопел(«привод горячего цикла») ослепляет пилота, особенно в ночное время.

Применение вертолетов

Модели вертолетов можно условно поделить на группы «по применению». Модель может приобретаться не только с целью «полетать». К этому приходят многие моделисты, которые уже «налетались» и хотят каким-то образом двигаться дальше. О целях – подробнее.

Для отдыха

Большинство моделистов покупают модель вертолета для отдыха. Это наиболее обширная группа, в нее попадают игрушки и модели хобби. Какие тут могут быть «области применения»? Да самые обычные: отдохнуть после рабочего дня, полетать в свое удовольствие, похвастаться друзьям. Такая модель должна иметь следующие характеристики: быть небольшой, не требовать много места для полетов и специально оборудованных площадок. Предполетная подготовка и обслуживание после полетов (зарядка, мойка, починка) не должно занимать много времени. Также желательно, чтобы модель была дешевой и безопасной. Выдающиеся летные характеристики для такой модели – не основной показатель.

Для соревнований

Для обучения, тренировок, совершенствования навыков пилотирования и участия в соревнованиях нужна совершенно другая модель. В эту же группу можно отнести те модели хобби-класса, на которых можно обучаться и тренироваться, отрабатывать фигуры и элементы программ соревнований. На такой модели не полетаешь во дворе, да это и не требуется.

• Для начального обучения и тренировки. Годится практически любая модель 30-50 класса. Модель может «расти» вместе с пилотом, до определенного предела, постепенно оснащаясь более качественной электроникой, более качественными деталями (т.н. «апгрейдами») и так далее.
• Для FAI F3C. Специальные вертолеты, предназначенные для выполнения фигур «классического» пилотажа. Пилотажный комплекс можно выполнить практически на любом вертолете этой группы, но только специальный вертолет позволит спортсмену исполнить его безукоризненно. Некоторые модели имеют даже специальную конструкцию головы ротора, предназначенную именно для более четкого выполнения определенных фигур комплекса F3C.
• Для 3D. Эти модели имеют значительный избыток мощности. Вертолет для 3D – это не только определенная модель, это еще и специальные настройки. Настройка вертолета для 3D производится таким образом, чтобы получить наибольшую маневренность и резкость. Гироскоп при этом настраивают для обеспечения постоянной угловой скорости при выполнении пируэтов, в то время как для исполнения комплекса F3C, гироскоп настраивают обеспечения более точной фиксации хвоста. Продвинутые модели гироскопов имеют для этого специальные режимы.

Настройка моделей для соревнований – тема очень обширная, далеко выходящая за рамки данной статьи. Ведущие спортсмены иногда опубликовывают специальные списки установок (set-up’ы), которые были использованы на соревнованиях. Тем не менее, идеально настроенный вертолет хоть и является подмогой на соревнованиях, но отнюдь не заменяет мастерства пилота.

Для специальных целей

Многие новички мечтают приобрести вертолет с целью «поставить на него камеру и летать». Конечно, в подавляющем большинстве случаев это утопия, и все вовсе не так просто, как кажется непосвященному человеку. Тем не менее, модели вертолетов пытаются применять для различных целей, таких как военная разведка, фото и видеосъемка и тому подобные. К сожалению, чрезвычайная сложность модели, и, как следствие, ненадежность мешают развитию данного направления.

Переходные устройства

Переходные автоматы широко применяются на вертолетах различных производителей. К преимуществам устройств следует отнести стабильность. Наклон по тангажу регулируется только передними стойками. Предельный угол наклона по тангажу у модификаций данного типа равняется 35 градусов.

Подшипники у автоматов, как правило, применяются сферического типа. При этом накладки под них встречаются очень редко

Отдельно важно отметить, что существуют модификации под автожиры. Стойки у них применяются вытянутой формы

Тарелки довольно часто фиксируются в верхней части механизма. Циклический шаг лопастей зависит от размеров фиксированного кольца. Блокировка у стойки встречается довольно часто. Над тарелкой находятся втулки, которые защищают лопасти.

ВЕРТОЛЕТ AUGUSTA 105 ДО 4 ПАССАЖИРОВ

Одна из первых моделей вертолетов производства итальянской компании AugustaWestland, которая ранее выпускала по лицензии модели вертолетов Bell и Sikorsky.Основным эксплуатантом является армия Италии.  Вмещает до 4 человек.
Высокий уровень комфорта, элегантность и безопасность, вместительный и стильный салон, низкий уровень шума и вибрации. Используется первыми лицами РФ.
Надежность, вместительный топливный бак, высокая крейсерская скорость делают этот вертолет лидером в своем сегменте по перемещению из одного пункта в другой. В РФ в Томилино, Московская область создано сборочное предприятие AW 139.  Экипаж: 1-2,  Количество пассажиров: 4, двигателей: 2 ГТД,  крейсерская скорость: 250 км/час, дальность полета: 600-965 км, время полета: 2,5-5 ч., пустой вес: 1570 кг.

Техническое обслуживание всех вертолетов производится согласно требованиям фирм производителей и авиационных правил Российской Федерации.

И вот как это было в Чечне

«Ужас неожиданных ударов» с вертолетов Ка-50.

«Но самым большим впечатлением от работы «акул» в Чечне стала новая боевая тактика. Даже самый прекрасный вертолет уязвим. И сбить ту же «акулу» большого труда не составит. Но это — если следовать наставлениям, писанным еще в середине прошлого века, и летать прямо над полем боя. А вот по новой тактике ударные вертолеты барражируют в безопасном районе, ожидая команды на атаку. Получив целеуказание, они стремительно выходят в район атаки, наносят снайперский удар — и сразу же уходят из зоны боя.

Но кто наводит новейшие винтокрылы на цель? Раньше это делали наземные наблюдатели по радио. Нынче это опасно: боевики оснащены сверхсовременными системами радиоперехвата. Подслушав переговоры наводчика с вертолетами, они либо ускользают от удара, либо уничтожают вертолет метким огнем.

А вот Ка-50 в Чечне стал для бандитов сущим ужасом. Ведь наводились его удары не с земли и не голосом, а с летающего командного пункта-вертолета, причем в виде кодированных цифровых сигналов. Перехватить и расшифровать эти сигналы бандиты не могли, и потому удары обрушивались на них, подобно грому среди ясного неба. Летающий командный пункт должен быть оборудован самыми современными системами наблюдения, получать дополнительную информацию со спутников, с самолетов типа АВАКС и от наземных авианаводчиков, тоже связанных с системами воздушно-космической разведки.

…Группа из трех вертолетов действовала как единый боевой организм. Воздушный пункт наблюдения и целеуказания — Ка-29ВПНЦ — летал на высоте, недосягаемой для переносных зенитно-ракетных комплексов типа «Игла». Он держал закрытую телекодовую связь с «акулами». На экранах дисплеев Ка-50 высвечивалась вся информация о местонахождении, рельефе местности, координатах целей. Ка-50 оборудовали отечественной спутниковой навигационной системой «Абрис», позволявшей летать по цифровой карте местности с огибанием рельефа фактически вслепую и выходить на цель с точностью в несколько метров («Крокодилы» против «Акул». ufo-online.ru)

Чем водородная бомба отличается от атомной

Примечания

Вертолеты Игоря Сикорского. Краткая история.

Модификации вертолета МИ-8

За все годы истории, после выхода первого прототипа было выпущено множество различных модификации данной летательной машины. Причем, каждая из этих модификации предназначалась для выполнения определенных целей. Все возможные вариации моделей вертолетов снабжались самым разным оборудованием, в зависимости от целей применения. Все модели данного вертолета можно условно разделить на несколько типов:

1. Опытные. Первые образцы, как самого МИ-8, так и его модификации. Иными словами это различные модели данного вертолета, в которые вносили те или иные изменения.
2. Пассажирские. Из названия понятно, что данные модели вертолетов служат для перевозки пассажиров. Причем, речь идет как о гражданских лицах, так и о военных. В обоих случаях он способен вместить в себе 18-30 человек, в зависимости от модификации, что делает его очень привлекательным для этой цели.
3. Транспортные. МИ-8 способен нести на себе груз с общей массой до 4 тонн. Не многие вертолеты могут похвастаться подобными характеристиками. А из-за возможности использования его для выполнения многоцелевых задач он и вовсе остается вне конкуренции.
4. Многоцелевые. Помимо всех вышеизложенных способов применения, МИ-8 способен совершать еще один ряд различных боевых задач. Хорошим примером тому может служить установка противопехотных мин в количестве до 200 штук. В некоторых случаях их используют для выполнения ряда технических и ремонтных работ, благодаря специальному оборудованию. Известны случаи использования МИ-8 и на поисковых и спасательных операциях. Порой, его используют и как воздушный госпиталь, опять же, с использованием специального оборудования.

Отдельно стоит отметить одну из самых новых модификации вертолета МИ-8, которую сконструировали буквально в конце прошлого года — МИ-8МТВ-5. Именно эта модификация изначально разрабатывалась с целью ведения боевых действий в самых различных климатических условиях. В отличии от старых моделей, здесь ввели возможность перевоза крупногабаритных грузов путем крепления на внешнюю подвеску вертолета. А благодаря своим боевым и скоростным характеристикам, у новой версии вертолета появилась возможность вести огневую поддержку для союзной пехоты. Причем, именно благодаря новейшему оборудованию, вовсе не обязательно вести огневую поддержку в дневных условиях.

Подъемная сила при косом обтекании

В горизонтальном полете вертолета подъемная сила несущего винта возрастает из-за повышения скорости воздушного потока и увеличения количества воздуха, проходящего через ротор, за единицу времени. Дополнительная подъемная сила при косом обтекании возникает при любом горизонтальном перемещение и прямо пропорциональна горизонтальной скорости вертолета. Дополнительная подъемная сила легко распознается в полете улучшением летных качеств вертолета.

Поскольку подъемная сила от перемещения пропорциональна скорости воздушного потока, то она возникает не только при горизонтальном перемещении вертолета, но и при висении, когда дует ветер. Дополнительная подъемная сила, возникающая при ветре, может и помогать и мешать. Положительным является возможность уменьшить мощность двигателя при висении или горизонтальном полете. Но, если ветер порывистый, полет будет трудно управляемым, поскольку подъемная сила увеличивается при возрастании скорости ветра и уменьшается, как только ветер стихает. По этой причине необходимо выполнять висение только при устойчивом ветре со скоростью не более 3- 5 метров в секунду.

Одновинтовые схемы с реактивным принципом вращения лопастей

В этих схемах из-за отсутствия трансмиссии, передающий крутящий момент от силовой установки к несущему винту, не требуется компенсация реактивного момента. Преимуществом таких схем является простая конструкция, а общим недостатком можно считать небольшую скорость при значительном расходе топлива.
Для управления по рысканью может использоваться рулевой винт, отклоняемые поверхности либо реактивные устройства.

Опытный вертолёт В-7

Существуют различные варианты этой схемы:

• с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей;
• с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), в этом случае лопасти несущего винта изготавливаются из жаропрочных сплавов;
• компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей;
• также в ряде экспериментальных вертолётах начала XX века роль реактивных двигателей играли пропеллеры, установленные на концах лопастей, например вертолёт Кёртиса-Блекера.

Самый первый реактивный вертолёт спроектировал и построил немецкий конструктор Добльгоф.
Экспериментальные реактивные вертолёты строились также в Польше, в США их разработкой по заказу военных довольно долго занималась фирма «Хьюз». Однако большего успеха добилась американская компания «Hiller», которая выпускала вертолёты YH-32 «Хорнет» и HJ-1 «Колибри» малыми сериями для армии, флота и полиции.
В 1956 году американец российского происхождения Евгений Глухарев поднял в воздух первый реактивный ранцевый вертолёт MEG-1X.
В настоящий момент вертолёты с реактивным приводом серийно не производятся.

Основным преимуществом такой схемы является простая и сравнительно лёгкая конструкция, исключающая сложную трансмиссию.
Главными недостатками такой компоновки считается:

• слишком большой расход топлива;
• шумность;
• сложность изготовления герметичных втулок;

Для варианта с воздушно-реактивными двигателями к тому же:

• сложности с безопасным снижением на авторотации;
• необходимость в дополнительном стартовом устройстве, которое раскручивает несущий винт;
• большая заметность в тёмное время суток из-за ярких огней двигателей.
• огонь, вырывающийся из сопел(«привод горячего цикла») ослепляет пилота, особенно в ночное время.