https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82
Вертолёт (гелико́птер) — летательный аппарат тяжелее воздуха, обладающий свойством совершать взлёт и посадку по вертикали, зависать в воздухе и перемещаться в любом направлении. Необходимые для полёта подъёмная сила и тяга создаются одним или несколькими несущими винтами (пропеллерами), которые вращаются двигателем (двигателями). Рулевой винт служит для уравновешивания реактивного момента несущего винта и для управления в полёте.
Аналогичный аппарат с безмоторными несущими винтами называется автожиром.
Преимущества и недостатки[]
К недостаткам вертолётов по сравнению с самолётами можно отнести более низкую скорость, сложность в управлении, высокий расход топлива и, как следствие, высокую стоимость полёта.
Главным достоинством вертолётов является их маневренность: вертолёты способны к вертикальному взлёту, вертикальной посадке, зависанию в воздухе и даже к полёту «задом». Вертолёт может приземлиться (и взлететь) в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта. Кроме того, вертолёты могут перевозить груз на внешней подвеске, что позволяет транспортировать очень громоздкие грузы, а также выполнять монтажные работы.
Ми-26
Применение[]
Вертолёты применяются:
- в армии (переброска войск, боеприпасов и обеспечения, контроль над операцией, связь, разведка, корректировка артиллерийского огня, поиск и уничтожение наземных и воздушных целей, подводных лодок; высадка десанта, охрана границ);
- в полицейских операциях и операциях спецназа;
- в спасательных работах;
- при тушении пожаров;
- в медицине (срочная доставка пострадавшего в больницу);
- в коммерческих перевозках (срочная доставка грузов);
- для съёмок с воздуха;
- для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.
Классификация вертолётов[]
конвертоплан V-22 Osprey
Вертолёты обычно разделяют по аэродинамической схеме, по грузоподъемности, по назначению.
По аэродинамической схеме:
- Одновинтовые с рулевым винтом. Для компенсации крутящего момента используется рулевой винт, создающий тягу в направлении вращения НВ. По этой схеме построено большинство существующих вертолетов;
- Одновинтовые со струйной системой управления. Для компенсации вращательного момента используется система управления погранслоем на хвостовой балке и реактивное сопло на конце. На западе известна как NOTAR, что расшифровывается, как «NO TAil Rotor» или «Без хвостового винта». Пример: MD-500; MD-900 Explorer.
- Одновинтовые с реактивным принципом вращения лопастей. Двигатели расположены на лопастях и на вал несущего винта не передается сильных моментов, как в случае расположения двигателей в фюзеляже. Пример: серийных образцов нет.
- Двухвинтовые продольной схемы. Компенсация происходит за счет наличия двух одинаковых винтов, вращающихся в противоположные стороны и расположенных впереди и в начале фюзеляжа. Пример: CH-47 «Chinook», Як-24.
- Двухвинтовые поперечной схемы. Аналогична предыдущей, но винты расположены на крыльях по бокам фюзеляжа. Пример: В-12 (самый крупный из когда-либо взлетавших вертолетов).
- Двухвинтовые соосной схемы. Компенсация вращательного момента происходит за счет наличия двух одинаковых винтов вращающихся в противоположные стороны и расположенных на одной оси. Пример: Большинство вертолетов УВЗ им. Камова.
- Многовинтовые (вертолетные-платформы). Компенсация происходит за счет наличия равного количества противоположно вращающихся винтов.
- Винтокрылы. Эта схема отличается от вышеперечисленных тем, что для создания пропульсивной тяги используется тянущий/толкающий винт или реактивный двигатель. Тут название «винтокрыл» означает, что несущий винт используется как крыло. Пример: Ка-22.
- Конвертопланы. Эта схема переходного летательного аппарата, который взлетает как вертолет с помощью винта, а в горизонтальном полете летит как самолет, используя винты как пропеллеры. Конвертопланы разделяются на аппараты с поворотной винтомоторной группой, — с поворотным крылом и вертикальные (элементы конструкции не поворачиваются, но аппарат стоит «на хвосте»). Пример: MV-22 Osprey.
По грузоподъемности:
- лёгкие — регламентируются авиационными правилами АП-27;
- средние — регламентируются авиационными правилами АП-29;
- тяжёлые
По назначению:
- Многоцелевые — большинство вертолетов на данный момент подпадают под эту категорию. Это делается из экономических соображений;
- Пассажирские/административные — предназначены для перевозки пассажиров на небольшие расстояния (например аэротакси);
- Транспортные — предназначены для перевозки различных грузов на внешней и внутренней подвеске;
- Вертолеты-краны — предназначены для монтирования конструкций в недоступных горных районах и высотных зданиях.
История[]
Идея летательного аппарата с вертикальным взлетом прослеживается ещё в чертежах Леонардо да Винчи. Однако только в 20-м веке она получила практическое воплощение.
Первый в истории вертикальный полет состоялся 24 августа (по другим источникам, 29 сентября) 1907 года и продолжался одну минуту. Вертолёт, построенный братьями Луи и Жаком Бреге (Louis & Jacques Bréguet) под руководством профессора Шарля Рише (Charles Richet), поднялся в воздух на 50 см.
В 1908-1910 годах русский авиаконструктор Игорь Сикорский построил свои первые два вертолета соосной схемы. Ни один из них не смог взлететь, и Сикорский переключился на постройку самолётов.
Первым человеком, поднявшимся в воздух на вертолёте, был французский производитель велосипедов Поль Корню (Paul Cornu). 13 ноября 1907 он построил вертолёт, поднявший его вертикально в воздух на высоту 50 см и провисевший в воздухе 20 секунд. Но и этот вертолёт был плохо управляемым.
В 1922 году профессор Георгий Ботезат, эмигрировавший после революции из России в США построил по заказу армии США первый устойчиво управляемый вертолёт, который смог подняться в воздух с грузом на высоту 5 метров и находиться в полёте несколько минут.
В следующие три десятилетия учёные и инженеры разных стран совершенствовали вертолёты. Первый полностью управляемый вертолёт, Focke-Wulf Fw 61, поднялся в воздух в 1934 году. Его построили в Германии профессор Генрих Фокке (нем. Heinrich Focke) и инженер Герд Ахгелис (нем. Gerd Achgelis). Высота полёта — 2,5 км, скорость 120 км/ч, время полёта 1 ч. 20 мин.
- Вертолёт одновинтовой схемы в виде модели гелиокоптера в натуральную величину впервые построен Б. Н. Юрьевым в 1910—1912 годах.
- Первый отечественный вертолёт ЦАГИ 1-ЭА создан в начале 1930-х годов.
- Первый отечественный серийный вертолёт — Ми-1 ОКБ под руклводством М. Л. Миля (1948).
26 мая 2005 вертолёт под управлением французского пилота Дидье Дельсаля достиг высшей точки Земли — горы Эверест.
Основные принципы[]
Самолёт способен летать благодаря специальной изогнутой форме крыла, которое движется в потоке набегающего воздуха. Подъёмная сила создаётся за счёт того, что путь, проходимый воздухом над крылом, больше пути потока воздуха под крылом, и, соответственно, скорость верхнего потока выше. Согласно закону Бернулли, на крыло начинает действовать сила, направленная в сторону потока с большей скоростью. Вертолёт использует тот же принцип, но роль крыльев у него играют лопасти несущего винта.
Вращение несущего винта создаёт подъёмную силу, но оно же создаёт силу отдачи, стремящуюся закрутить вертолёт в обратном направлении. Чтобы компенсировать вращательный момент, обычно используется дополнительный маленький вертикальный хвостовой винт. Если этот винт встроен в хвостовое оперение, то его называют фенестроном.
Ка-52 «Аллигатор»
Другим вариантом является два больших несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях на одной оси. Второй винт называется аэродинамически симметричным соосным несущим винтом. Этот вариант использован, например, в российском Ка-50. Возможным недостатком такой схемы, в случае недостаточной продуманности конструкции, является повышенная вероятность схлёстывания лопастей винтов при резком боковом манёвре.
Есть ещё вертолёты, которые используют эффект Коанды (прилипание струи жидкости или газа к твёрдой поверхности), чтобы компенсировать вращательный момент без дополнительных винтов.
Максимальная скорость вертолёта ограничена ввиду недопустимости постоянного достижения скорости звука на крайних участках лопастей (общая максимальная скорость на краю лопасти равна диаметру диска вращения ротора, помноженному на обороты в секунду + скорость самого вертолёта) что привело бы к разрушению конструкции.
Когда вертолёт летит вперёд, лопасти, движущиеся вперёд, имеют бо́льшую скорость относительно воздуха, чем движущиеся назад. В результате одна из половин винта создаёт бо́льшую подъёмную силу, чем другая, и вертолёт поворачивает вбок. Чтобы этого не проиcходило, используется механизм компенсации, встроенный в автомат перекоса, чтобы угол наклона лопастей в левой и правой половине винта был бы различен.
Кроме того, винт создаёт вибрацию, угрожающую разрушением конструкции. Поэтому в большинстве случаев применяется активная система гашения возникающих колебаний.
Управление[]
Выбор направления движения вертолёта производится с помощью 'автомата перекоса', меняющего угол атаки лопастей несущего винта в соответствии с положением ручки управления. Если ручка наклонена вперёд, угол атаки лопастей в задней полуплоскости увеличивается, а в передней — уменьшается. Плоскость вращения винта наклоняется, и вектор его тяги смещается от вертикали немного вперёд. Вертолёт начинает горизонтальное движение. Отклонение ручки управления в другую сторону сответственно меняет и наклон вектора тяги, позволяя вертолёту двигаться в любом направлении, в том числе и назад. При вертикальном положении ручки вектор тяги направлен строго вверх — вертолёт висит на месте.
Для поворотов вправо или влево меняется угол наклона лопастей хвостового винта или, в случае соосных винтов, создаётся разность скоростей (управляется посредством педалей). Для крена (наклонов вправо-влево) или тангажа (наклонов вперёд-назад) меняется угол несущего винта (управляется посредством ручки). Можно также менять угол атаки (угол наклона) лопастей или мощность мотора, регулируя его подъёмную силу.
См. также[]
- Автожир
- Винтокрыл
- Турболёт
- Вертолётоносец
Ссылки[]
- Все вертолеты мира — самая полная интернет-энциклопедия вертолетов
- Российские боевые вертолеты — Фото, инфо, техническая характеристика вертолетов.
- Аэродинамика вертолётов (англ.) — подробное описание явлений, связанных с полётом вертолёта. Обсуждение без формул, с картинками.
- http://www.vertolet-media.ru/
- www.modelka.kiev.ua - Схемы, чертежи моделей вертолетов.
- www.ruswar.com/ Вертолеты в Афганистане 1979-1989, коллекция военной фотографии
Шаблон:Воздушные суда
ar:هليكوبتر bg:Хеликоптер bs:Helikopter ca:Helicòpter cs:Vrtulník da:Helikopter de:Hubschrauber en:Helicopter eo:Helikoptero es:Helicóptero et:Helikopter fa:بالگرد fi:Helikopteri fr:Hélicoptère gd:Heileacoptair gl:Helicóptero he:מסוק hr:Helikopter hu:Helikopter id:Helikopter it:Elicottero ja:ヘリコプター ko:헬리콥터 lt:Sraigtasparnis lv:Helikopters ms:Helikopter nl:Helikopter nn:Helikopter no:Helikopter pl:Śmigłowiec pt:Helicóptero ro:Elicopter simple:Helicopter sk:Vrtuľník sl:Helikopter sr:Хеликоптер sv:Helikopter th:เฮลิคอปเตอร์ tr:Helikopter ug:تىك ئۇچار ئايروپىلان uk:Гелікоптер vi:Máy bay trực thăng zh:直升機 zh-min-nan:Ti̍t-seng-ki