Вертолеты

Вертолет, летательный аппарат тяжелее воздуха с верти- кальными взлетом и посадкой, подъемная сила в котором соз- дается одним или несколькими (чаще двумя) несущими винтами.Слово "вертолет" введено вместо иностранного "геликоптер". Вертолет взлетает вертикально вверх без разбега и совер- шает вертикальную посадку без пробега, неподвижно висит над одним местом, допуская поворот вокруг вертикальной оси в лю- бую сторону, производит полет в любом направлении со скорос- тями от нуля до максимальной.

При вынужденной остановке дви- гателей в полете вертолет может совершить планирующий спуск и посадку, используя самовращение (авторотацию) несущих вин- тов. Во избежание срыва потока с лопастей и для увеличения скорости полета некоторые вертолеты имеют небольшое крыло, разгружающее несущие винты.В зависимости от способа уравновешивания реактивного мо- мента несущего винта различают вертолеты: одновинтовые (с хвостовым винтом или с реактивным приводом несущего винта), двухвинтовые (соосные; продольной схемы; с перекрещивающими- ся осями несущих винтов; с поперечным расположением несущих винтов, или поперечной схемой) и многовинтовые.

Из них полу- чили распространение вертолеты: одновинтовые с хвостовым винтом (без крыла и с крылом); двухвинтовые соосные и верто- леты продольной схемы. Вертолеты любой схемы состоят из планера аналогичного са- молетному (фюзеляж, шасси, органы управления, электро ра- дио- и навигационное оборудование и т.д.), винтовой несущей системы (несущих винтов), двигательной (силовой) установки, трансмиссии (привода). Одновинтовые вертолеты с механичес- ким приводом, кроме того, имеют хвостовой винт и систему уп- равления им. Подавляющее большинство конструкций несущих винтов верто- летов выполнено с шарнирной подвеской лопастей. Такая под- веска дает возможность лопастям совершать маховое движение, обеспечивающее балансировку вертолета во всем диапазоне ско- ростей полета.

В то же время маховое движение лопастей ста- вит предел увеличению скорости полета вертолета свыше 350-370 км/час из-за срыва потока на них. В 1965 году появи- лись вертолеты американской фирмы "Локхид" с безшарнирными полужесткими винтами, у которых маховое движение концов ло- пастей осуществляется вследствие упругого изгиба лопастей.

А в 60-е годы ХХ века начались разработки конструкций жестких винтов, у которых практически устранено маховое движение.Такие винты могут быть применены только в двухвинтовой соос- ной системе, обеспечивающей балансировку и управление верто- лета. Жесткие соосные винты не имея срыва потока позволят довести скорость полета до 500-600 км/час. Основные три ти- па конструктивного выполнения лопастей - смешанная конструк- ция со стальным трубчатым лонжероном; цельнометаллическая конструкция с прессованным из алюминиевого сплава лонжеро- ном; цельностеклопластиковая лопасть.

Аэродинамическая ком- пановка лопастей зависит от назначения вертолета и опреде- ляется условиями взлета, значением максимальной скорости конца лопасти при максимальной скорости полета.

Управление несущими винтами состоит из двух систем: цикли- ческого управления шагом лопастей и управления общим шагом лопастей. Циклическое управление шагом лопастей выполняется автоматом перекоса, изобретенным Б.Н.Юрьевым в 1911 году. Автомат перекоса расположен на оси винта и состоит из двух колец, подвешенных на кардане к неподвижной опоре.Внутрен- нее кольцо соединено с тягами продольного и поперечного уп- равления; внешнее кольцо - с тягами управляющими лопастями.

Под действием тяг управления внутреннее кольцо автомата пе- рекоса наклоняется, вызывая синусоидальное изменение углов установки лопастей в осевом шарнире и появлением горизон- тально составляющей тяги несущего винта, которая вызывает поступательное движение вертолета и наклоняет его в сторону движения.Управление общим шагом лопастей осуществляется од- новременным поворотом их в осевом шарнире относительно про- дольной оси лопасти посредством рычагов и тяг и служат для изменения вертикального режима полета: при одновременном увеличении угла установки всех лопастей вертолет поднимает- ся; при одновременном уменьшении углов - опускается.

Про- дольное и поперечное управление вертолетом осуществляется через автоматы перекоса; путевое управление - изменением ша- га лопастей хвостового винта (на одновинтовых вертолетах) или одновременным изменением общего шага лопастей в противо- положных направлениях (на соосных вертолетах). При переходе на режим безмоторного планирования (режим самовращения несу- щих винтов) опусканием рычага общего шага уменьшают угол ус- тановки лопастей до 3-5 градусов.

Наибольшего развития вертолетостроение достигло в России (научно-конструкторские коллективы под руководством М.Л.Ми- ля и Н.И.Камова), в США (фирмы "Сикорский", "Боинг", "Белль", "Каман"). Франции ("Сюд-авиасьен"), Англии ("Уэс- тленд") и Италии ("Агуста"). Вертолеты широко применяются в народном хозяйстве, на работах по борьбе с сельскохозяй- ственными вредителями и болезнями садов, виноградников и ценных технических культур, а также по подкормке посевов; для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении геологоразведочных работ, для гравеметрической съемки, для разведки ледовой обстановки, для патрулирования линий высо- кого напряжения, газо- и нефтепроводов, для перевозки и мон- тажа крупногабаритного обородувания, установки мачт и других монтажных работ, для санитарных и спасательных работ и т.д.