Авиация Вертолёт - Основные принципы

22 января 2011


Оглавление:
1. Вертолёт
2. Этимология
3. Предыстория
4. История
5. Россия
6. Основные принципы
7. Преимущества и недостатки
8. Применение
9. Управление
10. Техника безопасности

Самолёт способен летать благодаря повышенному давлению воздуха под крылом и пониженному давлению над крылом, возникающем при движении крыла относительно воздуха. Вертолёт использует тот же принцип, но роль крыльев у него играют лопасти несущего винта.

Вращение несущего винта создаёт подъёмную силу, но оно же создаёт вращательный момент, стремящийся закрутить фюзеляж вертолёта в обратном направлении. Чтобы компенсировать реактивный момент, обычно используется дополнительный вертикальный рулевой винт. Если рулевой винт выполнен в виде вентилятора, встоенного в вертикальное хвостовое оперение, то его называют фенестроном.

Другим вариантом компенсации реактивного момента является два 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. Вертолёты такой схемы обладают меньшей эффективностью, по сравнению с одновинтовыми схемами, за счёт интерференции винтов. Это обусловило применение таких вертолётов в условиях стесненного пространства, например, для палубной авиации. Нельзя забывать, что у соосной схемы есть неустранимый конструктивный порок — повышенная вероятность схлёстывания лопастей винтов при резком манёвре. Это связано с тем, что гироскопические моменты винтов разнонаправлены. Легко видеть, что при любом манёвре, конус лопастей верхнего винта заваливается в правую сторону, а нижнего — в левую. При достаточно резком манёвре лопасти перехлестываются.

Очень интересны вертолёты, которые для компенсации реактивного момента используют эффект Коанды. Эти вертолёты обходятся вообще без дополнительных винтов. Вкратце: эффект Коанды состоит в том, что струя жидкости или газа «прилипает» к обтекаемой твёрдой поверхности. На вертолётах такой схемы часть реактивного момента компенсируется за счёт взаимодействия струи от несущего винта со струей воздуха, выпускаемой через узкую щель, проходящую по всей длине хвостовой балки, часть — за счёт реактивной тяги щелевого сопла, расположенного в конце хвостовой балки. Пример такого вертолёта — MD 500.

Максимальная скорость вертолёта ограничена ввиду недопустимости постоянного достижения скорости звука на крайних участках лопастей, что привело бы к разрушению конструкции.

Когда вертолёт летит вперёд, лопасти, движущиеся вперёд, имеют большую скорость относительно воздуха, чем движущиеся назад. В результате одна из половин винта создаёт большую подъёмную силу, чем другая, и возникает дополнительный кренящий момент. Чтобы этого не происходило, используется механизм компенсации, встроенный в автомат перекоса, чтобы угол наклона лопастей в левой и правой половине винта различался. Кроме того, для снижения этого эффекта применяют дополнительные крылья — аэродинамическая схема «винтокрыл». За счет дополнительной подъёмной силы на крыльях удается разгрузить несущий винт, снизить общий шаг винта и несколько снизить интенсивность эффекта кренения, а максимальную скорость — увеличить.

Кроме того, винт создаёт вибрацию, угрожающую разрушением конструкции. Поэтому в большинстве случаев применяется активная система гашения возникающих колебаний.

Просмотров: 17067

<<< Охотник (автожир)

Летающий кран >>>