головна сторінка головна сторінка головна сторінка головна сторінка

Вертольоти й автожири

Наука и техника
 
ru - ua - en - fr - by - de - es

Близько 1500 року Леонардо да Вінчі зобразив проект вертольота із гвинтом, що приводяться в рух вручну. Пізніше інші винахідники розробили літаючі моделі, оснащені двигунами. Але перші вертольоти, що представляли практичний інтерес, з'явилися тільки в 19309е роки

Для того щоб утримуватися в повітрі, літакам необхідно рухатися вперед. Рух крила крізь повітря створює силу, протилежну спрямованої вниз силі притягання. Вертольоти ж можуть зависати в повітрі, тому що піднімальна сила створюється за рахунок обертання їх "крил". Так само, як у літаків, піднімальна сила створюється потоком повітря, що обгинає поверхні крила

Ці вузькі крила вертольота називаються лопатами. Обертання комплекту лопат, називаному ротором, повідомляється двигуном. А от в автожиру пропелер рухає літальний апарат уперед, що й виникає при цьому потік повітря змушує ротор обертатися, як вітряний млин. Як і у вертольота, це обертання створює необхідну піднімальну силу

При зависанні вертольота піднімальна сила рівняється його масі. Щоб вертоліт набирав висоту, збільшення піднімальної сили досягається шляхом збільшення кута передньої крайки лопат стосовно горизонталі, називаного кутом атаки. Для одночасного збільшення кута атаки всіх лопат пілот використовує важіль, називаний збірним перемикачем кроку. При зниженні піднімальна сила зменшується шляхом зменшення кута атаки


Напрямок руху

Напрямок руху При горизонтальному польоті вперед ротор небагато нахиляється вперед, щоб забезпечувати піднімальну силу й рухати вертоліт по повітрю. Для цього кут атаки кожної з лопат збільшується, коли вони виявляються позаду, і зменшується - спереду. Ротор може нахилятися й в інших напрямках, змушуючи вертоліт рухатися назад або в сторони. Пілот управляє нахилом ротора за допомогою важеля циклічного кроку. Коли висячий вертоліт починає рухатися вперед, він може нахилятися на один бік. Це відбувається тому, що за рахунок потоку повітря назустріч вертольоту підвищується швидкість щодо повітря лопати, що обертається вперед, у той час як швидкість лопати, що обертається назад, зменшується. Таким чином, піднімальна сила звичайно більше з одного борту вертольота й менше - з іншого. Для подолання цієї

проблеми лопати кріпляться на шарнірах, що робить їх більш гнучкими й змушує злегка звиватися догори при обертанні вперед. Це приводить до зменшення піднімальної сили й протидіє її збільшенню внаслідок підвищення швидкості лопат щодо повітря. У результаті вертоліт не зазнає небажаному нахилу


Стабілізація

СтабілізаціяУ польоті однороторний вертоліт має тенденцію до повільного обігу навколо своєї вертикальної осі. Це пояснюється третім законом Ньютона: на всяку дію є рівна по силі протидія. Іншими словами, коли вертоліт повідомляє силу (дія) ротору, обертаючи його, ротор у свою чергу буде повідомляти протилежно спрямовану силу (протидія) вертольоту. Оскільки вертоліт відносно важче, він буде звертатися повільно, однак обертаючій силі однаково необхідно протиставити інш силу, що компенсує

Більшість вертольотів мають один основний ротор і комплект невеликих вертикально розташованих лопат - противовращательный ротор. Він забезпечує горизонтальну обертаючу силу, яка гасить крутний момент внаслідок обертання основного ротора, таким чином, стабілізуючи вертоліт

Зміна тяги противовращательного ротора забезпечує зміна напряму руху. Це досягається зміною кута атаки лопат, що знижує тягу й дозволяє вертольоту повернутися в напрямку, протилежному обертанню основного ротора. Збільшення кута й тяги повертає вертоліт у напрямку обертання основного ротора


Відмова двигуна

У випадку відмови двигуна, вертоліт можна безпечно посадити за допомогою процедури, називаною авторотацією. Пілот опускає збірний перемикач кроку, внаслідок чого крайка лопат злегка накреняється вниз. При зниженні вертольота повітря, що обгинає лопати, продовжує обертати їх у потрібному напрямку. Коли вертоліт наближається до землі, пілот знову піднімає крайку лопат для забезпечення піднімальної сили, достатньої для вповільнення зниження перед посадкою.

Rambler's Top100