Ещё не самолёт, уже не вертолёт — что такое винтокрыл?
Данный материал выкладывается на сайт из блога коллеги youroker-а на сайте warhead.su.
Круче вертолёта? Еще скажите, круче самолёта! Да что это за зверь вообще такой — винтокрыл? Про вертолёты-то все помнят, многие даже слышали о конвертопланах, а кто-то вспомнит и про автожиры. Но с винтокрылами как-то не задалось. Мы разобрались, что же это такое и почему эту штуку так любят военные.
Кто такой винтокрыл?
В отличие от автожира, который ни к автомобилям, ни к жиру отношения не имеет, название «винтокрыл» во многом говорит за себя. Да, у таких машин есть и несущий ротор, и, зачастую, крыло. Если говорить просто, то винтокрыл — это помесь самолёта и вертолёта.
Вертикальные взлёт и посадка, а также маневрирование на малой скорости происходят как у обычных вертолётов. В горизонтальном полёте в дело вступает крыло и дополнительные двигатели, превращающие машину в самолёт.
Винтокрыл X-49A «Спидхок» фирмы «Пьясецки». Хорошо видно и развитое крыло, и толкающий винт
От конвертоплана винтокрыл отличить просто — для горизонтального и вертикального полёта используются не поворотные роторы, а разные винты, иногда даже разные двигатели. Автожир ближе всех к винтокрылу, фактически он его родитель. Вот только привода на несущий винт у автожира нет, он может лишь использовать авторотацию (самостоятельное вращение винта под действием набегающего потока воздуха).
Автожир «Калидус». Автожиры давно не используются военными и лишь изредка встречаются у частных любителей малой авиации
Есть у винтокрыла и близкие братья. Это вертолёты с крылом-ротором и вертолёты с толкающим винтом. У первых несущий ротор в горизонтальном полёте превращается в крыло необычной формы. У вторых крыла вообще нет, и подъёмную силу всегда создаёт винт, а дополнительные моторы лишь обеспечивают прибавку скорости. На Западе все три типа объединили в один — compound helicopter («комбинированный вертолёт»). Рассмотрим их все вместе.
Х-крыл разработки «Сикорского», типичный представитель машин с крылом-ротором
Близкими родственниками винтокрылов являются и вертолёты с развитым оперением. Например, Ми-24, чьё крыло создаёт до 30 процентов подъёмной силы на больших скоростях. Оттого он и летает быстрее своих западных коллег по опасному вертолётному бизнесу. Но никаких других приспособлений для горизонтального полёта у таких вертолётов нет.
«Вертол 347» от фирмы «Боинг» — проект оснащения вертолёта СН-47 «Чинук» полноценным крылом для большей подъёмной силы
Быстрее, дальше, сильнее
У винтокрыла есть несколько значительных плюсов перед обычным вертолётом. Главный — это, конечно, скорость. Разогнать вертолёт до 300-350 километров в час можно, но достаточно сложно. А вот винтокрылу и 400, и 500 километров в час вполне доступны. Если очень постараться, то можно сделать даже сверхзвуковой винтокрыл — в основном при использовании крыла-ротора. А скорость несёт с собой и другие полезные характеристики. Например, повышенную дальность, что отлично складывается с меньшим расходом топлива в горизонтальном полёте.
Макет советского винтокрыла «Изделие 280» — одного из предшественников Ми-28
В-100, проект ударного винтокрыла поперечной схемы разработки КБ Камова
При этом почти все плюсы вертолётов остаются с винтокрылами. Разве что большие крылья немного снижают манёвренность в вертолётном режиме, а несущий ротор мешается при полёте по-самолётному. Но все эти минусы не перевешивают плюсы.
Почти каждая программа ударного вертолёта начинается с попытки создания винтокрыла. Эти машины можно найти в предках у «Кобры» и у «Апача», у «Команча» и европейского «Тигра». Есть винтокрылы в родословной наших Ми-28 и Ка-50. Наверное, только Ми-24, изначально создававшийся не как ударный вертолёт, а как «летающая БМП», избежал этой истории. Но при этом, за счёт своего крыла, из серийных ударных машин он ближе всего к винтокрылам.
Вертолёт с толкающим винтом, предлагавшийся по программе LHX, из которой в будущем появится RАН-66 «Команч»
Работы над транспортными винтокрылами встречаются куда реже, самые знаменитые примеры — это, конечно, гигант Ка-22 и английский «Фейри Ротодайн». Большой несущий винт создавал проблемы в горизонтальном полёте, а немаленькое крыло сильно затрудняло взлёт и посадку. В результате все плюсы винтокрыла нивелировались, обычные транспортные вертолёты близких габаритов выходили не хуже и дешевле. Взамен больший интерес проявился к схеме тяжёлого транспортного конвертоплана.
Транспортный винтокрыл Ка-22 проиграл борьбу с транспортным вертолётом Ми-6
Здесь внимательный читатель спросит: «Если винтокрылы такие хорошие ударные вертолёты, то где же они?» И правда, хотя военные всегда просили конструкторов разработать им ударный винтокрыл, до серии ни один так и не дошёл. Это можно понять, если взглянуть на кончину подошедшего ближе всего к серии АН-56 «Шайенн».
Cl-840, ранний вариант будущего ударного винтокрыла АН-56 «Шайенн»
Конфетка, а не винтокрыл!
Но машина получилась очень сложной. Не выходило эффективное управление на разных режимах полёта, возникали трудности с аэродинамикой и просто кучи мелких проблем из-за внедрения принципиально новой схемы полёта.
Отличные кадры с испытаний АН-56 «Шайенн»
Все проблемы можно было решить, но это требовало огромного количества денег. На дворе наступали 70-е, финансирование падало, к вооружённым силам в обществе относились с подозрением, а и иногда даже с ненавистью.
Были и чисто американские проблемы. Так, ВВС решили, что винтокрыл — это не вертолёт, а самолёт. И потому армия не имеет право закупать его для себя — только через ВВС. Это тоже усложнило программу. Авиаторы же при этом считали, что АН-56 — странный и бесполезный штурмовик.
Дошло до того, что на базе АН-56 разработали полноценный самолёт-штурмовик
Схожие проблемы возникали и в других случаях. Порадовавшись на характеристики проекта, военные смотрели на предполагаемую смету, грустно вздыхали и выбирали самый дешёвый и невыдающийся вариант обычного вертолёта.
Но со временем авиастроители накапливали всё больше и больше опыта в разработке винтокрылов. Кроме того, появились компьютеры, которые значительно упростили управление сложной машиной.
И снова в бой
Проект современного транспортного и ударного винтокрыла от фирмы «Сикорский»
В наше время снова ведутся активные работы над винтокрылами. В США разрабатывается С-97 «Рейдер», перспективный разведывательный винтокрыл, у которого есть все шансы стать первой серийной машиной этого типа. Винтокрылом должен быть и ударный вертолёт на замену «Апачу». Идут работы по превращению самого АН-64 в винтокрыл.
Проект модернизации AH-64 «Апач» до винтокрыла
Не отстают от западных коллег и наши конструкторы. И КБ Камова, и КБ Миля разрабатывают боевые винтокрылы следующего поколения. До летающих прототипов пока не дошло, но вероятность появления подобных машин вполне высока.
Проект перспективного скоростного (до 700 км/ч) винтокрыла от КБ Камова
Победят ли винтокрылы обычные вертолёты — или их вновь постигнет неудача? Думаю, мы получим ответ уже в самом недалёком будущем.
Доклад на тему «Почему летают вертолёты»
«Почему летают вертолёты»
Выполнила ученица 4 класса
Руководитель – Дышекова Ф.М.
Город Нальчик, 2015год.
История создания вертолётов ………………………………4-7
Почему летают вертолёты ………………………………8
Какие бывают вертолёты……………………………..……….9-10
Считается, что первое изображение вертолета появляется на рисунке великого итальянца Леонардо да Винчи, который прославился не только как художник, но и как изобретатель самолёта и других конструкций. Но к практическому воплощению этой машины человечество подошло только в конце XIX века. Однако создать приемлемую конструкцию, где подъем и движение осуществлялись за счет винтов, оказалось чрезвычайно сложно. Попытки конструкторов разных стран оканчивались провалом. И хотя первый образец геликоптера подняли в воздух Франции уже в 1907 году, равноправными партнерами самолетов винтокрылые машины стали значительно позже.
Кстати, именно французское слово «геликоптер», происходящее от греческих «винт» и «крыло», породило первоначальное русское название этой техники – винтокрыл. Однако позднее оно было вытеснено более удачным «вертолет» (от слов «вертеться» и «лететь»), а в просторечии и вовсе «вертушка». Название «винтокрыл» сохранилось лишь за определенным типом этих летательных аппаратов, в конструкции которых сочетаются и винты, и крылья.
Цель работы: теоретически изучить принцип полёта вертолёта.
Задачи:
1) Изучить историю создания вертолётов;
2) Узнать о строении вертолёта;
Анализ прочитанной литературы;
История создания вертолета.
Великий русский ученый М. В. Ломоносов в 1745 г. опубликовал труд « Размышления об упругой силе воздуха» и пришел к идее использовать летательный аппарат тяжелее воздуха для доставки регистрирующих приборов в верхние слои атмосферы. С этой целью он построил и испытал первую действующую модель вертолета — «аэродромическую машину». Модель Ломоносова содержала основные элементы современного вертолета.
Во время первой мировой войны Карман и Петроцци в Австро- Венгрии сделали вертолет, который поднимался на 50 метров и держался в воздухе в течение часа..
Во время второй мировой воины работы над вертолетами проводились только в Советском Союзе (Братухин, Камов, Миль) и Соединенных Штатах (Пясецкий, Сикорский )
Первые попытки боевого применения винтокрылых летательных аппаратов (автожиров) были предприняты в 1941 году в Советском Союзе. Затем буксируемые аппараты с авторотирующим винтом использовали немцы для поиска подводных лодок. А начиная с 1944 года, в районе боевых действий появились и первые вертолеты И.И. Сикорского, который впоследствии стал ведущим конструктором вертолетов в США.
Михаил Леонтьевич Миль
В Советском Союзе конкурентом Игорю Сикорскому стал выдающийся конструктор Михаил Леонтьевич Миль, занимавшийся в основном созданием вертолетов большой грузоподъемности. К началу XXI столетия было построено свыше 30 ООО вертолетов марки Ми, многие из этих неприхотливых машин до сих пор эксплуатируются в различных странах мира.
Вторым советским конструктором вертолетов стал Николай Ильич Камов. Благодаря энтузиазму Н.И. Камова в Советском Союзе получили широкое распространение вертолеты соосной схемы. Именно этому человеку мы обязаны появлению слова «вертолет» вместо иностранного «геликоптер».
Появление в эксплуатации вертолетов оказало такое же прогрессивное воздействие на экономику народного хозяйства, какое вызвало ранее появление в эксплуатации самолетов. Это событие изменило облик вооруженных сил, тактику и стратегию военных действий.
Николай Ильич Камов
Почему летают вертолёты
Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо хотя бы вкратце познакомиться с наукой, которая называется аэродинамикой. Она позволит нам понять, какие силы действуют в полете на вертолет. Ежедневно мы убеждаемся в том, что воздух оказывает весьма ощутимое сопротивление движению. Вспомните, какие затруднения возникают при встречном ветре у лыжника, конькобежца, бегуна, велосипедиста.
Чем быстрее движение, тем сильнее сказывается Сопротивление воздуха.
Повседневно мы с вами убеждаемся и в том, что-то же сопротивление возникает, когда тело неподвижно, а воздух набегает на него.
Взять в качестве примера хотя бы полет обыкновенного воздушного змея. Многие знают, что при безветрии, для того чтобы змей держался в воздухе, необходимо бежать с ним с определенной скоростью. А при ветре, да еще если он дует с такой же скоростью, с какой вам в первом случае приходилось бежать со змеем, Вы можете просто стоять на месте — остальное сделает ветер. Он поднимет змей на ту же самую высоту. Почему? Потому, что величина действующих на змей сил как в первом, так и во втором случае будет одинаковой.
Этим принципом обратимости движения и пользуются ученые для изучения явлений, возникающих при обтекании твердых тел воздухом, и определения сил и моментов, действующих на тело при его движении в воздухе.
На крыше вертолета есть огромный вертящийся винт, который выполняет роль крыльев. Этот винт вместе с другим винтом, поменьше, поднимает вертолет в воздух и не только не дает ему упасть, но и заставляет лететь. Винты, загребая лопастями воздух, как весла воду, мчат вертолет вперед.
Какие бывают вертолёты
Одна из первых и наиболее часто применяемая конструкция – одновинтовая с рулевым винтом. В этом случае над фюзеляжем вертолета крепится большой винт, дающий подъемную и тяговую силу, а на хвостовой балке – рулевой винт меньших размеров, компенсирующий реактивный момент и позволяющий управлять машиной в воздухе. Однако этот винт забирает на себя часть мощности двигателя, ухудшает характеристики основного винта, весьма уязвим при полетах на малой высоте и опасен на земле.
Один из самых современных типов – вертолет со струйной системой управления. В его хвостовой балке устанавливаются мощный вентилятор и реактивные сопла, регулирующие потоки воздуха и давление. Благодаря отсутствию рулевого винта, этот тип вертолетов является самым бесшумным и безопасным.
Другой тип – вертолеты с двумя несущими винтами. Чтобы компенсировать реактивный момент, возникающий при вращении лопастей, они вертятся в противоположном направлении. Такие винты могут быть установлены продольно, в передней и хвостовой части вертолета. Такая схема существенно увеличивает габариты и грузоподъемность машины без потери в ее управляемости. За это подобные аппараты иногда называют «летающими вагонами».
И, наконец, соосная схема, которая являлась визитной карточкой советских вертолетов конструкторского бюро Камова. В этом случае два несущих винта располагаются непосредственно друг над другом.
Конечно, вертолет не такая большая и мощная машина, как самолет, но и у него есть преимущества. Например, для того чтобы сделать посадку, самолету надо готовиться заранее, да и сесть он может только там, где есть длинная посадочная полоса. А вертолет может сесть на землю сразу, без пробежки, и на небольшой полянке. Вертолеты даже на крыши домов садятся! Взлететь вертолет может сразу, а самолету надо не менее 1 километра для разгона. А еще вертолет может повиснуть в воздухе, между небом и землей. Это очень удобно, когда нужно в определенном месте сбросить на землю груз или людей забрать — они по веревочной лестнице поднимутся в кабину, и вертолет полетит дальше.
Обладая меньшей экономичностью по сравнению с самолетами и различными наземными средствами сообщения, вертолеты не конкурируют с ними по транспортной эффективности и используются преимущественно там, где они являются единственно возможным для применения видом транспорта, обеспечивая огромный выигрыш в средствах и во времени.
Большие экономические преимущества применения вертолетов достигаются при использовании их в качестве летающих кранов для строительно-монтажных работ, для санитарно-спасательной службы, геологоразведочных экспедиций, ледовой разведки, транспортировки пассажиров и грузов в труднодоступные районы, для сельскохозяйственных работ. И совершенно неоценима роль вертолетов во время стихийных бедствий для спасения человеческих жизней.
Характерно, что у нас и за рубежом развитие новых типов вертолетов шло в основном по пути их военного применения, несмотря на огромные потенциальные возможности их гражданского применения. Поэтому в настоящее время за рубежом и у нас в вооруженных силах используется большая часть всех находящихся в эксплуатации вертолетов, а многие новые типы вертолетов разрабатывались первоначально как военные, а затем приспосабливались для гражданского применения.
На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Изучая историю создания вертолётов, я поняла, что вопрос полёта волновал людей многие тысячелетия. Люди изучали птиц, создавали летательные аппараты, рисковали своей жизнью.
2.Разобралась, как вертолёт поднимается в воздух.
3.Изучая строение и принципы полёта вертолёта, я поняла, почему вертолёт летает: на крыше вертолета есть огромный вертящийся винт, который выполняет роль крыльев. Этот винт вместе с другим винтом, поменьше, поднимает вертолет в воздух и не только не дает ему упасть, но и заставляет лететь. Винты, загребая лопастями воздух, как весла воду, мчат вертолет вперед. ). А самое главное, чтобы стать хорошим конструктором, нужны отличные знания в школе, так как маленькая ошибка в работе или в вычислениях может привести к трагедии.
1. Хочу все знать «Мир авиации», Москва «Махаон» 2000г. ред. русского изд. В Капанадзе; ред. серии Г. Филатова.
2. Мир Энциклопедий «Аванта +», Москва 2006г.
3. Детская Энциклопедия «РОСМЭН» Авиация, Москва 2008г.
Винт, крыло и немного магии
Краткий экскурс по пяти основным типам винтокрылых летательных аппаратов
Фотография: US Air Force / flickr.com
Около месяца назад американская компания Sikorsky провела первые летные испытания прототипа перспективного скоростного вертолета-разведчика S-97 Raider. Его чаще относят к комбинированному типу вертолетов, хотя правильнее было бы классифицировать Raider как винтокрыл. Мы уже выясняли, какие существуют основные схемы вертолетов, а теперь решили разобраться с более обширным классом — винтокрылыми летательными аппаратами.
Исторически первыми типами винтокрылой техники, разработка которых велась в начале XX века, были вертолет классической схемы с несущим винтом и квадрокоптер с четырьмя роторами. Первый полет вертолета состоялся в 1907 году, спустя всего четыре года после первого полета братьев Райт. А уже в 1922 году в воздух под управлением летчика поднялся квадрокоптер Ботезата, создание которого велось по заказу Армии США. С тех пор авиатехника, так или иначе использующая несущий винт для взлета и полета, претерпела множество изменений. Появился класс винтокрылых летательных аппаратов, который сегодня включает в себя пять основных типов: автожир, винтокрыл, вертолет, конвертоплан и X-крыло.
Винтокрылые летательные аппараты
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Винтокрылые летательные аппараты — это машины, взлет и полет которых происходят преимущественно благодаря подъемной силе, создаваемой одним или несколькими несущими винтами. При этом сами винты могут приводиться в движение одной или несколькими силовыми установками, а могут вращаться только лишь под воздействием набегающего в полете воздушного потока. По сути же у винтокрылых летательных аппаратов несущий винт является своего рода разновидностью крыла самолета.
CH-53 Super Stallion.
Фотография: U.S. Department of Defense Current Photos / flickr.com
Движущую силу на винтокрылых летательных аппаратах могут создавать как сами несущие винты, так и винты в хвостовой части или на законцовках небольшого крыла. В первом случае управление вектором тяги проводится либо наклоном оси вращения, либо автоматом перекоса. Сегодня некоторые компании разрабатывают проекты винтокрылов, в которых за создание движущей силы будут отвечать реактивные двигатели. Они позволят аппаратам летать на скоростях, близких к самолетным.
Фотография: Paul-Campbell / flickr.com
Сейчас автожир является одним из самых распространенных типов винтокрылых летательных аппаратов. Он представляет собой летательный аппарат с толкающим воздушным винтом в хвостовой части и свободновращающимся несущим винтом, обязательно наклоненным назад под небольшим углом к земле. В полете автожир, как самолет на крыло, опирается на несущую поверхность винта, который вращается исключительно при помощи набегающих потоков воздуха. Такое вращение называется авторотацией.
Фотография: Wikimedia Commons
Несущий винт автожира в полете создает только подъемную силу, причем по своим свойствам он очень похож на крыло самолета с положительным углом атаки. У такого крыла аэродинамические поверхности выставлены таким образом, чтобы оно тянуло летательный аппарат вверх. Сам несущий винт автожира как правило не имеет изменяемого шага, но может быть оснащен автоматом перекоса, который позволяет управлять вектором тяги винта.
За горизонтальный полет в автожире отвечает либо толкающий, либо тянущий винт, который как правило оснащен фиксированными лопастями. Углом их атаки управлять нельзя. Увеличение или уменьшение тяги маршевого винта, который также называется пропеллером, осуществляется благодаря наращиванию или сбросу частоты вращения вала двигателя. Управлять направлением полета в автожире можно при помощи воздушного руля — специальной отклоняемой вправо или влево плоскости на вертикальном киле в хвостовой части.
Фотография: Wikimedia Commons
Автожир способен взлетать при очень коротком пробеге и садиться вертикально. Некоторые модели таких аппаратов позволяют заранее раскручивать несущий винт еще на земле до скорости, превышающей скорость рабочего вращения в полете. В таком случае автожир может взлететь вертикально. Такой взлет называется подскоком. При этом многие автожиры оснащены редуктором, который проводит предварительную раскрутку несущего винта. Эта система не позволяет сделать подскок, но значительно сокращает пробег перед взлетом.
В целом автожир имеет несколько преимуществ перед самолетом или вертолетом. В частности, им гораздо проще управлять, а летать на нем — безопаснее. Автожир никогда не войдет в штопор и может совершить управляемую вертикальную посадку с неработающим двигателем. К недостаткам летательного аппарата относится низкий коэффициент полезного действия двигателя, из-за чего автожирам требуются мощные силовые установки.
Фотография: James Emery / flickr.com
Винтокрыл является своего рода промежуточным звеном между автожиром и самолетом. Такой летательный аппарат оснащается небольшим крылом, одним или двумя несущими винтами и одним или несколькими толкающим или тянущим пропеллерами. Сегодня винтокрылы, которые нередко относят к высокоскоростному подтипу вертолетов, считаются наиболее перспективным видом летательных аппаратов с несущим винтом.
Eurocopter Airbus X3.
Фотография: Jeff / flickr.com
У винтокрылов несущий винт или винты создают подъемную силу при взлете и на всем продолжении полета, а движущую — только до определенной скорости. На больших скоростях полета специальная управляемая обгонная муфта у винтокрылов отключает несущие винты от трансмиссии и дальнейший полет идет уже в режиме авторотации. То есть несущий винт в таком режиме работает уже как винт автожира. При этом дальнейший набор скорости и горизонтальный полет обеспечиваются пропеллерами, а вклад в создание подъемной силы привносит и крыло.
Винтокрылы способны совместить в себе положительные качества вертолетов и самолетов. Они способны к вертикальным взлету и посадке и полетам на скорости большей, чем способны развить вертолеты. Например, винтокрыл Airbus Helicopters X3 с двумя тянущими винтами может разгоняться до 472 километров в час. Перспективный вертолет-разведчик S-97 Raider будет способен летать на скорости до 440 километров в час. Для сравнения, вертолет Ка-52 соосной схемы может разгоняться до 315 километров в час.
Фотография: Wikimedia Commons
Серийных винтокрылов сегодня не существует, однако их разработкой занимаются сразу несколько компаний: российские «Камов» и конструкторское бюро имени Миля, американские Sikorsky и Piacesky Aircraft, а также европейская Airbus Helicopters. Некоторыми проектами предусматривается установка реактивных двигателей на винтокрылы, благодаря которым эти аппараты смогут совершать полеты на скоростях более 600 километров в час.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Вертолет является самым распространенным типом винтокрылых летательных аппаратов. Он представляет собой машину, у которой подъемная и движущая силы создаются одним или несколькими несущими винтами. Эти винты располагаются параллельно земле, а их лопасти могут устанавливаться под разными углами к плоскости вращения — от нуля до 30 градусов. Установка лопастей на ноль градусов называется холостым ходом винта или флюгированием. В этом случае несущий винт не создает подъемной силы.
Boeing CH-47F Chinook.
Фотография: U.S. Department of Defense Current Photos / flickr.com
Сегодня существует семь основных схем вертолетов, которые можно классифицировать по расположению несущих винтов: классическая, соосная, продольная, поперечная, синхроптер, мультикоптер и комбинированный вертолет. Вертолеты способны совершать вертикальные взлет и посадку на площадки, диаметр которых в полтора раза превосходит диаметр несущего винта (правда, при максимальной загрузке для экономии топлива может потребоваться короткая пробежка).
Управление вертолетом немного сложнее, чем у автожира или самолета. Он оснащен ручкой «шаг-газ» для управления тягой несущего винта. С ее помощью изменяется угол установки лопастей несущего винта и скорость вращения ротора. Еще одним органом управления является ручка продольно-поперечного управления. Она отвечает за наклон тарелки автомата перекоса и изменение вектора тяги несущего винта. И, наконец, в вертолете есть педали, нажатием на которые летчик может менять шаг рулевого винта, а значит и направление полета машины.
Фотография: Aleksander Markin / flickr.com
Вертолет может на внешней подвеске перевозить крупногабаритные грузы. При этом такие летательные аппараты отличаются большим, чем у самолетов, потреблением топлива и повышенной шумностью. Кроме того, управляя вертолетом нужно учитывать такие сложные аэродинамические эффекты, которые не встречаются при полете на самолете. Например, летчикам вертолетов знакомы явления земного резонанса, флаттера, вихревого кольца, эффекта запирания несущего винта. Эти факторы могут приводить к разрушению или падению машины.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Конвертоплан, так же как и винтокрыл, совмещает в себе положительные качества вертолетов и самолетов. Этот летательный аппарат по конструкции похож на самолет, однако имеет на законцовках крыла двигатели с несущими винтами, которые могут наклоняться вперед на угол до 90 градусов. После наклона несущие винты превращаются в тянущие пропеллеры. Диаметр винтов конвертоплана сравним с размахом его крыла.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Благодаря такой конструкции конвертоплан может взлетать и садиться по-вертолетному, а лететь по-самолетному. Переход из вертолетного режима в самолетный осуществляется в воздухе. При этом наклон плоскости вращения винтов осуществляется наклоном самих двигателей. В перспективных конвертопланах V-280 Valor, разработкой которых занимается американская компания Bell Helicopter, наклоняться будут только сами винты, а двигатели будут оставаться неподвижными.
Сегодня единственным серийным конвертопланом является V-22 Osprey, выпускаемый американским консорциумом Bell/Boeing. Этот аппарат в вертолетном режиме может развивать скорость до 185 километров в час и до 565 километров в час — в самолетном. Аппарат может выполнять полеты на расстояние до 2,7 тысячи километров и нести груз массой до 6,2 тонны. Такие конвертопланы в настоящее время стоят на вооружении ВВС и Морской пехоты США.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Следует отметить, что конвертопланы достаточно сложны в управлении, особенно в транзитном режиме, когда осуществляется переход от вертолетного полета к самолетному. Управляют конвертопланом при помощи ручки и педали: в вертолетном режиме ручка отвечает за управление высотой, а педали — за тягу. В самолетном режиме они меняются ролями. По отзывам многих летчиков V-22, в транзитном режиме полета возникает ощущение потери управления, хотя сам режим является безопасным.
Фотография: Wikimedia Commons
X-крыло является наиболее интересным с конструктивной точки зрения типом винтокрылых летательных аппаратов, хотя сегодня разработки в этом направлении практически не ведутся. Не существует и серийных машин такого типа. Название для техники такого типа в начале 1970-х годов придумала американская компания Sikorsky, которая занималась разработкой летательного аппарата, в конструкции которого можно было бы использовать так называемое ротор-крыло.
Ротор-крыло внешне очень похоже на несущий винт с четырьмя лопастями, с тем лишь отличием, что его лопасти гораздо шире, чем у вертолетного винта. Предполагалось, что такое крыло на взлете и при наборе скорости будет вращаться, как обычный несущий винт обычного вертолета классической схемы. Реактивный момент такого крыла должен был компенсировать обычный же рулевой винт на хвосте летательного аппарата. По достижении определенной скорости ротор-крыло должно было останавливаться и выполнять роль уже обычного самолетного крыла.
Фотография: Wikimedia Commons
К 1976 году компания Sikorsky построила два прототипа X-крыла — летательные аппараты S-72. Они были созданы на базе многоцелевого вертолета UH-60 Blackhawk, разработка которого к тому времени уже завершалась. Машины получили по два газотурбинных двигателя для приведения в движение ротор-крыла и вращения рулевого винта через редуктор, низкорасположенное крыло размахом 18,9 метра и по два турбореактивных двигателя, расположенных над ним.
В 1976 году один из прототипов совершил первый полет. Правда ротор-крыло на нем еще не было установлено — конструкторы отрабатывали на S-72 аэродинамическую компоновку и способы управления. Например, в горизонтальном быстром полете аппарат должен управляться по-самолетному — рулями высоты и курса, а также закрылками на крыле. Все работы велись при финансировании NASA и Агентства перспективных оборонных разработок (DARPA).
Позднее один из прототипов был модернизирован и получил ротор-крыло. Предполагалось, что S-72 сможет вертикально взлетать и садиться и совершать полеты на скоростях, близких к самолетным. Выкатка модернизированного аппарата состоялась в 1986 году, однако в воздух он так и не поднялся. К этому времени в NASA и DARPA посчитали проект технически сложным и дорогостоящим. Финансирование проекта было прекращено.
В 2000-х созданием X-крыла занялась австралийская компания StopRotor. Она создала беспилотный летательный аппарат — демонстратор технологий, который успешно прошел испытания в 2013 году. Подробности об аппарате практически неизвестны за исключением некоторых деталей об остановке ротор-крыла. В прототипе для остановки ротор-крыла его лопасти поворачиваются на 90 градусов, а сам аппарат короткое время практически падает вертикально.
Во время падения возникает воздушный поток, который симметрично огибает все лопасти ротор-крыла, избавляя его от перекосов и одновременно тормозя его. Затем крыло фиксируется, а лопасти разворачиваются параллельно земле для перехода в горизонтальный полет. Правда, во время летных испытаний в 2013 году проводился только обратный переход ротор-крыла из фиксированного положения к вращению. Новых испытаний своего прототипа StopRotor не делала. В какой стадии проект находится в настоящее время, неизвестно.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.