Вертолёт

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Современный российский вертолёт Ми-35

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.

[править] 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 так же выполнять монтажные работы.

Ми-26, транспортировка БТР

[править] 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.

[править] Классификация вертолётов

Вертолёты обычно разделяют по способу создания крутящего момента, количеству и расположению несущих винтов, а также по типам двигателей на следующие классы (группы):

• поршневые вертолёты;
• реактивные вертолёты;
• комбинированные вертолёты (винтокрылы);
• вертолёты-самолёты (конвертопланы).

[править] История

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 профессор Шарля Рише (Charles Richet), поднялся в воздух на 50 см. Он не мог поднять пассажиров и был неуправляемым. Согласно же отечественной истории техники, вертолёт был впервые изобретён годом позже (в 1908) русским авиаконструктором Игорем Сикорским.

Сикорский построил свои первые два вертолета соосной схемы в 1908—1910 годах. Ни один из них не смог взлететь, и Сикорский переключился на постройку самолетов.

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 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.

[править] 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

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. Недостатком такой схемы является вероятность схлёстывания двух 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.

[править] 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.

[править] Ссылки

• Все вертолеты мира — самая полная интернет-энциклопедия 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.