Вертолет с одним и двумя несущими винтами 

Схема вертолета с двумя поперечно расположенными несущими винтами предусматривает вращение их в противоположных направлениях. По этой схеме в 1939 г. И. П. Братухиным и Б. Н. Юрьевым был построен вертолет «Омега».

Вертолет с поперечно расположенными винтами имеет хорошую поперечную управляемость, но боковые фермы для винтомоторных установок создают большое вредное сопротивление. Однако если этим фермам придать форму крыла, то они могут быть использованы для создания дополнительной подъемной силы.

На таком вертолете каждый винт обдувается невозмущенным потоком, что выгодно отличает его от вертолетов, схемы которых разобраны выше.

Вертолет с одним несущим и одним рулевым винтом

Вертолет с одним несущим винтом и одним рулевым винтом прост в управлении и поэтому наиболее распространен в настоящее время. Управление таким вертолетом аналогично управлению самолетом.

Для чего нужен вертолету рулевой винт? Как уже известно читателю, при вращении несущего винта от него на фюзеляж передается реактивный момент, который разворачивает вертолет в сторону, обратную вращению винта.

Реактивный момент имеет в полете переменную величину, так как зависит от числа оборотов винта и мощности двигателя. Чтобы уравновесить реактивный момент от несущего винта и предотвратить разворачивание фюзеляжа (иначе фюзеляж делал бы несколько десятков оборотов в минуту), на одновинтовом вертолете устанавливается рулевой винт. Реактивный момент Мр от несущего винта равен момента Мкр, который может быть подсчитай, если известна мощность двигателя N, используемая винтом:

Пусть мощность, передаваемая от двигателя на винт, равна 240 л. с. Примем далее, что несущий винт делает 200 об/мин. Тогда реактивный момент

При заданном направлении вращения несущего винта по часовой стрелке реактивный момент будет

действовать против часовой стрелки. Чтобы уравновесить этот момент полностью, надо приложить к фюзеляжу вертолета другой момент (пару сил), равный по величине 860 кгм, но направленный по часовой стрелке.

На одновинтовых вертолетах это достигается установкой на конце хвостовой балки рулевого винта. Этот винт устанавливается так, чтобы он находился в плоскости вращения несущего винта. В нашем примере он должен быть толкающим. Рулевой винт выполняет роль гасителя реактивного момента несущего винта, но при этом сам дает вертолету боковую силу Тр.л, направленную влево, которую также приходится уравновешивать способом, указанным ниже. Чтобы вертолет под действием силы Тр.в не двигался влево, ось несущего винта одновинтового вертолета делают несколько наклонной. В нашем примере наклон оси пришлось бы делать вправо. Тогда появится составляющая полной аэродинамической силы несущего винта, направленная вправо, которая уравновесит тягу рулевого винта, направленную влево.

Тягу рулевого винта подбирают такой величины, чтобы момент ее относительно центра тяжести вертолета был.

Однако рулевой винт должен иметь еще запас тяги, чтобы можно было не только гасить реактивный момент несущего винта, но и разворачивать вертолет, преодолевая реактивный момент. В нашем примере запас тяги необходим для правых поворотов, повороты же влево могут быть осуществлены путем уменьшения тяги рулевого винта. При этом реактивный момент развернет вертолет влево.

Вертолет с одним несущим винтом и одним рулевым винтом, несмотря на относительную простоту управления, имеет ряд недостатков, которые станут ясны в дальнейшем. Сейчас только заметим, что при поступательном полете вертолета лопасти несущего винта с одной стороны фюзеляжа будут идти навстречу потоку воздуха, а с другой стороны (справа) убегать от потока, что вызывает несимметричную обдувку лопастей и, как результат, появление кренящих моментов вертолета, для борьбы с которыми требуется особое дополнение к конструкции несущего винта.

Вертолет с одним несущим винтом и с реактивным приводом

Несущий винт вертолета можно вращать не только путем соединения его с валом поршневого двигателя. Возможно также осуществить вращение несущего винта вертолета от реактивного двигателя, что делается различными способами.

Укажем на два из них, наиболее часто Встречающихся как в многочисленных проектах, так и в выполненных схемах.

Вертолет с одним несущим и одним рулевым винтом

При первом способе реактивного привода на вертолет устанавливается обычный поршневой двигатель. Однако этот двигатель вращает не несущий винт, а воздушный компрессор. От компрессора сжатый воздух подается ко втулке несущего винта, откуда по трубопроводам внутри лопастей поступает к сопловым насадкам, установленным на их концах. Если при этом оси сопловых насадков направлены по касательной к окружности вращения винта, а выходные отверстия обращены к задней кромке, то за счет силы реакции, возникающей при истечении сжатого воздуха, создается тяга, приводящая винт во вращение. Для увеличения тяги в сопловых насадках можно сжигать непрерывно подаваемое горючее. Смешиваясь со сжатым воздухом, горючее образует смесь.

При сгорании этой смеси температура газа повышается, объем его увеличивается и, следовательно, значительно увеличивается скорость истечения газов, а тем самым и тяга.

При втором способе реактивного привода на концах лопастей несущего винта устанавливаются воздушно-реактивные двигатели (обычно пульсирующие, прямоточные или комбинированные). Тяга, развиваемая ими, вращает несущий винт.

Подробнее о преимуществах и недостатках реактивных вертолетов будет рассказано в следующих главах. Здесь необходимо указать только на одно очень важное преимущество вертолетов с реактивным приводом несущего винта. Такой винт не передает на вертолет реактивного момента, о необходимости уравновешивания которого говорилось выше. Это объясняется тем, что двигатель, вращающий винт, расположен не в фюзеляже вертолета, а на самом винте.

Avia.pro