Доброго времени суток уважаемый гость. Сегодня, я расскажу Вам, как устроен вертолет, и почему он летает. Прежде всего, давайте определим, что это за зверь. Итак, вертолет или геликоптер – это летательный аппарат тяжелее воздуха.
Как устроен вертолет. Основные части
- Фюзеляж, в котором располагаются кабина пилота, двигатель, редуктор, топливные баки;
- Основной ротор, расположенный над фюзеляжем;
- Хвостовая балка, на которой установлен рулевой винт;
- Шасси.
Схемы расположения роторов
- Рис.1 Классическая схема, то есть, однороторная с рулевым винтом.
- Рис. 4 Соосная схема — несущие винты установлены один над другим, вращающиеся в противоположные стороны. В этом случае рулевой винт (РВ) не требуется. Маневрирование по курсу происходит за счет разности числа оборотов роторов.
- Рис. 2 Двухроторная, с поперечным и продольным расположением несущих винтов.
Двигатели и органы управления
Двигатель может быть как поршневой, так и газотурбинный или турбовальный. В кабине пилота находятся органы управления и приборы контроля. К органам управления относятся:
- Ручка управления вертолетом. Посредством ее машина пилотируется по тангажу и крену;
- Ручка контроля шага и оборотов несущего винта (ручка шаг-газ). С помощью нее производится координация по высоте и скорости полета;
- Педали – контролируют поворот вокруг вертикальной оси или курс.
- Триммеры – посредством их производится тонкая настройка.
Принцип полета и контроль
Подъемную силу, позволяющую вертолету летать, создает основной ротор. Лопасти ротора выполнены из легкого прочного материала, с профилем как у крыла самолета. Управление ими осуществляется при помощи автомата перекоса (АП). Который, в свою очередь, контролируется ручкой управления вертолетом и ручкой шаг-газ. У вертолетов (классической) схемы, хвостовой винт, располагается вертикально на конце хвостовой балки летательного аппарата. И, в свою очередь, служит для компенсации реактивного момента от ОР, и поворотов вокруг вертикальной оси.
Управление рулевым винтом, происходит посредством автомата перекоса, связанного с педалями маневрирования по курсу.
Как устроен вертолет. Автомат перекоса
Теперь, давайте рассмотрим работу (АП) основного ротора. Этот замечательный механизм изобрел русским ученым Б. Н. Юрьевым в 1911 году. Открыв этим путь к вертолетостроению. Именно при помощи этого хитроумного изобретения, вертолеты могут летать передом, задом и даже боком. А самое главное, не переворачиваться при горизонтальном полете.
Маневрирование по тангажу и крену производится за счет изменения угла наклона конуса ОР. Сам же угол наклона конуса изменяется при увеличении угла атаки лопасти в определенном секторе ее вращения. Рассмотрим движение вертолета вперед. Каждая лопасть ОР, проходя в задней четверти, увеличивает угол атаки, а в передней – уменьшает. В результате, подъемная сила в задней четверти больше, а в передней – меньше.
Таким образом, ось вращения несущего винта наклоняется вперед, а вместе с ней наклоняется и весь вертолет. За счет этого наклона и создается горизонтальная составляющая подъемной силы. И вертолет летит вперед. При полетах задом и боком, все происходит точно так же, только углы атаки увеличиваются, и уменьшаются в нужных секторах вращения.
Дальше, еще интересней. Вертолет летит вперед. Что же происходит с подъемной силой справа и слева. Представим, что несущий винт вращается по часовой стрелке. Значит, лопасти в секторе слева имеют условное направление движения вперед, а справа – назад. И вертолет летит вперед. Следовательно, за счет набегающего потока от движения вертолета, скорость левой лопасти больше чем правой. А значит, и подъемная сила, создаваемая левой больше чем – правой. Вот тут то и опять начинает работать автомат перекоса. Он корректирует углы атаки лопастей, движущихся по направлению движения вертолета, и — против. Тем самым уравнивая подъемную силу обеих. И не давая летательному вертолету опрокинуться. Здорово, не правда ли?
Контроль курса и компенсация реактивного момента
Ну что же, с эволюциями по крену и тангажу, а так же по предотвращению опрокидывания, все понятно. Переходим к маневрированию по курсу и компенсации реактивного момента. Здесь все гораздо проще. Как я уже писал, вращение вокруг вертикальной оси производится педалями. Педали связаны с АП рулевого винта. При увеличении шага РВ вращение вертолета происходит в одну сторону, а при уменьшении – в другую.
Двигатель вертолета вращает вал ОР по часовой стрелке. Вертолет же, стремиться вращаться в обратную сторону. Компенсировать это вращение помогает хвосовой винт. Скорость, с которой он крутится, напрямую зависть от скорости вращения ОР. При увеличении числа оборотов и шага основного ротора, увеличивается момент. Однако, обороты и шаг рулевого ротора, тоже увеличиваются, тем самым, гася нарастающий реактивный момент. Как видно, все гениальное просто.
Надеюсь, я доходчиво объяснил принцип полета и работу автомата перекоса вертолета. Спасибо за внимание.
