Георгий Тиняков - Пилотирование вертолета

В дальнейшем на автожирах больше останавливаться не будем.

Знакомство с вертолетами целесообразно начинать с наиболее простого вертолета одновинтовой схемы, предложенной Б. Н. Юрьевым еще в 1910 г.

Вертолет с одним несущим винтом и двигателем, расположенным в фюзеляже, нуждается в специальном устройстве для компенсации реактивного момента несущего винта. Напомним немного о реактивном моменте. Если человек прыгает из лодки на берег, то лодка отплывает от берега. Это происходит в строгом соответствии с третьим законом Ньютона — действие равно противодействию.

Подобное явление происходит с фюзеляжем вертолета при вращении несущего винта двигателем, установленным в фюзеляже: какой крутящий момент передается через трансмиссию несущему винту, такой же по величине крутящий момент, но обратный по знаку, т. е. реактивный, стремится вращать фюзеляж вертолета в сторону, обратную вращению несущего винта.

Пока вертолет находится на земле, реактивный момент его винта уравновешивается моментом силы трения шасси о земную поверхность. После взлета вертолета, когда прекращается его связь с землей, для предотвращения вращения фюзеляжа под действием реактивного момента необходима установка специального устройства.

На одновинтовых вертолетах чаще всего для компенсации реактивного момента несущего винта на специальной хвостовой балке устанавливается дополнительный небольшой винт, называемый хвостовым, или рулевым, винтом, тяга которого горизонтальна и перпендикулярна к продольной оси вертолета и создает момент, уравновешивающий реактивный момент несущего винта (рис. 4).

Рис. 4. Одновинтовой вертолет с хвостовым винтом

Установка дополнительного рулевого винта, отбирающего часть мощности у двигателя вертолета и вместе с тем не дающего ни подъемной силы, ни тяги, направленной вперед, является некоторым недостатком этой схемы вертолета.

Для устранения этого недостатка на некоторых одновинтовых вертолетах компенсационный винт располагают так, чтобы его тяга была направлена вперед (рис. 5).

Рис. 5. Одновинтовой вертолет с компенсационным винтом, создающим тягу вперед

С точки зрения рациональности конструкции более выгодными являются многовинтовые вертолеты, т. е. вертолеты с несколькими несущими винтами. На многовинтовых вертолетах реактивные моменты несущих винтов могут быть взаимно уравновешены за счет противоположного их вращения или соответствующим наклоном их плоскостей вращения.

Рассмотрим существующие схемы вертолетов с двумя несущими винтами. В настоящее время известны четыре схемы вертолетов с двумя несущими винтами, или, как их часто называют, двухвинтовые вертолеты.

Первая схема двухвинтового вертолета — соосного типа с винтами противоположного вращения (рис. 6).

Рис. 6. Двухвинтовой вертолет с соосными винтами противоположного вращения

Достоинствами вертолета этого типа являются:

— минимальные габаритные размеры;

— сравнительная простота трансмиссии;

— относительно малый вес конструкции.

Недостатками вертолета этого типа следует считать:

— ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов из-за их взаимного влияния на различных режимах полета;

— сравнительно большую высоту вертолета вследствие большого расстояния между винтами;

— недостаточную управляемость в путевом отношении при планировании на режиме самовращения несущих винтов.

Вертолеты подобного типа строились как с шарнирно подвешенными ко втулке лопастями винтов, так и с лопастями, жестко закрепленными на ней.

Следующий тип двухвинтового вертолета — это вертолет с несущими винтами, расположенными по бокам фюзеляжа, или вертолет поперечной схемы (рис. 7).

Рис. 7. Двухвинтовой вертолет поперечной схемы

Достоинствами такой схемы вертолета являются:

— высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия их взаимного влияния;

— наиболее выгодная схема с точки зрения устойчивости и управляемости вследствие полной аэродинамической симметрии.