Общее устройство и принцип полёта вертолёта. Как устроен вертолет
Как устроен вертолет?
Вертолет представляет собой винтокрылый аппарат, в котором требуемая подъемная сила создается одним, либо несколькими винтами или пропеллерами, имеющими привод от двигателей.
Самолет летает за счет повышенного давления воздуха под своими крыльями и более низкого — под ними. Вертолет использует такой же принцип: роль крыла у него играет несущий винт с лопастями.
Вращаясь, несущий винт создает большую подъемную силу. Это вращение создает, кроме этого, и вращательный или реактивный момент, который стремится закрутить фюзеляж самого вертолета в противоположном направлении. Дабы как-то компенсировать этот реактивный момент, применяют, как правило, дополнительный рулевой винт в вертикальном положении. Если рулевой винт имеет вид вентилятора, вмонтированного в вертикально расположенное хвостовое оперение, его принято называть фенестроном.
Во всех случаях, несущий винт у вертолетов имеет автомат от перекосов, который призван обеспечивать изменение положения центра давления самого винта для управления полетом (исключение здесь составляют схемы, в которых три и более несущих винтовых механизма).
В том случае, если имеется только один-единственный приводной несущий винт, обязательным является наличие устройства, для гашения вращающего момента этого винта (как правило, это рулевой винт или же фенестрон, намного реже струйные устройства и другие). В схемах с несколькими винтами вращающий момент, зачастую, компенсируют обыкновенным противовращением имеющихся несущих винтов. Если же винт вращается благодаря реактивным двигателям, установленных непосредственно на самих лопастях винта, вращающий момент, в общем-то, почти совсем не заметен и легко может компенсироваться за счет аэродинамических рулей.
Для большей разгрузки механизма несущего винта и самого винта при больших скоростях, вертолет могут оснащать достаточно мощным и хорошо развитым крылом, которое будет придавать путевую устойчивость. Для этой же цели можно использовать и оперение.
Еще одним методом для компенсации реактивных моментов в вертолете, является установка двух несущих винтов, которые будут вращаться в противоположных друг другу направлениях и расположенных на общей оси (соосно). Тогда второй винт будет носить название аэродинамически симметричный соосный несущий винт (такой вариант, например, можно увидеть на российском вертолете Ка-50). Необходимо заметить, что вертолеты с такой схемой имеют более низкую эффективность, по сравнению со схемами в один винт, по причине интерференции винтов вертолета. Это стало причиной использования таких летательных устройств в стесненных пространственных условиях, например, в палубной авиации.
Отсутствие смещающего момента дает бесспорное преимущество в режимах длительного зависания, что крайне важно для вертолетов противолодочной защиты – на самого пилота, при этом, ложится меньшая нагрузка во время длительного удержания машины в необходимой точке.
Похожие материалы
wheels-wings.com
Общее устройство и принцип полёта вертолёта
Общее устройство и принцип полёта вертолёта
К объяснению принципа полёта вертолёта.
Несущий винт служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе. При вращении в горизонтальной плоскости несущий винт создает тягу(Т) направленную вверх, выполняет роль подъёмной силы(Y). Когда тяга несущего винта будет больше веса вертолета(G), вертолет без разбега оторвется от земли и начнет вертикальный набор высоты. При равенстве веса вертолета и тяги несущего винта вертолет будет неподвижно висеть в воздухе. Для вертикального снижения достаточно тягу несущего винта сделать несколько меньше веса вертолета. Поступательное движение вертолета(P) обеспечивается наклоном плоскости вращения несущего винта при помощи системы управления винтом. Наклон плоскости вращения винта вызывает соответствующий наклон полной аэродинамической силы, при этом ее вертикальная составляющая будет удерживать вертолет в воздухе, а горизонтальная — вызывать поступательное перемещение вертолета в соответствующем направлении.
Основные части вертолета:
1 — фюзеляж; 2 — авиадвигатели; 3 — несущий винт; 4 — трансмиссия; 5 — хвостовой винт; 6 — концевая балка; 7 — стабилизатор; 8 — хвостовая балка; 9 — шасси
Фюзеляж является основной частью конструкции вертолета, служащей для соединения в одно целое всех его частей, а также для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования. Он имеет хвостовую и концевую балки для размещения хвостового винта вне зоны вращения несущего винта,и крыла (на некоторых вертолетах крыло устанавливается с целью увеличения максимальной скорости полета за счет частичной разгрузки несущего винта (МИ-24)).Силовая установка(двигатели) является источником механической энергии для приведения во вращение несущего и рулевого винтов. Она включает в себя двигатели и системы, обеспечивающие их работу (топливную, масляную, систему охлаждения, систему запуска двигателей и др.). Несущий винт(НВ) служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе, и состоит из лопастей и втулки НВ. Трансмиссия служит для передачи мощности от двигателя к несущему и рулевому винтам. Составными элементами трансмиссии являются валы, редукторы и муфты. Рулевой винт(бывает тянущий и толкающий) служит для уравновешивания реактивного момента, возникающего при вращении несущего винта, и для путевого управления вертолетом. Сила тяги рулевого винта создает момент относительно центра тяжести вертолета, уравновешивающий реактивный момент несущего винта. Для разворота вертолёта достаточно изменить величину тяги рулевого винта. Рулевой винт так же состоит из лопастей и втулки. Системы управления вертолета состоят из ручного и ножного управления. Они включают командные рычаги (ручку управления, рычаг «шаг — газ» и педали) и системы проводки к несущему и рулевому винтам. Управление несущим винтом производится при помощи специального устройства, называемого автоматом перекоса. Управление рулевым винтом производится от педалей. Взлетно-посадочные устройства служат опорой вертолета при стоянке и обеспечивают перемещение вертолета по земле, взлет и посадку. Для смягчения толчков и ударов они снабжены амортизаторами. Взлетно-посадочные устройства могут выполняться в виде колесного шасси, поплавков и лыж.
Основы теории полёта вертолёта. Если Вам интересно получить более подробную информацию по теме, тогда жмите здесь
Рассмотрим общую конструцию вертолёта, на примере вертолёта МИ-24П, изображённого на фото. На интересующий элемент конструкции вертолёта наводите курсор.
acv179672006.narod.ru
Как сделать вертолет с радиоуправлением своими руками
Людей с давних времен волновала идея полета. Они завидовали животным, имеющим крылья: птицам, бабочкам, стрекозам. Любой мальчишка, а также взрослый мужчина не откажется поиграть даже с небольшой летающей моделью. И многие из них задаются вопросом о том, как сделать вертолет своими руками.
Конечно, готовую модель можно приобрести в магазине. Причем предлагаются варианты разных ценовых категорий и в разных степенях готовности. По желанию покупатель может найти и миниатюрную машину, полностью готовую к полету, и такую, которую требуется собрать из мельчайших частей.
Но самым интересным все-таки будет такой вариант, как сделать радиоуправляемый вертолет самому.
Что для этого нужно
Для выполнения этой нелегкой задачи понадобятся некоторые материалы. Как обычные, например, клей, чертежи, материал для изготовления деталей, так и специфические, такие, как пульт управления.
Часто интересуются не только тем, как сделать вертолет, но и насколько это трудно. На самом деле эти модели считаются относительно простыми. Дело в том, что при их постройке не используются такие виды работ, как склейка, шлифовка, обтягивание материалом. Летающая машина будет состоять из гаек, болтов и нескольких основных механизмов, которые требуется собрать в единое целое.
Для сборки радиоуправляемого вертолета желательно использовать гироскоп. Его придется приобретать в готовом виде. Эта деталь необходима для того, чтобы правильно сориентировать вертолет в пространстве, она не даст ему перевернуться или завалиться набок. Особенно это важно при первых полетах, когда пилот сам еще неопытен и только учится управлять своей машиной. Также гироскоп помогает компенсировать давление ветра.
С чего начать
Перед тем как сделать вертолет, нужно подобрать схему и чертежи. Затем из материала (обычно дерева или пластика) выкроить составные части.
Соединяются между собой детали с помощью болтов и гаек, получается своеобразный лего-вертолет. Иногда используют клей, но такие соединения могут оказаться непрочными.
Сборка двигателя
Затем приступают к сборке двигателя. В моделях используют аккумуляторы, которые располагают в центре корпуса, чтобы обеспечить ровное горизонтальное положение машины в воздухе.
В блок питания вдевают ось для винта, на нее устанавливают винтовые лопасти. На этом этапе следует провести предварительную проверку взаимодействия пульта управления с двигателем модели и убедиться, что все функции работают правильно.
Имеет смысл использовать специальный пульт для вертолета. Помимо основных функций, которые позволяет выполнять и самолетный пульт, вертолетный также оснащен возможностью обеспечения взаимосвязи газа и угла наклона лопастей. Дополнительные каналы можно использовать для управления гироскопом или шасси.
Окончательная сборка
Остается собрать модель. Нужно правильно присоединить элементы управления, не забыть о хвостовом винте. Вертолет готов к первым летным испытаниям, которые помогут исправить возможные недостатки.
После этого останется украсить корпус, и можно наслаждаться полетами. Останется только размышлять в дальнейшем, как сделать вертолет еще быстрее и маневреннее.
fb.ru
Управление вертолетом видео. Управление двигателем вертолета.
Разберем управление вертолетом с одним несущим винтом и с одним рулевым винтом. Летчик управляет вертолетом и двигателем в полете, воздействуя на несущие рулевой винты.
В кабине летчика имеются ручки, рычаги и педали, связанные тросами «ли жесткими тягами с соответствующими органами управления вертолета. Кроме того, кабина летчика снабжена приборным и пилотажно-навигационным оборудованием, с помощью которого летчик контролирует работу двигателя, а также скорость, высоту и направление полета вертолета.
Как известно, для управления самолетом изменяют величины, направление и точки приложения аэродинамических сил, возникающих на крыле и на рулях, а также изменяют величину силы тяги.
Чтобы самолет мог лететь с набором высоты, летчик увеличивает тягу двигателя и отклоняет ручку управления на себя, что вызывает отклонение руля высоты вверх. При этом на руле высоты создается сила, которая изменяет направление полета, самолет поднимает нос, что вызывает увеличение угла атаки крыла. Увеличение угла атаки крыла соответствует увеличению подъемной силы крыла, при увеличении силы тяги самолет набирает высоту.
Управление вертолетом видео
Чтобы создать крен, летчик отклоняет ручку управления самолетом в требуемую сторону, это ведет к отклонению элеронов крыла. Один элерон отклоняется вверх, а другой — вниз, в результате чего левая и правая половины крыла создают различной величины подъемные силы и самолет накреняется.
Если нужно повернуть самолет влево или вправо, то летчик отклоняет ножные педали в требуемую сторону, что влечет за собой отклонение руля направления.
Для изменения скорости полета летчик сектором газа изменяет количество оборотов двигателя, или, что-то же самое, изменяет величину тяги винта или реактивного двигателя.
Если на самолете имеется воздушный винт изменяемого в полете шага, то для изменения шага винта в кабине имеется рычаг управления шагом винта, который обычно связывается с рычагом газа, так как шаг винта и газ двигателя должны быть между собой согласованы.
Чтобы управление вертолетом сделать похожим на управление самолетом, в кабине вертолета также имеются ручка управления, ножные педали, рычаг управления общим шагом винта и рычаг газа; однако они связаны уже не с теми органами, что на самолете, так как на вертолете нет крыла, ни элеронов, ни руля направления.
Ручка управления вертолетом связана тросами и тягами с механизмами продольного и поперечного управления автомата-перекоса на несущем винте.
Ножные педали соединены тросами или тягами с механизмом изменения установочных углов лопастей рулевого винта.
Рычаг управления общим шагом несущего винта соединен с ползуном автомата-перекоса.
Рычаг газа соединен тягами с дроссельной заслонкой карбюратора двигателя.
Управление вертолетом видео
Обычно управление общим шагом несущего винта и газом двигателя объединяют на одном рычаге, который в этом случае называется рычагом «шаг-газ». Дело в том, что изменение шага несущего винта, т. е. одинаковое изменение установочного угла всех лопастей винта, неизбежно вызывает увеличение или уменьшение мощности, потребной для вращения винта с неизменным числом оборотов. Несоответствие между мощностью, развиваемой двигателем, и мощностью, потребной для вращения винта, может привести к падению числа оборотов винта или чрезмерной раскрутке его, что влечет за собой невозможность продолжения полета. Управление шагом винта и газом объединено на одном рычаге таким образом, чтобы мощность двигателя всегда была приближенно равна мощности, потребляемой винтом. Для окончательной регулировки их на рычаге «шаг-газ» предусматривается рукоятка коррекции газа двигателя, позволяющая производить в небольших пределах изменение мощности двигателя без изменения шага винта.
За счет чего же вертолет перемещается вперед, в стороны и назад?
Если спросить об этом у конструктора, то он ответит: «За счет циклического изменения шага лопастей по азимуту».
А если задать вопрос, что же такое «циклическое изменение по азимуту», то последует разъяснение: «Это — синусоидальное изменение углов атаки лопастей в зависимости от их азимутального положения».
Это правильно? Безусловно. А понятно? Не очень. Разберемся, что это значит.
Для того чтобы из положения висения перевести вертолет в горизонтальный полет вперед, назад или в сторону, необходима сила, направленная в эту сторону. А как получить такую силу, которую по желанию можно было бы не только изменять по величине, но изменять по направлению.
Можно, конечно, поставить под фюзеляж еще один двигатель с воздушным винтом, который бы поворачивал вертолет в любом направлении.
А можно сделать значительно проще: использовать силу, уже имевшуюся на висящем вертолете, а именно — аэродинамическую силу несущего винта, которая при висении проходит вдоль оси винта.
Если изменить положение этой силы (наклонить ее) по сравнению с ее исходным вертикальным положением, то ее можно разложить на две составляющие силы: вертикальную и горизонтальную.
Горизонтальная составляющая и будет той силой, которая перемещает вертолет в желаемом направлении, а вертикальная составляющая будет по-прежнему выполнять роль подъемной силы. В зависимости от того, в какую сторону наклонить аэродинамическую силу винта, в ту сторону и может совершаться движение вертолета. Чем больший наклон будет иметь аэродинамическая сила, тем больше будет ее горизонтальная составляющая и тем большую скорость сможет развить вертолет в заданном направлении.
Итак, искомая сила найдена. Остается только найти способ наклонять эту силу в требуемом направлении и на необходимую величину.
Казалось бы, простейшим способом изменять наклон аэродинамической силы винта является наклон самой оси несущего винта, а значит, и всей плоскости его вращения в требуемую сторону. Эта кажущаяся очень простой схема управления была впервые применена на автожирах. Она называется схемой непосредственного управления. Принцип непосредственного управления показан.
Передвинув ручку управления вертолетом вперед, летчик тем самым посредством пары зубчатых колес наклоняет вперед всю втулку крепления лопастей несущего винта, а вместе с тем и изменяет положение плоскости вращения несущего винта. При этом полная аэродинамическая сила его будет иметь горизонтальную составляющую, направленную вперед, и вертолет начнет движение в этом направлении. Таким образом, движению ручки управления вертолетом вперед будет соответствовать и движение вперед самого вертолета.
Однако изменять угол наклона плоскости вращения несущего винта на вертолете нелегкое дело, так как огромная плоскость вращения несущего винта является как бы ротором гироскопа, который стремится сохранить плоскость своего вращения. Кроме того, трудность представляет собой выполнение разрезного главного вала для обеспечения наклона втулки.
Изобретенный Б. Н. Юрьевым автомат-перекос, включенный в управление несущим винтом вертолета, лопасти которого имеют горизонтальные шарниры, позволяет достигать такого же эффекта, как и при наклоне плоскости вращения винта, но другим, более легким способом.
Принципиальная схема управления винтом с помощью автомата-перекоса изображена.
На валу винта имеется ползун. Ползун соединен с валом продольными шлицами, которые передают ползуну вращение вала. Кроме того, наличие продольных шлиц дает возможность перемещать ползун вдоль вала вниз и вверх, при этом внешняя обойма 5 перемещается в муфте.
С ползуном осью А—А связано кольцо, а с кольцом осью Б—Б связана внутренняя обоина автомата-перекоса. Таким образом, и кольцо, п внутренняя обойма тоже вращаются вместе с валом несущего винта. Кольцо может наклоняться вправо и влево, а внутренняя обойма, кроме наклона вправо и влево вместе с кольцом, может быть на оси Б—Б наклонена вперед и назад. Вследствие наличия шарикоподшипниковой связи наклоны внешней обоймы 5 вместе с муфтой будут вызывать наклоны внутренней обоймы, но внешняя обойма не будет вращаться, так как вращение вала винта через шарикоподшипник передаваться на нее не будет.
Управление вертолетом видео
Внешняя обойма тарели автомата-перекоса через муфту посредством тяг со сферическими наконечниками
п качалок связана с ручкой управления. Ползун связан с рычагом «шаг-газ».
На внутренней обойме автомата-перекоса имеются выступы. Число выступов соответствует числу лопастей винта. В данном случае их три. Тяги соединяют внутреннюю обойму с лопастями винта. Таким образом, наклон внешней и внутренней обоймы заставит все три лопасти изменить свои установочные углы вокруг осевых шарниров.
Если летчик отклонит ручку управления вертолетом вперед, то он тем самым заставит наклониться вперед (вокруг оси Б—Б) обе обоймы автомата-перекоса, а вместе с этим изменят свои установочные углы и все лопасти несущего винта. Теперь, когда обоймы наклонены вперед, во время вращения винта каждая лопасть, проходя над ручкой летчика (угол азимута 180), будет автоматически уменьшать свои установочный угол, а проходя над хвостовой балкой (угол азимута 0° или 360°), будет увеличивать свой установочный угол. Естественно, что при уменьшении установочного угла уменьшится и подъемная сила лопасти, в результате чего лопасть опустится. Там, где установочный угол увеличится, там увеличится и подъемная сила, и лопасть совершит взмах.
Таким образом, при отклонении ручки управления вертолетом вперед каждая лопасть, проходя над ручкой управления (угол азимута 180°), опустится, а проходя над хвостовой балкой, приподнимется. Это равносильно тому, что наклонился вперед конус лопастей. Поскольку можно считать, что полная аэродинамическая сила винта совпадает с осью конуса, т. е. перпендикулярна плоскости вращения концов лопастей, то наклон конуса вперед означает также, что вперед наклонилась, и линия действия силы, развиваемой винтом. А это значит, что появилась горизонтальная составляющая силы, обеспечивающая движение вертолета вперед.
Если при нейтральном положении ручки управления вертолет висел, то теперь, при отклонении ручки вперед, вертолет начнет движение вперед.
Если до отклонения ручки вперед полная аэродинамическая сила несущего винта R проходила через центр тяжести вертолета, то теперь она проходит сзади центра тяжести, в результате чего возникает момент относительно центра тяжести, заставляющий вертолет опускать нос. Опускание — это будет продолжаться до тех пор, пока линия действия силы R снова не совпадет с центром тяжести.
Итак, благодаря наклону автомата-перекоса лопасть не сохраняет постоянного установочного угла, а значит, и не сохраняет постоянного угла атаки. При угле азимута 0° (лопасть проходит над хвостовой балкой) угол атаки наибольший; -при движении от угла азимута 0 до 180° (лопасть направлена вперед) угол атаки уменьшается, а затем начинает увеличиваться и при угле азимута 360° снова доходит до максимального значения. А это и есть циклическое изменение углов атаки лопасти в зависимости от ее азимутального положения.
Так создается на современном вертолете наклон конуса лопастей и сила, двигающая вертолет в избранном направлении.
Для полета назад ручка управления вертолетом должна быть отклонена на себя, за нейтральное положение.
Полет вбок, например вправо, требует отклонить ручку управления вертолета вправо от нейтрального положения. Вследствие этого автомат-перекос увеличивает установочный угол лопастей, ометающих левую часть диска, за счет чего на этом участке увеличивается их подъемная сила и лопасти взмахивают, и, наоборот, уменьшает установочный угол лопастей, ометающих правую часть диска, где лопасти опускаются. Весь конус лопастей оказывается таким образом наклоненным вправо. Появляется горизонтальная составляющая сила винта, направленная вправо, которая и служит причиной перемещения вертолета в этом направлении.
Если при висении аэродинамическая сила винта проходила через центр тяжести, то теперь она проходит левее центра тяжести. Появившийся момент наклоняет фюзеляж вертолета вправо до тех пор, пока линия действия силы не совпадет с центром тяжести. Поэтому полет вправо сопровождается наклоном фюзеляжа вправо.
Следует, однако, заметить, что наклон аэродинамической силы несущего винта не повторяет в точности наклона автомата-перекоса. В самом деле, пусть автомат-перекос наклонен назад, конус несущего винта также будет наклонен назад. Однако в этом случае происходит нежелательное изменение углов атаки у наступающей и отступающей лопастей, так как наклон винта назад неизбежно меняет тот угол, с которым встречают поток лопасти, проходя навстречу потоку или уходя от потока. Угол атаки наступающей лопасти увеличится, а отстающей уменьшится. Это вносит изменение в маховое движение лопастей, благодаря чему образуется угол отставания аэродинамической силы винта от того направления, в котором отклонен автомат-перекос.
Желательно, однако, чтобы аэродинамическая сила несущего винта строго подчинялась движению ручки управления вертолетом. Для этого передача от ручки управления к автомату-перекосу выполняется таким образом, чтобы автомат-перекос отклонялся несколько иначе, чем ручка, но зато наклон аэродинамической силы строго соответствовал бы наклону ручки управления вертолетом.
Если отклонение ручки управления вертолетом изменяет наклон линии действия подъемной сипы, развиваемой несущим винтом, то рычаг «шаг-газ» служит для изменения величины этой силы.
Когда рычаг «шаг-газ» отклоняется назад на себя, то ползун скользит вверх по шлицам и заставляет все три лопасти увеличить установочный угол. В результате этого происходит увеличение подъемной силы каждой лопасти, а значит, и увеличение полной аэродинамической силы всего винта. Если рычаг «шаг-газ» отклоняется вперед от себя, то сила винта уменьшается.
Когда аэродинамическая сила ввита становится больше силы веса, то висящий вертолет отвесно набирает высоту. Когда аэродинамическая сила винта становится меньше силы веса, то вертолет совершает вертикальный спуск. Когда аэродинамическая сила винта равна силе веса, то вертолет висит на одной высоте.
Показано, насколько увеличивается потребная мощность для вращения несущего винта (среднего размера) в зависимости от увеличения установочного угла при постоянных оборотах 250 о6\мин.
Схематически показано управление шагом рулевого винта.
Отклонение правой или левой педали через тросовое управление передается «а червячный механизм рулевого винта. Движение педалей заставляет вращаться червячную гайку. При этом червяк вывертывается или ввертывается. С червяком связаны тяги, идущие к рычагам лопастей. Движение червяка через рычаги передается на лопасти несущего винта, благодаря чему они поворачиваются в осевых шарнирах. При этом изменяется их общий установочный угол, а, следовательно, и тяга рулевого винта.
При висении вертолета или при прямолинейном полете тяга рулевого винта должна уравновешивать реактивный момент несущего винта.
Если вертолет необходимо повернуть вправо или влево, то движение педалей увеличивает или уменьшает шаг рулевого винта. В одном случае тяга становится больше, а в другом случае меньше той величины, которая необходима для уравновешивания реактивного момента несущего винта. Вертолет при этом разворачивается или под действием момента тяги рулевого винта, или под действием реактивного момента.
Отказ рулевого винта (например, из-за поломки хвостового вала трансмиссии) вызывает повороты вертолета под действием ничем не уравновешенного реактивного момента, например, на режиме висения вертолет делал бы несколько десятков оборотов в минуту вокруг вертикальной оси, что исключало бы возможность продолжения полета. Поэтому хвостовой вал, как и вся трансмиссия, изготовляется с большим запасом прочности.
При помощи органов управления на вертолете возможно совершать необходимые эволюции. Вертолет может летать с различными горизонтальными скоростями; он может как из горизонтального полета, так и с режима висения перейти на набор высоты или спуск, может крутиться на одном месте вокруг вертикальной оси, может быстро набирать скорость и быстро останавливаться, может совершать виражи и спирали. Вертолет остается полностью управляемым и в том случае, когда откажет двигатель. При этом самовращающийся несущий винт через трансмиссию передает вращение п на рулевой винт.
Для выполнения всех этих эволюций требуется координированное действие ручкой управления вертолетом, рычагом «шаг-газ» и ножными педалями.
Агрегаты техники
avia.pro
Вертолеты. История и принцип работы.
Тысячи вертолетов — от совсем маленьких, массой в несколько десятков килограммов, до мощных многотонных гигантов — бороздят просторы воздушного океана. В отличие от самолета вертолет не нуждается в аэродромах. Он может взлететь вертикально без разбега и так же сесть, висеть в воздухе на одном месте и перемещаться горизонтально с различными скоростями. Эти свойства вертолета делают его очень ценной, порой незаменимой машиной. Вертолеты перевозят грузы и пассажиров в отдаленные селения, расположенные среди гор или лесов, обнаруживают в море косяки рыбы, помогают спасать людей при наводнениях и бороться с лесными пожарами. С помощью вертолетов ведут борьбу с вредителями полей и сорняками, производят геофизические и гравиметрические съемки местности, проверяют исправность высоковольтных линий электропередач. Вертолеты стали важной составной частью военно-воздушных сил в большинстве стран мира. Ми-17
Ученым Советского Союза принадлежит честь создания научной теории вертолетов, без которой были бы немыслимы успехи современного вертолетостроения. В СССР были построены первые действительно летавшие вертолеты. Конструкторы, инженеры и рабочие авиационной промышленности создали много различных типов весьма совершенных вертолетов, а наши летчики установили на этих машинах много мировых рекордов скорости, высоты и грузоподъемности. Пожалуй, большинство людей считают вертолет младшим братом самолета. И действительно, вертолеты начали прочно входить в жизнь человечества лишь четыре десятилетия назад, после второй мировой войны. А самолеты более 75 лет назад активно участвовали в первой мировой войне и уже в те годы достигли определенной степени совершенства—вспомним «Илью Муромца». Однако первые идеи создания летательных аппаратов тяжелее воздуха, первые практически разработанные проекты и построенные модели таких аппаратов относятся не к самолетам, а к вертолетам.
Чинук
В конце XIX в, была опубликована найденная в миланской библиотеке рукопись Леонардо да Винчи с эскизным рисунком и описанием первого «вертолета». Великий флорентиец представил его себе в виде большого воздушного винта (проволочный каркас, обтянутый накрахмаленной парусиной), приводимого в движение мускульной энергией человека. Рукопись эта датируется 1475 г. В 1754 г. М. В. Ломоносов впервые в мире построил натурную модель вертолета. Часовая пружина приводила в движение два винта. В годовом отчете за 1754 г. Ломоносов пишет, что цель этой работы — создать машину, которая, «поднимаясь кверху сама, могла бы поднять маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине». В последующие годы в разных странах было предложено немало проектов вертолетов. Конечно, крайне несовершенных на современный взгляд. Отсутствие теоретических разработок делало все эти предложения малоперспективными.
Одноместный складной вертолет Ка-56
Основы теории вертолета были заложены в начале нашего века Н. Е. Жуковским. Особенно большой вклад в этот раздел авиационной науки сделан В. Н. Юрьевым. Ему же принадлежит ряд практических изобретений в области вертолетов. В 1911 г. Б. Н. Юрьев, в то время студент Московского высшего технического училища, изобрел остроумный механизм для управления вертолетом — автомат перекоса, который применяется теперь во всем мире, почти на всех вертолетах. В этом же году Б. Н. Юрьевым была предложена схема одновинтового вертолета с рулевым винто-компенсатором. Дело в том, что под действием так называемого реактивного крутящего момента при вращении несущего винта корпус вертолета тоже начинает вращаться, только в противоположную сторону. Этот реактивный момент был известен еще Ломоносову. Поэтому в его «аэродромической машинке» имелось два винта, вращающихся в разные стороны,— реактивные моменты винтов взаимно уравновешивались. Такой способ применяется на вертолетах некоторых схем и сейчас. Вертолет по одновинтовой схеме с рулевым винтом-компенсатором, предложенный Б. Н. Юрьевым, был построен под его руководством воздухоплавательным кружком студентов Московского высшего технического училища и демонстрировался в 1912 г. В наше время вертолеты, построенные по этой схеме, получили наибольшее распространение. До 1930 г, никому не удавалось построить вертолет, способный подниматься на значительную высоту. Вертолеты поднимались в то время лишь на несколько десятков метров и держались в воздухе считанные минуты. После большой исследовательской работы и тщательного рассмотрения ряда проектов в 1930 г. в Москве в ЦАГИ был построен вертолет одновинтовой схемы ЦАГИ 1-ЭА. Это одноместная машина с одним несущим винтом и четырьмя небольшими рулевыми винтами для уравновешивания реактивного момента. На вертолете были установлены два двигателя М-2 мощностью по 88,2 кВт (120 л. с.). Это первый в мире по-настоящему летавший вертолет. Одним из его конструкторов и первым пилотом был А. М. Черемухин. В августе 1932 г. он поднялся на ЦАГИ 1-ЭА на высоту 600 м. Это был выдающийся для того времени успех. Достаточно сказать, что официально зарегистрированный в то время мировой рекорд высоты полета на вертолете (итальянский вертолет Асканио) составлял всего 18 м. Вслед за первым советским вертолетом последовали другие, в том числе созданный в 1938 г. под руководством известного авиаконструктора И. П. Братухина ЦАГИ 11-ЭА. Это был первый комбинированный вертолет, который, кроме несущего винта, имел крыло и тянущие винты.По материалам сайта avia.cybernet.name
moikompas.ru
Построим - полетим: вертолет своими руками
Ву Жвонгуан, 20-летний китайский фермер, соорудил работающий вертолет из кучи стальных трубок, древесины вяза и двигателя от мотоцикла. В ходе работы молодой человек использовал знания, полученные в старших классах, а недостающую информацию Ву находил в интернете, куда выходил при помощи мобильного телефона. Непонятно только, заслуживает ли паренек нобелевки или премии Дарвина.
Назвать это чудом китайского авиапрома все-таки нельзя. Разве что очередным достижением китайских кустарных ремесленников
Угол наклона лопастей несущего винта регулируется шпагатом. Ну, надо же с чего-то начинать?
Вертолеты — универсальный вид транспорта, но, возможно, и наиболее сложный с точки зрения механики полета. Чтобы понять масштаб победы нашего героя, давайте разберемся, что именно ему пришлось построить.
Если оставить только основные компоненты, необходимые для управления вертолетом, список получится следующий:
— Левая рука пилота держит «ручку общего управления» с дроссельным регулятором на конце, регулирующим скорость вращения лопастей несущего винта. Этот рычаг можно также двигать вверх или вниз на манер автомобильного ручника — от этого движения зависит угол наклона лопастей. Если лопасти параллельны земле, подъемная сила практически равна нулю, она увеличивается с увеличением угла наклона лопастей.
— Правая рука пилота покоится на «ручке кольцевого управления», сделанной на манер джойстика, позволяющего устанавливать наклон вертолета под любым углом. Это достигается изменением угла наклона лопастей несущего винта в зависимости от того, в какой точке они находятся в данный момент. Таким образом, создается сектор, в котором угол наклона больше — а значит, больше и подъемная сила.
— Ноги пилота управляют парой педалей, от которых зависит угол лопастей рулевого винта, главной задачей которого является нейтрализация крутящего момента, возникающего из-за вращения несущего винта. Последний бы с легкостью «раскрутил» кабину, если бы вертолет не был снабжен еще одним винтом на хвосте. Нажимая на педали, пилот может увеличить или уменьшить тягу на хвосте машины.
Все эти педали и рукоятки дают пилоту возможность управлять сложной и постоянно меняющейся механикой полета, что, конечно, требует постоянной концентрации и собранности.
Очевидно, что устройство, собранное из трех колесиков от продуктовой тележки, сварной металлической рамы, криво прикрученным двигателем от мотоцикла и деревянных винтов вряд ли может претендовать на роль самого изысканного летательного аппарата на свете.
Более того, пока непонятно, как Ву собирается (и собирается ли вообще) устанавливать механизм наклона на несущий винт.
Молодой человек сообщает, что самодельный вертолет, обошедшийся изобретателю в 2 месяца работы и 1600$, потраченных на запчасти, поднимет его на высоту 2600 футов. Китайское правительство, впрочем, не столь уверено в успехе мероприятия, так что пока разрешения на взлет не получено.
Источник: Gizmag
www.popmech.ru
О ВЕРТОЛЕТАХ И КАК СДЕЛАТЬ ПРОСТЕЙШИЙ ВЕРТОЛЕТ.
Страница 1 из 2
ВЕРТОЛЕТЫ
Один из видов летательных аппаратов тяжелее воздуха называется вертолетом. Источником подъемной силы вертолета является не крыло, как у планеров и самолетов, а большой воздушный винт, установленный на вертикальной оси. Вращая винт вертолета (его иногда называют ротор) с необходимой скоростью, можно получить подъемную силу, достаточную для полета аппарата.
Вертолет изобрел великий русский ученый М. В. Ломоносов. Создавая теорию явлений, происходящих в атмосфере, Ломоносов столкнулся с необходимостью подъема измерительных приборов в воздух. 4 февраля 1754 года он сделал доклад об изобретенной им «аэродромической машине», а уже в июле она была построена и испытана в виде модели.
«Аэродромическая машина» Ломоносова имела два винта, вращавшихся вокруг общей оси в разные стороны.
Современные вертолеты строятся по различным конструктивным схемам. На рис. 66 показан один из видов современных советских вертолетов. Этот вертолет имеет лишь один винт (ротор), используемый для создания подъемной силы. Ротор приводится во вращение двигателем, установленным в фюзеляже вертолета. В носовой остекленной части фюзеляжа находится кабина летчика. Колеса вертолета вместе со стойками и устройствами (амортизаторами), смягчающими толчок при посадке, составляют шасси вертолета, служащее для стоянки и движения по земле. На конце длинной хвостовой балки находится небольшой винт, который препятствует вращению всего вертолета или поворачивает его в нужную сторону по желанию летчика.
ПРОСТЕЙШИЙ ВЕРТОЛЕТ
Построить модель вертолета нелегко, особенно начинающим моделистам. Но ведь можно сделать просто летающий винт. Такой винт чаще всего называют «мухой», может быть, потому, что при запуске его в воздух слышен шум, напоминающий жужжание большой мухи.
Простейший вертолет состоит из винта и стержня — оси, на которой насажен винт (рис. 67).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ «МУХИ»
При постройке «мухи» труднее всего сделать винт. Он изготовляется так. Из кусочка липы, березы, клена или ольхи выстрогивают прямоугольный брусок, длина которого в семь-десять раз больше его ширины, а толщина составляет около трети ширины (рис. 68).
Рис. 67. Летающий винт Рис. 68. Расчерчивание заготовки для простейшего вертолета "мухи"
Найдя центр брусочка, просверливают или прокалывают толстым шилом отверстие для оси. Доведя диаметр отверстия до 3—4 мм, переходят к обработке бруска. Для этого на широкой, плоскости вычерчивают полуокружность радиусом, равным половине ширины бруска. Вокруг центрального отверстия вычерчивают окружность радиусом, равным толщине бруска Т.
После этого острым ножом удаляют участки бруска, выходящие за пределы, показанные на рис. 68 жирной линией. В результате такой обработки заготовка приобретает вид, приведенный на рис. 69.
Дальше начинается самая ответственная часть работы —выстрогивание лопастей винта. У готового винта «мухи» лопасти должны быть тонкими: чем легче винт, тем лучше будет летать модель. Лопастям в симметричных сечениях надо придать одинаковый наклон и правильную форму сечения, сам же наклон к концам лопасти полезно уменьшать.
Наконец, надо добиться, чтобы лопасти имели одинаковый вес. Этого можно достичь, если обрабатывать лопасти тщательно и осторожно: чем больше сострогать дерева, тем тоньше становятся лопасти, но тем легче их сломать или испортить грубым, неточным движением ножа. Поэтому обрабатывать лопасти лучше в три-четыре приема.
Сначала ножом надо грубо обработать обе лопасти. После этого уменьшают толщину лопастей рашпилем и напильником с крупной насечкой (драчевым), одновременно придавая лопастям, в первом приближении, правильную форму в сечении.Третий этап заключается в доводке формы сечения и толщины лопастей при помощи стекла или напильника, имеющего не крупную насечку (личного) . Здесь уже надо проверять, имеют ли лопасти одинаковый вес, для чего изготовляемый винт надевают на проволочку и добиваются того, чтобы он был уравновешен во всех положениях. Четвертый этап заключается в осторожной шлифовке лопастей стеклянной бумагой — шкуркой.
www.umeluieruki.ru
