Как вертолет работает: Просто о сложном. Вертолеты |

Вертолеты

Вертолет, или, иначе, геликоптер, создает подъемную силу за счет вращения винта, в отличие от самолета, у которого подъемная сила создается поступательным движением аппарата.

Воздух обтекает лопасти вращающегося винта вертолета. Поскольку для создания подъемной силы не имеет существенного значения, создается ли движение путем перемещения всего аппарата или перемещением одного крыла относительно воздуха, то и основной принцип появления данной силы неизменен.

Иными словами, лопасть винта вертолета представляет собой аналог крыла самолета, у которого верхняя часть более «выпуклая», чем нижняя — для эффекта Бернулли.

Кроме того, как и крыло самолета, лопасть винта вертолета образует определенный угол атаки с горизонталью. Это делается для того, чтобы сила сопротивления воздуха при движении лопасти давала составляющую, направленную вверх.

Винт, в соответствии с 3-м законом Ньютона, воздействует на воздух с той же силой, с какой воздух действует на винт. Это приводит к движению воздуха. Движение воздуха направлено сверху вниз. Получается, что вертолет как бы висит на воздушных струях.

Вращение винта, в соответствии с законом сохранения момента импульса, создает так называемый «реактивный момент», закручивающий летательный аппарат в противоположную сторону. Для компенсации применяют либо соосную схему с двумя винтами, вращающимися в разные стороны, либо, чаще, используют малый хвостовой «подруливающий» винт, задача которого — создать момент в направлении, противоположном действию реактивного момента. Следует отметить, что реактивный момент свойственен не только вертолетам. В равной степени он возникает и на вращающемся винте у самолета (компенсируется вращением винтов в разные стороны, положением элеронов или рулей высоты).

Когда винт вертолета работает в горизонтальной плоскости, параллельно земле, вертолет может только висеть, поднимаясь выше и ниже (что, кстати, невозможно для самолетов). Чтобы вертолет начал двигаться вперед, ему необходимо изменить угол наклона винта так, чтобы винт толкал аппарат не только вверх, но и вперед.

Идея создания подобного аппарата, взлетающего при помощи винта, была высказана еще Леонардо да Винчи в 1475 году. Неоднократно совершались попытки построить подобный аппарат, в том числе и в России. Так, в 1754 г. М. В. Ломоносовым были проведены экспериментальные работы по определению подъемной силы летательного аппарата с соосными винтами. Однако практическое использование вертолета без мощного двигателя, даже при удачной попытке поднять аппарат в воздух, было невозможно. Вертолет в лучшем случае мог поднять вверх только себя самого.

Первый в истории вертикальный полет состоялся 24 августа (по другим источникам, 29 сентября) 1907 года и продолжался одну минуту. Вертолет, построенный братьями Луи и Жаком Бреге (Louis & Jacques Bréguet) под руководством профессора Шарля Рише (Charles Richet), поднялся в воздух на 50 см.

В России первый вертолетоподобный аппарат, с соосными винтами, создал и довел до стендовых испытаний в 1909–1910 гг. И. И. Сикорский, однако этой машине не хватало подъемной силы.

Вертолет классической схемы (с большим и малым винтами) появился после изобретения Б. Н. Юрьевым в 1911 году автомата перекоса.

Автомат перекоса — устройство, изменяющее угол наклона каждой лопасти несущего винта по мере движения по окружности. Подобное решение позволило в разных секторах, ометаемых винтом, иметь разные подъемные силы. За счет этого плоскость, в которой вращается несущий винт вертолета, переходит из горизонтального положения в наклонное, наклоняя при этом всю машину, то есть плоскость вращения винта образует некоторый угол с горизонтом. За счет этого поворота у «подъемной силы» появляется составляющая, направленная вперед. Автомат перекоса находится на втулке винта и управляется с помощью рукоятки в кабине пилота. С помощью этого устройства вертолет способен совершать поступательное движение.

К сожалению, попытки поднять в воздух первый вертолет Б. Н. Юрьева с несущим винтом диаметром 8 м и подруливающим винтом, вынесенным на хвостовую балку, оказались неудачными из-за недостаточной прочности вала главного винта.

Интересно, что…

Современные вертолеты способны выполнять такие фигуры высшего пилотажа, как «петля Нестерова».
Скоростные вертолеты (скорость более 450 км/час) имеют комбинированную двигательную установку с подъемным винтом и маршевым двигателем, например винтокрыл В-12.
Существуют аппараты, сочетающие в себе возможности самолета и вертолета, — конвертопланы, например «Ospry».
Есть вертолеты, способные садиться на воду, такие как Ми-14 и Ка-28.

Далее: Первый вертолет И. И. Сикорского

Просто о сложном. Вертолеты

Вертолет — винтокрылый летательный аппарат, у которого подъемная и движущая силы на всех этапах полета создаются одним или несколькими несущими винтами с приводом от одного или нескольких двигателей.

Подобно самолету, который держится в воздухе благодаря крыльям, вертолет взлетает при помощи винтов большого диаметра. Такой винт называют несущим. У винта есть лопасти, каждая из которых имеет аэродинамический профиль и при вращении винта движется в воздушном потоке. При вращении винта возникает аэродинамическая сила, приложенная к каждой лопасти. Сила каждой лопасти суммируется и прикладывается ко всему винту, а через него ко всему вертолету. Эта сила всегда перпендикулярна плоскости вращения винта. Таким образом вертолету обеспечивается вертикальный взлет.

Историческая справка

Вертолет, как и многие изобретения начала XX века, описывал в своих трудах Леонардо да Винчи. По его чертежам машина должна была приводиться в действие силой четырех человек, а винтовая конструкция, обтянутая тканью, служила несущей поверхностью. Однако есть версия, что да Винчи не был пионером в этой области, так как по описаниям еще в 400 году н.э. в Китае существовала игрушка с пропеллером, которая могла взлетать вверх.

С конца XIX века инженеры всего мира пытались сконструировать аппарат, который мог бы подниматься в воздух и быть управляемым. Пилотируемость и взлетная масса оказались самыми сложно решаемыми в ходе тестовых испытаний. Чаще всего испытатели добивались только одного из двух критериев, в результате чего их попытки оказывались безуспешными.

Первым, кто смог приблизиться к успешной конструкции вертолета, стал Поль Корню в 1907 году. Его аппарат поднимался на высоту 50 м и держался в воздухе 2 секунды.

В 1909 году российский студент Игорь Сикорский во дворе дома создал свой первый вертолет, но и его изобретение постигла та же участь, что и предшественников. Мощности аппарата не хватало, чтоб поднять в воздух даже человека, и на время он забросил идею о создании машины с вертикальным взлетом. В России карьера Сикорского успешно сложилась в авиации. Став главным авиаконструктором в России, Сикорский создал самые большие в мире самолеты «Русский витязь» и «Илья Муромец». Эмигрировав в США в период гражданской войны, Сикорский основал там фирму и успешно занимался авиастроительством.

В те же годы эмигрировавший из России авторитетнейший специалист в области аэродинамики активно работал над созданием вертолета для Министерства обороны США. Его машина была сложна, но могла поднимать в воздух до четырех человек и развивать скорость до 50 км/ч. К сожалению изобретателя, вертолет не был запущен в серийное производство, так как правительство посчитало его слишком дорогостоящим проектом.

Игорь Сикорский не оставлял идею о создании вертолета. Уже в 1939 году прошли первые успешные испытания одновинтового вертолета VS-300. Но вертолет Сикорского получил свой шанс лишь в 1942 году, после того как США вступили во Вторую мировую войну. Возможности летательного аппарата поразили военных, и уже в 1943 году вертолеты были запущены в серийное производство под кодом R-4.

Сикорский по праву считается отцом вертолетостроения, так как создал порядка 20 серийных моделей вертолетов, первым предложил конструкцию вертолета-амфибии. Вертолеты Сикорского совершили трансатлантический и тихоокеанские перелеты с дозаправкой в воздухе, а модель S-58 считается лучшим вертолетом первого поколения.

Для российского производства прототипом стал немецкий вертолет FA-223, который сконструировал профессор Генрих Фоке еще в 1936 году. Отличительной особенностью вертолета Фоке стало наличие двух винтов.

От Ми-1 до «Черного призрака»

Отрасль вертолетостроения сразу заявила о себе как о перспективной в сфере авиации. СССР и США стали основными конкурентами в борьбе за первенство в создании более совершенного вертолета. Более 70 лет инженеры-конструкторы двух сверхдержав стремятся создать технологический шедевр, который надолго смог бы закрепить за той или иной страной пальму первенства. За годы существования отрасли было создано множество вертолетов, которые внесли свой вклад в историю и увековечили имена своих создателей. Самые успешные вертолеты поступали в серийное производство и становились основой для разработки модификаций, обрастая целым семейством моделей.

Первым серийным вертолетом, выпущенным в СССР, был Ми-1. По летно-техническим характеристикам он напоминал вертолет Sikorsky S-51 1949 года, но, в отличие от импортного аналога, получил широкое распространение как в гражданской, так и в военной авиации, а также производился на экспорт.

Свое название, как принято в авиации, вертолет получил от фамилии главного конструктора Михаила Миля.

Вертолеты «Ми» стали одними из самых популярных не только на территории СССР, а потом и России, но и во всем мире.

Вертолет Ми-8 долгие годы лидировал в мировом вертолетостроении и даже сейчас уверенно держится в тройке самых распространенных вертолетов мира.

Вертолет Ми-8 был запущен в серийное производство в 1965 году, после того как Михаил Миль был командирован в США для покупки нескольких единиц вертолета Сикорского и для более подробного понимания потенциала иностранных конкурентов в отрасли.

Вертолет Ми-8 стал настоящей сенсацией на авиасалоне в Ле-Бурже. Он был оснащен двумя двигателями таким образом, что при отказе одного второй автоматически выходил на повышенную мощность, благодаря чему вертолет не терял высоту. Взлетная масса Ми-8 позволяла взять на борт трех членов экипажа и 24 десантника или 28 пассажиров и совершить беспосадочный полет на 425 км со скоростью 225 км/ч.

За годы производства Ми-8 не потерял популярность. У данного вертолета существует 60 модификаций, включая военные, спасательные, пассажирские и грузовые.

Вертолет Ка-31 поднялся в воздух в ноябре 1986 года и до сих пор не имеет аналогов в мире. Ка-31 и его модификация Ка-35 — вертолеты радиолокационного дозора. Вертолет может быть использован как для сухопутных ПВО, так и базироваться на кораблях. Ка-31 сконструирован таким образом, что может вести автоматизированный полет в любых погодных и климатических условиях и одновременно вести до 20 целей. Он способен обнаруживать цели типа «вертолет-самолет» на предельно малых высотах, а также надводные корабли и их сопровождение. В настоящее время вертолет стоит на вооружении России и Индии.

Кроме Ка-31, в ОКБ «Камов» в 1982 г. создали еще один легендарный вертолет — Ка-50, или «Черная акула». Особое внимание конструкторы уделили безопасности пилота. Ка-50 стал первым вертолетом, оснащенным катапультируемым креслом и полностью бронированной кабиной. В ходе испытаний «Черная акула» выдержала обстрел снарядами калибра 12,7 мм, то есть пулемета. Первым боевым заданием для Ка-50 стала контртеррористическая операция в Чечне 2001 года. «Черная акула» показала себя как надежная и маневренная машина, что было особенно важно при ведении боевых действий в горных условиях.

Крупнейшим многоцелевым транспортным вертолетом стал Ми-26. Он используется как в военной, так и в гражданской авиации. «Летающая корова» на сегодняшний день самый большой вертолет с максимальной взлетной массой 20 т как на борту, так и на внешней подвеске. Также в вертолете предусмотрена лебедка, которая поднимает 500 кг. Вместимость вертолета — 82 десантника или 60 носилок с ранеными при крейсерской скорости 295 км/ч.

Золотая летопись вертолетостроения не могла обойтись без машин, выпущенных заводом Sikorsky. В середине ХХ века был создан UH-60 «Черный ястреб». Семейство «Черного ястреба» включает вертолеты грузоподъемностью от 1500 кг до 4 т, палубные вертолеты, санитарные, вертолеты огневой поддержи и пр. На сегодняшний день это один из самых часто экспортируемых вертолетов.

Такой титан авиации, как Boeing, также внес свой вклад в историю вертолетостроения. Ударный вертолет Boeing AH-64 Apache получил известность благодаря операции «Буря в пустыне». Специалисты утверждают, что достойным соперником «Апачу» может стать только Ми-28 «Ночной охотник». Вокруг указанного вертолета существует много споров и слухов, однако он не раз становился источником вдохновения для деятелей искусства, так как часто появлялся в кинофильмах и даже стал прообразом коллекции шляпок.

Имя вертолета Bell UH-1 Iroquois также связано с боевыми действиями. «Ирокез», или «Хьюи», стал символом войны во Вьетнаме. Этот вертолет выполнял всевозможные функции: доставлял на поле боя, снабжал провизией и боеприпасами, эвакуировал раненых. За 11 лет боевых действий было совершено 36 млн боевых вылетов. На каждые 18 тыс. вылетов приходилась одна потеря. Учитывая тот факт, что вертолет не имел никакого бронирования, такая статистика считается уникальной.

В истории вертолетостроения есть множество машин, которые стали символами эпохи и знаковыми в определении хода тех или иных событий.

Холдинг «Вертолеты России», который объединил усилия инженеров КБ Миля и КБ «Камов», продолжает создавать машины, сочетающие успешный опыт вертолетной классики с современными технологиями.

По мировой статистике численности, вертолеты, выпускаемые холдингом «Вертолеты России», занимают шестое место, что говорит о высокой конкурентоспособности продукции наравне с вертолетами Boeing, Sikorsky и Bell.

Одними из ведущих разработок являются многоцелевой вертолет Ка-226 и его модификации. Отличительной особенностью нового вертолета стала установка двух турбовальных двигателей. Модификации семейства Ка-226 могут быть выполнены в пассажирском, транспортном, медицинском, полицейском или поисково-спасательном вариантах. У вертолета существует множество комплектующих, которые позволяют легко менять его назначение, например грузовая платформа или модули для транспортировки раненых. Модификация Ка-226Т обладает широким спектром характеристик, которые дают ему преимущество над многими аналогичными машинами.

При взлетной массе 3600 кг вертолет может совершить перелет на 470 км со скоростью 220 км/ч. Ка-226Т может совершать полет в любых погодных и климатических условиях как над сушей, так и над водой. Его температурный диапазон варьируется от -50 до +50 °С.

Такая вариативность компоновки борта и возможность работы при экстремальных температурах заинтересовала многих иностранных заказчиков. Этот вертолет считается одним их самых перспективных на сегодняшний день.

Случай один на миллион

История знает немало случаев, когда от мастерства и умения экипажа вертолета зависели жизни людей. Вертолеты служб спасения ежедневно совершают вылеты по всему миру, спеша на помощь тем, кто оказался в безвыходной ситуации.

Одной из самых распространенных и регулярно производимых операций спасения в России становится снятие людей со льдины. Чаще всего это рыбаки, которые оказались в плену стихии, в период ледохода. Людей, оказавшихся в такой ситуации, как правило, снимает со льдины вертолет, зависая над ней и спуская спасательное оборудование.

Истории известны случаи уникальных спасательных операций. Так, в апреле 1985 года исследовательское судно «Михаил Симов» оказалось зажато в арктических льдах. На помощь исследователям отправили теплоход «Павел Корчагин». Однако дрейфующие льды не позволили теплоходу подойти на нужное расстояние. Экипаж вертолета Ми-8, направленный на место ЧП, принял решение садиться на льдину. За два дня спасательной операции вертолет совершил 11 посадок и эвакуировал с корабля 77 человек.

С вертолетами связано немало рекордов по работе в экстремальных погодных условиях, эвакуации пострадавших из горячих точек, а также поднятию несоразмерно больших грузов. С развитием вертолетной техники рекорды обновляются, постоянно повышая планку возможностей.

Однако есть рекорд, который до сих пор не побит. Его установил в 2010 году французский летчик-испытатель Дидье Дельсаль. 14 мая он поднял свой модифицированный Eurocopter Ecureuil/AStar AS350 B3 на высоту 8850 м над уровнем моря и совершил посадку на вершине Эвереста. Для того чтобы посадка считалась действительной, Дельсалю нужно было зафиксировать вертолет и касаться земли не менее двух минут. Чтобы подтвердить свое достижение, Дельсаль повторил полет на следующий день и удвоил время пребывания на вершине Эвереста. Своим экспериментальным полетом Дельсаль дал надежду альпинистам, покоряющим большие высоты, так как с такой высоты эвакуация не осуществляется и случаи спасения пострадавших, к сожалению, крайне редки и уникальны. Рекорд французского летчика все еще не побит, но случаи посадки вертолетов на различные горные вершины становятся более частым явлением.

Выводы

Отрасль вертолетостроения является востребованной и перспективной как на внутреннем рынке государства, так и на международной арене.

Темпы развития отрасли показали, что при консолидации научного потенциала и технической базы, как показал опыт холдинга «Вертолеты России», можно добиться серьезных результатов и создавать машины, которые становятся лидерами рынка на долгие годы.

Частные капиталовложения и тесное взаимодействие с государственными структурами и вооруженными силами ускоряют темпы развития и позволяют своевременно реагировать на запросы и потребности отрасли и оставаться лидерами на конкурентном рынке.

Рекомендации

Создавать благоприятные условия для интеграции частного капитала, научно-технического прогресса и инновационных технологий для разработки передовых машин, опережающих вызовы времени.

Поддерживать диалог между всеми сторонами, заинтересованными в развитии отрасли, и включать в разработки технологии, которые являются востребованными и актуальными для всех областей использования вертолетной техники.

Создавать благоприятные условия в рамках политики импортозамещения в части разработки всех необходимых комплектующих, таких как двигатели и системы авионики, для серийного производства полностью отечественных вертолетов и их дальнейших модификаций.

Как работают вертолеты? | Вандополис

ТЕХНОЛОГИИ — Транспорт

Задумывались ли вы когда-нибудь.

Как работают вертолеты?
Что могут вертолеты, чего не могут самолеты?
Какие специальные работы могут выполнять вертолеты?

Метки:

См. все метки

воздухоплавание,

9лезвие 0007,

машиностроение,
рейс,

вертолет

,
наведение,
Игорь Сикорский,
изобретение,

подъемник

,
прототип,
ротор,
русский,
наука,
технологии,
транспорт,
крыло,
Изобретения,
Машиностроение,
Наука,
Транспорт,
Самолет,
Самолет,
Спина,
Воздух,
Вперед,
Назад,
Боком,
Вверх,
Вниз,
Взлетно-посадочная полоса,
Военный,
Войска,
Расходные материалы,
Скорая помощь,
Мобильность,
СМИ,
Новости,
Трафик,
Авиационный,
Инженер,
США,

9Патент 0007,

Дизайн

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Касен. Kasen Wonders , « как работает вертолет » Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Касен!

Когда дело доходит до самолетов, гладкие линии и молниеносная скорость самолетов могут легко удивить людей. Громоздкие вертолеты странной формы редко вызывают подобные чувства. Однако, как только вы узнаете, на что способны вертолеты, вы можете дважды подумать, когда в следующий раз увидите их!

В отличие от самолетов, вертолеты имеют сверху вращающиеся крылья, называемые лопастями или роторами. Когда лопасти вертолета вращаются, они создают силу, называемую подъемной силой, которая позволяет вертолету подниматься в воздух. Несущие винты вертолета выполняют ту же функцию, что и крылья самолета.

В дополнение к несущим винтам сверху, у вертолетов также есть несущий винт сзади. Задний ротор может быть направлен в разные стороны, что позволяет вертолету двигаться вперед, назад и в стороны.

Вертолеты могут делать многое, чего не могут самолеты. Например, вертолеты могут двигаться прямо вверх или вниз и зависать в воздухе без движения. Они также могут летать назад и вбок. Они могут даже взлететь или приземлиться без взлетно-посадочной полосы!

Благодаря этим возможностям вертолет идеально подходит для многих задач. Они использовались военными в течение многих лет для перемещения войск, доставки припасов и в качестве летающих машин скорой помощи. Их мобильность позволяет вертолетам добираться до людей в труднодоступных местах, таких как горы и океаны.

Вертолеты также часто используются средствами массовой информации, чтобы сообщать о последних новостях и дорожном движении. Из-за своей способности зависать и приземляться без взлетно-посадочной полосы вертолеты идеально подходят для перемещения крупных объектов. Их также можно использовать для перевозки больших объемов воды для тушения лесных пожаров.

Отцом современного вертолета является Игорь Сикорский, русский авиационный инженер, позже приехавший в США. Впервые он подал патент на конструкцию вертолета в 1931 году. Однако первый рабочий прототип его конструкции поднялся в воздух только восемь лет спустя.

Думаешь, когда-нибудь тебе захочется полетать на вертолете? Мы думаем, что вы можете это сделать! Однако для этого потребуется довольно много тренировок. Летать на вертолете намного сложнее, чем на самолете. Вы поняли, что вам нужны обе руки и обе ноги, чтобы успешно управлять вертолетом?

Common Core, Научные стандарты следующего поколения и Национальный совет по социальным исследованиям.»> Стандарты:

CCRA.W.2, CCRA.SL.1, CCRA.L.1, RST.6-8.2, RST.6-8.9

Интересно, что дальше?

У завтрашнего чуда дня есть уши, но он ничего не слышит!

Попробуйте

Мы надеемся, что сегодняшнее Чудо дня поможет вам достичь новых высот! Не забудьте взять друга или члена семьи, чтобы помочь вам изучить следующие действия:

Хотите сделать свой собственный вертолет? Большой! Во-первых, вам понадобятся некоторые основные вещи, чтобы начать. Мощный двигатель был бы хорошим стартом. Тогда вам понадобится несколько сотен фунтов высокопрочной стали… Что? Нет таких вещей в гараже? Не беспокоиться! Вот более простая версия, которую вы можете попробовать вместо этого. С помощью всего лишь нескольких обычных предметов вы можете сделать бумажную игрушку, которая ведет себя как мини-вертолет!
Если бы вы могли полететь в любую точку мира, где бы это было? Северный полюс? Россия? Южный полюс? Карибский остров? После того, как вы определились с пунктом назначения, подумайте, КАК вы хотите туда лететь. Вы бы предпочли летать на самолете или вертолете? Почему? Составьте список плюсов и минусов самолетов и вертолетов. Поделитесь своим списком с другом или членом семьи. Согласны ли они с вами? Почему или почему нет?
Какой самый большой вертолет? Как насчет самого быстрого вертолета? Проведите собственное независимое исследование в Интернете о вертолетах. Попробуйте найти ответы на эти и любые другие интересные вопросы, связанные с вертолетами, которые вы можете придумать. Поделитесь тем, что вы узнали, с другом.

Wonder Sources

http://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/helicopter.htm (по состоянию на 11 апреля 2019 г.)
http://www.nasa.gov/audience/forstudents/k -4/stories/what-is-a-helicopter-k4.html (по состоянию на 11 апреля 2019 г.)

Получили?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Правосудие из Нью-Йорка
за ответы на вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

самолет
гладкий
подстрекать
лезвие
ротор
наведение
возможность
военный
скорая помощь
мобильность
авиационный
инженер
поражают
громоздкий
подъемник
войск
взлетно-посадочная полоса
прототип

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Wonder of the Day® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции. Узнай первым!

Поделитесь со всем миром

Расскажите всем о Вандополисе и его чудесах.

Поделиться Wonderopolis

Wonderopolis Widget

Хотите делиться информацией о Wonderopolis® каждый день? Хотите добавить немного чуда на свой сайт? Помогите распространить чудо семейного обучения вместе.

Добавить виджет

Ты понял!

Продолжить

Не совсем!

Попробуйте еще раз

вертолет | Факты, история и типы

вертолет

; вертикальный полет

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:: Игорь Сикорский
Дик Смит
Чарльз Уилфред Батлер
Ханна Райч
Александр Сергеевич Яковлев

Похожие темы:: пропеллер
Маленький Генри
Добльхофф WNF 342
управление по каналу тангажа
Реактивный рейнджер

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

вертолет , летательный аппарат с одним или несколькими горизонтальными винтами или винтами с механическим приводом, которые позволяют ему взлетать и приземляться вертикально, двигаться в любом направлении или оставаться неподвижным в воздухе. Другие летательные аппараты вертикального полета включают автожиры, конвертопланы и самолеты V / STOL ряда конфигураций.

Идея вертикального взлета, перехода в горизонтальный полет к месту назначения и вертикальной посадки веками была мечтой изобретателей. Это наиболее логичная форма полета, в которой отсутствуют большие посадочные площадки, расположенные далеко от центра города, и неизбежные промежуточные способы передвижения — автомобиль, метро, автобус — которые обычно требуются для полета на обычном самолете. Но вертикальный полет также является самой сложной задачей в полете, требующей большей сложности конструкции, мощности и управления, чем у обычных самолетов с неподвижным крылом. Эти трудности, со временем решенные целеустремленными инженерами и изобретателями, сделали развитие вертикального полета медленным по сравнению с обычным полетом, поскольку первые пригодные вертолеты появились только в начале 19 века.40с.

Одной из важных характеристик истории вертикального полета является всепроникающий человеческий интерес к этому предмету; изобретатели во многих странах приняли вызов на протяжении многих лет, достигнув разной степени успеха. История вертикального полета началась как минимум около 400 г. н.э.; есть исторические упоминания о китайском воздушном змее, который использовал вращающееся крыло в качестве источника подъемной силы. Игрушки, работающие по принципу вертолета — вращающейся лопасти, вращаемой натяжением веревки, — были известны еще в Средние века. Во второй половине 15 века Леонардо да Винчи нарисовал вертолет, который использовал спиральный воздушный винт для получения подъемной силы. Игрушечный вертолет с роторами, сделанными из птичьих перьев, был подарен Французской академии наук в 1784 году двумя мастерами, Лауной и Бьенвеню; эта игрушка предсказала более успешную модель, созданную в 1870 году Альфонсом Пено во Франции.

Первое научное изложение принципов, которые в конечном итоге привели к созданию успешного вертолета, было сделано в 1843 году сэром Джорджем Кейли, которого многие также считают отцом самолетов. С этого момента многочисленными изобретателями был порожден настоящий генофонд идей вертолетов, почти полностью в форме модели или эскиза. Многие из них были технически тупиковыми, но другие внесли свой вклад в окончательное решение. В 1907 году было сделано два значительных шага вперед. 29 сентября, братья Бреге, Луи и Жак, под руководством физиолога и пионера авиации Шарля Рише совершили короткий полет на своем автожире №1, оснащенном 45-сильным двигателем. У автожира была паутинообразная рама и четыре набора несущих винтов. Пилотируемый самолет оторвался от земли на высоту около полуметра, но был привязан и не находился под каким-либо управлением. Бреге стал известен во французской авиации, и со временем Луи вернулся к успешной работе в вертолетостроении. Позже, в ноябре, их соотечественник Поль Корню, который, как и братья Райт, был производителем велосипедов, совершил свободный полет продолжительностью около 20 секунд, достигнув высоты одного фута на двухроторном аппарате, оснащенном двигателем мощностью 24 лошадиных силы. . Другим человеком, который, как и Бреге, заигрывал с вертолетами, делал себе имя на самолетах с неподвижным крылом, а затем возвращался к задачам вертикального полета, был Игорь Сикорский, который провел несколько неудачных экспериментов примерно в то же время. время.

Викторина «Британника»

Викторина «Транспорт и технологии»

Где была первая практическая линия метро в Соединенных Штатах? Кто первой из женщин преодолела звуковой барьер? Проверьте свои знания. Пройди тест.

Следующие 25 лет характеризовались двумя основными тенденциями вертикального полета. Одним из них было широкое распространение небольших успехов с вертолетами; вторым было появление и очевидный успех автожира (также пишется как автожир).

Вертолет добился все большего успеха во многих странах, и в следующем кратком обзоре будут отмечены только те, чей вклад в конечном итоге был обнаружен в успешно разработанных вертолетах. В 1912 году датский изобретатель Якоб Эллехаммер совершал короткие прыжки на вертолете с вращающимися в противоположных направлениях несущими винтами и циклическим управлением по тангажу, что является важным пониманием проблемы управления. 18 декабря 1922 года сложный вертолет, разработанный Джорджем де Ботезатом для ВВС США, оторвался от земли чуть менее чем за две минуты при минимальном управлении. Во Франции аргентинский изобретатель Рауль Патерас Пескара, сконструировавший несколько вертолетов в 1920-х и 30-х годов, в которых применялось циклическое управление шагом и, в случае отказа двигателя, авторотация несущего винта, 18 апреля 1924 года был установлен рекорд дальности полета по прямой — 736 метров (2415 футов). В том же году во Франции 4 мая Этьен Эмихен установил рекорд дальности для вертолетов, пролетев круг длиной в километр.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

В прошлом году, 9 января 1923 года, в Испании Хуан де ла Сьерва совершил первый успешный полет на автожире. Автожир работает по другому принципу, чем вертолет. Его ротор не приводится в действие, но получает подъемную силу за счет механического вращения, когда автожир движется вперед по воздуху. Преимущество его заключалось в относительно коротком взлете и почти вертикальном снижении, и последующий успех автожиров Сьервы и его конкурентов, казалось, омрачил будущее разработки вертолетов. Автожиры быстро совершенствовались и производились в нескольких странах, казалось, заняв настолько полезную нишу, что временно затмили вертолет. Однако по иронии судьбы технология головки несущего винта и лопасти несущего винта, разработанная для автожира, внесла важный вклад в разработку успешного вертолета, который со временем сделал автожир устаревшим.

В 1936 году Германия вышла на передовые позиции в разработке вертолетов, представив Focke Achgelis Fa 61 с двумя трехлопастными несущими винтами, установленными на выносных опорах, и оснащенным радиальным двигателем мощностью 160 лошадиных сил. Fa 61 имел управляемый циклический шаг и установил множество рекордов, в том числе в 1938 году полет на высоте 11 243 фута и полет по пересеченной местности на 143 мили. В 1938 году немецкий летчик Ханна Райч стала первой в мире женщиной-пилотом вертолета, совершив полет на Fa 61 в Немецком Галле в Берлине. Это был как технический, так и пропагандистский триумф. Германия продолжила разработку вертолетов во время Второй мировой войны и первой запустила серийное производство вертолета Flettner Kolibri.

В США, после многих успехов с коммерческими летающими лодками, Игорь Сикорский вновь обратил свое внимание на вертолеты и после длительного периода разработки совершил успешную серию испытательных полетов своего ВС-300 в 1939–41 гг. По сути, испытательный самолет, предназначенный для легкой и быстрой модификации, VS-300 был небольшим (весил 1092 фунта) и оснащался двигателем Lycoming мощностью 65 лошадиных сил. Тем не менее, он обладал характеристиками, характерными для большинства современных вертолетов: один основной трехлопастной несущий винт с общим шагом и хвостовой винт. Однако каким бы успешным ни был ВС-300, он также ясно показал трудности, с которыми столкнутся все последующие вертолеты в процессе разработки. В течение многих лет, по сравнению с обычными самолетами, вертолеты были маломощными, сложными в управлении и подвергались гораздо более высоким динамическим нагрузкам, что приводило к выходу из строя материалов и оборудования. Тем не менее, VS-300 привел к длинной линейке вертолетов Sikorsky и повлиял на их развитие в ряде стран, включая Францию, Англию, Германию и Японию.

После Второй мировой войны коммерческое использование вертолетов быстро развивалось во многих областях, включая пожаротушение, полицейскую работу, опрыскивание сельскохозяйственных культур, борьбу с комарами, медицинскую эвакуацию, а также перевозку почты и пассажиров.

Расширяющийся рынок привел к появлению новых конкурентов, каждый из которых по-своему подходил к проблеме вертикального полета. Корпорация Bell Aircraft Corporation под руководством Артура Янга начала свою долгую и выдающуюся историю самолетов вертикального полета с серии прототипов, которые привели к модели Bell Model 47, одному из самых значительных вертолетов всех времен, включающему шарнирно-сочлененную раму. гиростабилизированный двухлопастный несущий винт. Фрэнк Пясецкий создал Piasecki Helicopter Corporation; в его конструкции использовалась концепция тандемного ротора. Использование сдвоенных тандемных винтов позволило вертолетам вырасти почти в два раза по сравнению с предыдущими размерами без трудностей с созданием очень больших лопастей несущего винта. Кроме того, размещение сдвоенных винтов обеспечивало большой диапазон центровки. Соревнование было международным, с быстрым прогрессом в Советском Союзе, Великобритании, Франции, Италии и других странах.

В еще большей степени, чем у самолетов, разработка вертолета была ограничена мощностью двигателя. Поршневые двигатели были тяжелыми, шумными и менее эффективными на большой высоте. Первое применение технологии реактивных двигателей в вертолете было осуществлено в 1951 году на вертолете HTK-1 компании Kaman Aircraft Corporation, который имел запатентованные Kaman аэродинамические сервоуправляемые несущие винты в конфигурации «синхроптер» (т. траектории движения лезвия).

В обычных самолетах мощность реактивного двигателя использовалась главным образом для увеличения скорости. В вертолете тяга реактивной турбины должна была улавливаться редуктором, который вращал несущий винт. Реактивный двигатель имел много преимуществ для вертолета: он был меньше, весил меньше, чем поршневой двигатель сопоставимой мощности, имел гораздо меньшую вибрацию и использовал менее дорогое топливо.