Рецепты читателей 21.06.2017
Несколько десятилетий назад сложно было представить летающие по комнате вертолеты или квадрокоптеры. Современные модели имеют встроенный гироскоп, который не позволяет им перевернуться. Техника способна «бороться» с ветром, лопасти создаются из прочных материалов, а в комплекте изделия можно найти дополнительные запчасти.
Вертолеты на пульте управления – чудо современной техники
Для детей радиоуправляемые вертолеты и самолеты представлены в виде ярких, красочных и оригинальных моделей, аналоги которых летают по всему свету. На полках игрушечных магазинов можно встретить конструкции разных размеров, от крошечных до больших. С двумя или четырьмя лопастями на основном роторе.
Летающие изделия классифицируются по следующим техническим параметрам:
- размеру;
- типу двигателя;
- методу управления;
- виду винтов.
А также количеству каналов управления. Это сложный механизм, который предназначен для детей после 8 лет. Ведь необходимо правильно запускать конструкцию, во избежание ее преждевременной поломки и огорчения ребенка.
Основные характеристики изделия
Вертолеты на пульте управления делятся на несколько видов – комнатные механизмы, которые отличаются небольшими размерами и доступностью в управлении, подойдут даже новичкам. Механизмы при столкновении не несут вреда для стен и мебели. При безветренной погоде можно запускать вертолеты на улице.
Чтобы получить первые навыки управлением уличных конструкций можно использовать компьютерные симулянты, дабы не разбить игрушку за несколько минут. В зависимости от маневренности вертолета различают несколько каналов управления:
- три канала – подъем/спуск, вперед/назад и разворот по/против часовой стрелки;
- четыре канала – дополнительное направление право/влево;
- пять каналов – для крупногабаритных конструкций, управление лопастным шагом;
- шесть каналов – регулировка чувствительности гироскопа.
Также выделяют несколько каналов связи. Инфракрасное отличается малым радиусом действия, радиоинтерфайс характеризуется значительным расстоянием, на котором механизм способен функционировать.
Если говорить про управление с помощью гаджетов, то применяется технология Wi-Fi, которая позволяет исключить риск возникновения помех. Такие модели дорогостоящие и подходят для ребят после 12 лет.
Дополнительные возможности
Некоторые модели оснащены дополнительными опциями. Например, конструкция Silverit имеет встроенную камеру, больше используется для создания снимок, а не для пилотирования ради развлечения.
Детские модели могут иметь резервуары с водой или пластиковые ракеты, для коллективного сражения. Более сложные конструкции комплектуются виртуальными симулянтами, для качественного запуска изделия.
Стробы научиться управлять летающим механизмом нужно овладеть техникой взлета и приземления, только после этого можно переходить к прямолинейному полету или совершению других более сложных маневров.
Развитие ребенка с помощью игрушек на пульте управления
Радиоуправляемые вертолеты и самолеты – это не только веселые игрушки. Такие модели помогут малышу при общении со сверстниками, ведь подобные игры рассчитаны на коллективные сражения.
Такая вещь тренирует реакцию, координацию движения, мышечные навыки и скорость мышления. Может стать одной из долговечных забав для детей. При правильном управлении конструкция способна служить годами.
Модели на пульте заставляют ребят мыслить логически, фантазировать, продумывать свои действия на несколько шагов вперед. Орудуя механизмом запуска техники ребенок тренирует мелкую моторику, что полезно для кровообращения и развития речевого аппарата.
Такие игрушки несут пользу для зрения, предупреждают близорукость, контролируют остроту и направленность взгляда. Вертолеты и самолеты на пульте управления заставляют ребят фантазировать, представлять себя настоящими покорителями воздуха.
Покупка летающего аппарата
Купить квадрокоптер на радиоуправлении можно в интернет-магазине, где представленный широкий выбор подобных изделий. На какие критерии обратить внимание, чтобы покупка оправдала все самые смелые ожидания?
- Вес конструкции – чем меньше, тем сложнее управлять механизмом на улице, особенно в ветреную погоду.
- Материал корпуса – определяет долговечность устройства.
- Количество каналов управления – функциональность механизма.
- Мощность двигателя – скорость движения агрегата.
- Емкость аккумулятора – длительность полета.
- Диаметр зоны захвата радиоуправляемого механизма – определяет насколько дальше и выше может летать вертолет.
Чтобы ребенку понравилась покупка, важно обратить внимание на дизайн конструкции. Большинство моделей выполнены из прочного пластика, способного пережить любые падения. Важно не экономить на игрушке, дабы не огорчать малыша быстрой поломкой изделия.
Нужно учитывать, что стандартное время полетов около 10 минут, а потому требуется запастить дополнительными батарейками, дабы избежать форс-мажоров. Для ребенка лучше всего выбирать соосную схему управления, чтобы игрушку не заносило в сторону.
Такой подарок для малыша будет неописуемой радостью, который позволит всей семье проводить время на свежем воздухе. Для подростков есть возможность выбрать более усовершенствованные модели, чтобы покорять небесные просторы. Вертолет на радиоуправлении это своеобразный тренажер, который позволяет познакомиться с механизмами управления еще с малых лет.
Внимание! Любителям квадрокоптеров – летательного аппарата с четырьмя винтами на пульте управления, будет возможность не только пилотировать сложные конструкции, но и создать свой агрегат (наборы для конструирования Лего), с усовершенствованным внутренним наполнением.
Осуществите свою мечту и сделайте свой досуг не только увлекательным, но и полезным для здоровья! Удачным Вам покупок!
Многие дети хоть раз в жизни видели в небе летящий вертолет. А у кого-то может быть есть вертолет на радиоуправлении. Вертолет может быть транспортом для быстрого передвижения и участником боевых действий на войне. Он летает так, что дух захватывает и невозможно оторвать взгляд. Но как же такая тяжелая железная машина может оторваться от земли и лететь в нужном направлении?
Давайте разбираться. На крыше вертолета закреплен огромный крутящийся винт с лопастями . Он выполняет функцию крыльев. Этот винт, вместе с еще одним винтом, поменьше способен поднять вертолет вверх, задержать его в воздухе и заставить лететь. Когда винт крутится, лопасти с силой захватываю поток воздуха и, при помощи аэродинамической силы, вертолет летит.
Аэродинамическая сила – это сила, с которой воздух действует на поверхность вертолета. Благодаря вращению лопастей винта над вертолетом создается зона пониженного давления, и частички воздуха как бы выталкивают его вверх. Загребая лопастями воздух, вертолет мчится вперед. Главный винт помогает вертолету лететь прямо вперед.
А при наклоне винта изменяется аэродинамическая сила. Благодаря этому вертолет может лететь не только вперед, но и вбок или даже назад. Но как же наклонить винт, чтобы заставить вертолет лететь вбок? Для этого надо изменить угол атаки. Что такое угол атаки? Каждая лопасть винта может оборачиваться вокруг своей оси (стержня). Угол атаки
– это величина, на которую может «задраться» лопасть навстречу воздуху. Когда пилот увеличивает угол атаки сразу у всех лопастей, вертолет взлетает вверх, а когда угол атаки уменьшается – вертолет опускается. Если растет угол атаки лопасти, когда она будет находиться над носом вертолета, то сзади соответственно он уменьшится и вертолет полетит назад. А если растет угол атаки у лопасти пролетающей над левым бортом – вертолет полетит направо.
Если за рычагом управления опытный пилот, вертолет может даже летать вверх ногами, то есть вверх колесами. Вернее летать он так не сможет, а сможет только делать фигуры в воздухе. Для того, чтобы «кувыркнуться» вертолету хватит аэродинамической силы. Но летать вниз лопастями долго вертолет не может. Если сравнивать вертолет с самолетом, можно найти много отличий. Самолету нужно разогнаться, чтобы взлететь и он не может держаться вертикально в воздухе, ему нужно все время лететь вперед. А вертолет может подняться вверх, например, с крыши дома, и висеть в воздухе столько времени, сколько надо. Это позволило вертолету найти применение в разных областях нашей жизни.
Что выбрать
Если сравнивать покупку автомобиля и покупку вертолета, то здесь есть как различия, так и общие моменты. Как и автомобиль, винтокрылую машину можно купить и новую, и бывшую в употреблении. К слову, вертолет, уже эксплуатировавшийся ранее, называется ресурсным. Есть и третий вариант - приобретение так называемого kit-комплекта, то есть набора узлов и агрегатов, включая двигатель, предназначенных для самостоятельной сборки. Собрать его можно самому, либо доверить сборку профессионалам в сервисном центре.
Пойти и купить новый вертолет сразу получится не всегда. Как правило, новые вертолеты поставляются под заказ. Так, популярный в России американский вертолет Robinson R44 придется ждать от 3 до 6 месяцев, французский Eurocopter ЕС-130 Т2 - до одного года. Правда, у официальных дилеров всегда есть собственные, заранее заказанные вертолеты с близким сроком поставки. Что касается ресурсного вертолета, то его преимущество в том, что ждать его не надо. Поэтому вертолет возрастом 1-3 года стоит почти как новый. Но и в дальнейшем цена на машины падает достаточно медленно.
Eurocopter EC-130
Кроме этого, предстоит выбрать между поршневым вертолетом и газотурбинным.
Плюсом первого будут его невысокие топливные запросы. Поршневой Robinson заправляется авиационным бензином, но используют и автомобильный Аи-95, главное, чтобы качество топлива не подвело. Газотурбинные вертолеты летают на авиационном керосине, а он существенно дороже. Помимо этого при выборе надо учитывать цели, для которых приобретается вертолет. Поршневые машины предназначены в первую очередь для пилотов-любителей, летающих ради собственного удовольствия. Газотурбинные предполагают полеты в различных погодных условиях и высокую интенсивность эксплуатации. Но они и существенно дороже.
Регистрацией вертолетов занимается Федеральное агентство воздушного транспорта - Росавиация. Вертолеты, так же как и самолеты, подлежат регистрации в Государственном реестре гражданских воздушных судов Российской Федерации.
Небесные «Робинзоны» и другие
Так уж сложилось, что основными машинами в этом сегменте, представленными в России, являются вертолеты американской компании Robinson Helicopter. В арсенале компании три типа винтокрылых машин - двухместный R22, четырехместный R44 и пятиместный R66. Кроме этого, компания производит вертолетные площадки Robinson Helipad, предназначенные для установки на крышах зданий. Доля нашей страны в продажах компании составляет примерно 15%. Всего же в год компания производит 800 машин.
Robinson R22 - легкий однодвигательный вертолет. Оснащен поршневым бензиновым четырехцилиндровым двигателем Lycoming O-360. Вертолет двухместный, рассчитан на пилота и одного пассажира. Выпускается с 1975 года. Начальная цена R22 Beta II в стандартной комплектации - 288 000 долларов. Но это в США. Транспортировка и растаможка увеличит цену примерно в полтора раза. Анонсированный в конце прошлого года R44 Cadet тоже двухместный, но, в отличие от других вертолетов 44-й серии, стоит от 339 000 долларов. Судя по всему, он идет на замену R22. R44 Cadet имеет те же габаритные размеры, что и четырехместный R44 Raven II, но в отличие от него вместо задних сидений имеет просторный грузовой отсек.
Robinson R44 впервые поднялся в воздух в 1990 году. Это один из наиболее популярных вертолетов в своем классе. Как и R22, он также оснащен поршневым двигателем. Рассчитан вертолет на 4-х человек. Цена вертолета R44 Raven II в стандартной комплектации составляет 461 000 долларов.
Robinson R66 - первый газотурбинный вертолет Robinson Helicopter. Поставляется с 2010 года. Он оснащен турбовальным двигателем Rolls-Royce RR300. Имеет пять мест и отдельный грузовой отсек. Потребляет уже не бензин, а авиационный керосин. Цена вертолета R66 Turbine в базовой комплектации - 869 000 долларов.
Robinson R44 Raven II
Rotorway A600 Talon - легкий двухместный поршневой вертолет производства американской компании RotorWay International. Модель производится с 2007 года. Поставляется в разобранном виде. На полную сборку уходит около 450 часов. В качестве топлива используется обычный автомобильный 92-й бензин. Заводская стоимость комплекта - 98 000 долларов. Российская цена будет включать НДС, таможенную пошлину и, если собирать будете не сами, то и стоимость сборки.
Rotorway A600
Итальянский Heli-Sport CH-7 производится компанией Heli-Sport aircraft с 2009 года. Это также двухместный поршневой вертолет с тандемным расположением сидений. Цена набора для самостоятельной сборки составит 115 000 долларов. Сиденья пилота и пассажира расположены как и на мотоцикле - друг за другом. Есть версия с классическим рядным расположением сидений - HeliSport CH77.
Heli-Sport CH-7
При наличии достаточных финансовых средств можно присмотреться к вертолетам Eurocopter от Airbus Helicopters, дочерней компании известного концерна Airbus Group и Bell от американской Bell Helicopter входящей в конгломерат Textron. Но их стоимость будет существенно выше.
Из отечественных вертолетов для личного пользования пока сложно что-то выбрать. «Вертолеты России» - основной отечественный производитель гражданских и военных вертолетов - в относительно легком сегменте может предложить «Ансат» и Ка-226Т. В перспективе, возможно, и Ка-62, который первый раз поднялся в небо в апреле этого года. Легкие отечественные вертолеты - казанский «Актай» и тольяттинский «Беркут» - в серию так и не пошли.
Ансат
Где хранить и где летать
Так как вертолету не нужна взлетно-посадочная полоса, то, в отличие от самолета, его можно хранить дома. Разумеется, если это загородный дом. Но для этого требуется зарегистрировать вертолетную площадку. Для этого необходим ровный участок земли площадью 35 на 35 метров. И по курсу взлета под углом 45 градусов не должно быть никаких препятствий. Можно хранить и на вертодроме. В зависимости от вида хранения, уличного или ангарного, и перечня сопутствующих услуг будет зависеть и цена хранения. Как и самолет, вертолет в промежутках между полетами можно сдавать в аренду, что может окупить его хранение и обслуживание.
Воздушное пространство России поделено на зоны трех классов: А, С и G. Для полетов малой авиации, в том числе и вертолетов, используются зоны С и G. В первом случае требуется диспетчерское разрешение (это, например, полеты в зоне аэродромов), во втором случае разрешение не нужно. Есть также зоны, где полеты запрещены, например в пределах МКАД. Для полетов в воздушном пространстве класса G установлен уведомительный порядок полетов. Уведомление можно подать не ранее чем за 5 суток и не позже чем за час до вылета. Такое уведомление можно подать как по телефону или факсу, так и через Интернет.
Обучение управлению вертолетом
Вертолеты по сравнению с самолетами сложнее в управлении. И обучение управлению вертолетом тоже обойдется дороже. Если за курс обучения на пилота-любителя придется заплатить от 300 000 рублей, то цены на вертолетные курсы начинаются от 800 000 рублей. В цену обучения, как правило, входят затраты на аренду вертолета и инструктора, а также на авиатопливо. К слову, потребляют вертолеты больше топлива по сравнению аналогичными по массе самолетами, это тоже влияет на стоимость обучения. Кроме того, за отдельную плату инструктора можно вызвать на дом.
В процессе обучения курсантам необходимо прослушать теоретические курсы и налетать более 42 часов. В теоретический курс входит: изучение конструкции вертолета, двигателя, приборного и радиооборудования, аэродинамики, метеорологии, навигации и вертолетовождения. Практическая часть обучения включает в себя: полеты по кругу и по маршруту, висение, перемещения и развороты у земли. По окончании обучения курсант должен будет сдать экзамен и получить свидетельство частного пилота.
А может быть гирокоптер?
Мир легкой авиации не ограничен только вертолетами и самолетами. Есть еще и гирокоптеры, другие названия: автожир и гироплан. Внешне схожий с вертолетом (геликоптером), гирокоптер, тем не менее, устроен иначе. У гирокоптера, как и у вертолета, несущий винт предназначен для создания подъемной силы. Однако винт гирокоптера свободно вращается в режиме авторотации под действием аэродинамических сил. Он только создает подъемную силу. Движущая сила создается пропеллером, который сообщает автожиру горизонтальную скорость. У вертолета, наоборот, подъемная и движущая сила создается несущим винтом.
В отличие от вертолета, гирокоптеру для взлета требуется взлетная полоса. Кроме того, гирокоптер не сможет зависать в воздухе. Но при необходимости он может приземляться в любом месте. Так как гирокоптер постоянно находится в режиме авторотации, то при отказе двигателя во время полета он способен без проблем опуститься на землю. Кроме этого, цена летного часа в разы меньше, чем у вертолета, за счет меньшего расхода топлива. Цены на гирокоптеры (автожиры) тоже заметно ниже, чем на вертолеты. Российские стоят от 2 миллионов, зарубежные - от 4 до 7 миллионов рублей.
Приобретая все больше поклонников, на сегодня становятся не только проще, но и безопаснее. В нашем топе мы рассмотрим самые маленькие вертолеты в мире
.
1
Вертолет GEN H-4 (Япония)
На сегодня это — самый маленький вертолет в мире, что засвидетельствовано даже в Книге Рекордов Гиннеса. GEN H-4, созданный одноименной японской компанией, имеет лопасти длиной 4 метра и вес всего лишь в 70 кг. У этого вертолета нет хвоста, т.к. он оснащен винтами соосного принципа действия, и это позволило значительно уменьшить его размеры. Грузоподъемность этого «малыша» впечатляет – он способен летать с весом в 210 кг (то есть ровно втрое больше собственного весе). Продаваться вертолет будет в разобранном виде, как конструктор, и, по замыслу производителей, будет собираться владельцем за 30 часов. Предложение более чем интересное, а что касается стоимости, то предположительно она будет начинаться с 200 тыс. долларов США.
2 Вертолет
На второе место мы ставим именно этот вертолет. Название уже говорит само за себя – «Москит»! Его разработка велась почти 10 лет, и «Москит» соединил в себе высокую надежность и легкость в управлении с маленькими размерами и очень хорошей маневренностью. Двигатель вертолета мощностью в 60 л.с. и 5-тиметровые лопасти с легкость поднимают в воздух машину и пилота общим весом до 300 кг. При этом сама машина весит всего 115 кг. Стоимость этой машины и ее модификаций стартует от 40 тыс. долларов.
3 Вертолет
Впервые этот вертолет взлетел в 2004 году, и изначально задумывался для экстремальных забав. Но на сегодня он и патрульный, пограничный, почтовый, а также учебный, поскольку, как оказалось, он имеет хорошие летные характеристики и очень надежен в использовании. Вес AirScooter II — всего 136 кг, объем двигателя — 65 л.с., скорость — 90 км/ч, потолок – 3 тыс. метров. На сегодня этот аппарат «разлетелся» (во всех смыслах) в 23 страны по цене в 50 тыс. долларов за единицу.
4 Вертолет
Этот легкий двухместный вертолет впервые поднялся в воздух в 2004 году. Он также мал и максимально удобен в эксплуатации, имеет высокие летные характеристики. Двигатель в 130 л.с. разгоняет машину до 160 км/ч на высоту в 3,6 км. Диаметр винта — 7 метров, грузоподъемность — 230 кг. Поставляется в разобранном виде, сборка требует около 250 часов. Стоимость вертолета составляет 95 тыс. евро.
Итальянцы также стараются не отставать в малой авиации. Они изготовили и продали уже более 400 своих сверхлегких вертолетов марки СН-7. Популярность он стал приобретать практически сразу с момента своего производства в 1996 году. Диаметр винта — 5,8 м., вес — 200 кг, максимальная скорость – 192 км/ч. В некоторых модификациях стоимость аппарата достигает 85-90 тыс. евро.
6 Вертолет
Легкий вертолет этой марки можно смело назвать «дедушкой» современных сверхлегких вертолетов. Созданный еще в 1975 году, он существует в более чем 3 тыс. экземпляров, эксплуатируемых в 60-ти странах мира. Основная масса современных вертолетов использует в своих конструкциях решения, найденные именно в R22. Сегодня этот вертолет стоит 258 тыс. долларов.
7 Вертолет DF Helicopters DF334 (Италия)
Двухместный сверхлегкий вертолет, также разработанный уже довольно давно — в 1980-х годах, за это время только подтвердивший свою надежность (вот уж точно, «в бой идут одни старики»…). Вес — всего 290 кг., винт – 6,8 м., скорость — 148 км/ч, стоимость — от 120 тыс. евро.
8 Вертолет Skyline SL-222 (Украина)
Легкий многоцелевой вертолет, который производится с 2011 года. Так же, как и его «собратья», может транспортироваться на обычном автоприцепе, прост и надежен в эксплуатации. Вес составляет 377 кг, стоимость — 149 тыс. долларов.
9 Вертолет
С 2003 года именно эта машина стала одной из самых популярных в своем классе. С весом всего в 445 кг и скоростью в 185 км/ч «EXEC» поднимается на 3048 м. Стоимость — от 280 тыс. долларов.
10 Вертолет Беркут-ВЛ (Россия)
Сегодня разработка этого вертолета находится в стадии окончательных испытаний, но имеет хорошие перспективы развития. Двигатель в 140 л.с. поднимает 477 кг (вес вертолета) на высоту в 4 км и развивает скорость в 185 км/ч. В скором времени ждем достойного представителя России на рынке легкой авиации!
Легкая авиация может воплотить мечту каждого человека о полете. И мы видим, что на сегодня уже существуют вертолеты стоимостью с хороший автомобиль. Поэтому очень вероятно, что в скором времени появятся и более доступные аппараты, а может быть, и еще меньших размеров!
Вертолет - это винтокрылая машина, в которой подъемную силу и силу тяги создает винт. 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.
Рис 1. Схема распределения сил
Конструкция вертолета
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 несущего винта. Рулевой винт 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. 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
Рис.2 Основные части вертолета:
1 — фюзеляж; 2 — авиадвигатели; 3 — несущий винт (несущая система); 4 — трансмиссия; 5 — хвостовой винт; 6 — концевая балка; 7 — стабилизатор; 8 — хвостовая балка; 9 — шасси
Принцип создания подъемной силы винтом и система управления винтом
При вертикальном полете п олная аэродинамическая сила несущего винта выразится как произведение массы воздуха, протекающего через поверхность, сметаемую несущим винтом за одну секунду, на скорость уходящей струи:
где πD 2 /4 - площадь поверхности, ометаемой несущим винтом; V— скорость полета в м/сек; ρ — плотность воздуха; u — скорость уходящей струи в м/сек.
По сути сила тяги винта равна силе реакции при ускорении воздушного потока
Для того чтобы вертолет двигался поступательно, нужен перекос плоскости вращения винта, причем изменение плоскости вращения достигается не наклоном втулки несущего винта (хотя визуальный эффект может быть именно такой), а изменением положения лопасти в разных частях квандрантов описываемой окружности.
Лопасти несущего винта, описывая полный круг вокруг оси при его вращении, обтекаются встречным потоком воздуха по-разному. Полный круг - это360º . Тогда примем заднее положение лопасти за0º и далее через каждые90º полный оборот. Так вот лопасть в интервале от0º до180º - это лопастьнаступающая , а от180º до 360º -отступающая . Принцип такого названия, я думаю, понятен. Наступающая лопасть движется навстречу набегающему потоку воздуха, и суммарная скорость ее движения относительно этого потока возрастает потому что сам поток, в свою очередь, движется ей навстречу. Ведь вертолет летит вперед. Соответственно растет и подъемная сила.
Рис.3 Изменение скоростей набегающего потока при вращении винта для вертолета МИ-1 (средние скорости полета).
У отступающей лопасти картина противоположная. От скорости набегающего потока отнимается скорость, с которой эта лопасть как бы от него «убегает». В итоге имеем подъемную силу меньше. Получается серьезная разница сил на правой и левой стороне винта и отсюда явныйпереворачивающий момент . При таком положении вещей вертолет при попытке движения вперед будет иметь тенденцию к переворачиванию. Такие вещи имели место при первом опыте создания винтокрылых аппаратов.
Чтобы этого не происходило, конструктора применили одну хитрость. Дело в том, что лопасти несущего винта закреплены вовтулке (это такой массивный узел, насаженный на выходной вал), но не жестко. Они с ней соединены с помощью специальных шарниров (или устройств, им подобных). Шарниры бывают трех видов:горизонтальные, вертикальные и осевые.
Теперь посмотрим что же будет происходить с лопастью, которая подвешена к оси вращения на шарнирах. Итак, наша лопасть вращается с постоянной скоростью без каких-либо управляющих воздействий извне .
Рис. 4 Силы, действующие на лопасть, подвешенную ко втулке винта на шарнирах.
От0º до90º скорость обтекания лопасти растет, значит растет и подъемная сила. Но! Теперь лопасть подвешена на горизонтальном шарнире. В результате избыточной подъемной силы она, поворачиваясь в горизонтальном шарнире, начинает подниматься вверх (специалисты говорят «делаетвзмах »). Одновременно из-за увеличения лобового сопротивления (ведь скорость обтекания возросла) лопасть отклоняется назад, отставая от вращения оси винта. Для этого как раз и служит вертикальный шар-нир.
Однако при взмахе получается, что воздух относительно лопасти приобретает еще и некоторое движение вниз и, таким образом, угол атаки относительно набегающего потока уменьшается. То есть рост избыточной подъемной силы замедляется. На это замедление оказывает свое дополнительно влияние отсутствие управляющего воздействия. Это значит, что тяга автомата перекоса, присоединенная к лопасти, сохраняет свое положение неизменным, и лопасть, взмахивая, вынуждена поворачиваться в своем осевом шарнире, удерживаемая тягой и, тем самым, уменьшая свой установочный угол или угол атаки по отношению к набегающему потоку. (Картина происходящего на рисунке. ЗдесьУ - это подъемная сила,Х - сила сопротивления,Vy - вертикальное движение воздуха,α - угол атаки.)
Рис.5 Картина изменения скорости и угла атаки набегающего потока при вращении лопасти несущего винта.
До точки90º избыточная подъемная сила будет продолжать расти, однако из-за вышесказанного со все большим замедлением. После90º эта сила будет уменьшаться, но из-за ее присутствия лопасть будет продолжать двигаться вверх, правда все медленнее. Максимальную высоту взмаха она достигнет уже несколько перевалив за точку180º . Это происходит потому, что лопасть имеет определенный вес, и на нее действуют еще исилы инерции .
При дальнейшем вращении лопасть становится отступающей, и на нее действуют все те же процессы, но уже в обратном направлении. Величина подъемной силы падает и центробежная сила вместе с силой веса начинают опускать ее вниз. Однако при этом растут углы атаки для набегающего потока (теперь уже воздух движется вверх по отношению к лопасти), и растет установочный угол лопасти из-за неподвижности тягавтомата перекоса вертолета . Все происходящее поддерживает подъемную силу отступающей лопасти на необходимом уровне. Лопасть продолжает опускаться и минимальной высоты взмаха достигает уже где-то после точки0º , опять же из-за сил инерции.
Таким образом, лопасти вертолета при вращении несущего винта как бы «машут » или еще говорят «порхают». Однако это порхание вы, так сказать, невооруженным взглядом вряд ли заметите. Подъем лопастей вверх (как и отклонение их назад в вертикальном шарнире) очень незначительны. Дело в том, что на лопасти оказывает очень сильное стабилизирующее воздействие центробежная сила. Подъемная сила, например, больше веса лопасти в10 раз , а центробежная - в100 раз . Именно центробежная сила превращает на первый взгляд «мягкую» гнущуюся в неподвижном положении лопасть в жесткий, прочный и отлично работающий элемент несущего винта вертолета вертолета.
Однако несмотря на свою незначительность вертикальное отклонение лопастей присутствует, и несущий винт при вращении описывает конус, правда очень пологий. Основание этого конуса и естьплоскость вращения винта (см рис1.)
Для придания вертолету поступательного движения нужно эту плоскость наклонить, дабы появилась горизонтальная составляющая полной аэродинамической силы, то есть горизонтальная тяга винта. Иначе говоря, нужно наклонить весь воображаемый конус вращения винта. Если вертолету нужно двигаться вперед, значит конус должен быть наклонен вперед.
Исходя из описания движения лопасти при вращении винта, это означает, что лопасть в положении180º должна опуститься, а в положении0º (360º) должна подняться. То есть в точке180º подъемная сила должна уменьшиться, а в точке0º(360º) увеличиться. А это в свою очередь можно сделать уменьшив установочный угол лопасти в точке180º и увеличив его в точке0º (360º) . Аналогичные вещи должны происходить при движении вертолета в других направлениях. Только при этом, естественно, аналогичные изменения положения лопастей будут происходить в других угловых точках.
Понятно, что в промежуточных углах поворота винта между указанными точками установочные углы лопасти должны занимать промежуточные положения, то есть угол установки лопасти меняется при ее движении по кругу постепенно,циклично .Он так и называется циклический угол установки лопасти (циклический шаг винта ). Я выделяю это название потому, что существует еще иобщий шаг винта (общий угол установки лопастей). Он изменяется одновременно на всех лопастях на одинаковую величину. Обычно это делается для увеличения общей подъемной силы несущего винта.
Такие действия выполняетавтомат перекоса вертолета . Он изменяет угол установки лопастей несущего винта (шаг винта), вращая их в осевых шарнирах посредством присоединенных к ним тяг. Обычно всегда присутствуют два канала управления: по тангажу и по крену, а также канал изменения общего шага несущего винта.
Тангаж означает угловое положение летательного аппарата относительно его поперечной оси (нос вверх-вниз), акрен , соответственно, относительно его продольной оси (наклон влево-вправо).
Конструктивноавтомат перекоса вертолета выполнен достаточно сложно, но пояснить его устройство вполне можно на примере аналогичного узла модели вертолета. Модельный автомат, конечно, устроен попроще своего старшего собрата, но принцип абсолютно тот же.
Рис. 6 Автомат перекоса модели вертолета
Это двухлопастной вертолет. Управление угловым положением каждой лопасти осуществляется через тяги6 . Эти тяги соединены с так называемой внутренней тарелкой2 (из белого металла). Она вращается вместе с винтом и в установившемся режиме параллельна плоскости вращения винта. Но она может менять свое угловое положение (наклон), так как закреплена на оси винта через шаровую опору3 . При изменении своего наклона (углового положения) она воздействует на тяги6 , которые, в свою очередь, воздействуют на лопасти, поворачивая их в осевых шарнирах и меняя, тем самым, циклический шаг винта.
Внутренняя тарелка одновременно является внутренней обоймой подшипника, внешняя обойма которого - этовнешняя тарелка винта1 . Она не вращается, но может менять свой наклон (угловое положение) под воздействием управления по каналу тангажа4 и по каналу крена5 . Меняя свой наклон под воздействием управления внешняя тарелка меняет наклон внутренней тарелки и в итоге наклон плоскости вращения несущего винта. В итоге вертолет летит в нужном направлении.
Общий шаг винта меняется перемещением по оси винта внутренней тарелки2 при помощи механизма7 . В этом случае угол установки меняется сразу на обеих лопастях.
Для более лучшего понимания помещаю еще несколько иллюстраций втулки винта с автоматом перекоса.
Рис. 7 Втулка винта с автоматом перекоса (схема).
Рис. 8 Поворот лопасти в вертикальном шарнире втулки несущего винта.
Рис. 9 Втулка несущего винта вертолета МИ-8
