Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
AS332 вертолет от правительства Летучей службы Hong Kong проводит демонстрацию воды бомбы

Винтокрылого или вертолетов является тяжелее воздуха самолета с вращающимися крыльями или лопаток ротора, которые генерируют подъем путем поворота вокруг вертикальной мачты. Несколько лопастей ротора, установленных на одной мачте, называются ротором . Международная организация гражданской авиации (ИКАО) определяет вертолёты , как «поддерживается в полете реакциями воздуха на одном или нескольких роторов». [1]

Винтокрылые летательные аппараты обычно включают летательные аппараты, в которых один или несколько несущих винтов обеспечивают подъемную силу на протяжении всего полета, например вертолеты , автожиры и гиродины . Составные винтокрылые летательные аппараты дополняют ротор дополнительными тяговыми двигателями, гребными винтами или статическими подъемными поверхностями. Некоторые типы, например вертолеты , способны выполнять вертикальный взлет и посадку .

Классы винтокрылых аппаратов [ править ]

Вертолет [ править ]

Основная статья: Вертолет

Вертолет - это винтокрылый аппарат, роторы которого приводятся в движение двигателем (ами) на протяжении всего полета, чтобы вертолет мог взлетать вертикально, зависать, лететь вперед, назад и в стороны, а также приземляться вертикально. Вертолеты имеют несколько различных конфигураций одного или нескольких несущих винтов.

Вертолеты с одним валом с приводом главного подъемника ротором требуют какого - то antitorque устройства , таких как хвостовой ротор , ют или NOTAR , за исключением некоторых редких примеров вертолетов с использованием наконечника реактивного движения, который генерирует практически не крутящий момент.

Автожир [ править ]

Основная статья: Автожир
Зарегистрированный в Германии автожир

Автожир (иногда называемый автожиром, автожиром или вертолетом) использует несущий винт, приводимый в движение аэродинамическими силами в состоянии авторотации для развития подъемной силы, и пропеллер с приводом от двигателя , аналогичный тому, что у самолета с неподвижным крылом , для обеспечения тяги. . Хотя по внешнему виду он похож на ротор вертолета, ротор автожира должен пропускать воздух вверх и через диск ротора, чтобы вызвать вращение. Ранние автожиры напоминали самолеты с неподвижным крылом того времени, с крыльями, расположенным спереди двигателем и пропеллером в конфигурации трактора, чтобы тянуть самолет по воздуху. Автожиры последних моделей имеют двигатель и винт, расположенный сзади, в толкающей конфигурации.

Автожир был изобретен в 1920 году Хуаном де ла Сьервой . Автожир с толкающим винтом был впервые испытан Этьеном Дормуа с его автожиром Buhl A-1 .

Gyrodyne [ править ]

Основная статья: Gyrodyne
Прототип Fairey Rotodyne [2]

Ротор гиродина обычно приводится в движение его двигателем для взлета и посадки - парящего, как вертолет, - с противодействием крутящему моменту и движущей силой для полета вперед, обеспечиваемой одним или несколькими пропеллерами, установленными на коротких или коротких крыльях. По мере увеличения мощности гребного винта ротору требуется меньшая мощность для обеспечения тяги вперед, что приводит к уменьшению углов наклона и колебаниям лопастей несущего винта. На крейсерских скоростях, когда большая часть или вся тяга обеспечивается гребными винтами, ротор получает мощность, достаточную только для преодоления профильного сопротивления и поддержания подъемной силы. Эффект заключается в том, что винтокрылый аппарат работает более эффективно, чем ротор свободного хода автожира при авторотации, сводя к минимуму неблагоприятные последствия срыва лопастей вертолетов на более высоких скоростях полета.

Роторный змей [ править ]

Основная статья: Роторный змей

Роторный змей или гироглайдер - это винтокрылый летательный аппарат без двигателя. Как автожир или вертолет, для полета он использует подъемную силу, создаваемую одним или несколькими наборами роторов. В отличие от вертолета, автожиры и роторные воздушные змеи не имеют двигателя, приводящего в действие роторы, но в то время как автожир имеет двигатель, обеспечивающий прямую тягу, которая поддерживает вращение ротора, роторный змей вообще не имеет двигателя и полагается либо на то, что его несут вверх и упал с другого самолета или был буксирован в воздухе за автомобилем или лодкой.

Конфигурация ротора [ править ]

Количество лезвий [ править ]

Винтовка характеризуется количеством лопастей . Обычно это от двух до шести на карданный вал.

Количество роторов [ править ]

Винтокрылый аппарат может иметь один или несколько роторов. Были использованы различные конфигурации ротора:

  • Один ротор. Роторы с механическим приводом требуют компенсации крутящего момента, вызывающего рыскание, за исключением случая с реактивным двигателем. Винтокрылые летательные аппараты обычно называют монокоптерами .
  • Два ротора. Обычно они вращаются в противоположных направлениях, нейтрализуя реакцию крутящего момента, поэтому не требуется хвостовой винт или другой стабилизатор рыскания. Эти роторы можно представить в виде
    • Тандем  - один перед другим.
    • Поперечный  - бок о бок.
    • Коаксиальный  - один диск ротора над другим, с концентрическими приводными валами.
    • Взаимное зацепление  - сдвоенные роторы, расположенные под острым углом друг к другу, чьи почти вертикальные приводные валы соединены вместе, чтобы синхронизировать их лопасти ротора, так что они взаимно зацепляются, также называемый синхроптером .
  • Три ротора. Необычная конфигурация; У Cierva Air Horse 1948 года было три ротора, так как никто не верил, что один ротор достаточной прочности может быть построен для его размера. Все три ротора вращались в одном направлении, и компенсация рыскания обеспечивалась путем наклона каждой оси ротора для создания компонентов тяги ротора, противодействующих крутящему моменту.
  • Четыре ротора. Также называется квадрокоптером или квадрокоптером. Обычно два ротора вращаются по часовой стрелке, а два - против.
  • Более четырех роторов. Обычно называемые мультикоптерами или иногда по отдельности гексакоптерами и октокоптерами, эти конфигурации обычно имеют согласованные наборы роторов, вращающихся в противоположных направлениях. [ необходима цитата ] Они необычны для полноразмерных пилотируемых самолетов, но популярны для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Остановленные роторы [ править ]

Некоторые винтокрылые летательные аппараты предназначены для остановки несущего винта при прямом полете, чтобы он затем работал как неподвижное крыло. Для вертикального полета и зависания он вращается, чтобы действовать как вращающееся крыло или винт, а для прямого полета на скорости он останавливается, чтобы действовать как неподвижное крыло, обеспечивая некоторую или всю необходимую подъемную силу. Также могут быть предусмотрены дополнительные неподвижные крылья для обеспечения устойчивости и управляемости, а также для обеспечения дополнительной подъемной силы.

Одним из первых американских предложений было преобразование истребителя Lockheed F-104 Starfighter с треугольным несущим крылом. Позднее к этой идее вернулся Хьюз. [3] Sikorsky S-72 исследование самолета прошел тщательное тестирование полета.

В 1986 году исследовательский самолет Sikorsky S-72 Rotor Systems (RSRA) был оснащен четырехлопастным неподвижным несущим винтом, известным как X-wing. Программа была отменена двумя годами позже, до того, как ротор улетел.

Более поздняя концепция " утка винт / крыло" (CRW) добавила "утка" носовой части, а также обычное хвостовое оперение, разгружая крыло несущего винта и обеспечивая управление во время полета вперед. Для вертикального и низкоскоростного полета основной аэродинамический профиль приводится в действие кончиком как винт вертолета за счет выхлопа реактивного двигателя , и нет необходимости в рулевом винте . В высокоскоростном полете аэродинамический профиль останавливается по размаху, как основное крыло трехплоскостного самолета , а выхлоп двигателя осуществляется через обычное реактивное сопло. Два прототипа Boeing X-50 Dragonfly с двухлопастным несущим винтом использовались с 2003 года, но программа завершилась после того, как оба разбились, не сумев успешно выполнить переход. [4]

В 2013 году Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) опубликовала метод перехода с вертикального на горизонтальный полет и связанную с ним технологию, которая, как утверждается, была запатентована, которую они назвали самолетом с вращающимся крылом с торможением ротором. [5] Австралийская компания StopRotor Technology Pty Ltd разработала прототип самолета Hybrid RotorWing (HRW). [6] [7] В конструкции используется воздушный поток с высоким альфа- каналом, чтобы обеспечить симметричный воздушный поток через все лопасти ротора, требуя, чтобы он падал почти вертикально во время перехода. [7] В августе 2013 года был продемонстрирован переход из фиксированного режима в режим вращения во время полета. [8] [9] [10]

Другой подход предлагает конфигурацию хвостового оперения, в которой подъемные поверхности действуют как винты во время взлета, аппарат наклоняется для горизонтального полета, а ротор останавливается, чтобы действовать как неподвижное крыло. [11]

См. Также [ править ]

  • Конвертоплан
  • Лифт с приводом
  • Крыло ротора

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Приложение 7 ИКАО" Проверено 30 сентября 2009 года.
  2. ^ Фото: J Thinesen, SFF архивация 2009-08-28 в Вайбаке Machine фотоархиве
  3. ^ "Hughes Rotor Wing Брошюра" архивации 2018-02-27 в Wayback Machine . The Unwanted Blog (получено 15 мая 2014 г.)
  4. ↑ Маккенна, Джеймс Т. «One Step Beyond», Rotor & Wing , февраль 2007 г., стр. 54
  5. ^ «Стоп-роторы Крыло самолет» архивации 2018-01-15 в Wayback Machine . Управление трансфера технологий, Лаборатория военно-морских исследований США. (Проверено 16 мая 2014 г.)
  6. ^ "Stoprotor, Hybrid Rotorwing VTOL" Архивировано 24 сентября 2015 г. на Wayback Machine . Новости sUAS
  7. ^ a b «Переход конструкции гибридного RotorWing с неподвижного крыла на вертолет в середине полета». Архивировано 16 июля 2016 г. на Wayback Machine gizmag.com.
  8. ^ Rotor & Wing "Hybrid RotorWing Проводит В полете Fixed / Rotary Transition" архивации 2016-08-13 в Wayback Machine . Rotor & Wing , 30 августа 2013 г.
  9. ^ «Top Tech - летающий трансформатор» . Архивировано 14 января 2018 года . Проверено 27 февраля 2018 .
  10. ^ « StopRotor завершил успешный первый переходный полет. Архивировано 8 мая 2014 г. в Wayback Machine ». Австралийская авиация , 28 августа 2013 г. Дата обращения: 7 мая 2014 г.
  11. ^ NASAPAV (2009-12-21), NASA Tanzenflugel VTOL UAV Concept , архивируются с оригинала на 2016-12-14 , извлекаться 2017-01-08

Внешние ссылки [ править ]

  • Американское вертолетное общество
  • Грэм Уорвик (13 декабря, 2017). «Краткая история развития винтокрылых машин» . Авиационная неделя и космические технологии .