Вертоліт: пристрій, типи, система управління, призначення

Повноцінним запуском першого в світі вертольота, нехай і військового, можна вважати подію 13 січня 1942 року, коли в повітря було піднято вертоліт Сікорського, призначений для військових цілей. Вчений-авіаконструктор почав розробки вертольотів в дореволюційній Росії, продовживши їх в еміграції в США. З тих пір пройшло багато часу, пристрій вертольотів зазнало значних змін, але цілі застосування техніки залишилися колишніми.

Конструкція вертольотів

У всіх схемах вертольотів виділяють одні й ті ж основні частини:

• Тяговий ґвинт. Створює пропульсивну і підйомну сили і управляє вертольотом. Конструктивно він складається з лопатей і втулки, що передає від вала головного редуктора крутний момент до лопатей.
• Кермовий ґвинт. Компенсує реактивний крутний момент несучого гвинта колійне управління одногвинтового вертольота. У його конструкцію входять закріплена на валу хвостового редуктора втулка і лопаті.
• Автомат перекосу. Управляє циклічним і загальним кроком несучого гвинта, передає сигнали від ланцюга управління до осьового шарніру втулки, а після-до лопатей.
• Система управління. Вертольоти оснащуються трьома незалежними системами управління: колійний, поздовжньо-поперечної і керуючої загальним кроком гвинта. Такі системи включають важелі в кабіні, механізми градієнта зусиль, качалки і тяги, автомат перекосу і Гідропідсилювачі.
• Трансмісія. Передає потужність гвинтів і допоміжних агрегатів від двигунів. Кількість і розміщення двигунів, а також схема вертольота визначають конструкцію трансмісії.
• Фюзеляж. До нього кріпляться основні вузли вертольота. Призначений для розміщення пасажирів і вантажів, палива, обладнання.
• Крило. Формує додаткову підйомну силу, знижуючи навантаження на несучий гвинт і збільшуючи швидкість вертольота. У крилах також можуть розміщуватися обладнання, паливні баки і ніші для приховування шасі. Несучі гвинти в вертольотах поперечної схеми підтримуються крилом.
• Оперення. Забезпечує балансування, стійкість і керованість вертольота. Ділиться на два типи-вертикальне, або Кіль, і горизонтальне, або стабілізатор.
• Злітно-посадкові деталі вертольота. Призначені для стоянки вертольота, гасіння кінетичної енергії при посадці і пересування по землі. У багатьох вертольотів шасі прибираються в польоті.
• Двигун вертольота. Створює потужність, необхідну для живлення допоміжних агрегатів, несучого приводу і рульових гвинтів. Силова установка поєднує кілька двигунів з системами, що забезпечують їх стабільну роботу в різних режимах.

Типи вертольотів

Вертольоти поділяються на кілька видів. Кожен з типів має свої особливості, сильними і слабкими сторонами.

Одногвинтові вертольоти

Найбільш поширений тип пристрою вертольотів-одногвинтова машина з хвостовим гвинтом. Перевага такої конструкції криється в простоті-одна Трансмісія, один гвинт, легке управління. Близько 8-10 % потужності двигуна йдуть на роботу хвостового гвинта при зависанні в повітрі, близько 3-4 % - при поступальному польоті. Відносно невелика вага і простота конструкції покривають такі втрати потужності. Недолік такого пристрою вертольотів-небезпека, що загрожує наземному персоналу від хвостового гвинта.

Жиродин

Вісь гвинта таких вертольотів, що компенсує крутний момент, спрямована по польоту. Така конструкція дозволяє створювати тягу, не вдаючись до використання несучого гвинта. Це підвищує його ефективність, оскільки відсутня необхідність в його нахилі вперед. Гвинт, що компенсує крутний момент несучого гвинта, розміщується таким чином, щоб не формувати лобового опору і збільшувати потужність, що подається компенсуючого гвинта.

Реактивний вертоліт

Пристрій такої моделі-простий спосіб усунення проблеми крутильний момент. Він створюється розташованими на кінці лопатей двигунами, але не передається через вал. На фюзеляж передається тільки момент тертя підшипників.

Реактивні двигуни створюють реактивну тягу. Несучий гвинт такого типу володіє простою конструкцією, що є його перевагою; серед недоліків-висока витрата палива.

Співвісний вертоліт

Два гвинти співвісного вертольота, розташовані один над одним і обертаються в протилежних напрямках, гасять момент, що передається на фюзеляж. Єдиною вимогою до гвинтів є однаковий крутний момент.

Співвісні вертольоти поступаються одногвинтовим в габаритах, але при цьому крутний момент не компенсується за рахунок потужності, що можливо завдяки влаштуванню вертольотів.

Вертольоти з поперечно розташованим несучим гвинтом

Перевага такого вертольота криється в зниженні потужності, необхідної для поступальний рух. Це особливо важливо в багатомоторних вертольотах, які повинні продовжувати рухатися в горизонтальному напрямку при зупиненому моторі.

Недолік таких машин-високий опір на увазі лобового опору конструкції, на яку спираються несучі гвинти. Обтічність і зниження габаритів конструкції збільшує вагу вертольота.

Вертоліт з поперечним розташуванням гвинтів оснащений більш складною трансмісією і володіє великими габаритами, хоча на них впливає ступінь перекриття несучого гвинта. Одним з найбільших і важких вертольотів такої конструкції є Мі-12.

Вертоліт з поздовжнім розташуванням гвинта

Місткий фюзеляж і можливість зміщення центру ваги-переваги такої конструкції вертольотів. Корисне навантаження розподіляється між несучими гвинтами. Ускладнена трансмісія і її велику вагу-основні недоліки, характерні для вертольотів з поперечним розташуванням гвинтів.

Другий недолік-зменшена ефективність гвинтів, оскільки струмені їх роботи перетинаються. При поступальному польоті втрата якості скорочується з огляду на те, що задній гвинт розташований вище переднього. Скільки лопатей у вертольотів такої конструкції? Діаметр гвинтів і кількість лопатей можуть варіюватися для поліпшення керованості і стійкості машини.

Багатогвинтові вертольоти

Проекти багатогвинтових вертольотів, що розробляються авіаконструкторами, припускали створення важких моделей машин. За рахунок декількох несучих гвинтів спрощується управління, оскільки вертоліт за допомогою підвищення тяги конкретного гвинта може повертатися щодо будь-якої з трьох осей. Багатогвинтова схема важких вертольотів дозволяє зберігати діаметр гвинтів в певних межах.