0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вертолет без двигателя как называется

История и конструкция вертолета

История создания вертолета не менее богата интересными событиями и фактами, чем жизнь самолетов. К тому же она столь же древняя и берет начало со времен великого итальянского ученого Леонардо да Винчи. Считается, что именно он еще в начале XVI в. впервые составил чертеж воздушного аппарата с вращающимся крылом, который прозвал «геликоптером» (в переводе с греческого «спираль» и «крыло»).

Спиралевидное крыло из накрахмаленного полотна, по мысли Леонардо, должно было поднимать машину так же, как винт вертолета. Однако в то время еще не изобрели двигатель, способный поднять подобный аппарат, но, если бы он и существовал, геликоптер был бы неуправляемым. Леонардо не догадывался, что двигатель вращал бы сам аппарат в противоположную движению винта сторону.

Авторство слова «вертолет» (от слов «вертится» и «летает») принадлежит советскому конструктору Н. И. Камову. Известна и дата рождения этого термина — 8 февраля 1929 г.

Эра настоящих вертолетов началась в 1936 году с создания немцем Г. Фоке надежной машины FW 61, установившей массу мировых рекордов. В 1940 году пошел в серию его шестиместный транспортный вертолет FA 223. А машина FI282 фирмы «Антон Флеттнер» была принята на вооружение германским флотом и успела принять участие в боевых операциях.

Американские и британские ВМС обзавелись вертолетом Игоря Сикорского R-4, созданным в 1942 году.

Если во Второй мировой вертолеты были одно- или двухместными и использовались в основном для связи, боевого охранения, корректировки огня и эвакуации одного или двух раненых, то в Корейскую войну более мощные машины прославились массовой переброской войск.

После этого были созданы вертолеты для борьбы с танками, противолодочные вертолеты и винтокрылые машины радиолокационного обнаружения и радиоэлектронной борьбы.

Остается сказать, что сегодня боевые вертолеты строятся даже в таких, казалось бы, «невертолетных» странах, как Польша, ЮАР, Румыния и Япония.

Что не так с вертолетами

Главное преимущество вертолетов — способность взлетать и садиться вертикально, а когда надо — зависать в воздухе. Но конструкция, которая позволяет это сделать, создает много трудностей в полете. Причина в винте: вращающиеся лопасти и удерживают машину в воздухе, служа крылом, и обеспечивают ее перемещение в пространстве.

Чтобы вертолет летел горизонтально, пилоты наклоняют его или винт вперед. Чем выше скорость, тем сильнее должен быть наклон — и тем тяжелее удержать аппарат в воздухе: подъемная сила уменьшается. Вдобавок в таком положении растет сопротивление, следовательно, и расход горючего. «Аэродинамика винта существенно сложнее, чем аэродинамика самолета. На порядок или даже несколько порядков», — говорит Борис Артамонов.

Вертолеты сравнительно медленные — редкая модель способна лететь с горизонтальной скоростью 350–400 км/ч (крейсерская скорость пассажирских самолетов — 800–900 км/ч). Если лететь еще быстрее, концы лопастей преодолеют звуковой барьер. «Работать на таких винтах — это неразумно, потому что сопротивление большое, нагрузки большие, это все передается на систему управления», — объясняет Борис Артамонов. Сопротивление можно снизить, утончив лопасти на концах, но полностью проблему этим не решить.

Другое препятствие — с увеличением скорости нарастает маховое движение лопастей. Из-за этого машина теряет устойчивость и управляемость, которые и так оставляют желать лучшего. «Без автопилота управлять вертолетом практически невозможно», — говорит Борис Артамонов. Чтобы винт не взмахивал, его крепят к втулке жестко, но тогда лопасти испытывают огромное напряжение. Эту проблему конструкторы пытаются решить с помощью композиционных материалов, но, опять же, пока это удалось не в полной мере.

Проблемы возникают на любой скорости полета. Какой бы она ни была, вертолет испытывает циклические нагрузки, из-за которых узлы машины быстро изнашиваются. «На самолете вы поднялись и летите. Ну, попадаются зоны турбулентности. Мы же проектируем вертолеты не только под статическую, но и под динамическую нагрузку», — рассказывает Борис Артамонов. По его словам, первые лопасти служили всего 100–200 часов, а сейчас ресурс достигает 2–3 тыс. часов.

Но пусть современным вертолетам реже нужна замена деталей, пользоваться ими все равно дорого. «Перевозить вертолетами людей или грузы не так выгодно, как самолетами. У них слишком маленькая вместимость, чтобы конкурировать на больших расстояниях. Другая причина — расход горючего: «тяжелые» вертолеты с 20 пассажирами на борту способны пролететь лишь около 500 морских миль (чуть менее 1 тыс. км — прим. ТАСС). По сравнению с самолетами они играют незначительную роль», — объясняет в письме аналитик консалтинговой компании International Bureau of Aviation Алистер Фэллон. Пассажирам вдобавок приходится мириться с шумом и тряской, которые тоже пока не получается снизить до комфортного уровня.

Все это запирает вертолеты в нишах, где им просто нет замены.

Двухвальные агрегаты

Отличительная черта таких устройств была в том, что у турбокомпрессора отсутствовала прямая механическая связь с несущим винтом. Применение двухвальных турбовинтовых агрегатов считалось довольно эффективным, так как они позволяли наиболее полно использовать силовое устройство вертолета. Все дело в том, что в таком случае частота вращения несущего винта техники не зависела от частоты вращения турбокомпрессора, это в свою очередь позволяло подбирать оптимальную частоту под каждый режим полета отдельно. Если говорить другими словами, то двухвальный турбовинтовой вертолетный двигатель обеспечивал эффективную и надежную работу силовой установки.

Читать еще:  Что такое бороскопия двигателя

Двигатель вертолета. фото. видео. определение.

Двигатель вертолета помогает для вращения несущего винта. В случае если на вертолете имеется пара несущих винтов, то они смогут приводиться во вращение от одного неспециализированного двигателя либо любой от отдельного двигателя, но так, дабы вращение винтов было строго синхронизировано.

Назначение двигателя на вертолете отличается от назначения двигателя на самолете, автожире, дирижабле, поскольку в первом случае он вращает несущий винт, при помощи которого формирует как тягу, так и подъемную силу, в остальных же случаях он вращает тянущий винт, создавая лишь тягу «ли силу реакции газовой струи (на реактивном самолете), кроме этого дающей лишь тягу.

В случае если на вертолете установлен поршневой двигатель, то в его конструкции должен быть учтен последовательность изюминок, свойственных вертолету.

Вертолет может летать при отсутствии поступательной скорости, т. е. висеть без движений относительно воздуха. В этом случае отсутствует охлаждение и обдув двигателя, водо-маслорадиатора и радиатора, в следствии чего вероятен выход и перегрев двигателя его из строя. Исходя из этого на вертолете целесообразней использовать двигатель не водяного, а воздушного охлаждения, поскольку последний не испытывает недостаток в тяжелой и громоздкой совокупности жидкостного охлаждения, для которой на вертолете потребовались бы большие поверхности охлаждения.

Двигатель воздушного охлаждения, в большинстве случаев устанавливаемый на вертолете в туннеле, должен иметь привод для вентилятора принудительного обдува, что снабжает охлаждение двигателя на режиме висения и при горизонтальном полете, в то время, когда скорость довольно мала.

В этом же туннеле устанавливается маслорадиатор. масла температуры и Регулировка двигателя может осуществляться методом трансформации величины входного либо выходного отверстий туннеля при помощи подвижных заслонок, управляемых из кабины летчика вручную либо машинально.

Летный поршневой двигатель в большинстве случаев имеет номинальное число оборотов порядка 2000 в 60 секунд. Ясно, что полное число оборотов двигателя на винт передавать запрещено, поскольку наряду с этим концевые скорости лопастей будут так громадны, что приведут к возникновению скоростного срыва потока. Из этих мыслей число М на финишах лопастей должно быть не более 0,7—0,8.

Помимо этого, при громадных центробежных силах несущий винт был бы тяжелой конструкции.

Подсчитаем, какова величина максимально допустимых оборотов несущего винта диаметром в 12 м, при которых число М финишей лопастей не превышает 0,7 для высоты полета в 5000 м при скорости полета в 180 км/час,

Итак, двигатель для вертолета в обязательном порядке должен иметь редуктор с высокой степенью редукции.

На самолете двигатель неизменно жестко соединен с винтом. Прочный, малого диаметра цельнометаллический винт легко выдерживает рывки, сопровождающие запуск поршневого двигателя, в то время, когда он быстро набирает пара сот оборотов. Винт вертолета, имеющий громадный диаметр, на большом растоянии разнесенные от оси вращения массы п, следовательно, громадный момент инерции, не запланирован на резкие переменные нагрузки в плоскости вращения; при запуске может случиться повреждение лопастей от пусковых рывков.

Исходя из этого нужно, дабы в момент запуска несущий винт вертолета был отсоединен от двигателя, т. е. двигатель обязан запускаться вхолостую, без нагрузки. В большинстве случаев это осуществляется введением в конструкцию двигателя фрикционной и кулачковой муфт.

Перед запуском двигателя муфты должны быть отключены, наряду с этим вращение вала двигателя на несущий винт не передается.

Но без нагрузки двигатель может развить большие обороты (дать раскрутку), каковые позовут его разрушение. Исходя из этого при запуске до включения муфт запрещено всецело открывать дроссельную заслонку карбюратора двигателя и быть больше установленное число оборотов.

В то время, когда двигатель уже запущен, нужно соединить его с несущим винтом при помощи фрикционной муфты.

В качестве фрикционной муфты может служить гидравлическая муфта, складывающаяся из нескольких железных дисков, покрытых материалом, владеющим высоким коэффициентом трения. Часть дисков соединена с валом редуктора двигателя, а промежуточные диски соединены с приводом главного вала к несущему винту. , пока диски не сжаты, они вольно проворачиваются относительно друг друга. Сжатие дисков осуществляется поршнем.

Подача масла с большим давлением под поршень заставляет поршень передвигаться и неспешно сжимать диски. Наряду с этим крутящий момент от двигателя передается на винт неспешно, медлено раскручивая винт.

Счетчики оборотов, установленные в кабине, показывают винта оборотов и числа двигателя. В то время, когда обороты винта и двигателя равны, это указывает, что диски гидравлической муфты хорошо прижаты друг к другу и можно считать, что муфта соединена по типу твёрдого сцепления. Сейчас возможно медлено (без рывков) включена кулачковая муфта.

Наконец, для обеспечения возможности самовращения, несущего винта нужно, дабы винт машинально отключался от двигателя. , пока двигатель трудится и вращает винт, кулачковая муфта находится в зацеплении. При отказе же двигателя его обороты скоро уменьшаются, но несущий винт некое время по инерции продолжает вращение с тем же числом оборотов; сейчас кулачковая муфта выходит из зацепления.

Несущий винт, отсоединенный от двигателя, может продолжать после этого вращение на режиме самовращения.

Полет на режиме самовращения с учебными целями производится при отключённом двигателе либо при трудящемся двигателе, в последнем случае обороты его уменьшаются так, дабы винт (с учетом редукции) делал большее число оборотов, чем коленчатый вал двигателя.

Читать еще:  Двигатель zd30ddti какое масло

По окончании посадки вертолета обороты двигателя сперва уменьшаются, выключается муфта сцепления, а после этого останавливается двигатель. При стоянке вертолета винт неизменно должен быть заторможен, в противном случае он может начать вращаться от порывов ветра.

Мощность двигателя вертолета расходуется на преодоление сопротивления вращения несущего винта, на вращение рулевого винта (6—8%), на вращение вентилятора (4—6%) и на преодоление утрат в трансмиссии (5—7%).

Так, несущий винт применяет не всю мощность двигателя, а лишь часть ее. Применение винтом мощности двигателя учитывается коэффициентом, что показывает, какую часть мощности двигателя применяет несущий винт. Чем выше данный коэффициент, тем более идеальна конструкция вертолета. В большинстве случаев = 0,8, т. е. винт применяет 80 % мощности двигателя:

Мощность поршневого двигателя зависит от весового заряда воздуха, всасываемого в цилиндры, либо от плотности окружающего воздуха. В связи с тем, что с поднятием на высоту плотность окружающего воздуха значительно уменьшается, всегда падает кроме этого мощность двигателя. Таковой двигатель носит название невысотного.

С поднятием на высоту 5000—6000 м мощность для того чтобы двигателя значительно уменьшается приблизительно в два раза.

Чтобы до определенной высоты мощность двигателя не только падала, а кроме того возрастала, на магистрали всасывания воздуха в двигатель ставят нагнетатель, повышающий плотность всасываемого воздуха. За счет нагнетателя мощность двигателя до определенной высоты, именуемой расчетной, возрастает, а после этого падает так же, как у невысотного.

Нагнетатель приводится во вращение от коленчатого зала двигателя. В случае если в передаче от коленчатого вала к нагнетателю имеются две скорости, причем при включении второй скорости возрастают обороты нагнетателя, то с поднятием на высоту возможно два раза снабжать увеличение мощности. Таковой двигатель имеет уже две расчетные высоты.

На вертолетах, в большинстве случаев, устанавливаются двигатели с нагнетателями.

DISCOVERY. Как это работает?! Вертолеты.

Увлекательные записи:

  • Инерциальный системы навигации
  • Миг-8. фото и видео, история, характеристики самолета
  • Embraer (эмбраер). самлеты embraer. официальный сайт.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Разберем управление вертолетом с одним несущим винтом и с одним рулевым винтом. Летчик руководит двигателем и вертолётом в полете, влияя на несущие…

Работы по проектированию вертолета Ка-10 начались на АКБ им. Н.И. Камова во второй половине 40-ых годов XX века. В целом винтокрыл стал продолжением…

Спуск, либо планирование, выполняется на таком режиме работы несущего винта, в то время, когда воздушное пространство проходит через ометаемую винтом…

Управление неспециализированным шагом НВ и двигателями на вертолете осуществляется рычагом неспециализированного шага 1, что кинематически связан с…

Комплект высоты по вертикали есть тяжелым режимом. Это разъясняется двумя событиями. Первое содержится в том, что тяга несущего винта, не считая веса…

Начиная с 70-х и 80-х годов, показалась необходимость в повышении армейского потенциала для ВМФ СССР. В первой половине 70-ых годов XX века в ОКБ Камова…

7. Hughes XH-17


Модель под названием Hughes XH-17 предназначена для строительных и монтажных работ, а также транспортировки различных грузов. По-другому еще называется «вертолет-кран» или «летающий кран».

Стоит отметить, что грузы в большинстве случаев перевозят в подвешенном состоянии. В 1946 году министерство обороны решило объявить о конкурсе. Необходимо перевести контейнер довольно больших размеров. При этом конструкция должна была спокойно разбираться.

Военные решили разбить изготовление на 2 фазы. Впоследствии так и был создан вертолет Hughes XH-17. В 1952 году он впервые взлетел, но множество раз доделывался и исправлялся, так как предыдущие модели попадали в аварии.

История создания СВВП

В пятидесятые годы прошлого века промышленность смогла достичь такого уровня развития турбовинтовых и турбореактивных двигателей, что можно было задуматься и о самолетах с вертикальным взлетом/посадкой.

Особенно актуально это было на волне перехода от истребителей, которые могли взлетать и садиться на грунтовые полосы, к современным сверхзвуковым машинам, которым нужна была полоса с твердым покрытием. Такой полосы могло не быть рядом с местом конфликтов и военных действий. Конечно, можно было построить такие полосы, но противник мог легко вывести их из строя. В этом случае, все самолеты на базе становились бы бесполезными игрушками. Кстати, во многом именно из-за военных баз с ВПП влиятельные страны и заводят союзников в разных концах света. Всегда приятно, когда кто-то предоставит аэродром для базирования твоих самолетов.

Перечисленные трудности заставили военных поверить в перспективность проектов самолета нового типа. В первую очередь, эта заинтересованность была именно со стороны военных. Для гражданской авиации это было дорого и не очень нужно. Поэтому прототипы или не вышли в серию, или и вовсе остались только на бумаге. Самым известным из них можно назвать Hawker Siddeley HS-141.

Так мог бы выглядет пассажирский СВВП Hawker Siddeley HS-141

Естественно, были созданы десятки прототипов, большую часть которых видели буквально несколько человек. Они терпели крушение уже во время первого полета, после чего в конструкции вносились изменения и самолет менялся до неузнаваемости.

Читать еще:  2sz двигатель какой объем

В середине 1961 года техническая комиссия НАТО огласила требования к единому истребителю-бомбардировщику с вертикальным взлетом/посадкой. Это подтолкнуло отрасль к созданию сверхзвуковых СВВП. По прогнозам, в 60-70-х годах в войска стран, входящих в Альянс, должно было быть поставлено около 5000 новых самолетов.

Как не трудно догадаться, за такой лакомый кусочек военного пирога решили побороться буквально все. Среди компаний, которые занимались проектированием СВВП были такие монстры своего дела, как Мессершмитт, Локхид, Дассо, Ролс-Ройс и даже итальянский Фиат.

Главной проблемой производства единого самолета для всех стран НАТО было то, что компании проектировали самолеты принципиально разного типа. У каждой страны было свое видение того, каким должен быть СВВП — никто не хотели идти на уступки и соглашаться на монополию другого. Это очень сильно затормозило проект общего самолета, и компании продолжили проектировать собственные самолеты, которые иногда были очень причудливыми.

Прототип самолета Ryan X-13 Vertijet. Платформа понималась, после чего самолет не без труда взлетал.

Инженеры даже пытались подойти к делу нестандартно и пробовали реализовать проект, получивший название Ryan X-13 Vertijet. Суть самолета заключалась в том, что его подвешивали вертикально перед запуском. После этого двигатели на максимальной тяге должны были приподнять самолет в воздух. Когда была набрана высота в пару метров, он отходил в сторону от троса и вертикально улетал вверх, как ракета. Для стабилизации на законцовках крыльев располагались газоструйные рули. Для основной тяги и управления, в том числе, при взлете, использовался двигатель с отклоняемым вектором тяги.

Со взлетом самолета все понятно, но посадка была настоящим произведением искусства. У самолета даже на запасной вариант не было шасси. Пилот должен был снова поставить самолет на хвост, после чего подвести его к тросу и, сбросив тягу, повесить самолет на него специальным крюком в носовой части. Так как обзор был очень плохим, в посадке помогал наземный оператор. Сомнительная схема… Таких самолетов было создано всего две штуки, и испытательные полеты продлились меньше года. Весь абсурд идеи осознали достаточно быстро. К счастью, оба самолета уцелели и находятся в музеях США. Были и винтовые аналоги Ryan X-13 Vertijet, но из них и вовсе ничего не получилось.

Самым удачным оказался проект многоцелевого самолета British Aerospace Sea Harrier. Вы могли его видеть в фильме ”Правдивая ложь”. На нем летал герой Арнольда Шварцнегера. Стоит ли говорить, что без подготовки он не смог бы на нем летать?

Кадр из фильма «Правдивая ложь». Герой Арнольда Шварцнегера за штурвалом британского See Harrier

Первый полет этого самолета состоялся 20 августа 1978 года, а завершилась эксплуатация только в мае 2016 года. Всего было произведено 111 самолетов в трех модификациях. Это совсем не много. Для примера, можно сказать, что многоцелевой истребитель F-16 Fighting Falcon, первый полет которого состоялся в 1974 году, выпустили в количестве более 4600 единиц и продолжают выпускать.

«Харриеров» было выпущено всего 111 штук. Даже Як-38 вышел большим тиражом.

Сейчас в версии с возможностью вертикального взлета/посадки выпускается истребитель пятого поколения F-35 Lightning II. Пока их произведено относительно немного, но на него делается большая ставка в ВВС США и других стран НАТО.

Мир тесен

Юрьев тоже был весьма наслышан о Сикорском. Более того, в годы Первой мировой он служил в бомбардировочной авиации — летал бомбить тевтонов на « Илье Муромце» ( том самом бомбардировщике, который создал Сикорский). Попал в плен, вернулся из которого в 1918 году.

Юрьев мог по примеру Сикорского навострить лыжи из страны. Но не стал.

Наоборот, как и абсолютное большинство учеников Жуковского, Юрьев остался в России и прекрасно сработался с новой властью.

В первое советское десятилетие конструктор создавал в стране инфраструктуру авиационных исследований. А в 1930 году в воздух поднялся первый советский вертолёт — ЦАГИ 1-ЭА. Он был создан при активном участии Юрьева по одновинтовой схеме, предложенной им ещё в 1910-х годах.

В 1930-е годы вертолёт перестал считаться экзотическим пасынком привычной всем авиации. В развитых странах один за другим возникали конструкторские бюро, газеты пестрели сообщениями о полётах экспериментальных аппаратов. Приближавшаяся Вторая мировая подстёгивала разработки.

В начале января 1942 года в США свой первый полёт совершил Sikorsky R-4 — первый серийный американский вертолёт.

Советские разработки позволяли создать аналогичный аппарат тогда же или даже раньше. Но перед войной ресурсы бросили на более « убойные» машины — самолёты. Потом помешала разруха. Осенью 1948 года в воздух поднялся Ми-1 — первый советский серийный вертолёт.

Обе машины собрали по юрьевской одновинтовой схеме, на обеих установили автоматы перекоса, без которых и сейчас не обходится ни один вертолёт.

Так человечество резко продвинулось вперёд благодаря « русской» вертолётной школе. Вот только пряники конструкторам достались разные. Кому-то фирма, кому-то воплощение в железе того, о чём мечтал с детства. А в честь Жуковского город назвали.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector