Вертолеты соосные: Схемы вертолётов — Википедия

Схемы вертолётов — Википедия

Реактивный момент, действующий на корпус вертолёта, и его компенсация

Схема вертолёта описывает количество несущих винтов вертолёта, а также тип устройств, используемых для управления вертолётом.

Усилие для раскручивания несущего винта может передаваться от двигательной установки через осевой вал. В этом случае по третьему закону Ньютона возникает реактивный момент, закручивающий корпус вертолёта в противоположную от вращения несущего винта сторону (на земле такому вращению препятствует шасси аппарата).

Существует ряд основных конструктивных схем компенсации реактивного момента и управления вертолёта с использованием как единственного, так и нескольких несущих винтов.

В случаях, когда раскручивание несущего винта осуществляется либо набегающим потоком воздуха (автожиры, вертолёты в режиме полёта на авторотации), либо с помощью реактивных струй, расположенных на концах лопастей (реактивный вертолёт), реактивный момент не возникает, и соответственно, необходимость в его компенсации отсутствует.

Одновинтовые схемы с рулевым устройством

В таких схемах для компенсации реактивного момента используются устройства, создающие тягу, которая закручивает вертолёт в противоположном реактивному моменту направлении. Преимуществом таких схем является их относительная простота, однако при этом происходит отбор мощности силовой установки вертолёта.

Вертолёты одновинтовой схемы с рулевым винтом

В данной схеме винт небольшого диаметра располагается на хвостовой балке вертолёта на некотором расстоянии от оси несущего винта. Создавая тягу в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси вертолёта, рулевой винт компенсирует реактивный момент. Изменяя тягу рулевого винта, можно управлять поворотом вертолёта относительно вертикальной оси. Большинство современных вертолётов выполнено по одновинтовой схеме.^[1]

Впервые её запатентовал на своем летательном аппарате Борис Юрьев вместе с автоматом перекоса в 1912 году^[2]. Однако первую подобную модель предложил в 1874 году немецкий конструктор Аченбах.

[3]

Первый успешный вертолёт VS-300 с рулевым винтом построил Игорь Сикорский, вертолёт поднялся в воздух 13 мая 1940 года. Успех данного вертолёта заключается в том, что на основе этой модели для американской армии серийно выпускался вертолёт R-4.

Неоспоримым преимуществом данной схемы является простота конструкции и системы управления, что приводит к уменьшению затрат на производство, ремонт и обслуживание.
Кроме того, выпускают вертолёты, например Ми-28, с так называемым Х-образным, четырёхлопастным рулевым винтом, лопасти которого имеют различные взаимные углы установки на втулке (наподобие буквы X). Винт такого типа обладает преимуществами перед обычным (с равномерным азимутальным распределением лопастей) по уровню шума и уменьшению неблагоприятного воздействия на лопасти концевых вихревых шнуров, генерируемых соседними лопастями.

Недостатки данной схемы:

• рулевой винт отбирает часть мощности двигателя (до 10 %) и вместе с тем не даёт ни подъёмной силы, ни тяги, направленной вперёд;
• воздушный поток от несущего винта ухудшает характеристики рулевого винта, вследствие этого рулевой винт стараются размещать как можно выше на хвостовой балке;
• рулевой винт является весьма уязвимым при полетах вблизи земли;
• рулевой винт, так же как и несущий, может попадать в опасный режим вихревого кольца, что ограничивает возможности маневрирования;
• узкий диапазон возможных центровок.

Вертолёты с рулевым винтом в кольце, фенестрон

В современном вертолётостроении иногда применяют многолопастный рулевой винт в кольцевом канале киля — фенестрон (от лат. fenestra — окно). Диаметр фенестрона в два с лишним раза меньше, чем диаметр обычного рулевого винта.
Впервые применён на лёгких вертолётах французской фирмы «Аэроспасьяль». Используется в конструкциях лёгких и средних вертолётов^[4]

Такая конструкция имеет несколько существенных преимуществ:

• уменьшается вредное сопротивление вертолёта;
• предотвращаются задевание вращающимися лопастями рулевого винта за наземные предметы при маневрировании на предельно малых высотах, а также травмирование людей при работе вертолёта на земле;
• эффективность выше, чем у открытого рулевого винта при одинаковых диаметрах.

Недостатками являются:

• значительное увеличение толщины и массы киля, делающей установку фенестрона на тяжёлые вертолёты нецелесообразной;
• высокочастотный шум;
• нелинейности в характеристиках путевого манёвра.

Винтокрыл

В этой схеме используются винты, расположенные на крыльях или фермах летательного аппарата — винтокрыла. Причём тяга обоих винтов направлена вперёд, а для компенсации реактивного момента в режиме висения один из винтов обеспечивает бо́льшую тягу, чем другой. В режиме полёта эти винты используются как тянущие, что увеличивает скорость винтокрыла, при этом несущий винт переходит в режим авторотации. Первый аппарат с таким принципом компенсации реактивного момента предложил и запатентовал Б. Н. Юрьев в 1910 году

[5]. Примером такой модели в настоящее время может служить Eurocopter X3.

Преимуществом винтокрыла можно считать высокие скорости полёта, недостижимые для классической схемы в силу особенностей аэродинамики. Так, например, винтокрыл «Ротодайн» фирмы «Фейри» в 1959 году достиг скорости в 307,22 км/ч,^[6], а Eurocopter X3 в 2010 году — 430 км/ч.

Недостатком такой системы является потеря бóльшей мощности на компенсацию реактивного момента в режиме зависания по сравнению с рулевым винтом.

Однако не все винтокрылы используют данный способ компенсации. Например, винтокрыл Ка-22 использовал для противодействия реактивному моменту пару поперечных винтов, а Ротодайн — реактивное вращение лопастей.

Струйная система управления, NOTAR

Принцип работы схемы NOTAR Основная статья: NOTAR

Для компенсации реактивного момента используется система управления пограничным слоем на хвостовой балке, применяющая эффект Коанда, вместе с реактивным соплом на конце балки, или же только реактивное сопло.

Управляющая сила эффекта Коанды возникает по той же причине, по какой возникает подъёмная сила крыла — из-за несимметричного обтекания профиля хвостовой балки нисходящим воздушным потоком, образованным несущим винтом. Вентилятор, расположенный у основания хвостовой балки засасывает воздух из отверстий, расположенных вверху корпуса вертолёта, создавая необходимое повышенное давление внутри хвостовой балки. На правой стороне хвостовой балки с помощью специальных сопел устанавливается более быстрое движение воздушного потока, чем на левой стороне. Тем самым, вследствие закона Бернулли, давление воздуха на левой стороне будет больше, чем на правой, эта разность давлений приводит к появлению силы, направленной слева направо.

Примечание: на схеме синими стрелками показаны потоки воздуха, проходящие через хвостовую балку, красными — по поверхности хвостовой балки.

На Западе известна как NOTAR, англ. No Tail Rotor — «без хвостового винта». В Советском Союзе эксперименты проводились на вертолёте Ка-26-СС. Серийно вертолёты, использующие такую схему, выпускаются компанией «MD Helicopters».

Данная система является из-за отсутствия рулевого винта самой тихой и безопасной.

Одновинтовые схемы с реактивным принципом вращения лопастей

В этих схемах из-за отсутствия трансмиссии, передающий крутящий момент от силовой установки к несущему винту, не требуется компенсация реактивного момента. Преимуществом таких схем является простая конструкция, а общим недостатком можно считать небольшую скорость при значительном расходе топлива. Для управления по рысканью может использоваться рулевой винт, отклоняемые поверхности либо реактивные устройства.

Опытный вертолёт В-7

Существуют различные варианты этой схемы:

• с установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей на законцовках лопастей;
• с соплами на законцовках лопастей и подачей горячего выхлопа на них от расположенного в фюзеляже газотурбинного двигателя («привод горячего цикла»), в этом случае лопасти несущего винта изготавливаются из жаропрочных сплавов;
• компрессорный привод «холодного цикла»: газотурбинный двигатель в корпусе вертолёта приводит компрессор, а сжатый воздух от него подводится через трубопроводы к соплам на законцовках лопастей;
• также в ряде экспериментальных вертолётах начала XX века роль реактивных двигателей играли пропеллеры, установленные на концах лопастей, например вертолёт Кёртиса-Блекера^[7].

Самый первый реактивный вертолёт спроектировал и построил немецкий конструктор Добльгоф.^[8] Экспериментальные реактивные вертолёты строились также в Польше, в США их разработкой по заказу военных довольно долго занималась фирма «Хьюз». Однако большего успеха добилась американская компания «Hiller», которая выпускала вертолёты YH-32 «Хорнет» и HJ-1 «Колибри» малыми сериями для армии, флота и полиции

[9]. В 1956 году в американец российского происхождения Евгений Глухарев поднял в воздух первый реактивный ранцевый вертолёт MEG-1X^[10]. В настоящий момент вертолёты с реактивным приводом серийно не производятся.

Основным преимуществом такой схемы является простая и сравнительно лёгкая конструкция, исключающая сложную трансмиссию.
Главными недостатками такой компоновки считается:

• слишком большой расход топлива;
• шумность;
• сложность изготовления герметичных втулок;

Для варианта с воздушно-реактивными двигателями к тому же:

• сложности с безопасным снижением на авторотации;
• необходимость в дополнительном стартовом устройстве, которое раскручивает несущий винт;
• большая заметность в тёмное время суток из-за ярких огней двигателей.
• огонь, вырывающийся из сопел(«привод горячего цикла») ослепляет пилота, особенно в ночное время.

Схемы с двумя несущими винтами

Реактивные моменты в таких схемах взаимно компенсируются синхронным разнонаправленным вращением двух винтов. Плоскости вращения винтов могут иметь различные степени перекрытия при количестве лопастей меньше четырёх.

Общим преимуществом таких схем является отсутствие потерь мощности на компенсацию реактивного момента, однако такие схемы обладают комплексной сложностью:

• необходимостью жесткой синхронизации несущих винтов, как по частоте вращения, так и в органах управления;
• увеличением массы несущей системы и системы управления;
• повышенным лобовым сопротивлением несущей системы.

Продольная схема

Продольная схема состоит из двух горизонтальных винтов, расположенных друг за другом и вращающихся в разных направлениях. Задний винт приподнят над передним для уменьшения негативного влияния воздушной струи от переднего винта. Данная схема в основном используется в вертолётах большой грузоподъёмности. Вертолёты с продольной схемой иногда называют «летающими вагонами».

[11]

Первопроходцем в создании вертолёта, построенного по продольной схеме, стал французский инженер Поль Корню. В 1907 году его аппарат смог оторваться от земли на 20 секунд. При первом испытании аппарат оторвался от земли сначала на 0,3 м (полная масса 260 кг), затем на 1,5 м (полная масса 328 кг)^[12].

Дальнейшим развитием данной конструкции занялся американец Франк Пясецки, выпустив в 1945 году для армии США вертолёт, который из-за своей формы получил название «летающий банан».

В Советском Союзе тоже велись работы в этом направлении. В 1952 году под руководством Игоря Александровича Эрлиха^[13] после всего лишь 9 месяцев с начала проектирования состоялся первый полёт Як-24, превосходивший по тому времени все зарубежные образцы.^[14]

Положительными сторонами этой схемы вертолёта являются:

• большой объём грузового помещения.^[15];
• большой допустимый диапазон эксплуатационных центровок. Возможность использовать почти весь объём грузового пространства без потери в управляемости.

К недостаткам продольной схемы вертолёта относятся:

• появление значительных вибраций в некоторых режимах полета. Этот эффект особенно сильно проявлялся на ранних моделях вертолётов;
• некоторое ухудшение коэффициента полезного действия заднего несущего винта. Для решения этой проблемы задний винт расположен выше относительно переднего;
• неполная компенсация реактивных моментов винтов, которая приводит к появлению паразитной боковой силы;
• некоторая несимметричность устойчивости и управляемости в путевом отношении;
• сложная трансмиссия.

Поперечная схема

Самый большой вертолёт в мире Ми-12

Поперечные винты устанавливаются на концах крыльев или специальных опор (ферм) по бокам корпуса вертолёта. К поперечной схеме можно отнести и некоторые конвертопланы в вертолётном режиме, например Bell V-22 Osprey, Bell Eagle Eye.

В 1921 году американский инженер Генри Берлинер вместе с отцом Эмилем Берлинером спроектировал вертолёт поперечной схемы. Он разместил по бокам самолетного фюзеляжа два небольших, четырёхметровых винта, а на хвосте рулевой пропеллер с вертикальной осью вращения — он должен был «задирать» хвост аппарата, чтобы у винтов появлялась горизонтальная составляющая тяги для движения вертолёта вперёд. Для управления вертолётом использовались отклоняемые поверхности, типа элеронов, а также наклоняемые оси несущих винтов.^[16]
Первым успешным вертолётом поперечной схемы стал немецкий Focke-Wulf Fw 61, который в 1937 году поставил ряд рекордов по дальности и скорости. В Советском Союзе первым вертолётом поперечной схемы стал проект «Омега» 1941 года.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия взаимного влияния воздушных потоков от этих винтов;
• наиболее выгодная схема с точки зрения устойчивости и управляемости вследствие аэродинамической симметрии.

К недостаткам этой схемы следует отнести:

• сложную трансмиссию;
• повышенный вес конструкции;
• повышенное лобовое сопротивление.

Соосная схема

Соосная схема представляет собой пару винтов, расположенных один над другим на соосных валах, вращающихся в противоположные стороны, благодаря чему компенсируются реактивные моменты, возникающие от каждого из винтов.

Первый патент на соосное расположение несущих винтов летательного аппарата был выдан в 1859 году англичанину Генри Брайту.
Первым полностью управляемым стал вертолёт Лабораторный гироплан (англ.), построенный Луи Шарлем Бреге и Рене Дораном в 1936 году.
Первый полёт вертолёта соосной схемы с полностью металлическими лопастями совершил американец Стенли Хиллер в 1944 году; конструкция оказалась настолько удачной, что сам Хиллер часто демонстрировал его устойчивость, отпуская рычаги управления и высовывая руки из окон^[17].

В Советском Союзе темой соосных вертолётов впервые занялся коллектив Яковлева в 1944 году, чуть позже в 1945 году за работу взялся коллектив энтузиастов под руководством Н. И. Камова (стоит отметить, что ещё в российской империи первые два прототипа вертолёта Игоря Сикорского (создателя первого успешного вертолёта классической схемы V-300) были выполнены по соосной схеме^[18]). Вертолёт Яковлева «Шутка» впервые поднялся в воздух 20 декабря 1947 года^[19], а вертолёт Камова Ка-8 — несколько ранее, 12 ноября 1947 года^[20]. Однако именно для конструкторского бюро Камова соосная схема стала основной, по сей день вертолёты Камова — единственные в мире вертолёты с соосной схемой, выпускаемые серийно.

Достоинства соосной схемы:

• минимальные габаритные размеры, так как лопасти соосных винтов короче несущих лопастей вертолётов с рулевым винтом схожего класса. Требуется минимальная по сравнению с другими схемами взлётно-посадочная площадка;
• компактность трансмиссии. Практически вся трансмиссия расположена вдоль одного вала;
• сравнительная простота управления. Все органы управления расположены рядом с трансмиссией, причём при совершении манёвров не затрачивается дополнительная мощность от двигателей;
• лучшая устойчивость при прямолинейном движении на большой скорости вследствие уменьшения вибраций;
• меньшее число критически уязвимых узлов, таких как хвостовая балка и рулевой винт одновинтовых вертолётов;
• бо́льшая по сравнению с традиционной схемой тяговооружённость — минимум на 20 % на режиме висения. Нет потери мощности на рулевой винт, к тому же нижний винт работает не полностью в воздушном потоке верхнего винта, а подсасывает дополнительный воздух;
• аэродинамическая симметрия схемы. Аппарат соосной схемы может совершать полёт в любом направлении практически с одинаковой эффективностью;
• уменьшение вибраций, чему способствуют меньшие размеры несущих винтов;
• безопасность для обслуживающего персонала. Отсутствие хвостового винта уменьшает вероятность травм.

Недостатки:

• ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов из-за их взаимного влияния в различных режимах полёта по сравнению с продольной и поперечной схемами;
• сложность производства, ремонта и обслуживания;
• сравнительно большая высота вертолёта вследствие большого расстояния между винтами, это в свою очередь увеличивает аэродинамическое сопротивление, которое отрицательно сказывается на максимальной горизонтальной скорости;
• вероятность перехлеста лопастей на критических режимах полета. Перехлест может наступать приблизительно в таких же режимах полёта, что и у несущего винта с хвостовой балкой классической схемы;
• несколько бо́льшая скорость планирования на режиме авторотации, то есть самовращения несущих винтов под действием набегающего воздушного потока;
• более трудное обеспечение путевой устойчивости из-за присущего схеме короткого фюзеляжа, поэтому большинство соосных вертолётов имеет развитое вертикальное оперение.^[21]

Перекрещивающиеся лопасти

Несущие винты расположены по бокам фюзеляжа со значительным перекрытием, а их оси наклонены наружу под углом друг к другу, исключая таким образом возможность перехлёста. Фактически такая схема является частным случаем поперечной схемы с максимально возможным перекрытием несущих винтов, в то же время обладает свойствами соосной схемы. Из-за наклона винтов реактивные моменты уравновешиваются только относительно вертикальной оси, а их проекции относительно поперечной оси складываются, образуя момент тангажа.^[22]

Первые серийные вертолёты этой схемы Флеттнер FI 282 «Колибри» появились в Германии в 1942 году. В настоящий момент единственным серийным производителем подобных вертолётов является американская компания Kaman Aircraft. Отличительной особенностью данной фирмы являются использование в системе управления вертолётом сервозакрылок, установленных на лопастях, принцип действия которых схож с элероном самолёта.

Достоинства:

• минимальные габаритные размеры;
• простая и лёгкая трансмиссия;
• малый относительный вес конструкции;
• симметричность в отношении аэродинамики.

Недостатки:

• ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов вследствие взаимного влияния их друг на друга;
• возникновение продольного момента, усложняющего балансировку вертолёта.

Многовинтовая схема

В основном вертолёты данной конструкции используют четыре винта, одна пара из которых расположены в продольной схеме, а другая — в поперечной, хотя встречаются конструкции как с тремя несущими винтами (Ми-32, Cierva Air Horse (англ.)русск.), так и с большим числом винтов (Мультикоптер (англ.)русск.).
Отличается большим весом, но вместе с тем простотой управления, так как такая схема не требует автомата перекоса, а направление полёта задаётся регулированием мощности на каждом из винтов в отдельности.
В настоящий момент пользуется все большей популярностью в радиоуправляемых вертолётах.
Схема изначально была представлена в прототипах начала двадцатого века на заре авиации.
К вертолётам такой схемы можно отнести квадрокоптер Георгия Ботезата, бывшего профессора Петроградского технологического института, эмигрировавшего в Америку; вертолёт Этьена Эмишена, который помимо 4 несущих винтов имел 6 небольших пропеллеров для поддержания равновесия и 2 винта для горизонтального полёта^[23]
К многовинтовой схеме можно отнести и некоторые конвертопланы, например Curtiss-Wright X-19, Bell X-22, Bell Boeing Quad TiltRotor(проект).

Примечания

Литература

1. Конструкция вертолётов: Учебник для авиационных техникумов / Ю. С. Богданов, Р. А. Михеев, Д. Д. Скулков. — М.: Машиностроение, 1990. — 272 с.: ил. — ISBN 5-217-01047-9; ББК 39,57я723 Б73; УДК 629.735.45.0.
2. Аэродинамический расчёт вертолётов / Академик Б. Н. Юрьев. — М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1956. — 272 с.: ил.
3. Винтовые летательные аппараты / Камов Н. И.. — М.: Оборонгиз, 1948.

Ссылки

Коаксиальные роторы — Coaxial rotors

Коаксиальные роторы или коаксиальные роторы представляют собой пару роторов вертолетов, установленных один над другим на концентрических валах с одной и той же осью вращения, но вращающихся в противоположных направлениях ( противоположное вращение ). Такая конфигурация несущего винта характерна для вертолетов, выпускаемых российским конструкторским бюро вертолетов Камова .

История

Идея коаксиальных роторов принадлежит Михаилу Ломоносову . В июле 1754 года он разработал небольшую модель вертолета с соосными несущими винтами и продемонстрировал ее Российской академии наук .

В 1859 году Британское патентное ведомство предоставило Генри Брайту первый патент на вертолет на его соосную конструкцию. С этого момента соосные вертолеты превратились в полностью работоспособные машины, какими мы их знаем сегодня.

Два новаторских вертолета, «D’AT3» 1930 года постройки Corradino D’Ascanio и более успешный французский Gyroplane Laboratoire середины 1930-х годов , оба использовали для полета системы соосных несущих винтов.

Соображения по дизайну

QH-50 на борту эсминец Аллен М. Самнер (DD-692) во время развертывания во Вьетнаме в период с апреля по июнь 1967 года

Наличие двух соосных наборов роторов обеспечивает симметрию сил вокруг центральной оси для подъема транспортного средства и в поперечном направлении при полете в любом направлении. Из-за механической сложности во многих конструкциях вертолетов используются альтернативные конфигурации, чтобы избежать проблем, возникающих при использовании только одного ротора. Обычными альтернативами являются вертолеты с одним винтом или тандемные винты .

Крутящий момент

Одной из проблем с любым отдельным набором лопастей несущего винта является крутящий момент (сила вращения), действующий на фюзеляж вертолета в направлении, противоположном лопастям несущего винта. Этот крутящий момент заставляет фюзеляж вращаться в направлении, противоположном лопастям несущего винта. В вертолетах с одним ротором противодействующий винт или хвостовой винт противодействуют крутящему моменту несущего винта и контролируют вращение фюзеляжа.

Коаксиальные роторы решают проблему крутящего момента несущего винта, поворачивая каждый набор роторов в противоположных направлениях. Противоположные крутящие моменты роторов компенсируют друг друга. Вращательное маневрирование, управление рысканием , достигается за счет увеличения общего шага одного ротора и уменьшения общего шага другого. Это вызывает контролируемую асимметрию крутящего момента.

Диссимметрия подъемника

Анимация соосного ротора Ка-32

Диссимметрия подъемной силы — это аэродинамическое явление, вызванное вращением несущих винтов вертолета при прямом полете. Лопасти ротора обеспечивают подъемную силу, пропорциональную количеству воздуха, проходящего над ними. Если смотреть сверху, лопасти несущего винта движутся в направлении полета на половину оборота (наполовину вперед), а затем перемещаются в противоположном направлении на протяжении оставшейся части оборота (отступая половина). Лопасть ротора создает большую подъемную силу в продвигающейся половине. По мере того, как лопасть движется в направлении полета, поступательное движение самолета увеличивает скорость воздуха, обтекающего лопасть, до тех пор, пока она не достигает максимума, когда лопасть перпендикулярна относительному ветру . В то же время лопасть ротора в отступающей половине создает меньшую подъемную силу. Когда лопасть удаляется от направления полета, скорость воздушного потока над лопастью несущего винта уменьшается на величину, равную скорости движения летательного аппарата, достигая максимального эффекта, когда лопасть несущего винта снова перпендикулярна относительному ветру. Коаксиальные роторы избегают эффектов асимметрии подъемной силы за счет использования двух роторов, вращающихся в противоположных направлениях, в результате чего лопасти перемещаются с обеих сторон одновременно.

Другие преимущества

Другое преимущество коаксиальной конструкции включает увеличение полезной нагрузки при той же мощности двигателя; хвостовой винт обычно расходует часть доступной мощности двигателя, которая была бы полностью направлена ​​на подъемную силу и тягу в соосной конструкции. Снижение шума — главное преимущество конфигурации; Некоторые из громких «шлепающих» звуков, характерных для обычных вертолетов, возникают из-за взаимодействия между воздушными потоками от несущего и хвостового несущих винтов, которое в некоторых конструкциях может быть серьезным. Кроме того, вертолеты, использующие соосные роторы, как правило, более компактны (с меньшим размером занимаемой площади на земле), хотя и за счет увеличения высоты, и, следовательно, их можно использовать в областях, где пространство ограничено; несколько конструкций Камова используются на флоте , поскольку они способны действовать из ограниченного пространства на палубах кораблей, включая корабли, отличные от авианосцев (например, крейсера типа Кара ВМФ России, которые несут вертолет Ка-25 ‘Гормон ‘вертолет как часть стандартного оборудования). Еще одно преимущество — повышенная безопасность на земле; Отсутствие рулевого винта исключает основной источник травм и гибели наземных экипажей и прохожих.

Недостатки

Возникает повышенная механическая сложность ступицы ротора. Тяги и наклонные шайбы для двух роторных систем необходимо собирать на мачте, что является более сложным из-за необходимости приводить два ротора в противоположные направления. Из-за большего количества движущихся частей и сложности система соосного ротора более подвержена механическим неисправностям и возможным отказам. По мнению критиков, коаксиальные вертолеты также более подвержены «хлестанию» лопастей и самоуничтожению лопастей.

Коаксиальные модели

Heli-Max Ax Micro CX, миниатюрная модель вертолета соосной схемы.

Присущая системе стабильность и быстрая реакция управления делают ее пригодной для использования в небольших радиоуправляемых вертолетах . Эти преимущества достигаются за счет ограниченной скорости движения и более высокой чувствительности к ветру. Эти два фактора особенно ограничивают использование на открытом воздухе. Такие модели обычно имеют фиксированный шаг (т. Е. Лопасти не могут вращаться на своих осях для разных углов атаки), что упрощает модель, но исключает возможность компенсации за счет коллективного участия. Компенсация даже малейшего ветерка заставляет модель набирать высоту, а не лететь вперед даже при полном применении циклического режима .

Коаксиальный гексакоптер — OnyxStar HYDRA-12 от AltiGator

Беспилотные летательные аппараты многороторного типа существуют во многих конфигурациях, включая дуокоптер , трикоптер, квадрокоптер , гексакоптер и октокоптер. Все они могут быть модернизированы до коаксиальной конфигурации, чтобы обеспечить большую стабильность и время полета, позволяя перевозить гораздо больше полезной нагрузки без увеличения веса. В самом деле, коаксиальные мультикоптеры состоят из того, что на каждом плече находятся два двигателя, направленные в противоположных направлениях (один вверх, а другой вниз). Следовательно, можно получить окторотор, похожий на квадрокоптер, благодаря коаксиальной конфигурации. Специальные Duocopters характеризуются двумя двигателями, расположенными по вертикальной оси. Управление осуществляется соответствующим ускорением одной лопасти ротора для создания целевой тяги во время вращения. Наличие большей подъемной силы для большей полезной нагрузки объясняет, почему коаксиальные мультикоптеры предпочтительнее для любого профессионального коммерческого применения БПЛА .

Снижение опасности полета

Министерство транспорта США опубликовало «Базовое руководство по вертолетам». Одна из глав в нем озаглавлена ​​«Некоторые опасности полета на вертолете». Десять опасностей были перечислены, чтобы указать, с чем приходится иметь дело обычному вертолету с одним винтом. Конструкция соосного ротора снижает или полностью устраняет эти опасности. В следующем списке указано, какие:

Снижение и устранение этих опасностей — сильные стороны безопасности конструкции соосного ротора.

Список вертолетов соосным винтом

Sikorsky S-69 / XH-59A со вспомогательными турбореактивными двигателями

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки

Обзор соосных моделей вертолётов на базе Lama V3-V4

Предисловие

Полёт, а тем более контролируемый полёт, всегда завораживал человека, не только своей красотой, плавностью и изяществом, но и необычностью того, что летательные аппараты, будучи тяжелея воздуха, способны на подобное.
Человек всегда хотел летать и управлять летающей машиной, и это желание особенно сильно в детстве и юношестве.
Развитие науки и технологий сделало полёт повседневным и дало возможность каждому почувствовать себя пилотом небольшого летательного аппарата.

На данный момент на рынке радиоуправляемых моделей существует огромное количество разнообразных летательных конструкций, способных удовлетворить практически любые запросы, но поговорим мы с вами о вертолётах. Уникальность этих аппаратов заключается в том, что они способны взлетать и совершать посадку практически в любом месте, им не требуется взлетно-посадочная полоса, и они способны надолго зависать в воздухе, сохраняя своё положение.

Хочется отметить, что вертолёт является самой сложной моделью в управлении, и если вы молодой начинающий пилот, вам следует хорошо обдумать свой выбор, что бы горечь от разбитой дорогой модели не испортила вам настроение и не отбила желание «летать». Существует два основных типа вертолётов — однороторные, с одним основным ротором и задним хвостовым ротором для компенсации крутящего момента и управления курсом, и соосные вертолёты с двумя основными роторами.
Основываясь на собственном, хоть и небольшом, опыте я бы порекомендовал начинающему пилоту именно вертолёт соосной схемы, как наиболее стабильный, более простой в управлении и более дешёвый в ремонте, нежели вертолёт однороторной схемы.

Выбор

Одной из известных фирм, выпускающей соосные модели радиоуправляемых вертолётов, является фирма E-Sky, и на сегодняшний день в её ассортименте имеется четыре модели в одном классе:

Dauphin, Comanche, Lama V4 и Lama V3

Комплект поставки включает всё необходимое для обучения пилотирования на симуляторе, входящего в комплект, и непосредственно запуска модели с последующей подзарядкой бортового аккумулятора. Все модели и аппаратура уложены в точно изготовленные в пенопластовых блоках ниши, что предохранит содержимое коробки от повреждений в случае ударов или падений.
Модели выполнены в масштабе 1:32 и являются полноценными 3D летательными аппаратами. Многие ошибочно считают, если стоит обозначение 3D, значит, модель должна выполнять всевозможные фигуры высшего пилотажа. Нет, 3D говорит о том, что данная модель имеет полное управление в трёх плоскостях, как на реально существующих вертолётах:
По высоте — за счёт синхронного изменения частоты вращения роторов.
По горизонтали — (крен и тангаж) за счёт изменения угла атаки лопастей нижнего ротора.
И вращение — (направление полёта — курс) за счёт изменения пропорциональности вращения нижнего и верхнего роторов.
Все модели оснащены встроенным гироскопом с возможностью регулировки чувствительности и пропорциональности вращения роторов, который позволяет сделать полёт модели более стабильным по курсу.

Модели выполнены в копийных корпусах, и почти все они являются прототипами реально существующих вертолётов:

Копийность корпуса может сыграть немаловажную роль при выборе модели и дальнейшей её эксплуатации, так как фантазия и воображение молодого пилота безграничны. В основном эти модели предназначены для полётов в закрытых помещениях, но их вполне можно запускать и на улице в безветренную погоду, что я не раз проделывал у себя на даче с детьми, но при ветре велика вероятность, что вы его загоните на берёзу или посадите на картофельную ботву.
Относительно небольшой размер моделей позволяет их запускать и дома, продолжая совершенствовать свои навыки полётами по коридорам, облетая углы стены и мебель, правда, встреча с которыми крайне нежелательна.

Основой этих моделей являются рамы двух типов:

Lama V4	Lama V3

Следовательно, так же отличаются все внешние элементы: шасси, корпуса и батарейные отсеки.
Но механическая и электронная части полностью взаимозаменяемые, что делает эти модели более удобными и практичными в использовании.
Большим плюсом является и то, что на данный момент на эти модели существует весь спектр запчастей, как штатных, так и опционных, выпускаемых фирмами E-Sky, Xtreme, 3DPro и другими, которые вы в последствии можете установить на свою модель.

Учебный класс

И вот, настал момент, когда, на свет из тёмной коробки извлечена модель, аккумулятор заряжен, и в пульт установлены батарейки. Вы готовы осуществить свой первый, пусть и небольшой, но самостоятельный полёт, о котором вы мечтали, мысль о котором не покидала вас перед сном и возвращалась с пробуждением.
Но не торопитесь. Прежде чем взять в руки пульт и с чувством бога небес, отправить модель в полёт, возможно, первый и последний, настоятельно рекомендую поупражняться в навыках пилотирования на авиасимуляторе.
В комплекте ко всем четырём моделям есть бесплатный простой, но вполне функциональный авиасимулятор FMS, который поможет вам приобрести необходимые первичные навыки управления моделью. Так же в комплекте есть всё необходимое для подключения пульта к персональному компьютеру.
Единственное, что вас может слегка озадачить, так это отсутствие вертолётов соосной схемы среди немногочисленного количества предустановленных моделей. Ситуация неприятная, но поправимая. Занимаясь поиском моделей «соосников» для симулятора FMS, я обнаружил, что их практически нет, т.к. найти мне удалось только одну модель.
Скачать её можно тут >> или тут >>.
Так же есть более свежая версия самого симулятора:
Скачать тут >> или тут >>.
Но если вы желаете приобрести больше навыков и представлений об управлении моделью, желательно приобрести лучший симулятор: например, заглянув сюда >>

Также, когда вы начнёте реальные полёты, я бы порекомендовал вам установить тренировочное шасси .

Так как, несмотря на то, что модель достаточно лёгкая и кажется вполне прочной, сильные удары и падения молодого пилота могут привести к серьёзным поломкам.
Если нет возможности приобрести готовое тренировочное шасси , его можно изготовить из двух спиц и четырёх шариков для пинг-понга.

Подготовка

И так, вы уже прошли курс молодого пилота на симуляторе и готовы приступить к реальным полётам. В комплекте к моделям есть всё необходимое, чтобы поднять модель в воздух — батарейки в пульт управления и предварительно заряженный Литий-полимерный аккумулятор для модели.
Уделю некоторое внимание на установке аккумулятора в модель. Во всех моделях аккумуляторные отсеки имеют нижнее расположение, у модели Dauphin в корпусе выполнена весьма внушительная ниша, которая позволяет легко вставлять и вынимать аккумулятор, так же через эту нишу вынимается вся механическая часть вертолёта в случае замены корпуса или ремонта отдельных узлов.

В модели Lama V4 так же предусмотрен очень удобный способ замены аккумулятора через нишу, выполненную в нижней части фюзеляжа:

Lama V3 так же имеет весьма удобную и быструю схему замены аккумулятора, реализованную в полностью открытом, отстёгивающемся батарейном отсеке.

Но эта схема имеет и слабые места в виде ушек и крючков, которыми и осуществляется фиксация батарейного отсека с аккумулятором к шасси вертолёта.
Учитывая это, следует избегать жёстких посадок и ударов в нижнюю часть вертолёта.

Comanche имеет такой же батарейный отсек, как Dauphin и Lama V4, но относительно небольшая ниша, выполненная в корпусе, немного затруднит установку аккумулятора.
В этом случае, я бы порекомендовал отстегнуть заднюю часть корпуса и свободно вложить аккумулятор на своё место, что бы не повредить корпус.
Так же можно вырезать нишу немного больше, что нисколько не ухудшит внешний вид модели.

Заряжать аккумуляторы можно, даже не вынимая их из модели, достаточно вставить специальный разъем аккумулятора в балансировочное устройство, входящее в комплект, подключить его к блоку питания, так же имеющемуся в комплекте, и минут через сорок аккумулятор будет заряжен.

Полностью заряженного аккумулятора хватает от пяти до десяти минут полёта. Казалось бы, мало, да, немного, и сразу возникает желание приобрести дополнительно ещё пару батарей, чтобы продлить удовольствие от полёта. Но не спешите. Во время полёта модели, электродвигатели сильно нагреваются, и увеличение общей продолжительности полёта, с остановками только лишь для замены батарей, приведёт к сильному перегреву моторов и быстрому выходу их из строя. Так что, времени, которое отводится на зарядку аккумулятора, вполне достаточно для того, что бы электромоторы остыли, либо следите за температурой моторов и не торопитесь в небо, как бы вам этого не хотелось.
В дальнейшем, если вы решите проапгрейдить свою модель, вы сможете установить опционные двигатели, которые позволят вам летать практически без остановок.

Настройки – регулировки

Аккумулятор установлен на модель, пульт в руках, и вооружившись знаниями из «досконально» изученной по картинкам инструкции, мы готовы приступить к первым запускам модели в реальных условиях.
И опять я вас слегка попридержу от неудержимого желания взмыть ввысь.

Первое, что следует запомнить, это чёткую последовательность включения пульта и модели:
При включении первым включается пульт, затем включается модель.
При выключении сначала выключается модель, затем пульт.
Если последовательность будет нарушена, модель начнёт совершать произвольные движения сервоприводами и выполнять включения двигателей, что может привести к выходу из строя отдельных узлов.

Второе, не смотря на то, что в описании сказано о выполнении всех регулировок и настроек на заводе, советую вам проверить, насколько качественно они выполнены. От этого будет зависеть, как поведёт себя модель при первом запуске и ваше впечатление о ней.

Начнём осмотр с состояния верхнего ротора.
В самом верху в вилкообразном ложе, выполненном в головке внутреннего вала, расположен флайбар (стабилизатор) с двумя грузиками на концах, отвечающий за стабилизацию модели в полёте. Далее, через коротенькую регулируемую тягу он соединён с держателем лопастей верхнего ротора.

Основное, что необходимо проверить в этом узле, это прямолинейность штанги флайбара и “бабочку” при вращении верхнего ротора. Эти два фактора сильно влияют на стабильность модели в полёте и на наличие или отсутствие вибрации.
С прямолинейностью штанги флайбара всё более или менее понятно, а вот что же такое “бабочка” и где искать это насекомое?
«Бабочкой» условно называют визуальный эффект, когда лопасти вращаются не в одной плоскости, напоминая при этом крылья насекомого.

Для этого нам необходимо привести в движение только верхний ротор.
Все манипуляции с пультом и органы управления показаны для Mode II (Газ слева)
Включаем пульт. При этом следим за тем, чтобы ручка газа и триммер газа находились в нижнем положении.

Включаем модель, соединяя разъёмы питания аккумулятора и модели. Ждём, когда на приёмнике в модели зелёный светодиод перестанет мигать и загорится постоянно.
Переводим ручку газа вправо в крайнем нижнем положении и плавно начинаем её поднимать.

При этом верхний ротор, ускоряясь, начнёт вращаться, а нижний довольно долгое время будет находиться в состоянии покоя.
В крайнем правом положении поднимаем ручку газа до тех пор, пока не начнёт вращаться нижний ротор.
При этом частоты вращения верхнего ротора уже достаточно для определения наличия “бабочки”.

Убирается “бабочка” путём регулировки коротенькой тяги от флайбара к держателю лопастей. Для этого необходимо её отщёлкнуть с шарового крепления на держателе лопастей и, вращая пластиковый наконечник, удлинить или укоротить её, добиваясь того, что бы лопасти верхнего ротора вращались в одной плоскости.

До регулировки	После регулировки

Как мы видим, после регулировки бабочка практически исчезла.
Иногда бывает так, что регулировки длины тяги недостаточно. Связано это может быть с небольшими дефектами литья пластикового держателя лопастей или самих лопастей. В этом случае допускается возможность слегка их изогнуть.
На нижнем роторе “бабочки”, как правило, не бывает.

Теперь мы готовы поставить модель на пол и попробовать вдохнуть в неё жизнь и душу летательного аппарата.
Сразу хочу предупредить, что на высоте менее метра модель может быть не совсем стабильна. Это связано с тем, что она попадает в завихрения воздушного потока, созданного собственными лопастями, но потом вы к этому привыкните.
Плавно увеличиваем обороты двигателя, двигая стик газа вверх, и если остальные заводские регулировки выполнены вполне корректно, то модель оторвётся от пола и, контролируя её положение в воздухе правым стиком (тангаж, крен), вы совершите свой первый самостоятельный полёт.

Но может получиться так, что при попытке взлететь модель будет кренить, тащить и вращать в разные стороны. Не стоит расстраиваться, это можно подкорректировать триммерами, расположенными на пульте рядом со стиками.

Триммер курса/направления	Триммер тангажа
Таймер крена

Также существует возможность регулировки тангажа и крена непосредственно тягами от сервоприводов к тарелке автомата перекоса.

Тяга крена	Тяга тангажа

Удлиняя тягу крена, мы, увеличиваем крен налево, укорачивая, направо.
Удлиняя тягу тангажа, мы, увеличиваем наклон вперёд, укорачивая, назад.

А вот дополнительная регулировка вращения/курса/направления осуществляется уже непосредственно на блоке приёмника потенциометромPROPORTIONAL.

Самое важное: Все регулировки потенциометрами на приёмнике выполняются при выключенном питании вертолёта!

Как наиболее просто и быстро выполнить все необходимые регулировки гироскопа и микшера, отвечающего за пропорциональность вращения роторов?
На электронном блоке имеются два потенциометра — GAIN и PROPORTIONAL.

GAIN отвечает за чувствительность гироскопа.
PROPORTIONAL отвечает за пропорциональность вращения роторов.

Первое: полностью убираем чувствительность гироскопа потенциометром GAIN, повернув его до упора в минус.
Второе: потенциометром PROPORTIONAL добиваемся того, что при среднем положении триммера курса, модель практически не вращается.
И третье: возвращаем потенциометр GAIN в положение, необходимое для достаточно стабильного удержания модели в воздухе по курсу.
Выставление слишком большой чувствительности гироскопа приведёт к подёргиванию модели по курсу.

Если вам не жалко слегка испортить внешний вид капота модели, могу посоветовать выполнить два аккуратных отверстия в капоте напротив потенциометров. В этом случае вам не придётся снимать капот каждый раз при регулировке электронного блока. У себя на модели я сделал именно так.

Дорога в небо …

Вот вроде и всё. Исходя из своего небольшого опыта по общению с этими моделями, я постарался наиболее коротко осветить все основные моменты, с которыми может столкнуться начинающий пилот. И если этот небольшой обзор смог кому-то помочь, я буду только рад.
Помните, это не игрушка, а полнофункциональная модель летательного аппарата, требующая к себе бережного и внимательного отношения. Сильные удары и падения неизбежно приведут к повреждениям, как корпусов, так и механической части модели. Следите за ней, и она прослужит вам достаточно долго.

Удачи вам в покорении небес.

Автор — Даниил Булат (Dan), город Санкт-Петербург.

Эксклюзивно для сайта ModelsWorld
Перепечатка и публикация на других ресурсах
возможна с разрешения администрации сайта
и обязательной ссылкой на ресурс.
Контакт [email protected]

Модели для обзора были любезно предоставлены компанией Modelsworld

Мой блог находят по следующим фразам

Коаксиальный вертолет Nolan — Redback Aviation

Экспериментальный коаксиальный вертолет Братьев Нолан

ДАТА СТАТЬИ: апрель 1996 г.

Херб и Джек передали комплектацию своего уникального соосного вертолета другим.

Nolan Coaxial Helicopter — рассмотрите это: Два брата с очевидными механическими способностями, но без опыта в авиации, решают исследовать эту область, а затем спроектировать, построить и научиться управлять своей собственной первой в своем роде машиной.После многих лет экспериментов им это удалось, и они решили извлечь из этого выгоду.

На этом этапе сходство братьев Нолан из Джексонвилля, Флорида, и другой пары братьев, вовлеченных в пионерскую деятельность в области авиации, исчезает. По крайней мере, Ноланы могли видеть, как другие конструкторы решили проблему полета в зависании.

Тем не менее, их подход, основанный на принципе «старта с нуля», привел к разработке и постройке такого успешного вертолета, которого не видели раньше: двухмоторный, соосный ротор, машина с фиксированным шагом ротора, которой Джек Нолан (сейчас 49 лет) научился самостоятельно. лететь в довольно короткие сроки.

После многочисленных попыток и нескольких серьезных инцидентов 59-летний брат Херб решил оставить полет Джеку, который продемонстрировал одноместный прототип № 3 Nolan 51-HJ на Sun ‘n Fun и Oshkosh в прошлом году.

Коаксиальный вертолет Nolan: до этого

Джек снова готовится к запуску. Двигатели работают независимо через муфты в мачте ротора. Одного двигателя достаточно для аварийной посадки с выбегом.

Ноланы летают на своем вертолете со 2 февраля 1994 года.Собственно, это их третья такая машина. Они считают его своим серийным прототипом. Братья раньше строили гоночные автомобили и, конечно же, утилизируют механически. Херб также владел и управлял литейным цехом и механическим цехом, а Джек был мастером завода по производству листового металла.

И все же ни один из братьев не был в авиации до того, как начал заниматься винтокрылом около шести лет назад. «Джек всегда хотел построить самолет той или иной формы с детства», — говорит Херб.

«Просмотр истории вертолетов и их операций по телевидению стал катализатором. Нам понравилась идея полетов из ограниченного пространства, поэтому мы читали о конструкции вертолетов. Нас особенно привлекла коаксиальная конфигурация, поскольку она устраняет хвостовой винт, потребляющий мощность двигателя, требует дополнительных компонентов и добавляет возможность возникновения проблем с ними ».

Оригинальные вертолеты Ноланов были экспериментальными машинами, которые претерпели различные изменения конструкции в течение 30 часов налета.Основные модификации включали перевод двигателей из горизонтального в вертикальное положение, переключение с мокрой коробки передач на ременную передачу и переход от управления толкателем к гидравлике.

Коаксиальный вертолет Nolan: нетрадиционные средства управления

Сдвоенный вертолет 51-HJ с двигателем Rotax 503, который Ноланс привез в Ошкош ’94, называется вертолетом соосным маятником. Его самая необычная особенность — то, что у него есть винты фиксированного шага, которые исключают авторотацию при посадке; нет коллективного управления изменением шага несущего винта для прямого управления подъемом.

Вместо этого управление высотой достигается только за счет мощности двигателя. Фактически коллективная колонка была заменена двумя блокирующими дросселями — по одной для каждого индивидуально управляемого двигателя. Джек настраивает один двигатель на постоянную мощность полета и регулирует мощность другого двигателя, чтобы контролировать высоту.

Поскольку органы управления мощностью были изначально настроены, пилот вертолета, прошедший обычную подготовку, мог запутаться, потому что движение рычага газа вниз на 51-HJ увеличивает мощность и набор высоты, тогда как поднятие общей ручки управления на других вертолетах делает это.

Приборная панель в форме бабочки обеспечивает основы.

Из-за того, что один из двух 50-сильных Rotax 503 вышел из строя, коаксиальному вертолету 51-HJ Nolan не хватило мощности для зависания, но он может лететь вперед для безопасной посадки с разбегом.

Устройство для фиксации дроссельной заслонки установлено как элемент безопасности, чтобы предотвратить попадание пилота не в ту дроссельную заслонку в случае отказа двигателя. Независимо от того, какой дроссель захвачен, движение будет включать работающий двигатель, в результате чего будет получена дополнительная мощность.

В нормальных условиях для приведения в действие одного двигателя для маневрирования требуется только 1 дюйм движения дроссельной заслонки, и это предусмотрено в устройстве для врезки. Циклическое — управление направлением — достигается за счет двух шарниров равных угловых скоростей (карданов) с гидроусилителем, которые наклоняют весь двухроторный диск, вращающийся в противоположных направлениях, в желаемом направлении полета.

Педали

также приводят в действие уникальные сдвоенные хвостовые поверхности. Большие вертикальные передние секции хвостового оперения обеспечивают управление рысканием во время зависания за счет углового движения при опускании несущих винтов, в то время как приподнятые задние части служат обычными рулями направления в прямом полете.Поверхности хвоста сделаны из стекловолокна и пены, каждая имеет высоту 1 фут 8 дюймов и 1 фут 9 дюймов по хорде.

Коаксиальный вертолет Nolan: начало полета

Разработка вертолета Nolan с самого начала шла методом проб и ошибок. «Мы пошли по пути наименьшего сопротивления», — говорит Херб, — «и когда мы не достигли нашей цели, мы попробовали другой маршрут».

«Кроме того, мы с Джеком почти можем читать мысли друг друга, а поскольку два мозга лучше, чем один, мы всегда, кажется, придумываем лучшие идеи после обсуждения ситуаций. Планер прототипа представляет собой сварную конструкцию из стали 4130, кабина экипажа имеет ширину в плечах 2 фута 3,5 дюйма.

Однако комплекты будут иметь более широкую кабину и удлиненную носовую часть для дополнительного пространства для ног для более высоких и тяжелых пилотов. Хвостовая балка изготовлена ​​из алюминия 2024-T3 в форме конического шестиугольника.

Рыскание в режиме висения и вперед управляется рулями направления, которые перемещаются по двум осям.

Алюминиевые салазки усилены за счет помещения трубок 2024-T3 в трубки 6061-T6.Шестерня имеет длину 7 футов 1 дюйм и ширину 5 футов 4 дюйма. Прототип имеет вес пустого 481 фунт и брутто 775 фунтов.

Прототип имеет лопасти ротора, изготовленные Ноланом, диаметром 16,5 футов и хордой 4 дюйма. Лонжероны находятся на передних кромках и имеют толщину в полдюйма. Они простираются до хорды 25% и были обработаны от цельных штампованных профилей до профиля NACA 0012.

Остальные лопасти представляют собой обшивку 2024-T3, которая приклепана к лонжеронам и задним кромкам.Вертикальное расстояние между лезвиями составляет 13 дюймов. Сообщается, что частота вращения ротора составляет около 860, а скорость кончика лопасти — 400 миль в час.

Коаксиальный вертолет Nolan: на пути к безопасности

Поскольку 51-HJ не может выполнить авторотацию на посадку при сбое питания, по крайней мере, один из двух Rotax 503 должен работать. Поэтому компания Nolans построила два полностью независимых силовых агрегата — каждый со своим собственным 5-галлонным топливным баком и 5-дюймовым поликлиновым ремнем через муфту с пружинной муфтой к единственному валу ротора.

Каждый двигатель вращает оба набора роторов.Только вал ротора и роторы являются общими для обеих энергосистем. Ноланы полагают, что — за исключением загрязнения топлива или неправильной предварительной смазки двухтактных двигателей — почти нет шансов на двойной отказ мощности.

Стандартный прогрев двигателя и разгон на земле должны свести к минимуму вероятность того, что плохое топливо приведет к отказу обоих двигателей в воздухе. Но такая отдаленная возможность побудила братьев рассматривать парашютную систему с баллистическим раскрытием как последнее средство.

Два двигателя Rotax 503, установленных вертикально, обеспечивают питание демонстратора.Теперь Ноланы рекомендуют пару более мощных двигателей Hirth.

После наземных пусков парашютов Херб и Джек наняли компанию, которая предоставила радиоуправляемые системы и пилота радиоуправления для испытаний в воздухе. Однако трудности с оборудованием и ошибка пилота привели к двум поломкам ротора, и испытания парашюта были приостановлены.

Общее время полета на коаксиальном вертолете 51-HJ Nolan сейчас составляет около 70 часов с полетом во всех режимах, но диапазон все еще расширяется.Джек Нолан говорит, что он разогнал вертолет до 60 миль в час и ожидает, что максимальная горизонтальная скорость будет близка к 75.

Он зависал от земли и покидал ее и поднимал 51-HJ на высоту 500 футов. «Мы провели много часов зависания в условиях эффекта земли, чтобы отрегулировать характеристики управляемости в этой чувствительной области полета», — подтвердил Джек.

Nolan Coaxial Helicopter: маркетинговое обновление

Ноланы заявляют, что их вертолет является недорогим, прочным транспортным средством простой конструкции с низкими эксплуатационными расходами и имеет ударопрочную кабину.Говорят, что это современное оборудование с интегрированными новыми технологиями.

Комплект

будет продаваться по цене 17 995 долларов, без двигателей и авионики, но с полностью сварным фюзеляжем и полностью собранными основными компонентами. Братья ожидают, что покупатель комплекта сможет построить вертолет за 250 часов, используя только основные инструменты.

Первый комплект Nolan Coaxial Helicopter 51-HJ был продан канадцу, не имеющему опыта вертолетов, и он сам научился летать, используя рекомендованную Ноланом систему привязи центра тяжести.- говорит Херб. Сейчас у пилота около 19 часов налета. В начале этого года Херб подтвердил некоторые важные изменения. Пара двигателей Hirth 2706 теперь является рекомендованной мощностью.

Не имея общего шага, 51-HJ управляется по вертикали путем изменения оборотов роторной системы с помощью этой дроссельной заслонки, которая работает в обратном направлении от обычной мощности вертолета и коллективного управления.

Права на производство и маркетинг коаксиального вертолета Nolan были проданы компании Eagles Perch, Inc. в Вирджинии.Ожидается, что к тому времени, когда вы это прочтете, компания выпустит первые комплекты и выпустит двухместную версию, которая будет первоначально использоваться для обучения. Братья Нолан участвовали в проектировании и постройке двухместного автомобиля.

Пилот-испытатель новой компании управлял коаксиальным вертолетом Nolan (очень осторожно) с нетрадиционной настройкой управления мощностью, но теперь система была изменена, чтобы работать как обычные вертолеты. Демонстрации полетов ожидаются в Чоппер-Таун в Sun ‘n Fun, который будет проходить в течение недели в Лейкленде, Флорида, начиная с 14 апреля.Если время полета оглашается, ожидайте толпу.

Циклическая рукоять управляет гидравлическими системами, которые наклоняют два диска ротора для контроля направления.

Краткое содержание

Название статьи

Nolan Coaxial Helicopter

Описание

Самый необычный коаксиальный вертолет Nolan — интерпретация двух братьев их совершенного одноместного вертолета. Хотя у него есть некоторые ограничения, наблюдать за испытаниями на малых высотах очень заманчиво.

Автор

Говард Леви

Coaxial RC Helicopters — TheRCHelicopter

Что делает Coaxial RC Helicopters таким особенным?

Просто, оперативно и стабильно!

В отличие от обычного однороторного вертолета, у которого есть только несущий винт и хвостовой винт для противодействия создаваемому крутящему моменту, у соосных вертолетов два основных винта установлены друг на друга.

Когда два ротора вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью, оба ротора создают одинаковый крутящий момент.

Поскольку крутящий момент тот же, но возникает в противоположных направлениях, он по существу поднимается (состояние баланса крутящего момента), и вертолет не вращается (вращается).

Для приведения в действие хвостового винта для противодействия крутящему моменту не требуется дополнительных усилий, что приводит к повышению эффективности; что в вертолете RC с электродвигателем означает более длительное время полета.

Вдобавок к двум вращающимся основным роторам добавляется масса ротора, которая создает значительный гироскопический эффект, который помогает стабилизировать соосные RC-вертолеты.

Таким образом, никакая другая механическая конструкция не является такой стабильной (если только она не начинает добавлять в смесь 3-осевые системы электронной стабилизации). Вы помните, что я сказал на домашней странице, что все вертолеты нестабильны? Что ж, коаксиальный кабель нарушает это правило, если только ваш коаксиальный гелий не обнаруживает печально известного эффекта унитаза.

Coaxial RC Heli Рекомендации

Линия электрических микрокоаксиальных вертолетов e-flite / blade — моя лучшая фотография по нескольким причинам.Они выделяются своей стоимостью, производительностью, совместимостью с продуктом, доступностью деталей и все они поставляются с совместимыми приемниками DSM2, которые работают с любым хорошим программируемым компьютером радиочастотным спектром или JR DSM2 / X по мере того, как вы продвигаетесь в этом хобби.

E-flite / Blade называет эту замечательную функцию Bind-N-Fly (BNF), и для меня это один из лучших вторичных результатов модуляции с расширенным спектром 2,4 ГГц — все готовы к полету со всем необходимым, чтобы Air родился немедленно (вертолет, радио, аккумулятор и зарядное устройство).

Самым маленьким из них является Blade Scout CX. Этот маленький негодяй ненамного выше игрушечного вертолета Spinmaster Havoc, но превосходит Havoc во всех отношениях. Легко летать, имея всего 3 канала управления (высота, наклон, рыскание). Дешево, легко, прочно и, конечно же, весело!

Да, он даже интегрирует гироскоп в свою панель управления 5-в-1 и использует радиоуправляемую радиотехнологию с широким спектром 2,4 ГГц через метод управления через нижний инфракрасный порт, как у многих игрушечных вертолетов.

Это действительно домашний вертолет с дистанционным управлением, идеально подходящий для новичков во всех аспектах.

SingleCopter и CoaxCopter — Документация на коптер

SingleCopter с вертикально установленным автопилотом. Изображение любезно предоставлено «droner»

Одинарные и коаксиальные коптеры имеют один или два гребных винта для обеспечения тяги и от 2 до 4 отдельных закрылков для управления по крену, тангажу и рысканью. Разница между SingleCopter и CoaxCopter:

Установка и подключение автопилота

По умолчанию автопилот должен быть установлен аналогично квадроциклу «плюс». Доска должна быть горизонтальной, а белая стрелка должна указывать на передний откидной борт.Как и в случае с другими транспортными средствами, доску следует размещать близко к центру тяжести транспортного средства. Если удобнее устанавливать автопилот направлением вверх, установите AHRS_ORIENTATION на 25 (Pitch370).

Подключите сервоприводы к выходам автопилота, которые обычно используются в коптере для двигателей, и назначены в их SERVOx_FUNCTION как Motor 1 — Motor 6:

• Двигатель 1: передняя заслонка
• Двигатель 2: правая заслонка
• Двигатель 3: задняя крышка (опция для CoaxCopter)
• Двигатель 4: левая заслонка (опция для CoaxCopter)
• Двигатель 5: Верхний двигатель (против часовой стрелки)
• Двигатель 6: нижний (CW) двигатель (CW, только для CoaxCopter)

Загрузка прошивки

По состоянию на Коптер-3.5.x все прошивки мультикоптера (quad, hexa, octa, octaquad, y6, tri, single, coax), включая одиночный и коаксиальный коптеры, были объединены в единую прошивку. Это означает, что прошивка квадроцикла (или другого мультикоптера) должна быть загружена на автопилот, а затем, пожалуйста, установите:

Установка закрылков

Нейтральное положение, направление движения, минимальное и максимальное отклонение каждой заслонки можно настроить с помощью параметров SERVOx_TRIM, SERVOx_REVERSED, SERVOx_MIN и SERVOx_MAX (где «x» — номер выхода RC).Например, это параметры для передней заслонки / сервопривода, который подключен к RC-выходу 1:

.

• SERVO1_MIN: наименьшее значение ШИМ передней заслонки / сервопривода перед достижением его физических пределов.
• SERVO1_MAX: максимальное значение PWM передней заслонки / сервопривода до того, как оно достигнет своих физических пределов.
• SERVO1_TRIM: значение PWM передней заслонки / сервопривода близко к тому, что требуется для предотвращения вращения автомобиля.
• SERVO1_REVERSED: установка передней заслонки / сервопривода назад.0 = сервопривод движется в направлении по умолчанию, 1 — в обратном направлении.

Проверка движения заслонки

• Снять гребные винты
• Поставьте автомобиль на ровную поверхность перед пилотом
• Поставьте автомобиль на охрану в режиме стабилизации
• Поднимите дроссель на передатчике и переместите ручки крена, тангажа и рыскания и подтвердите движение закрылков, как описано ниже.

Одинарный вертолет

• передатчик рулон вправо заставляет передние и задние плавники двигаться вправо
• Наклон передатчика вперед заставляет левое и правое плавники двигаться вперед
• передатчик рыскания вправо заставляет передний плавник перемещаться влево, правый плавник перемещается вперед, задний плавник перемещается вправо, левый плавник перемещается назад

CoaxCopter

• передатчик рулон вправо заставляет передние и задние плавники двигаться вправо
• Наклон передатчика вперед заставляет левое и правое плавники двигаться вперед
• передатчик «рыскание вправо» не изменяет движение плавников, но изменяется скорость двигателя.Верхний (против часовой стрелки) двигатель должен ускориться, нижний (против часовой стрелки) должен замедлиться.

Видео первого SingleCopter на базе ArduPilot

Ниже представлены одиночные и коаксиальные коптеры, не изготовленные на ArduPilot, для вдохновения:

В транспортном средстве, показанном ниже, используется пара двигателей, вращающихся в противоположных направлениях, причем оба гребных винта находятся над двигателями, а вал нижнего двигателя проходит вверх через полый вал верхнего двигателя.

Транспортное средство внизу оснащено двумя двигателями, установленными вплотную друг к другу, причем один гребной винт расположен сверху, а другой — снизу с соответствующими опорными стойками.

ТОП-10 лучших ударных вертолетов мира

Вертолет

в наши дни является наиболее эффективным источником, используемым для логистики, войны и спасения. С момента своего первого появления во Второй мировой войне, во время войны во Вьетнаме и до наших дней вертолеты помогли преобразить поле битвы.

Это 10 лучших ударных вертолетов мира на сегодняшний день. Каждый из них оценивается по авионике, маневренности, скорости и огневой мощи.

10. Z-10

Боевой вертолет Z-10 стоит на вооружении китайской армии с 2008 года. Вертолет Z-10 имеет стандартную боевую конфигурацию с узким фюзеляжем и ступенчатой ​​тандемной кабиной. Стрелок сидит впереди, а пилот сзади. Вооружение Z-10 может состоять из 30-мм пушки, противотанковых управляемых ракет HJ-9 (сопоставимых с TOW-2A), противотанковых ракет новой разработки HJ-10 (сопоставимых с AGM-114 Hellfire) и Ракеты класса «воздух-воздух» TY-90.Он также может нести неработающие ракетные блоки.

См. Также; Топ-10 самых современных вертолетов мира.

9. Ми-24 Hind

Ми-24 — большой боевой вертолет, боевой вертолет и малотоннажный десантный транспорт, вмещающий восемь пассажиров. Ми-24 — первый вертолет, поступивший на вооружение ВВС России как штурмовой транспортно-боевой корабль. Ми-24 является близким аналогом американского AH-64 Apache, но в отличие от этого и других западных штурмовых вертолетов он также способен перевозить до восьми военнослужащих.

8. AH-2 Rooivalk

Denel Rooivalk — ударный вертолет, производимый компанией Denel из Южной Африки. Rooivalk на африкаанс означает «Красная пустельга». Военно-воздушные силы ЮАР имеют только 12 ударных вертолетов Denel AH-2 Rooivalk. Хотя он выглядит как совершенно новая машина, Rooivalk основан на определенной степени обратной инженерии Aerospatiale Puma с теми же двигателями и несущим винтом.

7. AH-1W Super Cobra

Bell AH-1 SuperCobra — двухдвигательный ударный вертолет, созданный на базе американского армейского вертолета AH-1 Cobra.Семейство близнецов Cobra включает AH-1J SeaCobra, AH-1T Improved SeaCobra и AH-1W SuperCobra.

6. A-129 / T-129 (Италия / Турция)

Agusta A129 Mangusta — ударный вертолет, первоначально разработанный и произведенный компанией Agusta в Италии. Это был первый ударный вертолет, спроектированный и произведенный целиком в Западной Европе.

TAI / AgustaWestland T-129 ATAK является производной версией A129, и за его разработку отвечает Turkish Aerospace Industries (TAI) с AgustaWestland в качестве основного партнера.

5. AH-1Z Viper

Возможен. Гибкий. Многоцелевой. Лучшие боевые вертолеты. Bell AH-1Z Viper — двухмоторный ударный вертолет на базе AH-1W SuperCobra, который был разработан для Корпуса морской пехоты США. AH-1Z имеет четырехлопастную без подшипниковую систему несущего винта из композитных материалов, усиленную трансмиссию и новую систему прицеливания. AH-1Z является частью программы модернизации H-1. Его также называют «зулусская кобра» из-за варианта буквы.

4. Eurocopter Tiger

Eurocopter Tiger — ударный вертолет производства Eurocopter. В Германии он известен как Тигр; во Франции и Испании его называют Тигре. Tiger оснащен двумя турбовальными двигателями MTU Turbomeca Rolls-Royce MTR390.

См. Также; Топ-10 истребителей пятого поколения.

3. Ми-28Н Havoc (Россия)

Ми-28 (по классификации НАТО «Havoc») — российский всепогодный, дневной и ночной тандемный двухместный боевой противотанковый вертолет.Это специализированный ударный вертолет без дополнительных транспортных средств, оптимизированный для этой роли лучше, чем Ми-24. Он несет единственное орудие в форме барбета-носа, а также внешние нагрузки на пилонах под короткими крыльями.

См. Также; Самые дорогие вертолеты в мире.

2. Камов КА-50 / КА-52

Камов Ка-50 «Черная акула» — одноместный российский ударный вертолет с характерной соосной несущей системой, разработанной конструкторским бюро Камова.Он был разработан в 1980-х годах и принят на вооружение в Российской армии в 1995 году.

Ка-50 был разработан, чтобы быть маленьким, быстрым и маневренным, чтобы повысить живучесть и летальность. При минимальном весе и размере (а значит, максимальной скорости и маневренности) это было уникальным среди боевых кораблей, которым управлял только один пилот. Ка-50 «Хокум» российской разработки также может нести 24 «Вихрь». ракеты, четыре 20-зарядных ракетных блока или смесь. Hokum также может нести ракеты класса «воздух-воздух» AA-11 / R-73 Archer, что делает Hokum очень эффективной угрозой для противостоящих ударных вертолетов.30мм 2А42 также установлен на Хокум, хотя больше похож на истребительную пушку. Максимальная скорость Hokum составляет 350 километров в час, а радиус действия 250 километров.

1. AH-64D Apache Long Bow

Ударный вертолет Boeing AH-64 Apache был известен как выдающаяся и самая мощная противотанковая система вооружения в войне в Персидском заливе. Разработанный для выполнения боевых задач днем ​​и ночью и в неблагоприятную погоду, Apache был разработан специально с учетом жестких требований Плана усовершенствованного ударного вертолета армии США.Apache оснащен современной электронной техникой и системами управления огнем. Огневая мощь потрясающая. Apache может быть загружен 16 ракетами AGM-114 Hellfire, 76 70-мм воздушными ракетами со складывающимся оперением или их комбинацией — в дополнение к 1200 30-мм снарядам для его автоматической пушки M230.

Вам также могут понравиться списки 10 самых быстрых вертолетов и перспективных истребителей.

Вертолет

— Википедия

Тип винтокрылого аппарата, в котором подъемная сила и тяга обеспечивается несущими винтами

Вертолет — это тип винтокрылого летательного аппарата, в котором подъемная сила и тяга приводятся с помощью горизонтально вращающихся несущих винтов.Это позволяет вертолету взлетать и приземляться вертикально, зависать и лететь вперед, назад и в стороны. Эти атрибуты позволяют использовать вертолеты в перегруженных или изолированных районах, где не могут работать самолеты с неподвижным крылом и многие виды самолетов с вертикальным взлетом и посадкой.

Английское слово вертолет заимствовано из французского слова hélicoptère , придуманного Гюставом Понтоном д’Амекуром в 1861 году, которое происходит от греческого helix (ἕλιξ) «спираль, спираль, вихрь, извилистость» ^{[ 1]} и птерон (πτερόν) «крыло». ^{[2] [3] [4] [5]} Английские прозвища для «вертолета» включают «вертолет», «вертолет», «вертолет» и «вертолет». В вооруженных силах Соединенных Штатов распространен сленг «helo», произносимый с длинной «е».

Вертолеты были разработаны и построены в течение первых полувека полетов, при этом Focke-Wulf Fw 61 стал первым действующим вертолетом в 1936 году. Некоторые вертолеты были выпущены ограниченным производством, но только в 1942 году вертолет, разработанный Игорем Сикорским достигло серийного производства: ^[6] , построено 131 самолет. ^[7] Хотя в большинстве более ранних конструкций использовалось более одного несущего винта, конфигурация с одним несущим винтом (монокоптер) в сочетании с вертикальным рулевым винтом с противовращающим моментом стала наиболее распространенной конфигурацией вертолетов. Вертолеты с двумя несущими винтами (биколеты), как в тандемной, так и в поперечной конфигурации ротора, также используются из-за их большей грузоподъемности, чем у монороторных. Сегодня летают вертолеты соосным винтом, конвертопланы и составные вертолеты.Вертолеты с квадрокоптерами (квадрокоптеры) были впервые разработаны еще в 1907 году во Франции, а другие типы мультикоптеров были разработаны для специализированных приложений, таких как дроны.

Расчетные характеристики

Вертолет, иногда называемый на жаргоне «вертолетом», — это тип винтокрылого аппарата, в котором подъемная сила и тяга передаются одним или несколькими горизонтально вращающимися винтами. Напротив, автожир (или автожир) и гиродин имеют свободно вращающийся ротор для всего или части диапазона полета, полагаясь на отдельную систему тяги для продвижения корабля вперед, так что воздушный поток заставляет ротор вращаться для обеспечения подъемной силы.Составной вертолет также имеет отдельную систему тяги, но продолжает подавать питание на несущий винт на протяжении всего полета.

Роторная система

Роторная система, или проще говоря ротор , представляет собой вращающуюся часть вертолета, которая создает подъемную силу. Роторная система может быть установлена ​​горизонтально, как и главные роторы, обеспечивая подъем вертикально, или она может быть установлена ​​вертикально, например хвостовой винт, для обеспечения горизонтальной тяги для противодействия крутящему моменту от главных роторов.Ротор состоит из мачты, ступицы и лопастей ротора.

Мачта представляет собой цилиндрический металлический вал, выступающий вверх от трансмиссии. В верхней части мачты находится точка крепления лопастей ротора, называемая ступицей. Системы несущего винта классифицируются в зависимости от того, как лопасти ротора прикреплены и перемещаются относительно ступицы. Существует три основных типа: бесшарнирный, полностью шарнирный и качающийся; хотя в некоторых современных роторных системах используется их комбинация.

Анти-крутящий момент

Большинство вертолетов имеют один несущий винт, но крутящему моменту, создаваемому его аэродинамическим сопротивлением, должен противодействовать противоположный крутящий момент.В конструкции VS-300 Игорь Сикорский остановился на меньшем хвостовом винте. Хвостовой винт толкает или тянет хвостовую часть, чтобы противодействовать эффекту крутящего момента, и это стало наиболее распространенной конфигурацией для конструкции вертолета, обычно в конце хвостовой балки .

MD Helicopters 520N NOTAR

На некоторых вертолетах вместо рулевого винта используются другие элементы управления крутящим моментом, такие как вытяжной вентилятор (называемый Fenestron или FANTAIL ) и NOTAR. NOTAR обеспечивает противодействие крутящему моменту аналогично тому, как крыло развивает подъемную силу, за счет использования эффекта Коанды на хвостовой балке. ^[8]

Использование двух или более горизонтальных несущих винтов, вращающихся в противоположных направлениях, является другой конфигурацией, используемой для противодействия влиянию крутящего момента на самолет без использования рулевого винта, предотвращающего крутящий момент. Это позволяет отводить мощность, обычно требуемую для рулевого винта, для полного приложения к основным несущим винтам, повышая энергетическую эффективность и грузоподъемность самолета. Есть несколько распространенных конфигураций, которые используют эффект встречного вращения для улучшения винтокрылого аппарата:

• Тандемные роторы — это два ротора, вращающихся в противоположных направлениях, один из которых установлен позади другого.
• Поперечные роторы — это пара роторов встречного вращения, установленных поперечно на концах неподвижных крыльев или выносных опор. Сейчас они используются на конвертопланах, некоторые из ранних моделей вертолетов использовали их.
• Коаксиальные роторы — это два ротора, вращающихся в противоположных направлениях, установленные один над другим с одной и той же осью.
• Взаимозацепляющиеся роторы — это два ротора, вращающихся в противоположных направлениях, установленные близко друг к другу под достаточным углом, чтобы роторы зацеплялись над верхней частью самолета без столкновения.
• Квадрокоптеры имеют четыре ротора, часто с параллельными осями (иногда вращающимися в одном направлении с наклонными осями), которые обычно используются на моделях самолетов.

Конструкция сопла с наконечником позволяет ротору продвигаться через воздух и избегать создания крутящего момента. ^[9]

Двигатели

Количество, размер и тип двигателя (ов), используемых на вертолете, определяют размер, функции и возможности этой конструкции вертолета. Самые ранние вертолетные двигатели представляли собой простые механические устройства, такие как резиновые ленты или шпиндели, которые относили размеры вертолетов к игрушкам и маленьким моделям.За полвека до первого полета самолета паровые двигатели использовались для развития понимания аэродинамики вертолетов, но ограниченная мощность не позволяла осуществлять пилотируемый полет. Внедрение двигателя внутреннего сгорания в конце 19 века стало переломным в развитии вертолетов, поскольку начали разрабатываться и производиться двигатели, которые были достаточно мощными, чтобы вертолеты могли поднимать людей. ^{[ необходима ссылка ]}

В ранних конструкциях вертолетов использовались двигатели, изготовленные по индивидуальному заказу, или роторные двигатели, разработанные для самолетов, но вскоре они были заменены более мощными автомобильными двигателями и радиальными двигателями.Единственным, наиболее ограничивающим фактором развития вертолетов в первой половине 20-го века было то, что мощность, производимая двигателем, не могла преодолеть вес двигателя в вертикальном полете. В ранних успешных вертолетах это было преодолено за счет использования самых маленьких доступных двигателей. Когда был разработан компактный плоский двигатель, вертолетная промышленность нашла более легкую силовую установку, легко адаптированную для небольших вертолетов, хотя радиальные двигатели продолжали использоваться для более крупных вертолетов. ^{[ необходима ссылка ]}

Турбинные двигатели произвели революцию в авиационной промышленности; и турбовальный двигатель для вертолетов, впервые примененный в декабре 1951 года на вышеупомянутом Kaman K-225, наконец дал вертолетам двигатель с большой мощностью и малым весом. Турбовалы также более надежны, чем поршневые двигатели, особенно при стабильно высоком уровне мощности, необходимой вертолету. Турбовальный двигатель можно было масштабировать до размеров проектируемого вертолета, так что сегодня все модели вертолетов, кроме самых легких, оснащены газотурбинными двигателями. ^{[ необходима ссылка ]}

Специальные реактивные двигатели, разработанные для приведения в действие ротора от кончиков ротора, называются концевыми соплами. Форсунки с наконечником, приводимые в действие удаленным компрессором, называются форсунками с холодным наконечником, а форсунки, приводимые в действие выхлопными газами, называются соплами с горячим наконечником. Примером холодного реактивного вертолета является Sud-Ouest Djinn, а примером реактивного вертолета с горячим концом является YH-32 Hornet. ^{[ необходима ссылка ]}

Некоторые радиоуправляемые вертолеты и небольшие беспилотные летательные аппараты вертолетного типа используют электродвигатели или двигатели мотоциклов. ^[10] Радиоуправляемые вертолеты также могут иметь поршневые двигатели, которые используют топливо, отличное от бензина, например нитрометан. Некоторые газотурбинные двигатели, обычно используемые в вертолетах, также могут использовать биодизель вместо реактивного топлива. ^{[11] [12]}

Существуют также вертолеты с двигателями человека.

Управление полетом

Вертолет имеет четыре входа управления полетом. Это циклические, коллективные, анти-крутящие педали и дроссельная заслонка. Циклическое управление обычно находится между ног пилота и обычно называется циклической ручкой или просто циклической .На большинстве вертолетов циклический переключатель похож на джойстик. Тем не менее, Robinson R22 и Robinson R44 имеют уникальную систему циклического управления качающейся штангой, а у некоторых вертолетов есть циклическое управление, которое спускается в кабину сверху.

Управление называется циклическим, потому что оно изменяет циклический шаг основных лопастей. В результате диск ротора наклоняется в определенном направлении, в результате чего вертолет движется в этом направлении. Если пилот толкает циклический двигатель вперед, диск ротора наклоняется вперед, и ротор создает тягу в прямом направлении.Если пилот толкает циклический двигатель в сторону, диск несущего винта наклоняется в эту сторону и создает тягу в этом направлении, заставляя вертолет зависать вбок.

Регулятор общего шага или общий расположен с левой стороны сиденья пилота с регулируемым регулятором трения для предотвращения непреднамеренного движения. Коллектив изменяет угол наклона всех лопастей несущего винта вместе (то есть всех одновременно) и независимо от их положения. Следовательно, при коллективном вводе все лопасти изменяются одинаково, и в результате высота вертолета увеличивается или уменьшается.

Аппарат перекоса регулирует общий и циклический шаг основных лопастей. Диск автомата перекоса перемещается вверх и вниз вдоль главного вала, чтобы изменить шаг обоих лопастей. Это заставляет вертолет выталкивать воздух вниз или вверх, в зависимости от угла атаки. Диск автомата перекоса также может изменять свой угол для перемещения лопастей вперед или назад, влево и вправо, чтобы вертолет двигался в этих направлениях.

Педали против крутящего момента расположены в том же положении, что и педали руля направления в самолетах с неподвижным крылом, и служат той же цели, а именно для управления направлением, в котором направлен нос самолета.Нажатие педали в заданном направлении изменяет шаг лопастей рулевого винта, увеличивая или уменьшая тягу, создаваемую рулевым винтом, и вызывая рыскание носовой части в направлении нажатой педали. Педали механически изменяют шаг рулевого винта, изменяя величину создаваемой тяги.

Винты вертолетов предназначены для работы в узком диапазоне оборотов. ^{[13] [14] [15] [16] [17]} Дроссельная заслонка управляет мощностью, производимой двигателем, который соединен с ротором с помощью трансмиссии с фиксированным передаточным числом.Назначение дроссельной заслонки — поддерживать мощность двигателя, достаточную для поддержания оборотов ротора в допустимых пределах, чтобы ротор создавал достаточную подъемную силу для полета. В однодвигательных вертолетах управление дроссельной заслонкой представляет собой поворотную рукоятку мотоциклетного типа, установленную на коллективном управлении, в то время как на двухмоторных вертолетах имеется рычаг мощности для каждого двигателя.

Составной вертолет

Составной вертолет имеет дополнительную систему тяги и, как правило, небольшую неподвижную часть крыла. Это разгружает ротор в крейсерском режиме, что позволяет замедлить его вращение, тем самым увеличивая максимальную скорость самолета.Lockheed AH-56A Cheyenne отвлекал до 90% мощности двигателя на толкающий винт во время полета вперед. ^[18]

Рейс

Вертолет зависает над лодкой во время учений по спасению

Для вертолета существует три основных условия полета: парение, полет вперед и переход между ними.

Ховер

Парение — самая сложная часть полета на вертолете. Это связано с тем, что вертолет создает собственный порывистый воздух во время зависания, который воздействует на фюзеляж и поверхности управления полетом.Конечным результатом является постоянный контроль и корректировки со стороны пилота, чтобы вертолет оставался там, где он должен находиться. ^[19] Несмотря на сложность задачи, управляющие входы при наведении курсора просты. Циклический используется для устранения дрейфа в горизонтальной плоскости, то есть для управления вперед и назад, вправо и влево. Коллектив используется для поддержания высоты. Педали используются для управления направлением носа или курсом. Взаимодействие этих элементов управления делает наведение столь трудным, поскольку регулировка в одном элементе управления требует настройки двух других, создавая цикл постоянной коррекции.

Переход из режима зависания в полет вперед

Когда вертолет перемещается из режима зависания в режим полета вперед, он входит в состояние, называемое поступательной подъемной силой, которое обеспечивает дополнительную подъемную силу без увеличения мощности. Это состояние, как правило, возникает, когда воздушная скорость достигает приблизительно 16–24 узлов (30–44 км / ч; 18–28 миль в час), и может быть необходимо вертолету для обеспечения полета.

Прямой рейс

В прямом полете управление полетом вертолета больше похоже на управление самолетом с неподвижным крылом.Смещение циклического движения вперед приведет к опусканию носа, что приведет к увеличению скорости полета и потере высоты. Кормовой циклический режим приведет к тому, что нос поднимается вверх, замедляя вертолет и заставляя его набирать высоту. Увеличение коллективной (мощности) при поддержании постоянной воздушной скорости вызовет набор высоты, а уменьшение коллективной скорости приведет к снижению. Координация этих двух входов, общий вниз плюс циклический задний или общий вверх плюс циклический вперед, приведет к изменениям воздушной скорости при сохранении постоянной высоты.Педали выполняют одну и ту же функцию как в вертолете, так и в самолетах с неподвижным крылом, обеспечивая сбалансированный полет. Это делается путем нажатия педали в любом направлении, необходимом для центрирования шара на индикаторе поворота и крена.

использует

Из-за эксплуатационных характеристик вертолета — его способности взлетать и приземляться вертикально, а также зависать в течение продолжительных периодов времени, а также характеристик управляемости самолета в условиях низкой скорости полета — он был выбран для выполнения задач, которые ранее были это было невозможно с другими самолетами или требовалось много времени или работы для выполнения на земле.Сегодня вертолеты используются для перевозки людей и грузов, использования в военных целях, строительства, пожаротушения, поиска и спасания, туризма, медицинского транспорта, правоохранительных органов, сельского хозяйства, новостей и средств массовой информации, а также наблюдения с воздуха. ^[20]

Вертолет, используемый для перевозки грузов, связанных с длинными тросами или стропами, называется воздушным краном. Воздушные краны используются для размещения тяжелого оборудования, такого как вышки радиопередачи и большие блоки кондиционирования воздуха, на вершинах высоких зданий или когда необходимо поднять какой-либо предмет в отдаленном районе, например радиомачту, поднятую на вершине здания. холм или гора.Вертолеты используются в качестве воздушных кранов в лесозаготовительной промышленности для подъема деревьев с пересеченной местности, где транспортные средства не могут передвигаться и где экологические соображения запрещают строительство дорог. ^[21] Эти операции называются ярусными из-за того, что для переноса груза используется длинная одиночная стропа. ^[22]

Самой крупной отдельной небоевой вертолетной операцией в истории была операция по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС 1986 года. Сотни пилотов участвовали в десантных и наблюдательных миссиях, совершая десятки боевых вылетов в день в течение нескольких месяцев.

«Хелитак» — использование вертолетов для борьбы с лесными пожарами. ^[23] Вертолеты используются для тушения пожаров с воздуха (водные бомбардировки) и могут быть оснащены баками или вертолетами. Helibuckets, такие как ведро Bambi, обычно наполняют, погружая ведро в озера, реки, водохранилища или переносные цистерны. Баки, установленные на вертолеты, заполняются из шланга, когда вертолет находится на земле, или вода откачивается из озер или водохранилищ через висящую трубку, когда вертолет парит над источником воды.Вертолеты Helitack также используются для доставки пожарных, спускающихся по спускам в труднодоступные места, и для пополнения запасов пожарных. Обычные вертолеты пожаротушения включают варианты вертолетов Bell 205 и Erickson S-64 Aircrane.

Вертолеты используются в качестве санитарных самолетов для оказания неотложной медицинской помощи в ситуациях, когда машина скорой помощи не может легко или быстро добраться до места происшествия или не может вовремя доставить пациента в медицинское учреждение. Вертолеты также используются, когда пациентов необходимо перевозить между медицинскими учреждениями, а воздушный транспорт — наиболее практичный метод.Вертолет санитарной авиации оборудован для стабилизации и оказания ограниченной медицинской помощи пациенту во время полета. Использование вертолетов в качестве санитарных самолетов часто называют «эвакуацией в медицинских целях», а пациентов называют «доставленными по воздуху» или «эвакуируемыми». Такое использование было впервые применено во время Корейской войны, когда время, необходимое для того, чтобы добраться до медицинского учреждения, было сокращено до трех часов с восьми часов, необходимых во время Второй мировой войны, и еще больше сокращено до двух часов во время войны во Вьетнаме. ^[24]

Полицейские и другие правоохранительные органы используют вертолеты для преследования подозреваемых.Поскольку вертолеты могут обеспечивать уникальный вид с воздуха, они часто используются совместно с полицией на местах для сообщения о местонахождении и передвижениях подозреваемых. На них часто устанавливают световое и тепловое оборудование для ночных прогулок.

Военные используют ударные вертолеты для нанесения ударов по наземным целям с воздуха. На такие вертолеты устанавливаются ракетные установки и миниганы. Транспортные вертолеты используются для переброски войск и грузов там, где из-за отсутствия взлетно-посадочной полосы транспортировка с помощью самолетов с неподвижным крылом невозможна.Использование транспортных вертолетов для доставки войск в качестве атакующих сил на цель называется «воздушным нападением». Беспилотные воздушные системы (БАС) и вертолетные системы различных размеров разрабатываются компаниями для военной разведки и наблюдения. Военно-морские силы также используют вертолеты, оснащенные гидролокаторами погружения, для борьбы с подводными лодками, поскольку они могут действовать с небольших кораблей.

Нефтяные компании арендуют вертолеты для быстрого перемещения рабочих и запчастей на удаленные буровые площадки, расположенные на море или в удаленных местах.Преимущество скорости по сравнению с лодками делает высокие эксплуатационные расходы вертолетов рентабельными для обеспечения продолжения работы нефтяных платформ. На этом типе операций специализируются разные компании.

НАСА разрабатывает вертолет «Марс», 1,8 кг (4,0

1 Сокращения для составного коаксиального вертолета

Аббревиатура от Compound Coaxial Helicopter

APA

Все сокращения.2021. Составной коаксиальный вертолет . Получено 8 января 2021 г. с https://www.allacronyms.com/compound_coaxial_helicopter/abbreviated

Chicago

All Acronyms. 2021. «Составной соосный вертолет». https://www.allacronyms.com/compound_coaxial_helicopter/abbreviated (по состоянию на 8 января 2021 г.).

Гарвард

Все сокращения. 2021. Compound Coaxial Helicopter , All Acronyms, просмотрено 8 января 2021 года,

MLA

All Acronyms. «Составной коаксиальный вертолет» . 8 января 2021 г. Web. 8 января 2021 г.

AMA

Все сокращения. Составной коаксиальный вертолет. https://www.allacronyms.com/compound_coaxial_helicopter/abbreviated. Опубликовано 8 января 2021 г. Доступно 8 января 2021 г.

CSE

Все сокращения.