Вертолёт — винтокрылый летательный аппарат, у которого подъёмная и движущая (пропульсивная) силы на всех этапах полёта создаются одним или несколькими несущими винтами с приводом от одного или нескольких двигателей.
Подобно крылу самолёта, лопасти несущего винта вертолёта находятся под углом к плоскости вращения винта, который называется углом установки лопастей. Однако, в отличие от неподвижного самолётного крыла, угол установки лопастей вертолёта может меняться в широких пределах (до 30°).
Почти всегда несущий винт вертолёта оснащён автоматом перекоса, который для управления полётом обеспечивает смещение центра давления винта в случае шарнирного соединения лопастей или же наклоняет плоскость вращения винта в случае полужёсткого соединения. Автомат перекоса, как правило, жёстко соединяется с осевым шарниром для изменения угла атаки лопастей. В схемах с тремя и более несущими винтами автомат перекоса может отсутствовать.
Лопасти вертолёта, как правило, во всех режимах полёта вращаются с постоянной частотой, увеличение или уменьшение мощности несущего винта зависит от шага винта.
Вращение винту обычно передаётся от одного или двух двигателей через трансмиссию и приводной вал к несущему винту. При этом возникает реактивный момент, который стремится закрутить вертолёт в сторону, противоположную от вращения несущего винта. Для противодействия реактивному моменту, а также для путевого управления, используется либо рулевое устройство, либо пара синхронизированных винтов, вращающихся в разных направлениях.
В качестве рулевого устройства обычно используется вертикальный рулевой винт на конце хвостовой балки, реже применяют рулевой винт в кольцевом канале — фенестрон, ещё реже систему NOTAR, основанную на эффекте Коанды.
Система NOTAR состоит из полой хвостовой балки, у основания которой находится винт для создания необходимого давления, управляемых щелей вдоль поверхности балки и поворотного сопла для путевого управления на конце балки. Воздух, выходящий из управляемых щелей, создаёт разные скорости на поверхности хвостовой балки. По закону Бернулли, на той части поверхности, где скорость протекания пограничного воздушного слоя больше, меньше давление воздуха. Из-за разницы давлений воздуха на стороны хвостовой балки возникает необходимая сила, направленная от участка с большим давлением к участку с меньшим давлением. (Пример такого вертолёта — MD 500.)
Также существуют варианты с расположением рулевого винта на крыле вертолёта, при этом винт не только противодействует реактивному моменту и участвует в путевом управлении, но и создаёт дополнительную тягу, направленную вперёд, разгружая тем самым несущий винт во время полёта.
При использовании пары синхронизированных, противоположно вращающихся винтов, реактивные моменты взаимно компенсируются, при этом дополнительная мощность от двигателей не требуется. Однако такая схема заметно усложняет конструкцию вертолёта.
Основные части вертолёта
Несущий винт предназначен для создания подъёмной и пропульсивной (движущей) сил, а также для управления полётом. Он состоит из лопастей и втулки, которая передаёт крутящий момент с вала главного редуктора к лопастям.
Рулевой винт служит для компенсации реактивного крутящего момента несущего винта и путевого управления одновинтового вертолёта. Он состоит из лопастей и втулки, закреплённой на вале хвостового редуктора.
Автомат перекоса обеспечивает управление общим и циклическим шагом несущего винта, передавая управляющий сигнал от цепи управления к осевому шарниру втулки несущего винта.
Система управления предназначена для создания сил и моментов, необходимых для движения вертолёта по заданной траектории.
Трансмиссия предназначена для передачи мощности от двигателей к несущему и рулевому винтам и вспомогательным узлам. Схема трансмиссии определяется схемой вертолёта, числом и расположением двигателей. Трансмиссия состоит из главного, промежуточного и хвостового редукторов, валов и их опор, соединительных муфт, тормоза несущего винта.
Фюзеляж служит для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования, топлива и т.д. К фюзеляжу крепятся шасси, подредукторные рамы, узлы крепления двигателя, оперение и т.д.
Крыло создаёт дополнительную подъёмную силу, разгружая несущий винт, что позволяет увеличить скорость полёта. В крыле могут размещаться топливные баки, оборудование, ниши для уборки шасси. У вертолётов поперечной схемы крыло поддерживает несущие винты.
Оперение предназначено для обеспечения устойчивости и управляемости вертолёта. Оно разделяется на горизонтальное (стабилизатор) и вертикальное (киль).
Взлётно-посадочные устройства служат для стоянки вертолёта, передвижения его по земле и гашения энергии удара при посадке. Они могут быть выполнены в виде колесного шасси, полозкового шасси или поплавков (жёстких или надувных). Колёсное шасси может быть убираемым в полёте.
Силовая установка предназначена для создания мощности, потребляемой на привод несущего и рулевого винтов и вспомогательных агрегатов. Представляет собой комплекс двигателей (поршневых, газотурбинных или электрических числом от 1 до 3 и (редко) более) с системами, обеспечивающими их нормальную устойчивую работу на всех режимах полёта.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *