Пилотирование вертолета - [3]

С точки зрения рациональности конструкции более выгодными являются многовинтовые вертолеты, т. е. вертолеты с несколькими несущими винтами. На многовинтовых вертолетах реактивные моменты несущих винтов могут быть взаимно уравновешены за счет противоположного их вращения или соответствующим наклоном их плоскостей вращения.

Рассмотрим существующие схемы вертолетов с двумя несущими винтами. В настоящее время известны четыре схемы вертолетов с двумя несущими винтами, или, как их часто называют, двухвинтовые вертолеты.

Первая схема двухвинтового вертолета — соосного типа с винтами противоположного вращения (рис. 6).

Рис. 6.Двухвинтовой вертолет с соосными винтами противоположного вращения

Достоинствами вертолета этого типа являются:

— минимальные габаритные размеры;

— сравнительная простота трансмиссии;

— относительно малый вес конструкции.

Недостатками вертолета этого типа следует считать:

— ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов из-за их взаимного влияния на различных режимах полета;

— сравнительно большую высоту вертолета вследствие большого расстояния между винтами;

— недостаточную управляемость в путевом отношении при планировании на режиме самовращения несущих винтов.

Вертолеты подобного типа строились как с шарнирно подвешенными ко втулке лопастями винтов, так и с лопастями, жестко закрепленными на ней.

Следующий тип двухвинтового вертолета — это вертолет с несущими винтами, расположенными по бокам фюзеляжа, или вертолет поперечной схемы (рис. 7).

Рис. 7.Двухвинтовой вертолет поперечной схемы

Достоинствами такой схемы вертолета являются:

— высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия их взаимного влияния;

— наиболее выгодная схема с точки зрения устойчивости и управляемости вследствие полной аэродинамической симметрии.

К недостаткам этой схемы следует отнести:

— сложную трансмиссию;

— повышенный вес конструкции;

— повышенное лобовое сопротивление.

Вертолеты подобного типа строились как с шарнирными, так и с жесткими лопастями несущих винтов, а также как с полностью разнесенными несущими винтами (в этом случае расстояние между осями винтов превышало их диаметр), так и с частично перекрывающимися винтами (в этом случае расстояние между их осями было меньше диаметра).

Третий тип двухвинтового вертолета можно считать средним между соосной и поперечной схемами. Это вертолет с несущими винтами, расположенными по бокам фюзеляжа с очень большим перекрытием; расстояние между втулками винтов составляет менее одной десятой диаметра винта. Лопасти одного винта проходят над втулкой соседнего винта за счет значительного наклона осей винтов во внешние стороны (рис. 8). Этот тип называют вертолетом с перекрещивающимися винтами.

Рис. 8.Двухвинтовой вертолет с перекрещивающимися винтами

Вертолет такой схемы обладает многими положительными свойствами вертолетов соосной и поперечной схем и в то же время свободен от большинства их недостатков.

Так, например, положительными качествами являются:

— минимальные габаритные размеры;

— простая и легкая трансмиссия;

— малый вес конструкции;

— симметричность в отношении аэродинамики.

К недостаткам этого типа вертолетов следует отнести лишь уменьшение коэффициента полезного действия несущих винтов вследствие взаимного влияния их друг на друга.

Эта схема может найти широкое применение при строительстве легких и средних вертолетов.

Самым интересным и перспективным типом двухвинтового вертолета является вертолет продольной схемы (рис. 9).

Рис. 9.Двухвинтовой вертолет продольной схемы

Положительными сторонами этой схемы вертолета являются:

— малое лобовое сопротивление;

— относительно малый вес конструкции;

— большой объем грузового помещения;

— большой допустимый диапазон эксплуатационных центровок.

К недостаткам вертолета продольной схемы относятся:

— некоторое уменьшение коэффициента полезного действия заднего несущего винта;

— некоторая несимметричность устойчивости и управляемости в путевом отношении;

— сложная трансмиссия.

Двухвинтовые двухмоторные вертолеты продольной схемы найдут широкое применение в качестве тяжелых грузовых и пассажирских вертолетов, так как они имеют большой полезный объем фюзеляжа, широкий диапазон допустимых эксплуатационных центровок и, самое главное, безопасны в полете в случае отказа одного из двигателей.

В качестве сверхтяжелых вертолетов наиболее выгодными, как это доказал теоретически академик Б. Н. Юрьев, являются вертолеты с большим числом несущих винтов, т. е. многовинтовые вертолеты (рис. 10). Количество несущих винтов у них может быть 4, 6 и более. Серьезным недостатком многовинтовых вертолетов при современном развитии техники являются большой вес и сложность трансмиссии.

Рис. 10.Многовинтовой вертолет

Из всех перечисленных схем вертолетов наибольшее распространение во всем мире получили одновинтовые вертолеты с хвостовым винтом схемы академика Б. Н. Юрьева.

Известны хорошо летающие одновинтовые вертолеты:

— в Советском Союзе — конструкторов А. С. Яковлева (рис. 11) и М. Л. Миля (рис. 12 и 13);

Рис. 11. Одновинтовой вертолет А. С. Яковлева "Як-100"

Рис. 12