Юный техник, 2014 № 08 - [20]

Шрифт
Интервал

Публикацию подготовил И. ЗВЕРЕВ

ПОЛИГОН

Вертолет Юрьева

Хотите сделать открытие, касающееся основ вертолетостроения? Правда, если честно, открытие это уже было сделано, и довольно давно, в 1910 году, будущим академиком Б. Н. Юрьевым.

Но ведь все равно интересно скопировать его самоделку, провести серию экспериментов с ее помощью? Тогда — к делу.



Студент Борис Юрьев был одним из учеников профессора Н.Е. Жуковского, которого вовсе не случайно величают «отцом аэродинамики». С его легкой руки участники воздухоплавательного кружка Московского высшего технического училища начали изучать и полет аппаратов тяжелее воздуха. Причем свои теоретические выводы они проверяли на моделях, которые создавали собственными руками.

Весьма распространены среди студентов были так называемые инерционные модели. Их запускали либо раскручивая палочку-ось воздушного винта, зажатую между ладонями, либо при помощи простейшего станка на основе катушки. Про станок скажем подробнее. Его основу составляет обычная деревянная катушка из-под швейных ниток. В верхний ее торец симметрично относительно центрального отверстия аккуратно вбивается пара тонких маленьких гвоздиков. Гвоздики вбиваются на глубину всего несколько сантиметров — лишь бы держались в дереве. Затем их шляпки спиливают надфилем.

Из жести или пластика вырезается пропеллер. В нем проделываются два отверстия с таким расчетом, чтобы в них свободно входили верхушки подпиленных гвоздиков. Пропеллер насаживается на гвоздики.

В центральное отверстие катушки вставляется деревянный стержень, на котором катушка может свободно вращаться. На саму катушку наматывается примерно полметра шпагата.

В левую руку берете нижний конец стержня, на который насажена катушка, в правую — свободный конец шпагата. Если дернете за шпагат, он раскрутит катушку вместе с винтом, винт слетит с гвоздиков и отправится в свободный полет.

ВНИМАНИЕ! Чтобы не пораниться, левую руку со стержнем, катушкой и пропеллером держите выше собственной головы. Кроме того, убедитесь, что поблизости нет чересчур любопытных, которых невзначай также может поранить взлетающий винт.

Но вернемся от игрушки к более серьезному делу. Именно на таких моделях студенты Жуковского и выяснили, как обеспечить простым способом горизонтальное движение будущего геликоптера (так поначалу назывались вертолеты). Оказалось, для этого достаточно наклонить ось вращения воздушного винта несколько вперед, в сторону требуемого движения аппарата. В этом вы и сами можете убедиться при помощи нашей «катушечной» модели. Далее, взлетевший летательный аппарат когда-то должен плавно опуститься. А если в воздухе произойдет авария, откажет мотор? Оказалось, что спастись в таком случае будущему вертолетчику поможет режим авторотации — то есть свободного вращения вертолетного пропеллера-ротора набегающими при падении потоками воздуха. В итоге скорость падения уменьшится, падение превратится в плавный спуск.

В этом как раз и убедился студент Борис Юрьев на своих моделях. Вот что вспоминал по этому поводу уже академик Б. Н. Юрьев в статье «История вертолетов»: «Опыты над простейшими моделями с первых же шагов показали, что винты способны хорошо планировать. Для изучения этого мы запускали нашу «летающую палочку» с третьего этажа аэродинамической лаборатории. Моделька взлетала и затем, имея большой запас высоты, падала вниз. Обычное падение было беспорядочным, но в нескольких опытах получалось так, что винт сперва останавливался, а затем начинал вращаться, но уже в другую сторону.

Когда автор для более длительного полета взял модель с малым шагом и закрутил ее сразу в обратную сторону, модель начала, снижаясь, набирать скорость полета и увеличивать число оборотов. И так как ее ось была первоначально наклонной, она стала уверенно планировать и упала во дворе технического училища, пролетев значительное расстояние.

Когда мы рассказали об этом Жуковскому, он объяснил, что здесь наблюдается явление авторотации, и указал на свои работы»…



Модель геликоптера Б.Юрьева (1910 г.)



Модели вертолетов, на которых студент Б.Н. Юрьев отрабатывал взлет и посадку будущих летательных аппаратов.


В 1910 году на такой же простейшей модели — «летающей палочке» — Б. Н. Юрьев отработал систему самобалансирующих лопастей с гиростабилизатором. Эти лопасти могли менять угол установки, поворачиваясь вокруг оси, идущей радиально по их длине, и в случае принудительного вращения самостоятельно устанавливались на большие углы атаки. При свободном же вращении (авторотации) они автоматически переключались на малые углы.

Гироскопический стабилизатор выглядел так — поперек обеих лопастей проходила стальная спица с укрепленными на концах свинцовыми грузиками. Они создавали при вращении гироскопический момент, способствовавший устойчивому полету модели. При раскрутке модель взлетала и, достигнув наибольшей высоты, начинала спуск, переходя в режим авторотации.

Интересно, что подобное устройство с инерционными грузами спустя 40 лет было использовано на несущем винте вертолета фирмы «Белл» в США.

Сам Б. Н. Юрьев в поисках другого способа управления пришел к идее вертолета с несущим ротором и рулевым хвостовым пропеллером. Запуски моделей показали, что несущий ротор, который создает вертикальную подъемную силу, обеспечивающую подъем аппарата вверх при принудительном вращении от двигателя, может при остановке мотора гарантировать плавный спуск в режиме авторотации. А при наклоне несущего винта вперед возникает горизонтальное движение аппарата.


Еще от автора Журнал «Юный техник»
Юный техник, 2000 № 09

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2003 № 07

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2010 № 08

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2003 № 02

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2005 № 04

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2004 № 04

Популярный детский и юношеский журнал.


Рекомендуем почитать
Юный техник, 2014 № 02

Популярный детский и юношеский журнал.


Материалы для ювелирных изделий

Рассмотрены основные металлические материалы, которые применяются в ювелирной технике, их структура и свойства. Подробно изложены литейные свойства сплавов и приведены особенности плавки драгоценных металлов и сплавов. Описаны драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни, используемые в ювелирном деле. Приведены примеры уникальных ювелирных изделий, изготовленных мастерами XVI—XVII веков и изделия современных российских мастеров.Книга будет полезна преподавателям, бакалаврам, магистрам и аспирантам, а так же учащимся колледжей и читателям, которые желают выбрать материал для изготовления ювелирных изделий в небольших частных мастерских.Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для бакалавров, магистров по специальности 26140002 «Технология художественной обработки материалов» и аспирантов специальности 170006 «Техническая эстетика и дизайн».


Грузовые автомобили. Охрана труда

Автомобиль – это источник повышенной опасности, поэтому управлять им могут только люди, прошедшие специальное обучение, имеющие медицинскую справку, стажировку.Книга посвящена вопросу охраны труда. В ней подробно изложены общие положения, которыми должны руководствоваться наниматели, внеплановые и текущие инструктажи для водителей, а также другие немаловажные моменты, обеспечивающие безопасность водителя.Отдельно рассмотрены дорожно-транспортные происшествия и их причины, исходные данные для проведения автотранспортной экспертизы, модели поведения в случаях попадания в ДТП, приближения к месту аварии, а также общий порядок оказания помощи и порядок оформления несчастных случаев.Кроме того, в книге можно найти информацию по правилам перевозки негабаритных и опасных грузов, а также системе информации об опасности (СИО).



Столярные и плотничные работы

Умение работать с благородным материалом – деревом – всегда высоко ценилось в России. Но приобретение умений и навыков мастера плотничных и столярных работ невозможно без правильного подхода к выбору материалов, инструментов, организации рабочего места, изучения технологических тонкостей, составляющих процесс обработки древесины. Эта книга покажет возможности использования этих навыков как в процессе строительства деревянного дома, так и при изготовлении мебели своими руками, поможет достичь определенных высот в этом увлекательном и полезном процессе.


Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22 июля 2008 г.

Настоящий Федеральный закон принимается в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров, определяет основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты (продукции), в том числе к зданиям, сооружениям и строениям, промышленным объектам, пожарно-технической продукции и продукции общего назначения. Федеральные законы о технических регламентах, содержащие требования пожарной безопасности к конкретной продукции, не действуют в части, устанавливающей более низкие, чем установленные настоящим Федеральным законом, требования пожарной безопасности.Положения настоящего Федерального закона об обеспечении пожарной безопасности объектов защиты обязательны для исполнения: при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, изменении функционального назначения, техническом обслуживании, эксплуатации и утилизации объектов защиты; разработке, принятии, применении и исполнении федеральных законов о технических регламентах, содержащих требования пожарной безопасности, а также нормативных документов по пожарной безопасности; разработке технической документации на объекты защиты.Со дня вступления в силу настоящего Федерального закона до дня вступления в силу соответствующих технических регламентов требования к объектам защиты (продукции), процессам производства, эксплуатации, хранения, транспортирования, реализации и утилизации (вывода из эксплуатации), установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, подлежат обязательному исполнению в части, не противоречащей требованиям настоящего Федерального закона.