Прежде всего интересно знать, как летает вертолет? В чем особенность его конструкции?

Не менее любопытно выяснить, какой путь в своем развитии прошел этот, один из первых по идее, летательный аппарат тяжелее воздуха.

Сам собой напрашивается вопрос:

Почему же понадобились века для того, чтобы идея вертолета была претворена в жизнь и появился современный летательный аппарат, пригодный для практических нужд?

Может ли вертолет быть реактивным?

А разве не интересно познакомиться с конструкциями и существующими схемами вертолетов?

По вертолету можно задать тысячу вопросов, один интереснее другого.

Но самым интересным является вопрос о летных возможностях вертолета, которые определяют его практическую ценность для созидательной деятельности человека.

Когда требуется использовать самолет с посадкой на каком-либо месте, то прежде всего выясняют, есть ли там аэродром, на который бы самолет мог совершить посадку и с которого мог бы затем взлететь. Если поблизости от намеченного пункта нет аэродрома или хотя бы ровной площадки, пригодной для посадки самолета, то как бы ни была нужда в самолете, вопрос о его использовании отпадает.

Самолет приземляется с большой поступательной скоростью и совершает по посадочной полосе длинный пробег до полной остановы. Оторваться от земли самолет может

только тогда, когда, предварительно разбежавшись по взлетной дорожке, разовьет большую скорость, а для этого самолету надо совершить довольно длинный разбег. Скоростные самолеты для отрыва от земли развивают скорость более 200 км/час, а чтобы такую скорость развить, самолету необходим разбег около одного километра.

Свойство крыла самолета состоит в том, что оно создает достаточную для взлета подъемную силу только в том случае, если обтекается потоком воздуха с большой скоростью. Если скорость мала, то и подъемная сила мала. Если скорость равна нулю (т. е. самолет стоит на месте), то подъемной силы нет. В обоих случаях самолет не может подняться в воздух.

В авиационных кругах многих стран уже сейчас говорят о так называемой аэродромной проблеме. В самом деле, есть над чем задуматься, если развитие авиации идет бурными темпами, а каждый новый аэродром - это сотни гектаров превосходной земной поверхности, отнимаемой от сельского хозяйства, от лугов и пашен. Это особенно касается стран с гористым рельефом, территория которых невелика.

Однако если непременным условием создания подъемной силы на крыле является обтекание его воздухом с большой скоростью, то нельзя ли сделать так, чтобы самолет стоял на месте, а крыло двигалось относительно воздуха и создавало подъемную силу?

Достаточно сформулировать задачу, как явится и простейшее решение: крылья должны вращаться в горизонтальной плоскости, при этом они будут описывать окружность. Вращение крыльев заставит воздух обтекать их с достаточной скоростью даже тогда, когда поступательной скорости всего аппарата нет, т. е. когда аппарат стоит или висит на месте. Крылья становятся как бы лопастями воздушного винта, вращающегося не в вертикальной плоскости, как у самолета с поршневым двигателем, а в горизонтальной. Таково принципиальное решение аэродромной проблемы.

У вертолета крылья вращаются, как лопасти винта. Отсюда и происходит название этого класса летательных аппаратов тяжелее воздуха - винтокрылые аппараты.

Таким образом можно без труда ответить на следующие вопросы.

Чему равна взлетная скорость вертолета? - Нулю. Вертолет может взлетать с места.

Чему равна длина разбега вертолета? - Нулю. Вертолету разбег не нужен.

Велики ли посадочная скорость и длина пробега вертолета? - Посадочная скорость и длина пробега также равны нулю, так как вертолет может опускаться отвесно вниз.

Стало быть, необходимость в обширных аэродромах отпадает.

Огромнейшее преимущество вертолета в том и состоит, что его можно использовать всюду. Он может «приземляться» на крышу высотного здания, на палубу морского корабля или речного парохода, на плот, на железнодорожную платформу, на горное плато, на полянку в лесу, на автомобиль.

Для вертолета поверхность посадочной площадки может быть неровной, немного наклонной, холмистой или бугристой, с пнями или со строениями, подвижной или неподвижной,- ничто не помешает вертолету произвести посадку и снова взлететь.

Итак, первым решающим фактором, обеспечивающим вертолету широкое распространение, является возможность вертикально, без разбега взлетать и отвесно, без пробега приземляться, что не исключает возможности взлета и посадки вертолета подобно самолету, т. е. «по-самолётному».

Вторым решающим фактором является возможность вертолета неподвижно висеть в воздухе как над самой поверхностью земли или воды, так на высоте нескольких километров.

Диапазон скоростей каждого самолета для каждой высоты полета ограничен, с одной стороны, максимальной скоростью, а с другой - минимально допустимой скоростью. Ввиду того, что лобовое сопротивление самолета увеличивается с увеличением скорости полета, а двигатель не может развивать мощность, большую его максимальной мощности, существует некоторая максимальная скорость установившегося горизонтального полета. Дальнейшее увеличение максимальной скорости полета в данном случае может произойти только за счет снижения самолета (потеря высоты). Максимальная скорость полета современных самолетов достигает 1000 и более км/час.

Минимально допустимая скорость реактивных самолетов, т. е. наименьшая скорость, на которой самолет способен совершать горизонтальный и криволинейный полет, 200-300 км в час. Если скорость будет еще меньше, то самолет начнет терять устойчивость и свалится на крыло с последующим переходом в штопор.

Легкие связные самолеты могут летать со скоростью не меньше чем 50-70 км/час, у вертолета минимальная скорость толста равна нулю, а максимальная горизонтальная скорость полета- 150-200 км/ч . Более того, вертолет может останавливаться в воздухе, поворачиваться на месте, совершать полет в стороны и даже назад.

Естественно, что такие возможности вертолета открывают широкие перспективы его использования в самых различных областях народного хозяйства, подчас там, где, казалось бы, летательный аппарат не может быть использован.

Все эти положительные стороны вертолета не должны, однако, заслонять собой его отрицательных качеств.

Вертолет не может летать с большими скоростями, он обладает пока еще недостаточной устойчивостью, сложен в управлении и более уязвим от огня стрелкового оружия, чем самолет.

Как летает вертолет?

Авиация - сколько в этом слове завораживающего и невероятного! Чего стоят одни только самолёты и вертолёты! А задумывались ли вы, как летает вертолет? Ну, с самолётом всё понятно, крылья позволяют ему держаться в небе, не падая, лететь вперёд, в сторону. «А вот вертолёт таких крыльев не имеет» - скажете вы. И будете правы только наполовину. Но об этом подробней.

Принцип полета вертолета

Вероятно, все видели винт, расположенный на крыше у вертолёта. Именно он и отвечает за поднятие машины в воздух. Несущий винт больших размеров состоит из лопастей, которые при вращении и подымают вертолёт. Они выполняют функцию крыла, как у самолёта, вот только по размеру меньше, а количество их больше. Когда заводится двигатель, лопасти винта начинают вращение, заставляя летательный аппарат взлетать в небо. Сила, которая применяется к каждому крылу-лопасти, суммируется в общую силу, которая применяется ко всей машине в целом. Именно эта аэродинамическая сила перпендикулярная по отношению к плоскости, создающейся при вращении всех лопастей и винта в целом, способствует поднятию в воздух тяжёлого летательного аппарата. Если сила вращения винта больше, чем вес всего летательного аппарата, он будет взлетать. Если сила меньше, полёт не будет совершён. А вот если сила одинаковая, вертолёт застрянет на месте. Можно посмотреть подробней о том, как летает вертолет, на видео. Вы заметите, что после того как лопасти набирают обороты, вертолёт начинает взлетать, но не сразу. Сперва он немного зависает, а уж после того как набирает обороты, взлетает.

Топливо для полета

Для вертолёта в основном используют бензин - авиационный керосин. Но с развитием технологий начинают искать более подходящее и менее дорогостояще топливо. Например, метан, вернее, криогенное топливо, которое делают из метана. Оно устойчиво к малым температурам (- 170 градусов). Это природный газ, который можно безопасно транспортировать на тех же вертолётах. Также верным ответом на вопрос о том, на чем летает вертолет, будет и такой газ как бутан или пропан. Такое топливо можно перевозить в условиях обычных температур. Оно отлично подходит для двигателя, не портит качества полета, считается практически лучшим топливом для летательного аппарата.

Стоит сказать, что топливо для вертолёта может использоваться совершенно разное, но при этом портится качество полета. Как и в машине, если залить плохой, некачественный бензин, автомобиль ездит плохо, так и с вертолетами: плохое топливо негативно влияет на работу вертолета.

Второй винт

Часто можно увидеть вертолёт с двумя винтами, один из которых располагается на хвосте. Благодаря ему он и взлетает. Хвостовой винт создаёт противодействие основному. Его лопасти вращаются не в унисон несущему винту, а наоборот. Таким образом, создавая тягу, второй винт уравновешивает силу несущего, чем и заставляет вертолёт взлететь, при этом защищая его от «заносов» влево или вправо при вращении большого винта.

Но на некоторых вертолётах нет хвостового винта. На моделях такого летательного аппарата находится ещё один несущий винт. Он расположен под верхним несущим. Его лопасти так же, как и у хвостового, вращаются противоположно. Вертолёты с таким механизмом взлетают быстрее, поскольку винты имеют одинаковую силу при подъёме. Такие вертолеты подымаются в воздух немного быстрее.

МИ-1. Первый серийный вертолет в СССР.

А действительно интересно, ? Как этот удивительный (без преувеличения) летательный аппарат не только держится в воздухе, но и красиво летает. Еще как красиво! Я неоднократно был свидетелем пилотажа серийного боевого вертолета МИ-24 над аэродромом города Бжег в Польше. Вертолет уже заслуженный ветеран, но грозная боевая машина, отлично зарекомендовавшая себя в Афганистане, и летает так, что дух захватывает, и взгляд оторвать от этого действа невозможно.

Так что же позволяет ей это делать? Ведь вроде бы несуразный по сравнению с самолетом летательный аппарат. Рискуя в который раз повторить самого себя скажу, что на самом деле принцип полета вертолета достаточно прост. И кое-что для его объяснения мы уже знаем.

Слышали, наверное, расхожее выражение «винтокрылая машина»? Оно достаточно правильное. Самолет держит в воздухе крыло, а у вертолета эти функции выполняет винт большого диаметра. Его называют несущим винтом. Каждая лопасть несущего винта представляет собой, по сути дела, крыло, имеющее аэродинамический профиль, и движущееся при вращении винта в воздушном потоке. Вот, пожалуй, принципиально и все:-). Что при этом происходит с крылом мы с Вами уже разобрались и . Возникает аэродинамическая сила, приложенная к каждой лопасти и, как их сумма, общая сила приложенная к винту и через него ко всему вертолету. Сила эта всегда перпендикулярна плоскости вращения винта.

Силы, действующие на вертолет.

Если она направлена вверх и больше веса вертолета, то он поднимается вертикально, если она равна весу, то он зависает в воздухе. Просто, неправда ли? Но теперь Вы вправе спросить, а как же вертолет двигается вперед? Ведь никакого горизонтального винта, как, например у винтового самолета у него нет и реактивного двигателя тоже. Что же создает ему тягу?

Как всегда все элементарно:-). Эту роль выполняет все тот же несущий винт. Если плоскость вращения винта наклонить, то вместе с ней наклонится и суммарная аэродинамическая сила. И теперь ее можно будет разложить на две составляющие: вертикальную, которая поднимает вертолет вверх и держит его в воздухе и горизонтальную, которая заставляет его двигаться вперед. Хотя правильней сказать не вперед, а туда, куда она направлена. Можно и вбок или назад, что вертолет с успехом и делает, кстати.

Вот, собственно, и все. На вопрос о том, мы ответили. Конечно теория и практика этого вопроса значительно сложнее, но общий принцип полета именно таков.

Скажу, что на самом деле несущий винт вместе с массивной осью и тяжелыми сопутствующими механизмами никуда не отклоняется. Это, мягко говоря, трудно осуществимо и технически нецелесообразно. И тем не менее плоскость вращения винта наклоняется. Говоря вертолетным языком создается «перекос винта». Достигается он за счет изменения положения лопастей, которые подвешены к оси на специальных шарнирах, а управляет этим процессом специальное устройство, называемое « ». Все, вертолет полетел… И именно туда, куда нам нужно.

КА-52 Аллигатор. Хвостового винта нет.

Всех эти заумных понятий мы еще очень популярно (и незаумно:-))коснемся в дальнейших наших разговорах, а сейчас я напоследок еще упомяну об одной необходимой вещи. Вы наверняка все видели у вертолетов маленький хвостовой винт и задавали себе вопрос: «Для чего он?». Отвечаю. Я думаю все, даже ярые нелюбители физики слышали про три закона Ньютона. А если не слышали, то поверьте мне на слово, я знаю, что говорю:-). Так вот третий закон в популярной форме гласит: «Каждое действие равно противодействию.» Именно согласно этому выражению возникает так называемый реактивный момент. То есть если несущий винт вертолета вращается, например, вправо, этот момент будет стремиться повернуть корпус вертолета влево (или же наоборот). Чтобы устранить эту совсем ненужную тенденцию и существует хвостовой винт. Он работает, как обычный тянущий и, создавая тягу, обратную реактивному моменту просто его уравновешивает. А если вертолету нужно повернуть, то тяга этого винта меняется за счет поворота его лопастей.

Есть достаточно вертолетов без хвостового винта. Это, например, всем известные КА-50 и КА-52 . Но у них на одной оси как бы два несущих винта. И вращаются они в разные стороны, тем самым уравновешивая вредный реактивный момент.

Все. Сказано уже более чем достаточно. Теперь если Вас спросят , Вы без труда сможете на этот вопрос ответить. И я Вам советую присмотреться к современным типам этого летательного аппарата. Они сейчас развились в некий тип, стоящий в определенном смысле особняком от традиционной авиации и иной раз просто завораживают своим видом и своими возможностями… Хотя, впрочем, продолжение следует…

P.S. Напоследок маленький ролик с участием МИ-24 . Не российского, к сожалению. Вот так люди заботятся о технике, тем более такой заслуженной. Второй ролик – пилотаж Ми-24.

Фото и картинки кликабельны.

Ручка управления определяет циклический шаг несущего винта. С ее помощью пилот управляет вертолетом по крену и тангажу. Работа с ручкой управления во время висения напоминает балансирование на острие иглы. Практически каждое действие требует соответствующей коррекции другими органами управления. К примеру, чтобы увеличить скорость, пилот отдает ручку от себя, наклоняя машину вперед. При этом вертикальная составляющая в векторе тяги винта уменьшается, и приходится увеличивать общий шаг (поднимать рычаг «шаг-газ»), чтобы не потерять высоту.

1.Ручка управления. 2. Рычаг «шаг-газ». 3.Педали. 4. Управление связью. 5.Компас.

Шаг-газ. Поднимая рычаг «шаг-газ», пилот увеличивает общий шаг (угол атаки лопастей) несущего винта, тем самым увеличивая тягу. В случае резкого увеличения шага реактивный момент винта изменяется, и вертолет стремится изменить курс. Чтобы остаться на выбранной траектории, пилот синхронно работает рычагом «шаг-газ» и педалями.

Педали определяют шаг стабилизирующего («хвостового») винта. С их помощью пилот управляет курсом машины. Резкая работа педалями сказывается на реактивном моменте стабилизирующего винта и, несмотря на его незначительную массу, оказывает некоторое влияние на тангаж. «Опытные тренеры иногда показывают курсантам фокус, зафиксировав ручку управления и «шаг-газ» и управляя высотой и скоростью полета, лишь слегка помахивая хвостом, — рассказывает Сергей Друй, — так появляются слухи о «радиоуправляемых вертолетах» и прочей магии».

6.Вариометр (указатель вертикальной скорости). 7.Авиагоризонт. 8. Индикатор воздушной скорости. 9. Тахометр (слева — указатель оборотов двигателя, справа — винта). 10.Высотомер. 11. Указатель давления во впускном коллекторе (дает представление о запасе мощности двигателя при данной загрузке и погодных условиях). 12. Сигнальные лампы. 13. Температура воздуха во впускном тракте. 14.Часы. 15. Приборы двигателя (давление и температура масла, уровень топлива, напряжение бортовой сети). 16. Управление освещением. 17. Выключатель силового привода муфты (передает крутящий момент на винт после прогрева двигателя). 18. Главный выключатель. 19. Выключатель зажигания. 20. Обогрев кабины. 21. Вентиляция кабины. 22. Микшер внутренней связи. 23.Радиостанция.

Распределение внимания

Важнейший навык управления вертолетом — правильный выбор направления взгляда. Курсантов учат взлетать и садиться, глядя на землю на расстоянии 5−15 м перед собой. Это простая геометрия. Если смотреть дальше, вплоть до линии горизонта, можно не заметить значительных колебаний высоты. Спортсмены-вертолетчики смотрят прямо «под обрез кабины» и замечают миллиметровые изменения высоты. Если курсант выберет то же направление взгляда, он увидит небольшие колебания, но будет не в силах их скорректировать — не хватит навыков и мелкой моторики, которая приходит с опытом. Поэтому при обучении тренер предлагает курсанту начать со взгляда на 15 м, а затем постепенно сокращать эту дистанцию.

«Вентиль» на центральном тоннеле заведует фрикционом ручки управления. С его помощью пилот может увеличивать сопротивление на ручке вплоть до полной ее фиксации. Эта функция помогает в долгих маршрутных полетах.

Базовое направление взгляда в полете по маршруту — «капот-горизонт». Если положение горизонта относительно капота не меняется, значит, вертолет летит на заданной высоте с постоянной скоростью. «Клевок», скорее всего, будет означать увеличение скорости и потерю высоты, наклон линии горизонта — смену курса. «В хорошую погоду можно лететь с заклеенной приборной панелью, — говорит Сергей Друй, — а вот с заклеенными стеклами кабины далеко не улетишь».

Шаг или газ?

На большинстве современных вертолетах есть автоматика, которая регулирует подачу топлива в двигатель так, чтобы удерживать обороты несущего винта в узком рабочем диапазоне. Поворачивая рукоятку рычага «шаг-газ», пилот может самостоятельно управлять подачей топлива. В полете пилот может чувствовать, как рукоятка сама слегка поворачивается в руке — это работает автомат. Бывает, что новички в напряжении сжимают рукоятку, мешая автомату работать, и раздается звуковой сигнал, предупреждающий о падении оборотов.

Авторотация

Режим авторотации, при котором винт с малым углом атаки вращается, используя энергию набегающего воздушного потока, позволяет при необходимости выбрать место посадки и сесть с выключенным двигателем. Чтобы поддерживать режим, пилот смотрит на тахометр. Если обороты винта падают ниже рабочего диапазона, нужно плавно уменьшить общий шаг винта. Если обороты растут, общий шаг нужно увеличить. При этом вертолет остается полностью управляемым по курсу, крену и тангажу.

Б. РУДЕНКО. По материалам журнала "Хобби для всех".

ВЗРОСЛЫЕ ИГРЫ

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Так выглядит автомат перекоса одной из серийных моделей вертолета.

Схема автомата перекоса: 1 - несущий ротор; 2 - неподвижное кольцо; 3 - подвижное кольцо; 4 - тяги управления лопастями; 5 - тяги управления кольцом; a - угол наклона автомата перекоса.

Реактивный момент несущего ротора вертолета компенсируется тяговым усилием хвостового ротора (F).

Автомат перекоса заставил вертолет накрениться на нос: задняя половина диска ротора создает бo"льшую подъемную силу, чем передняя.

Вертолет движется вперед. Вертикальная составляющая подъемной силы компенсирует вес, горизонтальная - обеспечивает движение.

Гироскопическая прецессия. С помощью автомата перекоса пилот обеспечил максимальный угол атаки лопасти в точке А. Однако реакция винта проявится лишь в точке Б, что заставляет вертолет накрениться вперед.

Электрический микровертолет Hornet CP весит всего 300 г. Тем не менее его винт при наборе высоты вращается со скоростью 2000 об/мин, что позволяет модели выполнять "петли", "бочки" и некоторые другие фигуры пилотажа.

У знаменитого польского писателя-фантаста Станислава Лема был макет железной дороги, с которым он до глубокой старости самозабвенно играл в свободное время, в чем признавался без малейшего смущения. Многие великие полководцы в разные века столь же самозабвенно разыгрывали битвы с игрушечными армиями, почитая такие игры вполне достойным занятием в часы отдыха.

Период игр не заканчивается вместе с детством. Очень многим людям свойственно играть всю жизнь. Одни играют в робинзонов и пржевальских, отправляясь в туристические походы по горам и рекам, другие предпочитают игрушки натуральные, механические или электронные. Индустрия игрушек для взрослых в последние десятилетия развивается весьма стремительно. Отрасль оказалась прибыльной. Управляемые модели автомобилей, кораблей и летательных аппаратов бороздят просторы планеты, множатся клубы любителей взрослых игр. Техническими видами спорта и моделированием, согласно анкетным опросам, увлекаются около трети читателей журнала "Наука и жизнь". А зачем, собственно, они играют? Стоит ли искать точный ответ? Потому что - хочется. Потому что - интересно! И еще потому что - игрушки того стоят. Например, радиоуправляемые модели вертолетов. За рубежом сейчас их выпускается великое множество. В бывшем СССР модели вертолетов тоже делали, но в сегодняшней России производство моделей отсутствует. И спортсмены-авиамоделисты, специализирующиеся в управлении вертолетными моделями, строят их самостоятельно. В авиамодельном спорте вертолеты выделены в отдельный класс F3C. (Подробнее о делении авиамоделей на классы см. "Наука и жизнь" № )

Модели вертолетов продаются в виде наборов деталей, из которых будущему пилоту предстоит самостоятельно собрать машину, руководствуясь подробной инструкцией, отладить, тщательно отрегулировать узлы и агрегаты. Теперь остается заправить топливный бак или зарядить аккумулятор, и можно приступать к полетам.

"Летать" на радиоуправляемой модели вертолета - занятие увлекательное, но отнюдь не простое. Аварии случаются часто, и не всякая ошибка пилота поправима. Разбить недешевую игрушку насовсем - дело нехитрое. Потому изготовители настоятельно предлагают начинать, так же как и на больших, настоящих вертолетах, с инструктором. Кстати, пока пилот не научится управлять моделью, на нее устанавливают дополнительное тренировочное шасси - широкие гибкие опоры, страхующие от необратимых повреждений.

Обучают пилотированию не за час и не за день. Вот, например, одна из рекомендаций: "Поднимаем и завешиваем модель в воздухе. Если вы сможете удержать модель в течение двух минут без посадок и резких перемещений, ваши навыки достаточны для продолжения. Иначе - потренируйтесь в висении еще пару недель…"

Это действительно непросто, особенно если тренировка происходит на открытом воздухе. Пилоту мешает не только отсутствие навыка, но и ветер. Далее пилот учится удерживать вертолет в положении боком к себе, разворачивать его на любой угол, тренируется в скольжении над самой землей. Потом наступает черед пилотажных фигур. Первая - "восьмерка".

Вертолет может летать в любом направлении - носом, боком и хвостом вперед, поэтому первая "восьмерка" начинающего пилота называется "ленивой" - машина медленно и аккуратно проходит всю траекторию, оставаясь повернутой хвостом к пилоту, и только после освоения этого упражнения пилот начинает ориентировать вертолет носом строго по курсу. После освоения этой фигуры наступает черед очередных - "круги", "квадраты" и далее вплоть до фигур высшего пилотажа. Понятно, что полный курс тренинга отнимет у пилота достаточно много времени. Сделаться асом, способным выполнять "мертвую петлю", удастся далеко не сразу.

А тем, кто начинает играть, не будет лишним вспомнить, что вообще позволяет вертолету держаться в воздухе и совершать сложные эволюции.

КАК ЛЕТАЕТ ВЕРТОЛЕТ

Вертолет - замечательное изобретение хотя бы тем, что, подробно изучая принципы его полета, придется познакомиться с теоретической механикой, аэродинамикой, теорией машин и механизмов и еще с десятком технических дисциплин. Так глубоко забираться мы не будем, но основ все же коснемся. Итак, подъемную силу вертолету сообщает большой винт - несущий ротор. Изменяя угол наклона лопасти к плоскости вращения ротора, мы увеличиваем или уменьшаем подъемную силу, заставляя вертолет подниматься или опускаться. Чтобы компенсировать реактивный момент несущего ротора, который заставляет корпус разворачиваться, вертолет снабжен хвостовым или же соосным винтом, вращающимся в противоположную сторону (в наших примерах мы будем рассматривать вертолет с хвостовым винтом). Изменяя угол атаки лопастей хвостового винта, пилот заставляет машину вращаться вокруг вертикальной оси в любую сторону.

Вертолет взлетел и завис. Сила тяги ротора равна весу машины. Чтобы вертолет начал двигаться горизонтально, он должен наклониться в нужном направлении. Тогда баланс действующих на вертолет сил нарушается: появляется горизонтальная составляющая. Но как же его заставить это сделать?

В 1911 году российский ученый, аэродинамик Б.Н. Юрьев изобрел автомат перекоса, который и по сей день остался неизменным узлом в конструкции практически любого вертолета. Кстати, он же, Юрьев, в 1912 году построил первую действующую модель геликоптера, которую продемонстрировал на 2-й Международной выставке по воздухоплаванию в Москве, удостоившись золотой медали. Автомат перекоса расположен на оси винта и состоит из двух колец, подвешенных на карданном шарнире к неподвижной опоре. Кольца соединены с тягами управления. Под действием тяг внутреннее кольцо автомата наклоняется, заставляя угол установки лопастей синусоидально изменяться при вращении.

Представим окружность, описываемую ротором, в виде сплошного диска и разделим общую подъемную силу надвое, приложив каждую к одной из половинок диска. При включенном автомате перекоса угол атаки лопастей в одной половине диска окажется больше, чем в другой, а следовательно, там возрастет подъемная сила. Она и накренит вертолет. Теперь у несущего ротора появится и горизонтальная составляющая, которая вызовет скольжение в нужном направлении.

В последнее время появляются машины, использующие иные способы управления полетом. Например, воздушные рули, изменяющие направление потока воздуха от несущего ротора (см. "Наука и жизнь" № ).

Накренить машину автомат перекоса позволяет в любом направлении - вот почему вертолет может двигаться и прямо, и назад, и вбок. Но тут присутствует один очень интересный момент, вызванный проявлением гироскопической прецессии. Что это такое?

Вращающийся ротор представляет собой, по сути, гироскоп. Чтобы изменить положение его оси вращения, требуется приложить дополнительную силу. Прецессия гироскопа - реакция на прилагаемое усилие. На практике она проявляется запаздыванием примерно на 90 о поворота лопастей. А это означает, что для того чтобы заставить вертолет накрениться, к примеру, вперед, пилот с помощью автомата перекоса словно бы пытается наклонить его вправо: минимальный и максимальный углы атаки лопасти имеют, находясь перпендикулярно к продольной оси машины.

Когда вертолет начинает двигаться горизонтально, подъемная сила несущего ротора увеличивается за счет набегающего на лопасти потока воздуха. Поэтому, чем быстрее движется вертолет, тем лучше его летные качества, проще управление.

Еще одно полезное свойство вертолета - авторотация: если двигатель машины заглох в полете, ротор вращается за счет набегающего на лопасти потока воздуха. Это позволяет вертолету сохранять управляемость при снижении и существенно замедляет его вертикальную скорость, обеспечивая безопасность. Конечно же вертолеты тоже падают и разбиваются, но, используя авторотацию, пилот всегда имеет немалые шансы сохранить машину от разрушения, а свою жизнь и жизнь пассажиров - от гибели. Для этого в трансмиссии вертолета имеется специальная обгонная муфта, срабатывающая при аварийном отключении двигателя и позволяющая винту свободно вращаться.

МОДЕЛИ НА ЛЮБОЙ ВКУС

Модели бывают самые разные: с двигателями внутреннего сгорания, с электродвигателями на аккумуляторных батареях, вертолеты для полетов в закрытых помещениях и на открытом воздухе, совсем маленькие и побольше. Бензиновые модели в зависимости от объема двигателя разделяются на классы. Наиболее распространенными являются вертолеты 30, 40 и 60-го классов. На вертолеты 30-го класса устанавливают двигатели объемом 0,32 - 0,35 куб. дюйма; 40-го класса - 0,45 - 0,50 куб. дюйма; 60-го класса - около 1 куб. дюйма.

Каждый класс обладает своими достоинствами и недостатками: маленькие вертолеты дешевле, проще в эксплуатации и обслуживании, зато большие имеют бo, льшую стабильность в полете и соответственно меньшую восприимчивость к порывам ветра. Семейство моделей конечно же названными классами не ограничивается. Существуют, например, "комнатные" микровертолеты - как с электрическим, так и с бензиновым двигателем, весящие всего 280 - 300 г. Они боятся даже слабенького ветерка, но в закрытых помещениях или в полный штиль способны исполнять практически весь набор фигур высшего пилотажа, поэтому рекомендуются начинающим пилотам для тренировки в управлении.