Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ВЕ)"

Вертолёт

Вертолёт, летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальными взлётом и посадкой, подъёмная сила в котором создаётся одним или несколькими (чаще двумя) несущими винтами. Слово «вертолёт» введено вместо иностранного «геликоптер». В. взлетает вертикально вверх без разбега и совершает вертикальную посадку без пробега, неподвижно «висит» над одним местом, допуская поворот вокруг вертикальной оси в любую сторону, производит полёт в любом направлении со скоростями от нуля до максимальной. При вынужденной остановке двигателей в полёте В. может совершить планирующий спуск и посадку, используя самовращение (авторотацию) несущих винтов. Во избежание срыва потока с лопастей и для увеличения скорости полёта некоторые В. имеют небольшое крыло, разгружающее несущие винты.

  В зависимости от способа уравновешивания реактивного момента несущего винта различают В.: одновинтовые (с хвостовым винтом или с реактивным приводом несущего винта), двухвинтовые (соосные; продольной схемы; с перекрещивающимися осями несущих винтов; с поперечным расположением несущих винтов, или поперечной схемы) и многовинтовые. Из них получили распространение В.: одновинтовые с хвостовым винтом (без крыла и с крылом); двухвинтовые соосные (рис. 1 ) и В. продольной схемы.

  В. любой схемы состоит из планёра, аналогичного самолётному (фюзеляж, шасси, органы управления, электро-, радио– и навигационное оборудование и т.д.), винтовой несущей системы (несущих винтов), двигательной (силовой) установки (см. Вертолётный двигатель ), трансмиссии (привода). Одновинтовые В. с механическим приводом, кроме того, имеют хвостовой винт и систему управления им.

  Подавляющее большинство конструкций несущих винтов В. выполнено с шарнирной подвеской лопастей. Такая подвеска даёт возможность лопастям совершать маховое движение, обеспечивающее балансировку В. во всём диапазоне скоростей полёта. В то же время маховое движение лопастей ставит предел увеличению скорости полёта В. свыше 350—370 км/ч из-за срыва потока на них. В 1965 появились В. американской фирмы «Локхид» с бесшарнирными полужёсткими винтами, у которых маховое движение концов лопастей осуществляется вследствие упругого изгиба лопастей. В 60-е гг. 20 в. начались разработки конструкций жёстких винтов, у которых практически устранено маховое движение. Такие винты могут быть применены только в двухвинтовой соосной системе, обеспечивающей балансировку и управление В. Жёсткие соосные винты, не имея срыва потока, позволят довести скорость полёта до 500—600 км/ч. Основные три типа конструктивного выполнения лопастей – смешанная конструкция со стальным трубчатым лонжероном , цельнометаллическая конструкция с прессованным из алюминиевого сплава лонжероном; цельно-стеклопластиковая лопасть. Аэродинамическая компоновка лопасти зависит от назначения В. и определяется условиями взлёта, значением максимальной скорости конца лопасти при максимальной скорости полёта.

  Управление несущими винтами состоит из двух систем: циклического управления шагом лопастей и управления общим шагом лопастей. Циклическое управление шагом лопастей выполняется автоматом перекоса, изобретённым Б. Н. Юрьевым в 1911. Автомат перекоса (рис. 2 ) расположен на оси винта двух колец, подвешенных на кардане к неподвижной опоре. Внутреннее кольцо соединено с тягами продольного и поперечного управления; внешнее кольцо – с тягами, управляющими лопастями. Под действием тяг управления внутреннее кольцо автомата перекоса наклоняется, вызывая синусоидальное изменение углов установки лопастей в осевом шарнире и появление горизонтальной составляющей тяги несущего винта, которая вызывает поступательное движение В. и наклоняет его в сторону движения. Управление общим шагом лопастей осуществляется одновременным поворотом их в осевом шарнире относительно продольной оси лопасти посредством рычагов и тяг и служит для изменения вертикального режима полёта: при одновременном увеличении угла установки всех лопастей В. поднимается; при одновременном уменьшении углов – опускается. Продольное и поперечное управление В. осуществляется через автоматы перекоса; путевое управление – изменением шага лопастей хвостового винта (на одновинтовых В.) или одновременным изменением общего шага лопастей в противоположных направлениях (на соосных В.). При переходе на режим безмоторного планирования (режим самовращения несущих винтов) опусканием рычага общего шага уменьшают угол установки лопастей до 3—5°.

  Наибольшего развития вертолётостроение достигло в СССР (научно-конструкторские коллективы под руководством М. Л. Миля и Н. И. Камова), в США фирмы «Сикорский», «Боинг», «Белл», «Каман»), Франции («Сюд-авиасьон»), Англии («Уэстленд») и Италии («Агута»). В. широко применяют в народном хозяйстве СССР: на работах по борьбе с с.-х. вредителями и болезнями садов, виноградников и ценных технических культур, а также по подкормке посевов (Ка-15, Ка-26, Ми-1, Ми-2); для транспортных (Ми-4, Ми-6) и пассажирских (Ми-8) перевозок; при проведении геологоразведочных работ (Ка-26); для гравиметрической съёмки (Ка-18); для разведки ледовой обстановки (Ми-1, Ка-15); для патрулирования линий высокого напряжения, газо– и нефтепроводов (Ка-18, Ка-26); для перевозки и монтажа крупногабаритного оборудования, установки мачт и др. монтажных работ (Ми-10); для санитарных и спасательных работ (Ка-18) и т.д.

  В. входят в состав вооружённых сил всех крупных государств и применяются в зависимости от их назначения: для переброски тактических воздушных десантов, перевозки войск и грузов, эвакуации с поля боя раненых и поврежденной боевой техники (военно-транспортные В., рис. 3 ), для поражения огневых средств, открыто расположенной живой силы и техники, а также постановки минно-взрывных  противотанковых и противопехотных заграждений и дымовых завес (В. непосредственной поддержки войск); для поиска и уничтожения подводных лодок (противолодочные, корабельные и базовые В.); для ведения радиационной, химической, инженерной разведки, наблюдения за полем боя и корректировки артиллерийского огня (В. воздушной разведки). Кроме того, В. применяют для траления мин и буксировки тралов, лодок и т.д.; для осуществления спасательных операций на море и на суше; для обеспечения связи командования и в качестве воздушных командных пунктов; для наведения наплавных мостов и переправ через водные преграды; для постановки радиопомех и т.д.

  Серийное производство отечеств. В. было начато в 1951 выпуском трёхместного В. Ми-1. В 1954 был выпущен В. Ми-4, в 1958 – двухмоторный турбовинтовой В. Ми-6 (рис. 4 ) с грузоподъёмностью, превышающей 6 т, и. пассажировместимостью 70—80 чел., а в 1965 – В. Ми-10 (рис. 5 ). С 1953 по 1968 был налажен серийный выпуск двухвинтовых соосных вертолётов Ка-10, Ка-15, Ка-18, Ка-25 (рис. 6 ), Ка-26 (рис. 7 ). В 1968 был создан самый грузоподъёмный В. В-12 с поперечным расположением винтов (конструкции М. Л. Миля), поднявший в марте 1969 коммерческий груз 31130 кг на высоту 2950 м (о др. рекордах В. см. Вертолётный спорт ). См. также Авиация.

  Лит.: Изаксон А. М., Геликоптеры, 2 изд., М., 1947: Камов Н. И., Винтовые летательные аппараты, М., 1948: Братухин И. П., Проектирование и конструкции вертолетов, М., 1955; Юрьев Б. Н., Аэродинамический расчет вертолетов, М., 1956: Изаксон А. М., Советское вертолетостроение, М., 1964; Вертолеты, т. 1—2, М., 1966—67.

  Н. И. Камов.

Рис. 1. Компоновочная схема двухвинтового соосного вертолёта Ка-18: 1 – лопасти несущих винтов; 2 – носовая часть фюзеляжа; 3 – приборная доска; 4 – педали путевого управления; 5 – приемник воздушного давления; 6 – переднее шасси; 7 – подножка; 8 – кресла; 9 – передний бензиновый бак; 10 – главное шасси; 11 – задний бензиновый бак; 12 – радиооборудование; 13 – хвостовая балка; 14 – хвостовая опора; 15 – вертикальное оперение; 16 – стабилизатор; 17 – двигатель; 18 – колонка несущих винтов; 19 – рычаг управления двигателем и несущими винтами; 20 – ручка продольно-поперечного управления.

Рис. 5. Вертолет-кран Ми-10 с автобусом на специальной платформе.

Рис. 2. Схема автомата перекоса.

Рис. 6. Вертолёт Ка-25 производит посадку на взлетно-посадочную площадку корабля.

Рис. 7. Вертолёт Ка-26 производит опрыскивание ядохимикатами.

Рис. 3. Военно-транспортный двухвинтовой вертолёт продольной схемы «Чинук» фирмы «Боинг» (США).

Рис. 4. Транспортный вертолёт Ми-6.

Вертолётная площадка

Вертолётная площа'дка, земельный участок, площадка на здании, судне и т.п., оборудованные для взлёта, посадки и обслуживания вертолётов. В. п. различают по месту расположения (наземные, на крышах зданий, судовые, на платформе грузового автомобиля и др.) и времени эксплуатации (постоянные и временные).

  Наземные В. п. для постоянной эксплуатации, а также В. п. на крышах зданий имеют бетонные или асфальтированные посадочные площадки, рулёжные дорожки и оборудованы средствами для эксплуатации вертолётов (ёмкостями для топлива и смазочных материалов, источниками электроэнергии, метеорологической и радиотехнической аппаратурой для обеспечения полётов и др.). Наземные В. п. для сезонной эксплуатации, например для проведения с.-х. работ с помощью вертолётов (подкормка посевов, борьба с вредителями и болезнями с.-х. культур), устроены проще. Их строят из бетонных плит и оборудуют указателем направления и силы ветра, навесом для хранения наземного оборудования, инструмента и ядохимикатов; топливо и смазочные материалы завозят в бочках.

  Судовые В. п. для постоянной эксплуатации разделяют на одиночные и группового базирования. В последнем случае на палубе корабля-вертолётоносца располагают несколько взлётно-посадочных площадок для одновременного действия вертолётов.

  В СССР в 50-х гг. 20 в. для вертолётов Ка-10 была создана на платформе грузового автомобиля подвижная В. п. (рис .) с необходимым запасом топлива и смазочных материалов, ящиками для оборудования, инструмента и запасных частей. Она обеспечивала взлёт и посадку вертолёта и на стоянке, и на ходу.

  Н. И. Камов.

Подвижная вертолётная взлётно-посадочная площадка на грузовом автомобиле.

Вертолётный двигатель

Вертолётный дви'гатель,авиационный двигатель , предназначенный для привода одного или нескольких несущих винтов вертолёта. В. д. могут быть поршневыми (см. Двигатель внутреннего сгорания ) и воздушно-реактивными двигателями . Возможно использование ракетных двигателей как дополнительных для кратковременного увеличения мощности при взлёте и посадке вертолёта.

  На некоторых вертолётах применяли самолётные турбовинтовые двигатели одновальной схемы, которые вытесняются, особенно на многодвигательных вертолётах, двухвальными турбовинтовыми двигателями с так называемой свободной турбиной (рис .). В таких двигателях турбокомпрессор не имеет механической связи с несущим винтом. Применение двухвального двигателя повышает эффективность использования силовой установки вертолёта, которая, независимо от частоты вращения турбокомпрессора, устанавливает наивыгоднейшую для каждого режима полёта частоту вращения несущего винта. Двухвальные двигатели со свободной турбиной обеспечивают более высокую надёжность работы силовой установки.

  Возможен также реактивный привод несущего винта. При этом окружное усилие прикладывается непосредственно к лопастям несущего винта без применения тяжёлой и сложной механической трансмиссии. Окружное усилие создаётся или автономными реактивными двигателями, установленными на лопастях несущего винта, или истечением газа (сжатого воздуха) из сопловых отверстий, расположенных на концах лопастей. Экономичность реактивного привода ниже механического. Из реактивных приводов наиболее экономичным является привод с турбореактивными двигателями на лопастях винта, однако из-за сложности конструкции он не получил практического применения.

  Лит.: Силовые установки вертолетов. Сб. ст., под ред. М. М. Масленникова, М., 1959; Вертолетные газотурбинные двигатели. Сб. ст., под ред. М. М. Масленникова, М., 1966.

  Г. Н. Леонов.

Схема вертолётного турбовинтового двигателя со свободной турбиной: 1 – компрессор; 2 – камера сгорания; 3 – турбина для привода компрессора; 4 – свободная турбина.

Вертолётный спорт

Вертолётный спорт. Включает комплекс упражнений по точности пилотирования на малой высоте в ограниченное время и вертолётовождение. В СССР введён в Единую спортивную классификацию с августа 1958.

  В. с. возглавляют: Федерация вертолётного спорта СССР, республиканские и областные комитеты ДОСААФ, а в Вооруженных Силах – Авиационно-спортивный комитет. Первое всесоюзное соревнование на вертолётах Ми-1 состоялось в 1958 в Калуге.

  Достигнувшим определённого уровня мастерства присваивается звание лётчика-спортсмена 1-го, 2-го или 3-го разряда, а лётчикам-спортсменам 1-го разряда, набравшим определённое количество баллов, – звание мастера спорта СССР. В 1970 было 348 мастеров спорта СССР по В. с., которыми установлено 82 всесоюзных рекорда, из них 75 – мировые. Советским спортсменам принадлежат все мужские рекорды, установленные к этому времени на средних и тяжёлых вертолётах по скоростям на дистанциях от 100 до 2000 км, все рекорды по скорости и дальности полёта с коммерческим грузом от 1 до 25 т, а также все женские мировые рекорды. В 1969 установлен рекорд по максимально поднятому грузу (40204,5 кг ) на высоту 2255 м. Наиболее известные советские рекордсмены: Г. Алферов, Д. Ефремов, И. Копец.

  В. с. в капиталистических государствах (США, ФРГ, Дания и др.) развивается на базе национальных аэроклубов и отдельных предпринимательских фирм. Основное направление – подготовка рекордных полётов и реклама.

А. Л. Заяц.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (ВЕ)"