Синхроптер: вертолёт необычной конструкции. Американские военные вертолеты. Названия, описания и характеристики Продольная и поперечная схемы

Схемы вертолетов

Реактивный момент, действующий на корпус вертолёта, и его компенсация

Схема вертолета описывает количество несущих винтов вертолёта , а также тип устройств, используемых для управления вертолетом.

Усилие для раскручивания несущего винта может передаваться от двигательной установки через осевой вал. В этом случае по третьему закону Ньютона возникает реактивный момент, закручивающий корпус вертолета в противоположную от вращения несущего винта сторону (на земле такому вращению препятствует шасси аппарата).

Существует ряд основных конструктивных схем компенсации реактивного момента и управления вертолета с использованием как единственного, так и нескольких несущих винтов.

В случаях, когда раскручивание несущего винта осуществляется либо набегающим потоком воздуха (автожиры , вертолеты в режиме полета на авторотации), либо с помощью реактивных струй, расположенных на концах лопастей (реактивный вертолет), реактивный момент не возникает, и соответственно, необходимость в его компенсация отсутствует.

Одновинтовые схемы с рулевым устройством

В таких схемах для компенсации реактивного момента используются устройства, создающие тягу, которая закручивает вертолёт в противоположном реактивному моменту направлении. Преимуществом таких схем является их относительная простота, однако при этом происходит отбор мощности силовой установки вертолета.

Вертолеты одновинтовой схемы с рулевым винтом

В данной схеме винт небольшого диаметра располагается на хвостовой балке вертолёта на некотором расстоянии от оси несущего винта. Создавая тягу в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси вертолёта, рулевой винт компенсирует реактивный момент. Изменяя тягу рулевого винта, можно управлять поворотом вертолёта относительно вертикальной оси. Большинство современных вертолетов выполнено по одновинтовой схеме.

Впервые её запатентовал на своем летательном аппарате Борис Юрьев вместе с автоматом перекоса в 1912 году . Однако первую подобную модель предложил в 1874 году немецкий конструктор Аченбах.

Неоспоримым преимуществом данной схемы является простота конструкции и системы управления, что приводит к уменьшению затрат на производство, ремонт и обслуживание.
Кроме того, выпускают вертолёты, например Ми-28 , с так называемым Х-образным, четы­рехлопастным рулевом винтом, лопасти которого имеют различные взаимные углы установки на втулке (на­подобие буквы X). Винт такого типа обладает преимуще­ствами перед обычным (с равномерным азимутальным распределением лопастей) по уровню шума и уменьше­нию неблагоприятного воздействия на лопасти концевых вихревых шнуров, генерируемых соседними лопастями.

Недостатки данной схемы:

• рулевой винт отбирает часть мощности двигателя (до 10 %) и вместе с тем не даёт ни подъёмной силы, ни тяги, направленной вперёд;
• воздушный поток от несущего винта ухудшает характеристики рулевого винта, вследствие этого рулевой винт стараются размещать как можно выше на хвостовой балке;
• рулевой винт является весьма уязвимым при полетах вблизи земли;
• рулевой винт, так же как и несущий, может попадать в опасный режим вихревого кольца, что ограничивает возможности маневрирования.

Вертолеты с рулевым винтом в кольце, фенестрон

В современном вертолетостроении иногда применяют многолопастный рулевой винт в кольцевом канале киля - фенестрон (от лат. fenestra - окно) . Диаметр фенестрона в два с лишним раза меньше, чем диаметр обычного рулевого винта. Впервые применён на лёгких вертолётах французской фирмы «Аэроспасьяль» . Используется в конструкциях легких и средних вертолётов

Такая конструкция имеет несколько существенных преимуществ:

• уменьшается вредное сопротивление вертолета;
• предотвращаются задевание вращающимися лопастями рулевого винта за наземные предметы при маневрировании на предельно малых высотах, а также травмирование людей при работе вертолета на земле;
• высокая эффективность, чем у открытого рулевого винта при одинаковых диаметрах.

Недостатками являются:

• значительное увеличение толщины и массы киля, делающей установку фенестрона на тяжелые вертолеты нецелесообразной;
• высокочастотный шум;
• нелинейности в характеристиках путевого манёвра.

Винтокрыл

В этой схеме используются винты, расположенные на крыльях или фермах летательного аппарата - винтокрыла. Причем тяга обоих винтов направлена вперед, а для компенсации реактивного момента в режиме висения один из винтов обеспечивает большую тягу, чем другой. В режиме полёта эти винты используются как тянущие, что увеличивает скорость винтокрыла, при этом несущий винт переходит в режим авторотации . Первый аппарат с таким принципом компенсации реактивного момента предложил и запатентовал Юрьев в 1910 году . Примером такой модели в настоящее время может служить Eurocopter X3 .

Преимуществом винтокрыла можно считать высокие скорости полета, недостижимые для классической схемы в силу особенностей аэродинамики. Так, например, винтокрыл «Ротодайн» фирмы «Фейри» в 1959 году достиг скорости в 307,22 км/ч, , а Eurocopter X3 в 2010 году - 430 км/ч.

Недостатком такой системы является потеря бóльшей мощности на компенсацию реактивного момента в режиме висения по сравнению с рулевым винтом.

Однако не все винтокрылы используют данный способ компенсации. Например, винтокрыл Ка-22 использовал для противодействия реактивному моменту пару поперечных винтов, а Ротодайн - реактивное вращение лопастей.

Струйная система управления, NOTAR

Для компенсации реактивного момента используется система управления пограничным слоем на хвостовой балке, применяющая эффект Коанда , вместе с реактивным соплом на конце балки, или же только реактивное сопло.

Управляющая сила эффекта Коанды возникает по той же причине, по какой возникает подъёмная сила крыла - из-за несимметричного обтекания профиля хвостовой балки нисходящим воздушным потоком, образованным несущим винтом. Вентилятор, расположенный у основания хвостовой балки засасывает воздух из отверстий, расположенных вверху корпуса вертолёта, создавая необходимое повышенное давление внутри хвостовой балки. На правой стороне хвостовой балки с помощью специальных сопел устанавливается более быстрое движение воздушного потока, чем на левой стороне. Тем самым, вследствие закона Бернулли , давление воздуха на левой стороне будет больше, чем на правой, эта разность давлений приводит к появлению силы, направленной слева направо.

Примечание : на схеме синими стрелками показаны потоки воздуха, проходящие через хвостовую балку, красными - по поверхности хвостовой балки.

Первопроходцем в создании вертолета, построенного по продольной схеме, стал французский инженер Поль Корню . В 1907 году его аппарат смог оторваться от земли на 20 секунд. При первом испытании аппарат оторвался от земли сначала на 0,3 м (полная масса 260 кг), затем на 1,5 м (полная масса 328 кг) .

Дальнейшим развитием данной конструкции занялся американец Франк Пясецки, выпустив в 1945 году для армии США вертолет , который из-за своей формы получил название «летающий банан».

В советском союзе тоже велись работы в этом направлении. В 1952 году под руководством Игоря Александровича Эрлиха после всего лишь 9 месяцев с начала проектирования состоялся первый полет Як-24 , превосходивший по тому времени все зарубежные образцы.

Положительными сторонами этой схемы вертолёта являются:

К недостаткам продольной схемы вертолёта относятся:

Поперечная схема

Поперечные винты устанавливаются на концах крыльев или специальных опор (ферм) по бокам корпуса вертолёта. К поперечной схеме можно отнести и некоторые конвертопланы в вертолетном режиме, например Bell V-22 Osprey , Bell Eagle Eye .

В 1921 году американский инженер Генри Берлинер вместе с отцом Емилем Берлинером спроектировал вертолет поперечной схемы. Он разместил по бокам самолетного фюзеляжа два небольших, четырёхметровых винта, а на хвосте рулевой пропеллер с вертикальной осью вращения - он должен был «задирать» хвост аппарата, чтобы у винтов появлялась горизонтальная составляющая тяги для движения вертолета вперед. Для управления вертолетом использовались отклоняемые поверхности, типа элеронов , а также наклоняемые оси несущих винтов.
Первым успешным вертолетом поперечной схемы стал немецкий Focke-Wulf Fw 61 , который в 1937 году поставил ряд рекордов по дальности и скорости. В советском союзе первым вертолетом поперечной схемы стал проект «Омега» 1941 года.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия взаимного влияния воздушных потоков от этих винтов;
• наиболее выгодная схема с точки зрения устойчивости и управляемости вследствие аэродинамической симметрии.

К недостаткам этой схемы следует отнести:

• сложную трансмиссию;
• повышенный вес конструкции;
• повышенное лобовое сопротивление.

Соосная схема

Соосная схема представляет собой пару винтов, расположенных один над другим на одном валу. Винты вращаются в противоположные стороны, таким образом компенсируются реактивные моменты, возникающие от каждого из винтов.

Первый патент на соосное расположение несущих винтов летательного аппарата был выдан в 1859 году англичанину Генри Брайту.

В начале 1920-х Рауль Петерас-Пескара работал над вертолетом соосной схемы, в котором впервые применил для управления вертолетом автомат перекоса.

Первым полностью управляемым стал вертолет Лабораторный гироплан (англ. ), построенный часовщиком Луи Бреге и Рене Дораном в 1936 году .

Первый полёт вертолета соосной схемы с полностью металлическими лопастями совершил американец Стенли Хиллер в 1944 году. Конструкция оказалась настолько удачной, что сам Хиллер часто демонстрировал его устойчивость, отпуская рычаги управления и высовывая руки из окон.

Вертолет Яковлева «Шутка» впервые поднялся в воздух 20 декабря 1947 года , а вертолёт Камова Ка-8 - несколько ранее, 12 ноября 1947 года . Однако именно для конструкторского бюро Камова соосная схема стала основной, по сей день вертолёты Камова - единственные в мире вертолёты с соосной схемой, выпускаемые серийно.

Достоинства соосной схемы:

• минимальные габаритные размеры, так как лопасти соосных винтов короче несущих лопастей вертолётов с рулевым винтом схожего класса. Требуется минимальная по сравнению с другими схемами взлетно-посадочная площадка;
• компактность трансмиссии . Практически вся трансмиссия расположена вдоль одного вала;
• сравнительная простота управления. Все органы управления расположены рядом с трансмиссией, причём при совершении манёвров не затрачивается дополнительная мощность от двигателей;
• лучшая устойчивость при прямолинейном движении на большой скорости вследствие уменьшения вибраций;
• меньшее число критически уязвимых узлов, таких как хвостовая балка и рулевой винт одновинтовых вертолетов;
• большая по сравнению с традиционной схемой тяговооружённость минимум на 20 % на режиме висения. Нет потери мощности на рулевой винт , к тому же нижний винт работает не полностью в воздушном потоке верхнего винта, а подсасывает дополнительный воздух;
• аэродинамическая симметрия схемы. Аппарат соосной схемы может совершать полет в любом направлении практически с одинаковой эффективностью;
• уменьшение вибраций, чему способствуют меньшие размеры несущих винтов;
• безопасность для обслуживающего персонала. Отсутствие хвостового винта уменьшает вероятность травм.

Недостатки:

Перекрещивающиеся лопасти

Несущие винты расположены по бокам фюзеляжа со значительным перекрытием, а их оси наклонены наружу под углом друг к другу, исключая таким образом возможность перехлёста. Фактически такая схема является частным случаем поперечной схемы с максимально возможным перекрытием несущих винтов, в то же время обладает свойствами соосной схемы. Из-за наклона винтов реактивные моменты уравновешиваются только относительно вертикальной оси, а их проекции относительно поперечной оси складываются, образуя момент тангажа .

В настоящий момент единственным серийным производителем подобных вертолётов является американская компания Kaman Aircraft . Отличительной особенностью данной фирмы являются использование в системе управления вертолётом сервозакрылок, установленных на лопастях, принцип действия которых схож с элероном самолёта.

Достоинства:

• минимальные габаритные размеры;
• простая и лёгкая трансмиссия;
• малый относительный вес конструкции;
• симметричность в отношении аэродинамики.

Недостатки:

• ухудшение коэффициента полезного действия несущих винтов вследствие взаимного влияния их друг на друга;
• возникновение продольного момента, усложняющего балансировку вертолета.

Многовинтовая схема

В основном вертолёты данной конструкции используют четыре винта, одна пара из которых расположены в продольной схеме, а другая - в поперечной, хотя встречаются конструкции как с тремя несущими винтами (Ми-32, Cierva Air Horse (англ.) русск. ), так и с большим числом винтов (Мультикоптер (англ.) русск. ).
Отличается большим весом, но вместе с тем простотой управления, так как такая схема не требует автомата перекоса , а направление полёта задаётся регулированием мощности на каждом из винтов в отдельности.
В настоящий момент пользуется все большей популярностью в радиоуправляемых вертолетах .
Схема изначально была представлена в прототипах начала двадцатого века на заре авиации.
К вертолетам такой схемы можно отнести квадрокоптер Георгия Ботезата, бывшего профессора Петроградского технологического института, эмигрировавшего в Америку; вертолёт Этьена Эмишена, который помимо 4 несущих винтов имел 6 небольших пропеллеров для поддержания равновесия и 2 винта для горизонтального полета
К многовинтовой схеме можно отнести и некоторые конвертопланы , например Curtiss-Wright X-19 , Bell X-22 , Bell Boeing Quad TiltRotor (проект).

Примечания

1. , с. 14
2. Мир вертолётов. Поиски схемы (рус.) . aviastar.org. Архивировано
3. Achenbach 1874 Вертолет Аченбаха, 1874 (англ.) . aviastar.org. Проверено 4 апреля 2012.
4. Одновинтовые вертолеты с фенестроном " Малая энциклопедия вертолетостроения. Все про вертолеты
5. Вертолет Юрьева 1910 года
6. История вертолетных рекордов - 0051.htm
7. Вертолет Кёртиса-Бликкера (рус.) . http://aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
8. Вертолет Doblhoff WNF 342 (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
9. Реактивные вертолеты (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
10. Портативный вертолет Глухарёва Meg-1 (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
11. Яковлев ЯК-24 Транспортно-десантный вертолёт
12. Поль Корню. Изобретатель первого вертолета. - Город.томск.ру
13. Российские немцы. История и современность
14. Яковлев Як-24
15. Boeing Vertol СН-47 CHINOOK Многоцелевой транспортный вертолёт
16. Вертолет Берлинера
17. Первый вертолет СССР - «Омега»
18. Gyroplane Laboratoire (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
19. A History of Helicopter Flight (англ.) . Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 сентября 2012.
20. Вертолет Хиллер Xh-44-r (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.
21. Яковлев ЭГ
22. Вертолет Ка-8 (рус.) . http://www.aviastar.org. ; Архивировано из первоисточника 19 июня 2012. Проверено 4 апреля 2012.

Свое развитие вертолеты получили только во второй половине 20 века. Их практически не использовали во Второй мировой войне. Однако в боевые машины проявили себя с самой лучшей стороны. Первыми развивать подобную военную технику стали американцы, и поначалу у них даже конкурентов не было. В настоящее время летательную технику используют в разведывательных целях, в корректировке огня, при эвакуации раненых, для высадки солдат и т.д. И в данном обзоре следует выделить некоторые американские военные вертолеты.

Боевая машина с усиленной броневой защитой

Конструкция АН-1 была спроектирована по одновинтовой схеме. Практически все боевые машины данного типа обладают двухлопастным несущим и рулевым винтом. Исключением является модель АН-1W. Также следует отметить, что они имеют в своей конструкции неубирающееся шасси лыжного типа. Для этой серии характерен узкий фюзеляж. В кабине для пилотов могут поместиться два члена экипажа. Они будут сидеть друг за другом. Американские военные вертолеты такой серии характеризуются усиленной броневой защитой, а также дублированной системой управления. Нет грузового отсека. Конструкторы для значительного увеличения скорости с маневренностью установили среднерасположенное крыло сравнительно небольшого размера.

Вооружение и основные отличия этих моделей

Американские военные вертолеты этой серии оснащены турельной пушечной установкой, которая находится в носовой части фюзеляжа. Также имеются пилоны в количестве четырех штук под крылом, на которые можно установить съемное вооружение. Для того чтобы уменьшить вероятность попадания ракет, обладающих ИК-головкой самонаведения, конструкторы оснастили машину системой охлаждения выхлопных газов моторов. Усиленные лопасти могут выдержать попадание снарядов 23 мм калибра.

В чем отличия серии АН-1 от других моделей? Они заключаются в различных силовых установках, в вооружении и в бортовом оборудовании. Боевые машины данной серии способны зависнуть на высоте в 915 метров с полным запасом топлива, а также с тонной вооружения при температуре 35 градусов.

Транспортный военный вертолет

Американский военный вертолет «Чинук» (СН-47) впервые поднялся в воздух в 1961 году. Через год его переименовали в СН-47А. В самом начале он был оснащен двумя двигателями, мощность которых достигала 1641 кВт. Впоследствии их было решено заменить на более мощные агрегаты. Для цельнометаллического фюзеляжа характерны прямоугольное сечение и скругленные углы. На каждой из сторон нижней части фюзеляжа можно обнаружить обтекатели. Они скрывают топливные баки, по три каждый. Десантный американский военный вертолет, название которого «Чинук», может вместить в себя 44 десантника. Имеются узлы с возможностью закрепления носилок для раненых в количестве 24 штук. За счет откинутой створки, характерной для грузового люка, можно образовать погрузочную рампу.

Крепление лопастей производится за счет использования шарниров. Для того чтобы снизить абразивный износ, носок лопасти было решено покрыть титановыми и никелевыми сплавами.

Известный вертолет «Апач»

Американский военный вертолет «Апач» (АН-64) был разработан в целях предоставления солдатам огневой поддержки. Также он необходим для уничтожения бронированных объектов. Боевая машина может совершать вылеты вне зависимости от времени суток, условий видимости и состояния погоды. Для того чтобы уменьшить вероятность попадания в машину ракет с ИК-головками самонаведения, выхлоп силового агрегата производится через устройство, которое рассеивает струю, уменьшая при этом ее температуру. Американский военный вертолет, название у которого "Апач", оснащен ПТУР «Хеллфайер», которая характеризуется наличием лазерного наведения. На турели, расположенной под фюзеляжем, находится 30 мм пушка.

Для лопастей несущего вина характерна прямоугольная форма и стреловидная законцовка. За счет этого удалось снизить воздействие со стороны сжимаемости при достижении больших скоростей полета. Крепятся лопасти за счет систем упругих пластин-торсионов. Они способны сохранить свою работоспособность в случае попадания пуль, калибр которых достигает 15,7 мм. Какие еще американские военные вертолеты следует выделить?

Разведывательный боевой вертолет

Вертолет «Команч» (RAH-66) является современной двухдвигательной разведывательной боевой машиной. Он также способен поддерживать наземные силы огнем. Фюзеляж, которым обладает американский военный вертолет с двумя винтами, характеризуется низкой эффективной площадью отражения. Боевая машина имеет съемные оружейные пилоны, электронную систему управления полетом и эргономичную кабину. Вертолет оснащен пятилопастным несущим винтом. Рулевой винт находится в кольце. Боевые модели этой серии обладают ИК-сенсорами и телескопическими телевизионными камерами. Они предоставляют возможность совершать ночные полеты, а также с высокой точностью идентифицировать цели. Вооружение вертолета - ПТУР «Хеллфайер» с лазерным наведением. Также имеется УР «Стингер» класса «Воздух-воздух», ракеты сигнального характера и 20 мм пушка.

Двухвинтовой военный вертолет

Американский военный вертолет с двумя винтами, название у которого Kiowa Warrior, стали проектировать еще в 1984 году. Некоторые модели впоследствии модифицировали в легкие машины специального назначения. С их помощью осуществлялась перевозка раненных, солдат и грузов, которые крепили за счет использований внешней подвески. Конструкция обладает четырехлопастным несущим и двухлопастным рулевым винтом. За счет использования новой несущей системы удалось добиться увеличения времени нахождения в полете до 2,5 часа. При этом вертолет способен передвигаться не только по прямой, но и вбок, и назад. Также он может зависнуть в воздухе при скорости ветра, равной 65 км/час.

Вертолет оснащен защитой от пуль, калибр которых составляет 7,62 мм. За счет ослабевания теплового излучения мотора и использования станции активных ИК-помех удалось снизить вероятность попадания ракет с ИК-головкой. Экипаж с топливными баками защищены бронелистами. Они могут выдержать попадание 30 мм снарядов. Чтобы лопасти несущего винта не были повреждены, их оснастили ножом для резки. Вертолет данной серии может передавать данные о целях на наземный пункт за счет использования специальных систем. Эта процедура длится около 6 секунд.

Транспортные вертолеты «Хью»

Как называется американский военный вертолет, большинство модификаций которого можно перевозить на самолетах типа С-124? Речь идет о боевых машинах UH-1 Huey. За период своего совершенствования конструкторы улучшили некоторые его параметры. Было увеличено количество мест для пассажиров, дальность перелета практически в 3 раза. Но и вес боевой машины при этом стал значительно больше. Сначала в воздух поднимались однодвигательные модели этой серии, но потом было решено выпускать двухдвигательные. Многие модификации именно этой серии могут перевозиться посредством использования транспортных самолетов типа С-124. Вооружение съемное. Для него имеются специальные точки крепления: пять встроенных и две навесные. На всех этих узлах без исключения можно установить пулеметы с гранатометами.

Заключение

В данном обзоре были рассмотрены некоторые американские вертолеты, используемые в разведывательных и боевых операциях. На самом деле их очень много, и на то, чтобы описать все модели, не хватит времени. Мы рассмотрели только наиболее известные и популярные серии. Надеемся, что данная статья поможет разобраться в том, что собой представляют сконструированные на территории США.

Фактически, вертолеты являются относительно новым изобретением - они начали массово использоваться только после Второй мировой войны. С тех пор инженеры постоянно пытаются улучшить эти летательные аппараты, создавая зачастую очень странные и диковинные машины.

1. Sikorsky X-Wing

Одна из разработок известного производителя вертолетов Sikorsky была более всего похожа на знаменитый истребитель повстанцев X-Wing из "Звездных войн". В середине 1970-х годов американская фирма, основанная ученым-авиаконструктором Игорем Ивановичем Сикорским, начала экспериментировать с разнообразными конструкциями вертолетов. Именно в это время для испытаний X-образного крыла по заказу NASA и армии США был построен S-72.

На первый взгляд, X-Wing выглядел как обычный вертолет, просто с очень толстыми лопастями и реактивными двигателями по бортам фюзеляжа. На взлете Х-образное крыло вращалось, как ротор обычного вертолета, позволяя S-72 взлетать вертикально. Затем после набора высоты ротор фиксировался неподвижно, работая, как крыло обычного самолета. К сожалению, для Sikorsky, разработки проекта потребовали дополнительного финансирования, но армия США решила свернуть проект.

2. Percival P.74

Во время Второй мировой войны немецкие инженеры разрабатывали различные проекты странных вертолетов и самолетов с воздушно-реактивным приводом несущего винта. Суть заключалась в том, что двигатели создавали выхлопную струю, которая подавалась к соплам на концах полых лопастей, которая далее, истекая оттуда, вращала несущий винт.

В 1950-х годов англичане попытались создать подобный экспериментальный вертолет, получивший название Percival P.74. Его особенностью являлось то, что двигатели были установлены внутри фюзеляжа. Мощности двигателя оказалось недостаточно, чтобы поднять вертолет в воздух, после чего проект был закрыт в 1957 году.

3. Kellett-Hughes XH-17

Один из самых распространенных видов вертолетов - летающие краны, которые могут поднимать тяжелые и негабаритные грузы на недоступную для обычных кранов высоту. В 1952 году Hughes Aircraft Company разработала свой первый вертолет XH-17, который на то время был крупнейшим вертолетом в мире: он был оснащен несущим винтом диаметром 39,6м и двумя турбореактивными двигателями General Electric J35, служившими нагнетателями воздуха в камеры сгорания на концовках лопастей.

В отличие от Percival P.74, горячий воздух смешивался с топливом, а затем воспламенялся. Это означает, что у ХН-17 фактически были маленькие реактивные двигатели в конце лопастей ротора. Чтобы сократить издержки, Hughes использовали детали от различных самолетов Второй мировой войны: кабина была взята от самолета CG-15, шасси - от бомбардировщика B-25, а большой топливный бак - от бомбардировщика B-29.

При испытаниях оказалось, что XH-17 представлял страшное зрелище: пламя било из сопел реактивных двигателей на концах лопастей, а звук из постоянного сгорания топлива в камерах на лопастях звучал, как одновременный выстрел 1000 артиллерийских орудий (согласно заметки в одной газете). Звук взлета XH-17 был прекрасно слышен на расстоянии в 13 километров. Эффективность агрегата оказалась удручающей.

4. Sikorsky X2

Одним из самых больших недостатков вертолетов является их маленькая скорость, которая сильно уступает скорости самолетов. В 2008 году компания Sikorsky построила экспериментальный вертолет соосной схемы с толкающим винтом, который должен был развивать скорость до 500 км/ч. В нем инженеры отказались от стандартной конструкции вертолета. Два четырехлопастных несущих винта вращались в противоположных направлениях, что само по себе не слишком уникально.

Но вместо обычного хвостового винта был установлен шестилопастной хвостовой толкающий воздушный винт. Х2 никогда не был предназначен для массового производства, но он оказался весьма успешной демонстрацией новых технологий. В 2011 году программа была свернута, а на основании отработанных новых технологий был построен военный вертолет S-97 Raider.

5. Ка-22

Советские, а позже российские инженеры спроектировали некоторые из крупнейших и самых тяжелых вертолетов в мире. В 1950 году советские ВВС хотели увеличить диапазон полета своих вертолетов. ОКБ "Камов" разработало Ка-22 - необычный винтокрыл поперечной схемы с двумя несущими винтами, а также двумя турбовинтовыми двигателями по 5 900 л.с.

Несмотря на постоянные проблемы с коробкой передач, Ка-22 был весьма впечатляющей разработкой. Он мог нести 100 пассажиров, а во время испытательных полетов побил восемь мировых рекордов в своей весовой категории. Тем не менее, вертолеты Ка-22 потерпели две аварии со смертельным исходом за один год, после чего проект был свернут.

6. Fairey Jet Gyrodyne

Реактивный Gyrodyne - довольно интересная комбинация вертолета и автожира. Чтобы использовать систему реактивного вращения ротора, Fairey оснастила свой вертолет реактивными соплами-горелками на концах лопастей двухлопастного несущего винта, в которые впрыскивалось топливо. Эта система не была уникальной среди экспериментальных вертолетов, но после подъема и набора скорости тяга на основной винт медленно снижалась, после чего ротор переходил на режим авторотации. Тяга же подавалась на два толкающих винта.

7. Oehmichen № 2

Вертолетные конструкции появились в мире авиации довольно давно. Инженеры поняли основные принципы полета вертолета и использовали большие крылья винта, чтобы обеспечить необходимую подъемную силу для своих машин. Одним из основных изобретателей первых вертолетов был французский пионер авиации Этьен Омишен. Его второй вертолет (Oehmichen No.2) был довольно странным, но смог оторваться от земли.

Он был оснащен небольшими вертикально установленными роторами, которые вращались в противоположном направлении от больших подъемных роторов. 14 апреля 1923 года Этьен побил существующий рекорд скорости подъема и полета вертолета. Но его дальнейшие эксперименты не привели к значительным улучшениям и Омишен начал строить воздушные шары.

8. De Lackner HZ-1

Поскольку вертолеты стали существенной частью военной стратегии, армии начали искать новые способы применения этой технологии. Одним из самых необычных проектов стала созданная в 1954 году летающая платформа, предназначенная для перевозки одного солдата. Lackner HZ-1 был оснащен небольшим двигателем мощностью 40 л.с., который вращал два винта, над которыми находилась небольшая площадка на одного человека. По сути, HZ-1 шестьдесят лет назад стал неким летающим сигвеем. Максимальная скорость аппарата составляла 105-110 километров в час.

9. Ка-56

Советский Союз также стремился создать одноместные сверхлегкие вертолеты, которые бы умещались в транспортировочные контейнеры цилиндрической формы диаметром не более 500 мм в собранном состоянии, а также должны были собираться одним человеком в течение 15 минут. Подобное требование возникло из-за того, что предполагалось, что вертолет должен был базироваться на надводных и подводных судах и доставляться к месту использования через торпедные аппараты. К сожалению, разработчики не смогли найти подходящего двигателя для вертолета, поэтому проект не вышел за рамки наземных испытаний.

10. Ми-12

Советский Союз был непревзойденным в создании гигантских летательных аппаратов. Ми-12 (или В-12), построенный в 1967 году, - самый тяжелый и грузоподъемный вертолет в мире. Изначально В-12 разрабатывался как крупнейший вертолет с грузоподъемностью не менее 30 тонн для перевозки компонентов межконтинентальных баллистических ракет. Максимальная взлетная масса вертолета составляла 105 тонн (при этом сам аппарат весил 69 тонн).

Это был 4-двигательный аппарат, построенный по двухвинтовой поперечной схеме. На концах ферменных консолей-крыльев находились винтомоторные гондолы с двумя газотурбинными двигателями мощностью по 6500 л.с. В 1969 году вертолет поставил мировой рекорд, подняв 44-тонный груз на высоту 2,25 км.

Сегодня воздушная техника вышла на новый уровень. И доказательством тому может быть .

Среди большого количества схем вертолетов, разработанных до сих пор, широко распространена схема с двумя соосно расположенными несущими винтами, которая впервые была применена М. В. Ломоносовым на его «аэродромической машинке». Оба несущих винта в этой схеме находятся на одной оси, один под другим. Вал верхнего винта при этом проходит внутри полого вала нижнего винта. Винты вращаются в противоположных направлениях, поэтому на фюзеляж передаются два реактивных момента, взаимно уравновешивающих друг друга. Вертолеты, построенные по этой схеме, обладают хорошей маневренностью.

В частности, за счет изменения углов установки лопастей одного из винтов по сравнению с установочными углами лопастей другого винта (дифференциальное изменение общего шага винтов) достигается разность в их реактивных моментах, которая, передаваясь на фюзеляж, поворачивает вертолет в ту или иную сторону. Продольное и поперечное управление и управление подъемом и спуском будут описаны ниже. Сейчас заметим только, что принципы такого управления одинаковы для большинства вертолетов.

Вертолет с двумя винтами

В России по этой схеме был построен вертолет еще в 1907 г. конструктором Антоновым. Впоследствии эту схему применяли во многих странах. Современный вертолет конструкции II. И. Камова создан также по двухвинтовой соосной схеме.

Основными преимуществами вертолетов, построенных по этой схеме, являются их малый размер и небольшой вес. Это достигается отсутствием длинной хвостовой балки для установки рулевого винта н длинных валов для передачи крутящего момента от двигателя на винты, так как винты установлены на одной вертикальной оси почта рядом.

Любопытно отметить, что все вертолеты весом до 800 кг построены по двухвинтовой соосной схеме. Возможно, что именно такие вертолеты станут в недалеком будущем широко распространенными летательными аппаратами индивидуального пользования.

Эта схема, как и любая другая, не лишена недостатков. Так, вследствие того, что нижний винт работает в струе воздуха, отброшенной и закрученной верхним винтом, ухудшаются условия его работы и затруднен расчет винта при проектировании.

Вертолет с двумя продольно расположенными несущими винтами

Схема вертолета с продольно расположенными несущими винтами впервые была предложена Н. И. Сорокиным. Согласно этой схеме, один винт располагается над носовой частью фюзеляжа, а второй - над хвостовой. Оба винта могут приводиться во вращение одним или двумя двигателями. Направление вращения винтов противоположное для взаимного погашения реактивных моментов.

По этой схеме выгодно строить тяжелый многоместный вертолет, так как фюзеляж такого вертолета оказывается удобным помещением для грузов и пассажиров и, кроме того, вертолет этой схемы имеет хорошую продольную управляемость и допускает значительное изменение положения центра тяжести вдоль оси фюзеляжа. Так, если вертолет будет опускать нос, т. е. центр тяжести переместился вперед, то создастся пикирующий момент, который легко может быть устранен увеличением тяги носового винта при соответствующем уменьшении тяги винта, установленного в хвосте. При перемещении центра тяжести паза- мы должны будем увеличить тягу винта, установленного в хвосте, и уменьшить тягу носового винта.

Преимущество вертолета, построенного по этой схеме, состоит в том, что он имеет малое поперечное сечение фюзеляжа, а следовательно, малое вредное сопротивление, что позволяет летать с наибольшими скоростями.

Недостаток вертолета, построенного по этой схеме, в том, что задний винт при полете вертолета вперед работает в воздухе, предварительно возмущенном передним винтом, а это уменьшает его коэффициент полезного действия.

Показана модель вертолета с двумя продольно расположенными винтами. Лопасти несущих винтов вертолета для облегчения ангарного хранения могут быть изготовлены складывающимися над фюзеляжем, что сильно уменьшает габарит вертолета.

Во всех средствах массовой информации уже засветился этот вертолетик,который можно было детально рассмотреть во время Airventury 2010 в ошкоше.Это не первая попытка сделать такой аппарат,но технологии позволили сделать его серийным только сейчас.

Про Стрекозу я прочитал, кроме их официального сайта,где кстати очень мало информации,в журнале Популярная механика.А увидел и сфотографировал на Ошкоше.


В-7:
В середине 1950-х конструкторы ОКБ имени М. Л. Миля приступили к поиску путей дальнейшего увеличения грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов. Одним из наиболее приоритетных направлений в те годы считалось создание винтокрылых машин с приводом несущего винта (НВ) от реактивных двигателей, установленных на концах лопастей.
Ожидалось, что отсутствие механической трансмиссии не только упростит и облегчит конструкцию вертолета, но и значительно повысит его весовое совершенство. Из всех видов реактивного привода наиболее экономичным представлялась установка с ТРД.
Конструкторы рассматривали эскизный проект сверхтяжелого вертолета-крана с несущим винтом диаметром около 60 м, но прежде чем приступить к его более тщательной проработке М. Л. Миль решил построить маленький опытный четырехместный вертолет, на котором опробовать данную концепцию и приобрести необходимый опыт. В декабре 1956 г. правительство издало постановление о разработке опытного вертолета В-7 с реактивным приводом несущего винта. Проектирование и строительство винтокрылого аппарата, самого маленького и легкого из когда-либо построенных милевцами, двигалось очень быстро. В декабре 1957-го рабочее проектирование было в основном закончено и в опытном производстве 329-го завода заложили сразу серию из пяти машин. Ведущим конструктором по В-7 назначили сначала А. В. Кочкина, а затем Г. Г. Лазарева.

А вот,что было у капиталистов:
Впервые идею персональных вертолетов с ракетными двигателями, работающими на перекиси водорода, реализовал Гилберт Мэгилл (Gilbert Magill) в начале 1950-х годов. Он работал в рамках военного контракта на разработку одноместного воздушного транспортного средства, простого в управлении. Его вертолет Pinwheel использовал в качестве топлива 90%-ную перекись водорода и мог развивать скорость до 161 км/ч. Дальность полета составляла 32 км, а «потолок» - 4570 м.
Примерно в то же время американский инженер Евгений Глухарев (сын русского иммигранта) работал над созданием вертолетного ранца на базе того же принципа. Его аппарат мог поднять в воздух 104 кг (включая собственный вес), развивал максимальную скорость около 90км/ч и мог находиться в воздухе до 18 минут. Топливом служил пропан.
В настоящее время идеи Мэгилла развивает компания SwissCopter, которой принадлежат патенты на его разработки. У одноместного Dragonfly есть более крупный собрат - двухместный ракетно-винтовой аппарат Atlas с закрытой кабиной. Частные лица могут заказать такие аппараты уже сейчас. В планах SwissCopter - постройка беспилотных вертолетов с ракетными двигателями.
Dragonfly(переводиться:Стрекоза)

Dragonfly

Хвостовой винт:
Конструкторы вертолета при разработке системы путевого управления планировали обойтись хвостовым оперением в индуктивном потоке, но сопровождавшие разработку В-7 исследования моделей в аэродинамической трубе показали необходимость сохранения рулевого винта. Его установили сзади фюзеляжа, на короткой трубчатой ферме. Таким образом, избежать установки на вертолет трансмиссии не удалось.
В-7

А вот у Стрекозы: Так как двигатели расположены на законцовках лопастей, нет необходимости противостоять реактивному моменту. Небольшой винт в хвостовой части служит лишь для того, чтобы облегчить управление вертолетом в воздухе. Управлять машиной довольно просто. После того, как двигатели раскручивают винт до скорости 750 об/мин, пилот просто тянет за рычаг, как и в обычном вертолете, чтобы набрать высоту. Справиться с управлением можно одной рукой.
Dragonfly

Двигатель:
Успешное воплощение идеи вертолета с реактивным приводом НВ зависело, в первую очередь, от разработки достаточно легких и малогабаритных двигателей, способных надежно работать при воздействии центробежных сил и больших перегрузок, а также надежных систем топливопитания и управления ими.
За создание ТРД взялся только главный конструктор А. Г Ивченко. Под его руководством разработали ТРД АИ-7 с центробежным компрессором и одноступенчатой турбиной. Для уравновешивания гироскопических моментов ТРД оснастили тремя маховиками, вращавшимися в сторону, противоположную турбине. Решение было простейшим, но как показали дальнейшие события, не правильным.
Двигатели АИ-7 поступили на 329-й завод в декабре 1959-го, когда вертолет уже собрали. Сразу после первого запуска ТРД возникли трудности с силовой установкой: двигатель не выходил на рабочие обороты и не развивал заданную тягу, перегревалась маслосистема. Причиной малых оборотов была большая потребная мощность для вращения маховиков. Поэтому их пришлось снять с двигателей.
Для улучшения охлаждения в ОКБ спроектировали уникальный трубчатый маслорадиатор, установленный вокруг воздухозаборника. Теперь АИ-7 стал развивать расчетную тягу, но все нагрузки от гироскопического момента перешли на несущую систему вертолета.
В-7

А у стрекозы:Два маленьких двигателя (всего 20 см в длину и весом 680 г каждый), работающих на перекиси водорода, установлены на законцовках лопастей. Но пусть небольшой размер не вводит вас в заблуждение – «малыш» способен развивать скорость более 185 км/ч.
Мощность каждого двигателя – 102 л.с. Итак, 204 «лошадки» перемещают аппарат массой всего 100 кг. При этом все, что двигатель выбрасывает в атмосферу – это водяной пар.
Двигатели вертолета используют принцип простого разложения перекиси водорода, без использования дополнительных химикатов. Впрочем, один недостаток у конструкции все же есть – как и любой другой вертолет, «Стрекоза» достаточно прожорлива. Полтора часа полета означают заправку 16,5 галлонов топлива, что по цене $4 за галлон влетает в копеечку.
Те в отличии от наших реактивных двигателей: у них ракетные!!!
Dragonfly

В-7:
Основу конструкции составлял цельнометаллический каплевидный фюзеляж полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части силовых шпангоутов монтировалась на болтах литая плита. К фланцу плиты крепился редуктор, состоявший из вала НВ (на его оси смонтировали втулку несущего винта с лопастями и автомат перекоса) и приводов агрегатов. К переднему торцу плиты присоединялся кронштейн с качалками управления и гидроусилителями. По бокам фюзеляжа находилось три двери.

Dragonfly:
Тут с конструкцией все проще. А вот цена составляет 120 тыс долларов сша!!! У одноместного Dragonfly есть более крупный собрат - двухместный ракетно-винтовой аппарат Atlas с закрытой кабиной.

В-7:
В кабине помимо летчика могли разместиться три пассажира или носилки с больным и сопровождающий медработник. Под полом находился топливный бак. Помпа подавала горючее в топливный регулятор, затем в коллектор вала НВ и оттуда центробежная сила гнала керосин к ТРД на концах двухлопастного несущего винта.

Dragonfly:
Сиденье пилота размещено между двумя баками для топлива, в которых помещается 70% всего объёма топлива.Двигатели потребляют около 40 литров топлива в час, машина может находиться в воздухе примерно 90 минут.

В-7:
Лопасти прямоугольной формы имели стальной лонжерон с деревянным каркасом и фанерной обшивкой. Они крепились к втулке посредством осевых и общего горизонтального шарниров. В носке лопастей были проложены две трубки топливопитания. Электропроводка проходила внутри лонжерона. Вверху на конце вала НВ монтировался токосъемник приборов силовой установки.
На В-7 конструкторы впервые применили шасси полозкового типа.
В созданных лопастных двигателях применялось два вида запуска: с помощью съемного электростартера на двигателе АИ-7 и воздушный запуск на МД-3. Сжатый воздух из фюзеляжа через несущую систему подавался на лопатки компрессора двигателя МД-3, раскручивая его. Схема очень удачная, ведь для размещения сжатого воздуха можно использовать трубы лонжеронов лопастей НВ.
В ходе работ конструкторы столкнулись с непреодолимыми на то время техническими сложностями (в частности, в работе ТРД и нагрузкам на несущий ротор).

Теперь виды Dragonflyйа

Это баки с топливом:
Перекись водорода в сочетании с катализатором на протяжении десятилетий используется в качестве топлива для различных транспортных средств – от автомобилей с ракетными двигателями до ракетных ранцев. Dragonfly использует перекись водорода в концентрации 50-70%.

Одна из ручек управления:
Наклон винта (и, следовательно, направление полета) регулируется с помощью перемещения того же рычага. если рычаг перемещается влево или вправо, в работу вступает небольшой хвостовой винт, который помогает Dragonfly развернуться. А вот педалей здесь нет вовсе.

Механизм хвостового винта

справа это приборная панель

Выхлоп двигателей вертолета Dragonfly представляет собой водяной пар.

Технические данные вертолета DF1:
* при обычном объёме топлива можно до 50 минут передвигаться в воздухе со скоростью 65км/ч (с дополнительными баками - до 100 минут)
* максимальная скорость - 185км/ч
* скорость подъёма - 700м/мин
* максимальная высота подъёма - 4000 метров
* вес - 106 кг
* подъёмный вес - 227 кг (включая топливо и пилота).
Технические данные вертолета В-7:
Назначение: Лёгкий
Первый полёт: 1962 года
Производитель: ОКБ М. Л. Миля
Размеры:
Диаметр несущего винта: 11.60 м
Длина фюзеляжа: 6.23 м
Высота с вращ. винтами: 2.91 м
Масса
Пустой: 730 кг
Норм. взлётная: 835 кг
Макс. взлётная 1050 кг
Силовая установка
Двигатель: 2 ТРД АИ-7
Мощность: 2 х 56 л.с.
Характеристики
Экипаж: 1 чел.
Пассажиров: 3 чел.