Реферат на тему вертолеты

Обновлено: 05.07.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Исследовательская работа

Выполнила ученица 4 класса

Руководитель – Дышекова Ф.М.

Город Нальчик, 2015год.

История создания вертолётов ………………………………4-7

Почему летают вертолёты ………………………………8

Какие бывают вертолёты……………………………..……….9-10

Введение

Считается, что первое изображение вертолета появляется на рисунке великого итальянца Леонардо да Винчи, который прославился не только как художник, но и как изобретатель самолёта и других конструкций. Но к практическому воплощению этой машины человечество подошло только в конце XIX века. Однако создать приемлемую конструкцию, где подъем и движение осуществлялись за счет винтов, оказалось чрезвычайно сложно. Попытки конструкторов разных стран оканчивались провалом. И хотя первый образец геликоптера подняли в воздух Франции уже в 1907 году, равноправными партнерами самолетов винтокрылые машины стали значительно позже.

Цель работы: теоретически изучить принцип полёта вертолёта.

Задачи:
1) Изучить историю создания вертолётов;
2) Узнать о строении вертолёта;

Методы исследования:

Анализ прочитанной литературы;

История создания вертолета.

Первым историческим документом, связанным с идеей создания вертолета, является, несомненно, рисунок, выполненный в 1475 г. великим итальянским художником и ученым Леонардо да Винчи. На рисунке изображен проект летательного аппарата, который должен был взлетать вертикально с помощью винта, приводимого во вращение мускульной силой человека . Сейчас мы знаем, что аппарат Леонардо да Винчи не мог подняться в воздух. Однако, несмотря на то, что проект гениального итальянца не был реализован, о нем стоит упомянуть хотя бы с исторической точки зрения как о впервые сформулированной идее летательного аппарата тяжелее воздуха

hello_html_m6da434b4.jpg

hello_html_7c1d69f7.jpg

Следующее упоминание о работах над вертолетом относится к XIX веку, когда французы Лонуа и Бьенвеню построили модель вертолета .Это было в 1875 году.. Этот аппарат мог на некоторое время отрываться от земли.. В 1912 г. на выставке в Москве Борис Николаевич Юрьев, студент, ученик профессора Н.Е.Жуковского продемонстрировал вертолет, за который он получил золотую медаль. Им был придуман и применен автомат перекоса лопостей винта, который используется в современных вертолетах.

hello_html_1e424a3f.jpg

Во время первой мировой войны Карман и Петроцци в Австро- Венгрии сделали вертолет, который поднимался на 50 метров и держался в воздухе в течение часа..

Во время второй мировой воины работы над вертолетами проводились только в Советском Союзе (Братухин, Камов, Миль) и Соединенных Штатах (Пясецкий, Сикорский )

Первые попытки боевого применения винтокрылых летательных аппаратов (автожиров) были предприняты в 1941 году в Советском Союзе. Затем буксируемые аппараты с авторотирующим винтом использовали немцы для поиска подводных лодок. А начиная с 1944 года, в районе боевых действий появились и первые вертолеты И.И. Сикорского, который впоследствии стал ведущим конструктором вертолетов в США.

Михаил Леонтьевич Миль

В Советском Союзе конкурентом Игорю Сикорскому стал выдающийся конструктор Михаил Леонтьевич Миль, занимавшийся в основном созданием вертолетов большой грузоподъемности. К началу XXI столетия было построено свыше 30 ООО вертолетов марки Ми, многие из этих неприхотливых машин до сих пор эксплуатируются в различных странах мира.

Появление в эксплуатации вертолетов оказало такое же прогрессивное воздействие на экономику народного хозяйства, какое вызвало ранее появление в эксплуатации самолетов. Это событие изменило облик вооруженных сил, тактику и стратегию военных действий.

hello_html_m2be7f167.jpg

Николай Ильич Камов

Почему летают вертолёты

Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо хотя бы вкратце познакомиться с наукой, которая называется аэродинамикой. Она позволит нам понять, какие силы действуют в полете на вертолет. Ежедневно мы убеждаемся в том, что воздух оказывает весьма ощутимое сопротивление движению. Вспомните, какие затруднения возникают при встречном ветре у лыжника, конькобежца, бегуна, велосипедиста.

Чем быстрее движение, тем сильнее сказывается Сопротивление воздуха.

Повседневно мы с вами убеждаемся и в том, что-то же сопротивление возникает, когда тело неподвижно, а воздух набегает на него.

Взять в качестве примера хотя бы полет обыкновенного воздушного змея. Многие знают, что при безветрии, для того чтобы змей держался в воздухе, необходимо бежать с ним с определенной скоростью. А при ветре, да еще если он дует с такой же скоростью, с какой вам в первом случае приходилось бежать со змеем, Вы можете просто стоять на месте — остальное сделает ветер. Он поднимет змей на ту же самую высоту. Почему? Потому, что величина действующих на змей сил как в первом, так и во втором случае будет одинаковой.

Этим принципом обратимости движения и пользуются ученые для изучения явлений, возникающих при обтекании твердых тел воздухом, и определения сил и моментов, действующих на тело при его движении в воздухе.

На крыше вертолета есть огромный вертящийся винт, который выполняет роль крыльев. Этот винт вместе с другим винтом, поменьше, поднимает вертолет в воздух и не только не дает ему упасть, но и заставляет лететь. Винты, загребая лопастями воздух, как весла воду, мчат вертолет вперед.

Какие бывают вертолёты

Одна из первых и наиболее часто применяемая конструкция – одновинтовая с рулевым винтом. В этом случае над фюзеляжем вертолета крепится большой винт, дающий подъемную и тяговую силу, а на хвостовой балке – рулевой винт меньших размеров, компенсирующий реактивный момент и позволяющий управлять машиной в воздухе. Однако этот винт забирает на себя часть мощности двигателя, ухудшает характеристики основного винта, весьма уязвим при полетах на малой высоте и опасен на земле.

Один из самых современных типов – вертолет со струйной системой управления. В его хвостовой балке устанавливаются мощный вентилятор и реактивные сопла, регулирующие потоки воздуха и давление. Благодаря отсутствию рулевого винта, этот тип вертолетов является самым бесшумным и безопасным.

hello_html_m76978ce2.jpg

И, наконец, соосная схема, которая являлась визитной карточкой советских вертолетов конструкторского бюро Камова. В этом случае два несущих винта располагаются непосредственно друг над другом.

hello_html_3f337dee.jpg

Заключение

Конечно, вертолет не такая большая и мощная машина, как самолет, но и у него есть преимущества. Например, для того чтобы сделать посадку, самолету надо готовиться заранее, да и сесть он может только там, где есть длинная посадочная полоса. А вертолет может сесть на землю сразу, без пробежки, и на небольшой полянке. Вертолеты даже на крыши домов садятся! Взлететь вертолет может сразу, а самолету надо не менее 1 километра для разгона. А еще вертолет может повиснуть в воздухе, между небом и землей. Это очень удобно, когда нужно в определенном месте сбросить на землю груз или людей забрать — они по веревочной лестнице поднимутся в кабину, и вертолет полетит дальше.

Большие экономические преимущества применения вертолетов достигаются при использовании их в качестве летающих кранов для строительно-монтажных работ, для санитарно-спасательной службы, геологоразведочных экспедиций, ледовой разведки, транспортировки пассажиров и грузов в труднодоступные районы, для сельскохозяйственных работ. И совершенно неоценима роль вертолетов во время стихийных бедствий для спасения человеческих жизней.

Самое широкое применение вертолеты нашли в вооруженных силах, обеспечивая значительное увеличение их мобильности и ударной мощи. Вертолеты стали основной частью нашей военно – транспортной авиации, обеспечивая быструю транспортировку боевых подразделений и военной техники. Важную роль вертолеты стали играть и как специализированные боевые машины, обладающие высокой боевой эффективностью В армии боевые вертолеты, вооруженные противотанковыми ракетами, оказались наиболее эффективным средством борьбы с бронетанковыми силами, а в военно-морских силах корабельные противолодочные вертолеты во взаимодействии с кораблями являются эффективным средством поиска и уничтожения подводных лодок; в последнее время корабельные боевые вертолеты стали оснащаться противокорабельными ракетами.

Характерно, что у нас и за рубежом развитие новых типов вертолетов шло в основном по пути их военного применения, несмотря на огромные потенциальные возможности их гражданского применения. Поэтому в настоящее время за рубежом и у нас в вооруженных силах используется большая часть всех находящихся в эксплуатации вертолетов, а многие новые типы вертолетов разрабатывались первоначально как военные, а затем приспосабливались для гражданского применения.

На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Изучая историю создания вертолётов, я поняла, что вопрос полёта волновал людей многие тысячелетия. Люди изучали птиц, создавали летательные аппараты, рисковали своей жизнью.

2.Разобралась, как вертолёт поднимается в воздух.

3.Изучая строение и принципы полёта вертолёта, я поняла, почему вертолёт летает: на крыше вертолета есть огромный вертящийся винт, который выполняет роль крыльев. Этот винт вместе с другим винтом, поменьше, поднимает вертолет в воздух и не только не дает ему упасть, но и заставляет лететь. Винты, загребая лопастями воздух, как весла воду, мчат вертолет вперед. ). А самое главное, чтобы стать хорошим конструктором, нужны отличные знания в школе, так как маленькая ошибка в работе или в вычислениях может привести к трагедии.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА :

Вертолет, летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальными взлетом и посадкой, подъемная сила в котором создается одним или несколькими (чаще двумя) несущими винтами.

Слово "вертолет" введено вместо иностранного "геликоптер". Вертолет 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 полет в любом направлении со скоростями от нуля до максимальной. При вынужденной остановке двигателей в полете вертолет может совершить планирующий спуск и посадку, используя самовращение (авторотацию) несущих винтов. Во избежание срыва потока с лопастей и для увеличения скорости полета некоторые вертолеты имеют небольшое крыло, разгружающее несущие винты.

В зависимости от способа уравновешивания реактивного момента несущего винта различают вертолеты: 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 схемой) и многовинтовые. Из них получили распространение вертолеты: одновинтовые с хвостовым винтом (без крыла и с крылом); двухвинтовые соосные и вертолеты продольной схемы.

Вертолеты любой схемы состоят из планера аналогичного самолетному (фюзеляж, шасси, органы управления, электро-, радио- и навигационное оборудование и т.д.), винтовой несущей системы (несущих винтов), двигательной (силовой) установки, трансмиссии (привода). Одновинтовые вертолеты с механическим приводом, кроме того, имеют хвостовой винт и систему управления им.

Подавляющее большинство конструкций несущих винтов вертолетов выполнено с шарнирной подвеской лопастей. Такая подвеска дает возможность лопастям совершать маховое движение, обеспечивающее балансировку вертолета во всем диапазоне скоростей полета. В то же время маховое движение лопастей ставит предел увеличению скорости полета вертолета свыше 350-370 км/час из-за срыва потока на них. В 1965 году появились вертолеты американской фирмы "Локхид" с безшарнирными полужесткими винтами, у которых маховое движение концов лопастей осуществляется вследствие упругого изгиба лопастей. А в 60-е годы ХХ века начались разработки конструкций жестких винтов, у которых практически устранено маховое движение.

Такие винты могут быть применены только в двухвинтовой соосной системе, обеспечивающей балансировку и управление вертолета. Жесткие соосные винты не имея срыва потока позволят довести скорость полета до 500-600 км/час. Основные три типа конструктивного выполнения лопастей - смешанная конструкция со стальным трубчатым лонжероном; цельнометаллическая конструкция с прессованным из алюминиевого сплава лонжероном; цельностеклопластиковая лопасть. Аэродинамическая компановка лопастей зависит от назначения вертолета и определяется условиями взлета, значением максимальной скорости конца лопасти при максимальной скорости полета.

Управление несущими винтами состоит из двух систем: циклического управления шагом лопастей и управления общим шагом лопастей. Циклическое управление шагом лопастей выполняется автоматом перекоса, изобретенным Б.Н.Юрьевым в 1911 году.

Автомат перекоса расположен на оси винта и состоит из 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 появлением горизонтально составляющей тяги несущего винта, которая вызывает поступательное движение вертолета 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 служат для изменения вертикального режима полета: при одновременном увеличении угла установки всех лопастей вертолет поднимается; при одновременном уменьшении углов - опускается. Продольное и поперечное управление вертолетом осуществляется через автоматы перекоса; путевое управление - изменением шага лопастей хвостового винта (на одновинтовых вертолетах) или одновременным изменением общего шага лопастей в противоположных направлениях (на соосных вертолетах). При переходе на режим безмоторного планирования (режим самовращения несущих винтов) опусканием рычага общего шага уменьшают угол установки лопастей до 3-5 градусов.

Наибольшего развития вертолетостроение достигло в России (научно-конструкторские коллективы под руководством М.Л.Миля и Н.И.Камова), в США (фирмы "Сикорский", "Боинг", "Белль", "Каман"). Франции ("Сюд-авиасьен"), Англии ("Уэстленд") и Италии ("Агуста"). Вертолеты широко применяются в народном хозяйстве, на работах по борьбе с сельскохозяйственными вредителями и болезнями садов, виноградников и ценных технических культур, а также по подкормке посевов; для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении геологоразведочных работ, для гравеметрической съемки, для разведки ледовой обстановки, для патрулирования линий высокого напряжения, газо- и нефтепроводов, для перевозки и монтажа крупногабаритного обородувания, установки мачт и других монтажных работ, для санитарных и спасательных работ и т.д.

Опытно-конструкторское бюро им. М.Л.Миля было создано в 1947 году. К этому времени коллектив ОКБ завершил работу над проектом одновинтового летательного аппарата. Первый полет вертолета был выполнен в 1948 году. Он успешно выдержал летные и государственные испытания: машина хорошо зависала, продемонстрировала высокую маневременность и удовлетворительную устойчивость. В 1950 году началось серийное производство первого в стране вертолета, который получил название МИ-1. И уже в следующем году на воздушном параде, проходившем на Московском аэродроме в Тушино, участвовала группа этих машин.

Представляет определенный интерес заявление,сделанное в то время английским пилотом Дж.Фрикером, который сравнивал МИ-1 с аналогичными западными вертолетами S-51 и "Сикамор": "МИ-1 по сравнению с "Сикамором" располагает полезным избытком мощности, обеспечивающим хорошие летные показатели в тропических условиях и на больших высотах полета. "Сикамор" всегда считался одним из лучших вертолетов из-за небольших вибрация6 но пожалуй, МИ-1 даже лучше его и не имеет ни одной из обычно наблюдающихся форм вибраций малых амплитуд.

МИ-1 также приятен относительно небольшим уровнем шума: неслышно скрежета трансмииссий и, в отличие от многих вертолетов, его двигатель работает мягче. Второй полет на вертолете подтвердил эти первоначальные впечатления о грамотном инженерном решении конструкции и о разумном его выполнении. В своей категории МИ-1 не уступает ни одной из западных машин по летным характеристикам". ("Airplane", 1956, N 2346). Вертолет МИ-1 сразу нашел широкое применение в народном хозяйстве: для сельскохозяйственных авиахимических работ, разведки с палуб ледокольных и китобойных судов, подсчета запасов леса, обслуживания геологических партий, спасения рыбаков и т.д.

Зарубежным заказчикам было поставлено несколько сот машин этого типа. С 1957 года их начали строить по советской лицензии в Польской народной республике.

ФАИ официально утверждено 23 мировых рекорда установленных на МИ-1 советскими и польскими вертолетчиками.

В 1951 году ОКБ получило задание создать вертолет, который по своим данным, в частности по грузоподъенмности и потолку, превосходил бы лучшие аналоги того времени. В самые сжатые сроки коллектив ОКБ разработал новый вертолет и в конце 1952 года началась подготовка его к серийному производству. Это был получивший широкую известность транспортный вертолет МИ-4, оснащенный поршневым двигателем АШ-82В - вертолетным вариантом известного двигателя конструкции А.Д.Швецова. После успешного завершения государственных испытаний МИ-4 был принят в эксплуатацию.

МИ-4 был первым вертолетом с задним погрузочным люком и трапом для погрузки в фюзеляж различной колесной техники. В настоящее время такое компановочное решение, впервые тогда предложенное в ОКБ, стало общепринятым для транспортных машин.

В процесе разработки МИ-4 был сделан значительный шаг вперед в развитии конструкции основных агрегатов. Впервые в систему управления вертолетом были включены гидробустеры. В частности, это был первый летательный аппарат с полностью необратимым бустерным управлением.

Наиболее трудной проблемой было создание надежных лопастей несущего винта. После проработки множества вариантов ресурс лопастей был доведен со 150 до 2000-2500 часов с одновременным повышением их надежности. Проводились также исследования по повышению ресурса других основных жизненно важных агрегатов машины. МИ-4 стал одним из самых надежных вертолетов в мире.

В ходе доводки и при эксплуатации МИ-4 пришлось столкнуться с явлениями флаттера и земного резонанса. Под руководством и при личном участии М.Л.Миля эти проблемы были решены. Широкую известность получили теоретические работы по этим вопросам его учеников А.В.Некрасова и Л.Н.Гротко. Разработка теории флаттера и земного резонанса помогла исключить возможность их возникновения в последующих конструкциях вертолетов.

Кроме основного транспортного, появились пассажирский, санитарный и сельскохозяйственный варианты. Одна из модификаций вертолета оборудована поплавковым шасси. Со специальной наружней подвеской МИ-4 использовался в качестве летающего крана.

На вертолетах МИ-4 было установлено 7 мировых рекордов. В 1958 году на Всемирной выставке в Брюсселе творческий труд создателей вертолета был отмечен Золотой Медалью.

В 1953 году ОКБ приступило к разработке транспортного вертолета для перевозки 6 тонн груза на расстояние до 600 км. Первый полет нового вертолета одновинтовой схемы МИ-6 с двумя турбовинтовыми двигателями состоялся в 1957 году. В том же году во время испытательного полета был установлен первый мировой рекорд - поднят груз 12 тонн. В 1962 году - груз весом 20,1 тонны. С 1959 по 1964 г.г. на МИ-6 серийного производства установлено еще 12 мировых рекордов.

Применение автопилота, дополнительного навигационного оборудования, электротепловой, антиобледенительной системы, введение в состав экипажа штурмана позволили использовать МИ-6 практически в любое время дня и ночи и в любую погоду.

По сути дела он стал первым всепогодным вертолетом и с 1964 года успешно эксплуатируется в народном хозяйстве нашей страны.

В 1965 году МИ-6 вместе с вертолетом-краном МИ-10 впервые демонстрировался на авиационной выставке в Париже. Зарубежная пресса оценивая успех советского вертолетостроения, констатировало, что при создании МИ-6 (и МИ-10) "были решены такие инженерные проблемы, к которым до сих пор не осмеливаются приблизиться конструкторы западных фирм" ("Interavia", 1965 год, N 8). Напомним, что это писалось спустя 8 лет после первого полета МИ-6. Значение этой машины не исчерпывается ее большой грузоподъемностью и размерами.

МИ-6 - первый в мире вертолет перешагнувший рубеж скорости 320 км/час, который, как считалось одно время, никогда не будет достигнут аппаратами этого типа.

МИ-6 - первый в мире вертолет серийного производства, оснащенный двумя турбовинтовыми двигателями со свободной турбиной. Его компановочная схема признана классической.

В июне 1960 года МИ-10 совершил первый полет. В процессе испытаний было установлено, что вертолет может транспортировать грузы длиной до 20 метров, высотой до 3,5 метров, шириной до 5 метров (при крестообразной форме груза - до 10 метров), весом 12 тонн на расстояние до 250 км и весом 15 тонн - на более короткие расстояния.

В 1965 году на специально подготовленном вертолете МИ-10 с шасси от МИ-6 установлено два мировых рекорда: груз 25,1 тонны поднят на высоту 2840 метров, а груз 5 тонн - на 7150 метров.

В последующие годы в ОКБ проводились плодотворные работы по созданию средних и легких вертолетов с турбинными двигателями. В 1960 году началась работа над пасажирским вертолетом с турбинной силовой установкой (на базе МИ-4). Первый вариант вертолета имел один двигатель со свободной турбиной конструкции ОКБ А.Г.Ивченко. В 1961 году эта машина уже участвовала в показе новой авиационной техники в Тушино.

В дальнейшем было решено применить двухдвигательную силовую установку, обеспечивающую нормальное продолжение полета при выходе из строя одного из двигателей. Первый такой вертолет - МИ-8 с двумя турбовинтовыми двигателями конструкции ОКБ С.П.Изотова в 1965 году поступил в серийное производство.

В 1960 году ОКБ начало проектировать легкий вертолет на базе МИ-1 с двумя двигателями конструкции С.П.Изотова. Создание такого вертолета - МИ-2, было шагом вперед в развитии машин такого класса. Двухтурбинная схема для легких вертолетов, впервые примененная для МИ-2, получила в настоящее время общее признание. Он обладает значительными преимуществами перед МИ-1 как по грузоподъемности, так и по скорости.

Эта машина как бы перешла по своим данным в класс МИ-4, оставаясь по размерам и взлетному весу в классе МИ-1. В 1967 году в воздух поднялся самый большой из когда-либо существовавших вертолетов В-12. В одном из испытательных полетов он поднял груз весом более 40 тонн. Вертолет был построен по поперечной схеме с крылом обратного сужения. По оценкам специалистов появление такого экспериментального вертолета подтвердило возможность перехода к созданию винтокрылых аппаратов с взлетным весом 100 тонн.

В дальнейшем были созданы: многоцелевой вертолет МИ-17, с успехом использующийся в народном хозяйстве нашей страны, и вертолет МИ-26 - самый грузоподъемный серийный вертолет создававшийся для выполнения уникальных монтажных работ.

1948 год. Воздушный парад на Тушинском аэродроме, посвященный Дню Воздушного Флота. Внимание зрителей привлекает автомобиль, на грузовой платформе которого размещается вертолет. Он взлетает, делает круг над аэродромом и снова садится на платформу. Создатель "летающего мотоцикла" (как его назвали журналисты) - Николай Ильич Камов, в течение многих лет конструировавший автожиры. Одноместный вертолет с мотоциклетным двигателем, с двумя соосными несущими винтами, вращающимися в противоположных направлениях, - новая его конструкция.

После успешной демонстрации вертолета создается опытно-конструкторское бюро во главе с главным конструктором Н.И.Камовым, которому поручается разработка одноместного корабельного вертолета для разведки, связи и наблюдения. Новый вертолет КА-10 имел ту же принципиальную схему, что и "летающий мотоцикл", но более мощный авиационный поршневой двигатель воздушного охлаждения АИ-4Г с взлетной мощностью 55 л.с., разработанный в ОКБ А.Г.Ивченко.

Испытания КА-10 в 1949-1951 г.г. продемонстрировали свойственную вертолетам соосной схемы исключительную маневренность и хорошую управляемость. На вертолете КА-10, а затем и на его модифицированном варианте КА-10А были отработаны такие принципиальные конструктивные решения, как система управления соосными несущими винтами и двухкилевое оперение, которые в дальнейшем легли в основу всех разработанных ОКБ вертолетов.

С этого времени создание двухвинтовых соосных вертолетов самого разнообразного назначения и различных весовых категорий становится главным направлением творческой деятельности ОКБ Н.И.Камова.

Следующий этап работы ОКБ - создание семейства 2-3-х местных близких по характеристикам соосных вертолетов КА-15, КА-15М, КА-18. Эти многоцелевые вертолеты, имея общую несущую систему, редуктор и двигатель, отличались друг от друга назначением и конструкцией фюзеляжа. Для них было спроектировано различное съемное оборудование: аппаратура для опыления, опрыскивания, генерации аэрозолей, подвесные контейнеры для грузов и почты, гондолы для перевозки больных, поплавковое шасси, второе управление в учебном варианте.

В результате поиска новых более эффективных компановочных и конструктивных решений в 1964 и 1965 годах был создан многоцелевой вертолет КА-26. На основе схемы "летающего шасси" была достигнута высокая весовая отдача вертолета с двумя поршневыми двигателями. Комплект быстросъемного навесного оборудования: пассажирская кабина, грузовая платформа, аппаратура для опрыскивания и внесения минеральных удобрений, присбособление для транспортировки грузов на внешней подвеске - позволяет бригаде из 3 человек за 1,5-2,0 часа переоборудовать вертолет из одного варианта в другой.

К конструктивным особенностям вертолета, кроме схемы "летающего шасси", двухдвигательной силовой установки и системы создания избыточного давления в кабине пилота для защиты от химикатов на сельхозработах следует отнести и широкое применение стеклопластика. Из него на вертолете изготовлены не только различные обтекатели, капоты, пол кабины, бункер для химикатов, но и такие важнейшие элементы конструкции, как лопасти несущего винта. По сравнению с дюралевыми такие лопасти практически не имеют ограничения ресурса по условиям усталостной прочности, исключается необходимость применения сложной дорогостоящей оснастки и обработки на станках.

Совместно с различными исследовательскими институтами в течение нескольких лет проводились эксперименты по подбору материала, клея, режимов прессования по отработке конструкции лопастей, по испытанию отсеков и натурных лопастей. В результате была разработана конструкция и технология серийного изготовления стеклопластиковых лопастей, несущих винтов вертолета КА-15 (диаметром 10 метров) и вертолета КА-26 (диаметром 13 метров) и впервые в мировой практике вертолетостроения стеклопластиковые лопасти были внедрены в широкую эксплуатацию.

Зарубежная пресса отмечала, что все специфические проблемы вертолетостроения в конструкции вертолета КА-26, который выполняет виражи с большим креном, трудноосуществимым на других винтокрылых машинах, решены на высоком уровне. Пилоты при управлении этой машины выявили редкие для вертолета устойчивость и легкость управления.

Опыт эксплуатации показывает, что использование вертолетов КА-26 наиболее эффективно на агрохимических работах.

Здесь в наибольшей степени подтверждается преимущество соосной схемы. С одной стороны - исключительная маневременность соосного вертолета позволяет совершать полеты в непосредственной близости от обрабатываемых сельскохозяйственных угодий сложного рельефа. С другой стороны - кольцеобразные вихри, индуцируемые соосной несущей системой, способствуют проникновению химикатов в густую крону растений по всей их высоте. Благодаря этому КА-26 успешно используется на виноградных плантациях, на полях пшеницы и хлопчатника, сахарной свеклы и риса, на горных пастбищах и в садах. По заключениям зарубежных специалистов, применение вертолета КА-26 для защиты растений обходится значительно дешевле, чем использование любых наземных средств.

Вертолет, летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальными взлетом и посадкой, подъемная сила в котором создается одним или несколькими (чаще двумя) несущими винтами.

Слово "вертолет" введено вместо иностранного "геликоптер". Вертолет 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 полет в любом направлении со скоростями от нуля до максимальной. При вынужденной остановке двигателей в полете вертолет может совершить планирующий спуск и посадку, используя самовращение (авторотацию) несущих винтов. Во избежание срыва потока с лопастей и для увеличения скорости полета некоторые вертолеты имеют небольшое крыло, разгружающее несущие винты.

В зависимости от способа уравновешивания реактивного момента несущего винта различают вертолеты: 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 схемой) и многовинтовые. Из них получили распространение вертолеты: одновинтовые с хвостовым винтом (без крыла и с крылом); двухвинтовые соосные и вертолеты продольной схемы.

Вертолеты любой схемы состоят из планера аналогичного самолетному (фюзеляж, шасси, органы управления, электро-, радио- и навигационное оборудование и т.д.), винтовой несущей системы (несущих винтов), двигательной (силовой) установки, трансмиссии (привода). Одновинтовые вертолеты с механическим приводом, кроме того, имеют хвостовой винт и систему управления им.

Подавляющее большинство конструкций несущих винтов вертолетов выполнено с шарнирной подвеской лопастей. Такая подвеска дает возможность лопастям совершать маховое движение, обеспечивающее балансировку вертолета во всем диапазоне скоростей полета. В то же время маховое движение лопастей ставит предел увеличению скорости полета вертолета свыше 350-370 км/час из-за срыва потока на них. В 1965 году появились вертолеты американской фирмы "Локхид" с безшарнирными полужесткими винтами, у которых маховое движение концов лопастей осуществляется вследствие упругого изгиба лопастей. А в 60-е годы ХХ века начались разработки конструкций жестких винтов, у которых практически устранено маховое движение.

Такие винты могут быть применены только в двухвинтовой соосной системе, обеспечивающей балансировку и управление вертолета. Жесткие соосные винты не имея срыва потока позволят довести скорость полета до 500-600 км/час. Основные три типа конструктивного выполнения лопастей - смешанная конструкция со стальным трубчатым лонжероном; цельнометаллическая конструкция с прессованным из алюминиевого сплава лонжероном; цельностеклопластиковая лопасть. Аэродинамическая компановка лопастей зависит от назначения вертолета и определяется условиями взлета, значением максимальной скорости конца лопасти при максимальной скорости полета.

Управление несущими винтами состоит из двух систем: циклического управления шагом лопастей и управления общим шагом лопастей. Циклическое управление шагом лопастей выполняется автоматом перекоса, изобретенным Б.Н.Юрьевым в 1911 году.

Автомат перекоса расположен на оси винта и состоит из 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 появлением горизонтально составляющей тяги несущего винта, которая вызывает поступательное движение вертолета 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 служат для изменения вертикального режима полета: при одновременном увеличении угла установки всех лопастей вертолет поднимается; при одновременном уменьшении углов - опускается. Продольное и поперечное управление вертолетом осуществляется через автоматы перекоса; путевое управление - изменением шага лопастей хвостового винта (на одновинтовых вертолетах) или одновременным изменением общего шага лопастей в противоположных направлениях (на соосных вертолетах). При переходе на режим безмоторного планирования (режим самовращения несущих винтов) опусканием рычага общего шага уменьшают угол установки лопастей до 3-5 градусов.

Наибольшего развития вертолетостроение достигло в России (научно-конструкторские коллективы под руководством М.Л.Миля и Н.И.Камова), в США (фирмы "Сикорский", "Боинг", "Белль", "Каман"). Франции ("Сюд-авиасьен"), Англии ("Уэстленд") и Италии ("Агуста"). Вертолеты широко применяются в народном хозяйстве, на работах по борьбе с сельскохозяйственными вредителями и болезнями садов, виноградников и ценных технических культур, а также по подкормке посевов; для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении геологоразведочных работ, для гравеметрической съемки, для разведки ледовой обстановки, для патрулирования линий высокого напряжения, газо- и нефтепроводов, для перевозки и монтажа крупногабаритного обородувания, установки мачт и других монтажных работ, для санитарных и спасательных работ и т.д.

Вертолеты "Ми"

Опытно-конструкторское бюро им. М.Л.Миля было создано в 1947 году. К этому времени коллектив ОКБ завершил работу над проектом одновинтового летательного аппарата. Первый полет вертолета был выполнен в 1948 году. Он успешно выдержал летные и государственные испытания: машина хорошо зависала, продемонстрировала высокую маневременность и удовлетворительную устойчивость. В 1950 году началось серийное производство первого в стране вертолета, который получил название МИ-1. И уже в следующем году на воздушном параде, проходившем на Московском аэродроме в Тушино, участвовала группа этих машин.

Представляет определенный интерес заявление,сделанное в то время английским пилотом Дж.Фрикером, который сравнивал МИ-1 с аналогичными западными вертолетами S-51 и "Сикамор": "МИ-1 по сравнению с "Сикамором" располагает полезным избытком мощности, обеспечивающим хорошие летные показатели в тропических условиях и на больших высотах полета. "Сикамор" всегда считался одним из лучших вертолетов из-за небольших вибрация6 но пожалуй, МИ-1 даже лучше его и не имеет ни одной из обычно наблюдающихся форм вибраций малых амплитуд.

МИ-1 также приятен относительно небольшим уровнем шума: неслышно скрежета трансмииссий и, в отличие от многих вертолетов, его двигатель работает мягче. Второй полет на вертолете подтвердил эти первоначальные впечатления о грамотном инженерном решении конструкции и о разумном его выполнении. В своей категории МИ-1 не уступает ни одной из западных машин по летным характеристикам". ("Airplane", 1956, N 2346). Вертолет МИ-1 сразу нашел широкое применение в народном хозяйстве: для сельскохозяйственных авиахимических работ, разведки с палуб ледокольных и китобойных судов, подсчета запасов леса, обслуживания геологических партий, спасения рыбаков и т.д.

Зарубежным заказчикам было поставлено несколько сот машин этого типа. С 1957 года их начали строить по советской лицензии в Польской народной республике.

ФАИ официально утверждено 23 мировых рекорда установленных на МИ-1 советскими и польскими вертолетчиками.

В 1951 году ОКБ получило задание создать вертолет, который по своим данным, в частности по грузоподъенмности и потолку, превосходил бы лучшие аналоги того времени. В самые сжатые сроки коллектив ОКБ разработал новый вертолет и в конце 1952 года началась подготовка его к серийному производству. Это был получивший широкую известность транспортный вертолет МИ-4, оснащенный поршневым двигателем АШ-82В - вертолетным вариантом известного двигателя конструкции А.Д.Швецова. После успешного завершения государственных испытаний МИ-4 был принят в эксплуатацию.

МИ-4 был первым вертолетом с задним погрузочным люком и трапом для погрузки в фюзеляж различной колесной техники. В настоящее время такое компановочное решение, впервые тогда предложенное в ОКБ, стало общепринятым для транспортных машин.

В процесе разработки МИ-4 был сделан значительный шаг вперед в развитии конструкции основных агрегатов. Впервые в систему управления вертолетом были включены гидробустеры. В частности, это был первый летательный аппарат с полностью необратимым бустерным управлением.

Наиболее трудной проблемой было создание надежных лопастей несущего винта. После проработки множества вариантов ресурс лопастей был доведен со 150 до 2000-2500 часов с одновременным повышением их надежности. Проводились также исследования по повышению ресурса других основных жизненно важных агрегатов машины. МИ-4 стал одним из самых надежных вертолетов в мире.

В ходе доводки и при эксплуатации МИ-4 пришлось столкнуться с явлениями флаттера и земного резонанса. Под руководством и при личном участии М.Л.Миля эти проблемы были решены. Широкую известность получили теоретические работы по этим вопросам его учеников А.В.Некрасова и Л.Н.Гротко. Разработка теории флаттера и земного резонанса помогла исключить возможность их возникновения в последующих конструкциях вертолетов.

Кроме основного транспортного, появились пассажирский, санитарный и сельскохозяйственный варианты. Одна из модификаций вертолета оборудована поплавковым шасси. Со специальной наружней подвеской МИ-4 использовался в качестве летающего крана.

На вертолетах МИ-4 было установлено 7 мировых рекордов. В 1958 году на Всемирной выставке в Брюсселе творческий труд создателей вертолета был отмечен Золотой Медалью.

В 1953 году ОКБ приступило к разработке транспортного вертолета для перевозки 6 тонн груза на расстояние до 600 км. Первый полет нового вертолета одновинтовой схемы МИ-6 с двумя турбовинтовыми двигателями состоялся в 1957 году. В том же году во время испытательного полета был установлен первый мировой рекорд - поднят груз 12 тонн. В 1962 году - груз весом 20,1 тонны. С 1959 по 1964 г.г. на МИ-6 серийного производства установлено еще 12 мировых рекордов.

Применение автопилота, дополнительного навигационного оборудования, электротепловой, антиобледенительной системы, введение в состав экипажа штурмана позволили использовать МИ-6 практически в любое время дня и ночи и в любую погоду.

По сути дела он стал первым всепогодным вертолетом и с 1964 года успешно эксплуатируется в народном хозяйстве нашей страны.

В 1965 году МИ-6 вместе с вертолетом-краном МИ-10 впервые демонстрировался на авиационной выставке в Париже. Зарубежная пресса оценивая успех советского вертолетостроения, констатировало, что при создании МИ-6 (и МИ-10) "были решены такие инженерные проблемы, к которым до сих пор не осмеливаются приблизиться конструкторы западных фирм" ("Interavia", 1965 год, N 8). Напомним, что это писалось спустя 8 лет после первого полета МИ-6. Значение этой машины не исчерпывается ее большой грузоподъемностью и размерами.

МИ-6 - первый в мире вертолет перешагнувший рубеж скорости 320 км/час, который, как считалось одно время, никогда не будет достигнут аппаратами этого типа.

вертолет Леонардо да Винчи

Спиралевидное крыло из накрахмаленного полотна, по мысли Леонардо, должно было поднимать машину так же, как винт вертолета. Однако в то время еще не изобрели двигатель, способный поднять подобный аппарат, но, если бы он и существовал, геликоптер был бы неуправляемым. Леонардо не догадывался, что двигатель вращал бы сам аппарат в противоположную движению винта сторону.

Американские и британские ВМС обзавелись вертолетом Игоря Сикорского R-4, созданным в 1942 году.

FI 282, Германия

Если во Второй мировой вертолеты были одно- или двухместными и использовались в основном для связи, боевого охранения, корректировки огня и эвакуации одного или двух раненых, то в Корейскую войну более мощные машины прославились массовой переброской войск.

После этого были созданы вертолеты для борьбы с танками, противолодочные вертолеты и винтокрылые машины радиолокационного обнаружения и радиоэлектронной борьбы.

ОН-Х, Япония

Вертолеты на службе у человека

Главным достоинством вертолетов является их маневренность в полете. Кроме того, этот летательный аппарат может приземлиться (и взлететь) в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта. Благодаря этому в наши дни вертолеты широко применяются для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении геологоразведочных работ, для съемок с воздуха, для перевозки и монтажа крупногабаритного оборудования. Они незаменимы для санитарных и спасательных работ.

вертолет тушит пожар

Конструкция вертолета

Для начала следует познакомиться с термином — авторотация. Это эффект вращения вертолета в сторону, противоположную направлению вращения несущего винта. Таковы законы физики. Вертолеты приходится оснащать дополнительным винтом, расположенным в хвосте, — рулевым. Рулевой винт создает силу, противоположную авторотации и компенсирующую ее. Наличие рулевого винта позволяет вертолету двигаться в нужную сторону, а не крутиться на месте.

винт на хвосте вертолета

Вращающийся на значительной скорости большой пропеллер может серьезно ранить стоящего рядом человека. Повышает безопасность вертолета конструкция со спрятанным рулевым винтом. Она выглядит примерно так, как показано на фото

Схема без хвостового винта

Схема без хвостового винта

Вертолеты двухвинтовой схемы

Парочка соосных несущих винтов

Парочка соосных несущих винтов

Парочка разнесенных несущих винтов

Парочка разнесенных несущих винтов

Сложности конструкции

Вертолеты двухвинтовой схемы

Пара несущих винтов — это, безусловно, великолепная идея. Она позволяет исключить такое слабое звено, как рулевой винт. Однако она же привносит в конструкцию новую проблему. Сдвоенный несущий винт намного сложнее устроен, чем одиночный. Поэтому только самые передовые фирмы мира занимаются производством вертолетов соосной схемы.

Ирокез ВЕРТОЛЕТ

Ми-24

В 1971 г. на вооружение Советской армии был принят вертолет Ми-24, созданный в конструкторском бюро еще одного гения вертолетостроения — русского инженера М. Миля. Это уникальная машина, сочетающая качества транспортного и ударного вертолета. До настоящего времени не создано настолько универсальной машины. Ми-24 может с успехом уничтожать танки, штурмовать вражеские укрепления, доставлять грузы, высаживать десант и эвакуировать раненых.

Ударный боец племени апачей

вертолет ЕС-135

ВО. 105, Германия

Читайте также: