Helikoptéra

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 12. října 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Vrtulník  je letoun s vertikálním vzletem a přistáním s rotačním křídlem , ve kterém jsou zvedací a hnací (pohonné [1] ) síly ve všech fázích letu vytvářeny jedním nebo více hlavními rotory poháněnými jedním nebo více motory .

Etymologie

Zastaralý název vrtulníku - "helicopter" - byl vypůjčen z francouzštiny ( francouzsky  hélicoptère ) již koncem 19. století [2] . Ve francouzštině bylo toto slovo vytvořeno z kořenů starověkého řeckého jazyka ( jiné řecké ἕλιξ , genitiv ἕλικος „spirála, šroub“ a πτερόν „křídlo“).

Autorství slova „vrtulník“ (od „točí“ a „létá“) náleží N. I. Kamovovi [3] . Nejstarším dokumentem, ve kterém je „vrtulník“ použit, je Protokol ze zasedání Technické komise Ústřední rady OSOAVIAKhIM , které předsedá B. N. Yuryev , ze dne 8. února 1929. Zasedání komise bylo věnováno zvažování projektu autogyra KASKR-1 inženýry N. I. Kamovem a N. K. Skrzhinskym . Nové slovo se vžilo jako synonymum pro slovo „helikoptéra“ a koncem 40. let jej zcela nahradilo. Slovo „ autogyro “ zůstalo v ruštině ve svém původním významu.

Nezdá se být pravdou, že tvrzení L. A. Vvedenské a N. P. Kolesnikova, že „když vynalezli letadlo, které před vzletem nepotřebuje let, protože je schopno vertikálně stoupat a létat z jakékoli platformy, pak bylo slovo „vrtulník“ vytvořeno pro jeho název „( vertikálně + létat)“ [4] , zvláště když KASKR-1 , což je vírník, nemohl stoupat vertikálně.

Existuje také verze, že slovo „helikoptéra“ vynalezl a zavedl do ruského jazyka sovětský spisovatel sci-fi A.P. Kazantsev [5] .

Základní principy

Stejně jako křídlo letadla jsou listy rotoru vrtulníku v úhlu k rovině rotace vrtule, který se nazývá úhel sklonu. Na rozdíl od pevného křídla letadla se však úhel instalace listů vrtulníku může značně lišit (až 30°).

Téměř vždy je hlavní rotor vrtulníku vybaven kyvnou deskou , která pro řízení letu zajišťuje posun středu přítlaku vrtule v případě kloubového spojení listů nebo naklání rovinu rotace. vrtule v případě polotuhého spojení .

Kývačka je obvykle pevně spojena s axiálním závěsem, aby se změnil úhel náběhu lopatek.

Ve schématech se třemi nebo více rotory může chybět kotouč cykliky.

Listy vrtulníku se zpravidla otáčejí konstantní frekvencí ve všech režimech letu, zvýšení nebo snížení tahu hlavního rotoru závisí na stoupání rotoru.

Rotace vrtule je obvykle přenášena od jednoho nebo dvou motorů přes převodovku a mezipřevodovku sloupku hlavního rotoru. V tomto případě vzniká reaktivní moment, který má tendenci roztočit vrtulník ve směru opačném k rotaci hlavního rotoru. Pro vyrovnání proudového momentu a pro směrové řízení se používá buď ocasní rotor , nebo koaxiální schéma rotorů otáčejících se v různých směrech.

Jako kormidelní zařízení se obvykle používá vertikální ocasní rotor na konci ocasního ráhna, méně často se používá ocasní rotor v prstencovém kanálu - fenestron , ještě vzácněji systém NOTAR založený na Coandově efektu .

Systém NOTAR se skládá z dutého ocasního výložníku, na jehož základně je šroub pro vytvoření potřebného přítlaku, ovladatelných štěrbin podél povrchu nosníku a rotační trysky pro směrové ovládání na konci nosníku. Vzduch opouštějící řízené štěrbiny vytváří na povrchu ocasního ramene různé rychlosti. Podle Bernoulliho zákona je na té části povrchu, kde je rychlost proudění hraniční vzduchové vrstvy větší, tlak vzduchu menší. Vlivem rozdílu tlaku vzduchu na stranách ocasního ráhna vzniká potřebná síla směřující z oblasti s vysokým tlakem do oblasti s menším tlakem (příkladem takového vrtulníku je MD 500 ).

Existují také možnosti s umístěním ocasního rotoru na křídle vrtulníku , přičemž šroub nejenže působí proti proudovému momentu a podílí se na směrovém řízení, ale také vytváří dodatečný tah směřující dopředu, čímž během letu odlehčuje hlavní rotor.

Při použití koaxiálního schématu protiběžných vrtulí se jalové momenty vzájemně kompenzují, přičemž není potřeba přídavný výkon od motorů. Takové schéma však výrazně komplikuje konstrukci vrtulníku.

V případě, že je šroub poháněn proudovými motory , namontovanými na samotných lopatkách, není reaktivní moment téměř patrný.

Pro odlehčení hlavního rotoru při vysoké rychlosti lze vrtulník vybavit dostatečně vyvinutým křídlem a ke zvýšení směrové stability lze využít i ocasní plochy .

Když vrtulník letí dopředu, lopatky pohybující se vpřed mají větší rychlost vzhledem ke vzduchu než ty, které se pohybují dozadu. Výsledkem je, že jedna z polovin vrtule vytváří větší vztlak než druhá a vzniká dodatečný klopný moment. V tomto případě má polovina vrtule s posouvajícími se listy ve vztahu k přicházejícímu proudu vzduchu při působení tohoto proudu tendenci vychýlit se ve vodorovném závěsu nahoru. V přítomnosti tuhého spojení s cyklickou deskou to vede ke snížení úhlu náběhu a následně ke snížení zdvihu. Na druhé polovině vrtule jsou listy vystaveny mnohem menšímu tlaku vzduchu, zvyšuje se úhel instalace listů a zvyšuje se také zvedací síla. Tato jednoduchá metoda snižuje vliv klopného momentu. Na ustupujících lopatkách lze za určitých okolností pozorovat stagnaci proudění a koncové části postupujících lopatek mohou překonat vlnovou krizi při průchodu zvukovou bariérou.

Kromě toho se pro zlepšení stability během letu, zvýšení maximální rychlosti a užitečného zatížení používají přídavná křídla (například na Mi-6 a částečně na Mi-24  - v tomto vrtulníku fungují pylony zavěšených zbraní jako přídavné křídla). Díky dodatečné zvedací síle na křídlech je možné odlehčit hlavní rotor, snížit celkové stoupání vrtule a poněkud snížit sílu rolovacího efektu, nicméně v režimu visení vytvářejí křídla dodatečný odpor vůči vrtuli. proudění vzduchu z hlavního rotoru směrem dolů, čímž se snižuje stabilita.

Hlavní rotor vytváří vibrace , které ohrožují zničení konstrukce. Proto se ve většině případů používá aktivní systém tlumení vznikajících vibrací.

V případě poruchy motoru musí být vrtulník schopen bezpečně přistát v režimu autorotace , tedy v režimu samorotace nosného rotoru při působení proudícího vzduchu. K tomu jsou téměř všechny vrtulníky, s výjimkou proudových, vybaveny volnoběžkou, která v případě potřeby odpojí převod od hlavního rotoru. Přistání v režimu autorotace se ukazuje jako řízené, ale je považováno za nouzový režim: ustálená rychlost klesání pro lehké vrtulníky je od 5 m/sa pro těžké vrtulníky až 30 m/s nebo více.

Vlastnosti vrtulníku závisí na tlaku okolního vzduchu, zejména na výšce letu, teplotě vzduchu a vlhkosti.

Hlavní části vrtulníku

Management

Kontrola náklonu a sklonu u většiny existujících vrtulníků se provádí pomocí cyklické změny úhlu náběhu lopatek ( rozteče ) hlavního rotoru, nazývané cyklické stoupání , pomocí cykliky . Při změně cyklického stoupání vzniká moment, který nakloní vrtulník, v důsledku čehož se vektor tahu hlavního rotoru vychýlí v daném směru. Na konvertoplánech se řízení provádí letadlovým způsobem. Jiné způsoby řízení náklonu a sklonu jsou také možné, ale u stávajících vrtulníků se nepoužívají.

Řízení stáčení se liší v závislosti na aerodynamické konfiguraci vrtulníku a lze jej provádět pomocí ocasního rotoru (u vrtulníků klasického schématu), rozdíl v celkovém stoupání vrtulí (u dvourotorových vrtulníků), pomocí proudnice tryska (pro vrtulníky s tryskovým systémem), stejně jako s horizontálním pohybem pomocí vertikální ocasní plochy.

Pro ovládání cyklického kroku je v kokpitu vrtulníku instalována svislá rukojeť. Jeho odchylka vpřed / vzad poskytuje kontrolu ve stoupání, vlevo / vpravo - v náklonu. Ke změně celkového sklonu hlavního rotoru (respektive vztlakové síly vrtulníku) se používá rukojeť „pitch-gas“ vychýlená nahoru pod levou rukou pilota. Yaw se ovládá pedály.

Podstatné je, že u vrtulníku se na rozdíl od letadel nepoužívá přímé řízení výkonu motoru, ale nepřímé řízení. Během letu se rychlost otáčení hlavního rotoru mění v relativně úzkých mezích. Logiku řízení výkonu lze popsat následovně. Například pro provedení vzletu pilot zvětší celkové stoupání hlavního rotoru, zvýšený odpor vzduchu sníží otáčky vrtule, automatické řízení motoru zaznamená takový pokles otáček a zvýší zásobu paliva, čímž zvýší výkon. Takový systém je instalován na všech vrtulnících s motory s plynovou turbínou bez výjimky, stejně jako na velké většině pístových vrtulníků, s výjimkou vzácných exemplářů z 50. let.

I přes přítomnost takového automatického řídicího systému je v některých případech stále nutný zásah pilota (přímé řízení výkonu motoru). K tomu je na kolektivní rukojeti pitch umístěn regulátor výkonu (tzv. „korekce“). Regulátor je vyroben ve formě otočného kroužku, podobně jako u škrticí klapky motocyklu. Rozsah korekce je relativně malý; korekce se použije pro jemné doladění výkonu. Z tohoto důvodu je knoflík kolektivního pitch často označován jako „pitch-throttle“.

Na dvoumotorové vrtulníky lze instalovat i systém přímého samostatného řízení motoru. Slouží jako záloha pro případ různých poruch nebo mimořádných událostí.

Výhody a nevýhody

Hlavní výhodou je možnost vertikálního startu a přistání – vrtulník může přistát (a vzlétnout) kdekoli, kde je rovná plocha o průměru jeden a půl vrtule. Také jejich manévrovatelnost : helikoptéry jsou schopny se vznášet ve vzduchu a dokonce létat pozpátku. Kromě toho mohou vrtulníky přepravovat náklad na externím závěsu, což vám umožňuje přepravovat velmi objemný náklad a také provádět instalační práce.

Hlavními nevýhodami všech rotačních křídel ve srovnání s letadly jsou nižší maximální rychlost letu a zvýšená spotřeba paliva ( měrná spotřeba paliva ). V důsledku toho jsou náklady na let vyšší na osobokilometr nebo na jednotku hmotnosti přepravovaného nákladu. Také nevýhody vrtulníků lze přičíst složitosti řízení.

Vrtulníky s proudovým pohonem hlavního rotoru značně ztěžují přistání na autorotaci (při vypnutých motorech vysoký odpor motorových gondol rychle zpomaluje rotaci hlavního rotoru), dále vysoká hlučnost a vysoká viditelnost z motorových hořáků.

Stejně jako letadla, i vrtulníky mají své speciální, jedinečné nebezpečné letové režimy, nouzové režimy a aerodynamické vlastnosti: například vírový prstenec, zemskou rezonanci atd. Pilot vrtulníku musí mít solidní znalosti a praktické dovednosti, aby zabránil možným nouzovým situacím v důsledku těchto vlastnosti vrtulníku.

Klasifikace

Plány vrtulníků

Nejčastěji se používá klasifikace vrtulníků podle způsobu kompenzace jalového momentu hlavního rotoru (schéma vrtulníku) [6] .

Jednorotorový vrtulník

Vrtulník s jedním hlavním rotorem .

Vrtulník s pohonem proudového rotoru ( proudový vrtulník ) je vrtulník, jehož hlavní rotor je poháněn proudovými motory nebo tryskami namontovanými na listech vrtule. V tomto schématu není žádný mechanický pohon hlavního rotoru a kroutící moment přenášený z vrtule je zanedbatelný. Pro jeho kompenzaci a směrové řízení jsou na vrtulníku instalovány řídicí plochy, malý ocasní rotor nebo trysky řízení proudů.

Patří sem i experimentální vrtulníky s malými tažnými vrtulemi na každém listu rotoru a kompresorovým pohonem hlavního rotoru , kdy je k tryskám na lopatkách přiváděn stlačený vzduch z kompresoru („studený cyklus“) nebo spaliny pod vysokým tlakem („horký“ cyklus").

Jednorotorový vrtulník s ocasním rotorem  je vrtulník, jehož jalový moment hlavního rotoru je kompenzován přídavným ocasním rotorem namontovaným na ocasním výložníku (empennage). Ocasní rotor slouží také jako prostředek pro směrové řízení vrtulníku. Toto schéma je nejrozšířenější - podle něj je postavena naprostá většina vrtulníků na světě, proto se často nazývá klasické schéma .

Za variaci tohoto schématu lze považovat použití ocasního rotoru na vrtulníku, uzavřeného v prstenci - fenestronu .

Příklady: Mi-1 , Mi-2 , Mi-8 , Mi-34 atd.

Vrtulník se systémem řízení proudění  je vrtulník, jehož reakční moment hlavního rotoru je kompenzován soustavou trysek po délce a na konci ocasního ráhna. Tento systém se v zahraničí nazýval NOTAR . (příklad: MD-900 )

Jednorotorový vrtulník s kompenzačními šrouby ( kombinovaný vrtulník ) je jednorotorový vrtulník se dvěma vrtulemi uloženými na příčných konzolách (křídlových nebo příhradových ). Reakční moment hlavního rotoru je kompenzován rozdílem v tahu vrtulí. Toto schéma našlo uplatnění při vytváření rotorových letadel .

Jednorotorový vrtulník s řídicími plochami  je vrtulník, jehož jalový moment hlavního rotoru je kompenzován řídicími plochami, které odklánějí proud vzduchu od hlavního nebo tlačného ocasního rotoru.

  • Vrtulník s proudovým pohonem hlavního rotoru B-7

  • Vrtulník s ocasním rotorem Mi-8

  • Vrtulník MD 900 s tryskovým systémem NOTAR

  • Kombinovaný vrtulník (rotorcraft) Eurocopter X3

  • Vrtulník s řídicími plochami Piasecki X-49A

Dvourotorový vrtulník

Vrtulník se dvěma rotory .

Dvourotorový příčný vrtulník ( příčný vrtulník ) je vrtulník se dvěma hlavními rotory rotujícími v opačných směrech a umístěnými na příčné ose vrtulníku. K tomu jsou rotory instalovány na koncích křídla nebo vazníku . Reakční momenty rotorů v tomto schématu jsou opačného znaménka a vzájemně se vyrovnávají na křídle (příhradníku).

Dvourotorový podélný vrtulník ( podélný vrtulník , zastaralý tandemový vrtulník ) je vrtulník se dvěma protiběžnými rotory umístěnými na podélné ose vrtulníku. K tomu jsou rotory instalovány v přídi a ocasu vrtulníku. Vzhledem ke zvláštnostem vzájemného ovlivňování rotorů při vodorovném letu bývá zadní rotor nastaven výše než přední. Reakční momenty rotorů v tomto schématu jsou opačného znaménka a na trupu vrtulníku se vzájemně vyrovnávají.

Variantou tohoto schématu je použití dvou rotorů otáčejících se ve stejném směru. Reakční momenty jsou zde kompenzovány nakláněním os vrtulí.

Dvourotorový koaxiální vrtulník ( koaxiální vrtulník , koaxiální vrtulník ) je vrtulník se dvěma hlavními rotory rotujícími v opačných směrech a umístěnými na stejné ose nad sebou. Často jsou takové rotory považovány za jeden design a jsou označovány jako koaxiální rotory . Reakční momenty rotorů v tomto schématu jsou opačného znaménka a vzájemně se vyrovnávají na hlavní převodovce vrtulníku.

Dvourotorový vrtulník s křižujícími se listy ( synchropter ) - vrtulník se dvěma protisměrně rotujícími hlavními rotory umístěnými s výrazným přesahem s malým sklonem os rotace. Sklon os otáčení šroubů v příčné rovině směrem ven a synchronizace otáčení šroubů zajišťuje bezpečný průchod lopatek jednoho hlavního rotoru přes náboj druhého. Reakční momenty rotorů v tomto schématu se na hlavní převodovce vrtulníku zcela nevyvažují. Mírný moment ve výšce je kompenzován řídicím systémem.

Vícerotorový vrtulník

Vrtulník se třemi nebo více rotory .

Třírotorový vrtulník  je vrtulník se třemi hlavními rotory uspořádanými do trojúhelníkového půdorysu. Reaktivní moment rotorů v případě jejich jednosměrného otáčení je kompenzován nakláněním os otáčení šroubů [7] .

V případě, že se dva rotory otáčejí stejným směrem a třetí v opačném směru, objeví se dvojice šroubů rotujících v různých směrech, jejichž celkový jalový moment je vzájemně vyvážen. Pro kompenzaci reaktivního momentu zbývajícího nepárového šroubu stačí naklonit pouze jeho osu otáčení.

Obměnou tohoto schématu je třírotorový vrtulník s malým ocasním rotorem . Toto schéma je v podstatě dvourotorový vrtulník příčného schématu s ocasním (zadním) horizontálním ocasním rotorem. V tomto schématu je ocasní rotor mnohem menší než ostatní dva hlavní rotory, které vytvářejí hlavní zdvih. Ocasní rotor slouží jako výškovka a někdy jako kormidlo . Reakční momenty rotorů v tomto schématu nejsou plně vyvážené, ale vliv ocasního rotoru je nevýznamný.

Čtyřrotorový vrtulník ( kvadrokoptéra ) je vrtulník se čtyřmi hlavními rotory umístěnými na koncích křídel nebo vazníků . V důsledku opačného směru otáčení v každém páru (přední a zadní) rotorů je reakční moment párů vrtulí vyrovnáván na křídlech (vaznících).

Klasifikace vzletové hmotnosti

  • Ultralehké - vrtulníky se vzletovou hmotností do 1000 kg;
  • Lehké - vrtulníky se vzletovou hmotností 1000 až 4500 kg;
  • Střední - vrtulníky se vzletovou hmotností 4500 až 13000 kg;
  • Těžké - vrtulníky se vzletovou hmotností větší než 13 000 kg.

Dělení středních a těžkých vrtulníků je v Rusku a v zahraničí odlišné. Proto lze některé vrtulníky klasifikovat v Rusku jako střední a v zahraničí jako těžké.

V některých případech lze použít další třídu supertěžkých vrtulníků (například: vrtulník Mi-12 ).

Klasifikace podle účelu

Civilní vrtulníky lze rozdělit do následujících typů:

Vojenské vrtulníky se podmíněně liší v:

Kategorie vrtulníků

Pro civilní vrtulníky jsou ve fázi certifikace stanoveny následující kategorie [8] :

  • Kategorie A  - výkon vrtulníku v případě poruchy jednoho motoru v kterémkoli bodě trajektorie vzletu umožňuje zastavit vzlet a provést bezpečné přistání na dráhu (zastavený vzlet ) nebo pokračovat ve vzletu a stoupání ( pokračující vzlet ). Také vlastnosti vrtulníku v případě poruchy jednoho motoru v kterémkoli bodě přistávací trajektorie umožňují provést bezpečné přistání ( pokračující přistání ) nebo zastavit přistání a přejít do stoupání ( přerušené přistání ). Tato kategorie se týká vícemotorových vrtulníků. Pro certifikaci se doporučuje pro vrtulníky se vzletovou hmotností vyšší než 9080 kg a přepravující více než 9 cestujících.
  • Kategorie B  - vrtulníky, které nespadají pod kategorii A. V případě poruchy jednoho motoru při vzletu nebo přistání zajišťují výkonové charakteristiky vrtulníku bezpečné přistání (krátký vzlet, pokračování přistání).

Vrtulník může být certifikován v obou kategoriích.

Klasifikace ICAO (podle třídy letadla )

Klasifikace FAI

Všechny vrtulníky jsou klasifikovány jako E-1.

Pro přesnější odraz vlastností vrtulníků různých vzletových hmotností byly zavedeny další podtřídy:

  • E-1a - se vzletovou hmotností do 500 kg;
  • E-1b - se vzletovou hmotností 500 až 1000 kg;
  • E-1c - se vzletovou hmotností 1000 až 1750 kg;
  • E-1d - se vzletovou hmotností 1750 až 3000 kg;
  • E-1e - se vzletovou hmotností 3000 až 4500 kg;
  • E-1f - se vzletovou hmotností 4500 až 6000 kg;
  • E-1g - se vzletovou hmotností 6000 až 10000 kg;
  • E-1h - se vzletovou hmotností 10 000 až 20 000 kg;
  • E-1j - se vzletovou hmotností 30 000 až 40 000 kg.

Pozadí

První nápady

První zmínka o vertikálně vzlétajícím zařízení se objevila v Číně kolem roku 400 našeho letopočtu. E. Zařízení byla hračka v podobě tyče s peřím ve formě šroubu připevněného na konec této tyče, který měl být rozkroucen v sevřených dlaních pro vytvoření zdvihu a poté uvolněn [9] .

Jsou známy projekty různých letadel , která nejsou helikoptérami, počínaje letounem Leonarda da Vinciho ( 1475 ) až po např. autogyro Juana de la Siervy ( 1920 ).

Provozní fyzické zařízení

Bez ohledu na myšlenku letadla Leonardo da Vinci , jehož díla byla nalezena mnohem později, se M. V. Lomonosov pokusil vytvořit letoun s vertikálním vzletem, který měl zajišťovat dvojitá vrtule (na rovnoběžných osách ), toto zařízení však neimplikovalo pilotované lety - hlavním účelem tohoto zařízení byl meteorologický výzkum - všemožná měření v různých výškách (teplota, tlak atd.). Z dokumentů lze pochopit, že tento nápad nebyl realizován, zároveň lze usuzovat, že se jednalo o první skutečný prototyp vrtulníku. Vědci se podařilo vyrobit pouze fyzické zařízení na demonstraci principu vertikálního letu [10] [11] [12] [13] . Zde je to, co se říká v zápisu z konference Akademie věd (1754, 1. července; přeloženo z latiny) a ve zprávě M. V. Lomonosova o vědecké práci v roce 1754 (1755):

č. 4 ... Vysoce uznávaný poradce Lomonosov ukázal jím vynalezený stroj, kterému říká aerodrome [vzduch-dýchání], který by měl sloužit k tlačení vzduchu [hození dolů] pomocí pohybovaných křídel vodorovně v různých směrech silou pružiny, kterou jsou hodinky obvykle zásobovány, proč se stroj bude zvedat do horních vrstev vzduchu, aby bylo možné zkoumat poměry [stav] horního vzduchu pomocí meteorologické stroje [přístroje] připojené k tomuto aerodynamickému stroji. Stroj byl zavěšen na šňůře natažené přes dvě kladky a udržován v rovnováze závažím zavěšeným na opačném konci. Jakmile začalo jaro, [stroj] se zvedl do výšky a poté slíbil, že dosáhne požadované akce. Tento účinek se však podle vynálezce ještě zvýší, pokud se síla pružiny zvýší a pokud se zvětší vzdálenost mezi dvěma páry křídel a krabice, ve které je pružina položena, je vyrobena ze dřeva, aby se zmenšila. hmotnost. On [vynálezce] slíbil, že se o to postará ... /
č. 5 ... Udělal pokus na stroji, který, když se sám zvedl, mohl s sebou vzít malý teploměr, aby zjistil stupeň teplo ve výšce, která sice byla odlehčena o více než dvě cívky, nicméně na žádoucí se na konci neukázala.

— „Aeronautika a letectví v Rusku do roku 1917“ [čtrnáct] Project d'Amecourt

V letech 1853-1860 ve Francii vypracoval G. Ponton d'Amecourt projekt létajícího stroje – „aeronef“. Aeronef měl stoupat nahoru pomocí dvou souosých vrtulí poháněných parním strojem.

Kuzminského projekty

Pavel Dmitrievich Kuzminsky vytvořil několik projektů pro zařízení těžší než vzduch, žádný z nich však nebyl v praxi realizován. Jeden z projektů, známý jako „Russolet“, se dvěma kónickými spirálovými vertikálními šrouby „Russoids“ nebo „Russoidal šrouby“, soudě podle náčrtů v „Poznámkách Ruské technické společnosti “, byl ve skutečnosti dvourotorový vrtulník, ačkoli podle jiných zdrojů jeden šroub směřoval nahoru a druhý dopředu [15] .

Schéma jednoho šroubu

Před vynálezem cykliky se předpokládalo řízení letu vrtulníku pomocí vychylovacích ploch (kormidel) nebo pomocí přídavných bočních vrtulí. S pomocí cykliky bylo možné ovládat vrtulník přímo z hlavního rotoru . Dne 18. května 1911 publikoval vynikající inženýr B.N. Yuryev „ schéma jednorotorového vrtulníku s ocasním rotorem a automatickou cykličkou “ . Až dosud se tento mechanismus používá u většiny vrtulníků. V roce 1912 Jurjev postavil první model jednorotorového vrtulníku s ocasním rotorem. Kvůli nedostatku peněz si však nemohl patentovat své vynálezy a pokračovat ve vývoji.

První úspěchy

Hlavním důvodem vzniku vrtulníků, které dokázaly vzlétnout ze země, bylo použití benzínového motoru jako elektrárny , který má větší výkon ve srovnání s parním strojem s menší hmotností.

Vertikální let

První vertikální let v historii se uskutečnil 24. srpna (podle jiných zdrojů 29. září) 1907 a trval jednu minutu (let proběhl na vodítku, bez pilota a nebyl řízen). Vrtulník, který postavili bratři Louis a Jacques Breguetovi (Louis & Jacques Bréguet) pod vedením profesora Charlese Richeta , vzlétl 50 cm do vzduchu, měl hmotnost 578 kg a byl vybaven motorem Antoinette s motorem výkon 45 hp. S. Vírník měl 4 rotory o průměru 8,1 m, každý šroub se skládal z osmi lopatek , spojených do dvojic v podobě čtyř rotujících dvouplošníků. Celkový tah všech vrtulí byl 560-600 kg. Maximální výška vznášení 1 525 m byla dosažena 29. září. Existují také důkazy, že v roce 1905 vytvořil Francouz M. Leger aparát se dvěma opačně rotujícími vrtulemi, které mohly nějakou dobu vzlétat ze země [16] .

První pilot

Prvním člověkem, který vzlétl ve vrtulníku, byl francouzský mechanik jízdních kol Paul Cornu. 13. listopadu 1907 se mu podařilo na jím navrženém vrtulníku vznést kolmo do vzduchu do výšky 50 cm a viset ve vzduchu 20 sekund. Hlavním Cornuovým úspěchem byl pokus o zvládnutí vrtulníku, k čemuž vynálezce nainstaloval pod šrouby speciální povrchy, které odrážely proudění vzduchu ze šroubů, dávaly zařízení určitou manévrovatelnost. Tento vrtulník byl ale také špatně řízen.

Trvale řízený let

V roce 1922 profesor Georgy Botezat , který po revoluci emigroval z Ruska do USA, postavil na objednávku americké armády první stabilně řízený vrtulník, který mohl vzlétnout s nákladem do výšky 5 m a být v let na několik minut.

Chronologie

  • 1908  - 1912  - během studií na Kyjevském polytechnickém institutu I. I. Sikorskij navrhl a postavil 6 vrtulníků
  • 24. dubna 1924 vytvořil argentinský inženýr Raul Pateras Pescara první světový rekord na vzdálenost v Pescara No. 3  - 736 m.
  • 4. května 1924 přeletěl francouzský inženýr Etienne Emishen se svým vrtulníkem 1100 m po uzavřené trojúhelníkové trase. Let trval 7 minut 40 sekund.
  • V roce 1930 italský stroj navržený d'Ascaniem uletěl 1078 m a stal se prvním vrtulníkem, který urazil vzdálenost větší než 1 km.
  • Dne 14. srpna 1932 stanovil A. M. Cheryomukhin neoficiální světový rekord ve výšce letu 605 m na prvním sovětském vrtulníku TsAGI 1-EA .
  • 21. prosince 1935 koaxiální vrtulník Gyroplane navržený Louisem Breguetem a Rene Doranem poprvé dosáhl rychlosti 100 km/h.
  • V roce 1936 vytvořil německý inženýr Focke vrtulník Focke-Wulf Fw 61 [17]
  • I. I. Sikorskij 14. září 1939 odtrhl ze země vrtulník VS-300 vlastní konstrukce.
  • 4. března 1940 vydala vláda SSSR výnos o vytvoření nového vrtulníku, jehož vývoj zahájila OKB-3 MAI pod vedením I. P. Bratukhina . 27. července 1940 byl schválen předběžný návrh vrtulníku, který dostal označení 2MG „Omega“ (dvoumotorový vrtulník příčného schématu).
  • V roce 1942 vzlétl z křižníku Kolín nad Rýnem německý vrtulník Flettner Fl 282 (se zkříženými osami rotorů, neboli synchropter ), který se stal prvním vrtulníkem na nosiči.
  • 14. ledna 1942 se uskutečnil první let vrtulníku Sikorsky R-4 . Double R-4, vytvořený na základě VS-300, se stal prvním produkčním vrtulníkem na světě.
  • V prosinci 1942 vzlétl ze země první exemplář malého jednomístného vrtulníku Bell-30 navrženého Arthurem Youngem . Od tohoto vrtulníku vlastně začala historie společnosti Bell Helicopter .
  • Na jaře 1943 uskutečnil svůj první let WNF-342 Friedricha Doblhofa , první proudový vrtulník na světě .
  • V dubnu 1944 řídil poručík americké armády Carter Harman první světovou evakuaci obětí v barmském divadle ve vrtulníku R-4 .
  • V červenci 1945 provedl armádní vrtulník R-6A nepřetržitý let dlouhý 690 km (2. března 1944 byly na stejném vrtulníku stanoveny neoficiální rekordy pro přímý let na vzdálenost 623 km a dobu letu 4 hodiny 55 minut).
  • 7. září 1965 uskutečnil první let americký vrtulník AH-1 Cobra  , první speciálně navržený útočný vrtulník na světě.
  • Dne 6. srpna 1969 zkušební pilot V.P. Koloshenko na supertěžkém vrtulníku Mi-12 zvedl náklad 44 205 kg do výšky 2 255 m, čímž vytvořil světový rekord v nosnosti vrtulníků, který dodnes nebyl překonán. .
  • V září 1982 absolvovali Ross Perot a Jay Coburn první let kolem světa ve vrtulníku Bell 206, který trval 29 dní.
  • 26. května 2005 dosáhl vrtulník pilotovaný francouzským pilotem Didierem Delsallem nejvyššího bodu na Zemi, Mount Everestu .
  • V srpnu 2009 uskutečnila skupina ruských pilotů první let přes Atlantik v lehkých vrtulnících Robinson R44 .

V Ruské říši

Igor Sikorsky postavil dva vrtulníky v Ruské říši [18]  - v letech 1908 a 1909. Vrtulník se vznesl do vzduchu, ale nebyl dostatečně silný, aby zvedl pilota. Sikorsky proto ztratil o vrtulník zájem a začal konstruovat letadlo. Sikorsky se vrátil k vrtulníkům až v roce 1938 ve snaze udržet podnik Sikorsky Aircraft nad vodou. První úspěšně létající prototyp vrtulníku Sikorsky Vought-Sikorsky 300 ( S-46 ) vzlétl v roce 1939 a sériový Sikorsky R-4 létal v roce 1942 a vyráběl se od roku 1944.

V SSSR

"Skupina vrtulníků"

V roce 1926 byla v RSFSR v TsAGI vytvořena „skupina vrtulníků“ , kterou vedl A. M. Cheryomukhin . Výsledkem práce této skupiny byl první řízený vrtulník TsAGI 1-EA , který uskutečnil svůj první let v září 1930 . Elektrárna TsAGI -1EA obsahovala dva M-2 RPD, každý o výkonu 120 hp. S. každý. Vzletová hmotnost - 1145 kg. Let probíhal ve výšce 10-12 m nad zemí. Později byly na tomto zařízení dosaženy světové rekordy: výška letu - 605 m (5krát více než dříve), doba trvání - 14 minut, maximální dosah - 3 km, rychlost letu - 21 km / h. Pro první letové zkoušky bylo navrženo připevnit vrtulník na vodorovné lano, aby se zabránilo vylétnutí vrtulníku do výšky více než pár metrů a eliminovalo se riziko pádu při pádu z výšky.

První seriál

První sériový sovětský vrtulník - Mi-1 vyvinutý Design Bureau pod vedením M. L. Mil . V roce 1948 provedl zkušební pilot M. K. Baikalov první let s dopřednou rychlostí na Mi-1.

V roce 1950 byly dokončeny státní zkoušky, vrtulník šel do sériové výroby .

Od roku 1952 se Mi-1 začal vyrábět v Kazaňském vrtulníkovém závodě , což znamenalo počátek velkovýroby vrtulníků v SSSR.

V květnu 1954 byl vrtulník uveden do provozu v civilním letectví.

8. ledna 1956 uskutečnil Mi-1 svůj první let v Antarktidě .

V SSSR dosahovala produkce vrtulníků více než 900 vrtulníků ročně. .

Svalové vrtulníky

V červenci 2013 vyhrála ultralehká kvadrokoptéra Atlas se svalovým pohonem cenu Sikorsky ve výši 250 000 $ , když se vznášela ve vzduchu po dobu 64,11 sekund a dosáhla výšky 3,33 m, přičemž zůstala ve čtverci o straně 9,8 m [19] [20 ] [21] [22] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Encyklopedie "Letectví". - M. : Vědecké nakladatelství "Velká ruská encyklopedie", 1994. - 736 s.
  2. ↑ Etymologický slovník ruského jazyka. T. 1. Ed. N. M. Šansky. - M., 1972. Zde je uvedena forma "Helicopter", což je poměrně neobvyklé. V knize „Ruská literární výslovnost a přízvuk“ (vyd. R. I. Avanesov a S. I. Ozhegov. - M., 1959) jsou předepsány tvary „helikoptéra, -a [ te ] a přípustná helikoptéra, -a [ te ] ".
  3. ↑ Savinskij Yu. E. Kamov. Kreativní biografie konstruktéra vrtulníků - M .: "Polygon-press", 2002 ISBN 5-94384-012-5
  4. ↑ Vvedenskaja L. A., Kolesnikov N. P. Etymologie. Tutorial. - Petrohrad: "Petr", 2004. - S. 107.
  5. ↑ Rossijskaja Gazeta 07.05.2012
  6. ↑ Jurjev, 1956 , s. 88.
  7. ↑ Jurjev, 1956 .
  8. ↑ Pravidla pro letectví, část 29 (AP-29) „Normy letové způsobilosti pro rotorová letadla dopravní kategorie“
  9. ↑ Historie letu helikoptér Archivováno 13. července 2014.
  10. ↑ Materiály k životopisu Lomonosova. Sebral mimořádný akademik Bilyarsky. Petrohrad. V tiskárně Císařské akademie věd. 1865
  11. ↑ Práce M. V. Lomonosova v oblasti vytváření letadla těžšího než vzduch (na webu Eroplan)
  12. ↑ Vrtulníky (Der Beginn - Die Hubschrauber - Seite)
  13. ↑ Lomonosov "Aerodynamika" (Lomonosov "Aerodynamic" - All the World's Rotorcraft)
  14. ↑ Citáty A. S. Bilyarského jsou uvedeny podle knihy „Aeronautika a letectví v Rusku do roku 1917“. Sbírka listin. Za generální redakce V. A. Popova. M.: Státní nakladatelství obranného průmyslu. 1856
  15. ↑ Vrtulníky předrevolučního Ruska  // t-library.ru. Archivováno z originálu 5. července 2019.
  16. ↑ B. Spunda. Létající modely vrtulníků. - M., 1988. - S. 7-8.
  17. ↑ Vrtulníky Fokke-Ahgelis Fokke-Ahgelis Flugzeugbau GmbH
  18. ↑ Sikorsky I.I. Letecká cesta  - M .: Ruská cesta. — N.-Y.: YMCA Press, 1998
  19. ↑ Konstantin Chodakovskij. Svalem poháněný vrtulník oficiálně vyhrál Sikorského cenu . 3Dnews.ru (12. července 2013).
  20. ↑ Michail Karpov. Tento cyklistický vrtulník zůstal ve vzduchu dvě minuty a získal Sikorského cenu . Computerra (12. července 2013).
  21. ↑ Inženýři U of T se zapsali do historie první helikoptérou poháněnou lidskou silou . ctvnews.ca (11. července 2013). Archivováno z originálu 15. července 2013.
  22. ↑ AeroVelo oficiálně uděleno AHS Sikorsky Prize! . aerovelo.com (11. července 2013). Archivováno z originálu 15. července 2013.

Literatura

  • Aerodynamický výpočet vrtulníků / Yuryev B. N. - M . : Státní nakladatelství obranného průmyslu, 1956. - 560 s.: ill.
  • Savinsky Yu.E. Dědicové inženýra da Vinciho . - Nezávislá publikační platforma CreateSpace, 2012. - 460 s. — ISBN 978-1475107234 .
  • Pivovarov Yu.F. Bojové vrtulníky jako součást domácího armádního letectví. 1951-1972. // Vojenský historický časopis . - 2008. - č. 3. - S.13-16.

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Letadla
Plánovači
Rotačně křídlové
Aerostatické
Aerodynamický
Raketová dynamika
jiný