Autogyroskop

Autogyro (z jiného řeckého αὐτός  „self“ + γῦρος  „circle“; vírník , gyrocopter ) je letadlo s rotačním křídlem podobné vrtulníku , které využívá hlavní rotor volně rotující v režimu autorotace k vytvoření vztlaku .

Funkce

Vztlakovou sílu vírníku, stejně jako vrtulníku, vytváří hlavní rotor  - který se však u vírníku volně otáčí v režimu autorotace vlivem aerodynamických sil . K tomu potřebný translační tah, který uděluje vírníku horizontální rychlost, zajišťuje samostatná tažná (umístěná v přední části trupu) nebo tlačná (umístěná v zadní části trupu) vrtule.

Volný hlavní rotor vírníku je možný se zjednodušeným schématem, bez změny společného stoupání . Vytváří pouze vztlak a za letu se naklání dozadu proti proudu podobně jako pevné křídlo s kladným úhlem náběhu (u vrtulníku se naopak vrtule (spolu s tělem) naklání ve směru pohybu [1 ] , čímž vzniká současně síla zdvihu a pohonu [2] ).

Mezipolohu mezi vírníkem a vrtulníkem zaujímá vírník , který má zásuvný pohon hlavního rotoru od motoru a od vírníku se liší tím, že může využívat nejen režim autorotace, ale také letový režim vrtulníku. Při vysokých rychlostech pracuje rotorový systém rotorového letadla podobným způsobem jako autogyro (v režimu autorotace), poskytuje pouze vztlak, ale žádný tah. Můžeme říci, že rotorové letadlo v sobě spojuje kvality autogyra a vrtulníku.

První vírníky bez kývavého rotoru byly řízeny aerodynamickými kormidly , takže vertikální přistání bylo nekontrolovatelné a bylo obecně považováno za nouzový režim. Moderní systémy pro řízení sklonu roviny hlavního rotoru (náboj má dva stupně volnosti ) umožňují přistání bez chodu, protože ovladatelnost zařízení nezávisí na jeho rychlosti. Pro realizaci vertikálního startu (skoku) je možné předtočit hlavní rotor s nulovým stoupáním na zem (od motoru), s následným vypnutím jeho pohonu a nastavením pracovního stoupání vrtule .

Historie

Autogyros vynalezl španělský inženýr Juan de la Sierva v roce 1919, jeho autogyro C-4uskutečnil svůj první let 31. ledna 1923.

Hlavní rozvoj teorie vírníků byl ve 30. letech 20. století. S vynálezem a masovou konstrukcí vrtulníků opadl zájem o praktické využití vírníků natolik, že vývoj nových modelů byl ukončen. Nová fáze zájmu o autogyroskopy začala koncem 50. a začátkem 60. let. Igor Bensen [3] v té době ve Spojených státech aktivně propagoval zařízení vlastní konstrukce – lehké jednomístné nejjednodušší vírníky, které se prodávaly ve formě stavebnic pro vlastní montáž. Kromě toho byly na přelomu 60. let ve Spojených státech a Kanadě vyvinuty tři modely dvoumístných vírníků se skokovým vzletem , které získaly typové certifikáty :

Z těchto tří modelů byly první dva sériově vyráběny. Několik z těchto modelů létá dodnes. Avian 2/180 byl postaven v řadě prototypů různých konfigurací, ale nebyl sériově vyráběn. Jediný dochovaný (nelétající) letoun tohoto modelu je nyní v soukromém vlastnictví v Kalifornii a majitel změnil jeho jméno na Pegasus.

Vlastnosti

Mezi nedostatky vírníku (ve srovnání s lehkým letadlem se stejným výkonem motoru) lze jmenovat výrazně vyšší spotřebu paliva kvůli vysokému odporu hlavního rotoru a také řadu nebezpečných režimů, které jsou tomuto zařízení vlastní: ztráta řízení sklonu (somersault) a sinusové oscilace, což vedlo v letech 1970-2000 k řadě autogyroskopických nehod.

Většina vírníků je jednoduchá nebo dvojitá. Existují i ​​třímístné modely - ruský vírník Okhotnik -3, vyráběný výzkumným a výrobním centrem Aero-Astra- Avtogyro [4] , a vírník A002 sériově vyráběný IAPO Irkut [5] . Při rychlosti větru nad 8 m/s startuje z místa, v klidu potřebuje rozjezd až 15 m.

Od roku 2003 se výroba těchto zařízení rapidně zvýšila a nyní činí více než 300 strojů ročně [6] .

Klasifikace

Podle umístění hlavní vrtule se vírníky dělí na 2 typy: s tažnou vrtulí (historicky první vozidla) a s tlačnou vrtulí (v současnosti nejrozšířenější). Výhody schématu tažné vrtule: lepší chlazení motoru v důsledku profouknutí vrtulí a poněkud větší bezpečnost při nehodě s nárazem přídě (ve schématu tlačné vrtule může při takové nehodě motor umístěný za pilotní kabinou spadnout dopředu a zranit pilota). Zároveň je ve schématu s tlačnou vrtulí lepší viditelnost z kokpitu. Obě schémata mají další výhody a nevýhody.

Speciální vlastnosti

Některé vírníky jsou schopné skokového vzletu. V tomto případě jsou listy hlavního rotoru uloženy vodorovně (v malém kolektivním stoupání), vrtule je roztočena na otáčky přesahující jmenovitou rychlost letu, poté jsou její listy natočeny do stoupání letu. Ke vzletu dochází vertikálně díky akumulované energii vrtule. Realizace takového schématu vyžaduje značnou komplikaci konstrukce náboje rotoru a zatížení lopatek, takže vírníky se skokovým vzletem nejsou příliš časté.

Šestimístný vírník CarterCopter vyvinutý americkým nadšencem Jayem Carterem se skokovým vzletem má unikátní schopnost zpomalit rotaci hlavního rotoru při vysokých rychlostech, přičemž nosnou sílu zajišťuje malé křídlo, rozdíl ve vztlakové síle lopatek jdoucích vpřed a vzad se stává nepodstatným. Díky tomu je možné zrychlit na rychlosti 600 km/h, které jsou pro rotorová letadla unikátní. První let 24.09.1998, havárie 17.06.2005. Projekt byl přejmenován na Carter Personal Air Vehicle.

Výhody

Nevýhody

Hlavní nevýhodou vírníků je nižší účinnost využití elektrocentrály, proto při stejné letové hmotnosti a rychlosti potřebuje vírník výkonnější motor než letadlo nebo závěsný kluzák .

Vírník s dvoulistým hlavním rotorem má několik specifických nebezpečných letových režimů (odlehčení rotoru, salto, mrtvá zóna autorotace atd.), které nesmí být během letu povoleny, aby nedošlo k pádu. Salto je typické především pro vozidla s nesprávně umístěným vůči sobě navzájem těžištěm a vektorem tahu vrtule, stejně jako s nedostatečně vyvinutou ocasní jednotkou.

Létání na vírníku v podmínkách námrazy je velkým nebezpečím, protože při zamrznutí rotoru rychle opustí režim autorotace, což vede k pádu.

Vývoj autogyroskopů v SSSR a Rusku

První sovětský vírník KaSkr-1 „Red Engineer“ vyvinutý N. I. Kamovem a N. K. Skrzhinskym vzlétl 25. září 1929 . Vírník pilotoval I. V. Mikheev a jeho tvůrce N. I. Kamov byl v zadním kokpitu.

Poté vznikla řada modelů v Kamov Design Bureau . Vírník A-7 prošel letovými zkouškami pro použití v leteckých chemických pracích, včetně opylování v podhůří Pamíru .

V roce 1936, na schůzi zvláštní komise pod politbyrem Ústředního výboru Všesvazové komunistické strany bolševiků, která dohlížela na vytvoření první driftovací stanice v Severním ledovém oceánu , možnosti, jak dopravit polárníky na ledovou kře byly diskutovány. Syn V. Čapajeva Arkadije Čapajev (1914-1939) navrhl vyrábět vírníky. Měly být zavěšeny pod křídly těžkého dopravního letadla. Nápad nevyšel. [7]

V současné době se vývojem vírníků v Rusku zabývá několik skupin a podniků:

V září 2011 představil spolumajitel MRT-AVIA Roman Putin během strategických cvičení Center-2011 na cvičišti Chebarkul Dmitriji Medveděvovi nejnovější model vírníku své společnosti [9] .

Poznámky

  1. ↑ Vrtulník . // Sovětská vojenská encyklopedie, 1976. T. 2., s. 108.
  2. ↑ Hnací síla (slovník)
  3. ↑ „Jak jmenovci ruského emigranta zvedli Ameriku do vzduchu“
  4. ↑ Autogyro "Hunter-3" Archivní kopie ze 17. června 2013 na Wayback Machine na webu výrobce.
  5. ↑ IAPO Irkut A-002
  6. ↑ Über uns Archivováno 28. května 2014 na Wayback Machine  (německy)
  7. ↑ Kommuna.ru - Informační portál Voroněže a Voroněžské oblasti Archivováno 7. října 2011.
  8. ↑ Siloviki vypracujte vírník. Premiérův synovec chce policii a ministerstvu pro mimořádné situace dodat neobvyklá letadla // Noviny Kommersant . - 2011. - 4. srpna.
  9. ↑ Nejvyšší velitel. V Chebarkulu Medveděv testoval letoun navržený španělským inženýrem. Prezidentovi se podařilo dostat se do kokpitu s velkými obtížemi // URA.RU. - 2011. - 27. září.

Literatura

Odkazy

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