ФІЗИКА несучого гвинта
Чудова машина - вертоліт! Чудові якості роблять її незамінною в тисячах випадків. Тільки вертоліт здатний вертикально злітати і сідати, нерухомо висіти в повітрі, рухатися боком і навіть хвостом вперед.
Отнудь такі чудові можливості? Яка фізика його полета7 Спробуємо коротко відповісти на ці питання.
Гвинт вертольота створює підйомну силу. Лопаті гвинта - це ті ж нрилья. Встановлені під певним кутом до горизонту, вони в потоці повітря, що набігає поводяться подібно крилу: під нижньою площиною лопатей виникає тиск, над нею - розрідження. Чим більше ця різниця, тим більше підйомна сила. Коли підйомна сила перевищує вагу вертольота, він злітає, якщо ж справа відбувається навпаки - вертоліт знижується.
Якщо на літакової крилі підйомна сила виникає лише при русі літака, то на «крилі» вертольота вона з'являється і тоді, коли вертоліт коштує на місці: «крило» -то рухається. У цьому головне.
Але ось вертоліт набрав висоту. Тепер йому треба летіти вперед. Як це зробити? Гвинт-то створює тягу тільки вгору! Заглянемо в цей момент в кабіну пілота. Він відхилив ручку управління від себе. Вертоліт злегка нахилився на ніс і полетів вперед. Чому?
Ручка управління пов'язана з дотепним пристроєм - автоматом перенесення. Цей механізм, надзвичайно зручний для управління вертольотом, був винайдений ще в студентські роки академіком Б. Н. Юр'єв. Пристрій його досить складно, а призначення таке: дати можливість льотчику за бажанням змінювати кут нахилу лопатей до горизонту.
Неважко зрозуміти, що під час горизонтального польоту вертольота нажд з його лопатей рухається щодо навколишнього повітря з різною швидкістю. Та лопата, яка йде вперед, рухається назустріч потоку повітря, а повертається назад - по потоку. Тому швидкість лопаті, а разом з нею і підйомна сила будуть вище тоді, коли лопата рухається вперед. Гвинт буде прагнути перевернути вертоліт набік.
Щоб цього не сталося, нонструнтори з'єднали лопаті з віссю рухомо, на шарнірах. Тоді йде вперед лопать з більшою підйомної силою почала злітати, змахуючи. Але цей рух вже не передавалося на вертоліт, він летів спокійно. Завдяки маховому руху лопаті її підйомна сила протягом обороту лишалася незмінною.
Однак це не вирішувало завдання руху вперед. Адже потрібно змінити напрямок сили тяги гвинта, змусити вертоліт переміщатися по горизонталі. Це дозволив зробити автомат перекосу. Він безперервно змінює напрямок установки кожної лопаті гвинта, так що найбільша підйомна сила виникає приблизно в задньому секторі його обертання. Рівнодіюча сила тяги несучого гвинта нахиляється, і вертоліт, також нахиляючись, починає рухатися вперед.
Далеко не відразу був створений такий надійний і зручний апарат управління вертольотом. Не відразу виникло і пристрій для керування напрямком польоту.
Ви, звичайно, знаєте, що у вертольота немає керма поворотів. Та він і не потрібен гвинтокрилої машини. Його замінює маленький повітряний гвинт, встановлений на хвості. Спробував би пілот вимкнути його - вертоліт повернувся б і сам. Так так повернувся, що став би обертатися все швидше в бік, протилежний обертанню несучого гвинта. Це наслідок реактивного моменту, що виникає при обертанні несучого гвинта. Рульовий гвинт не дозволяє хвоста вертольота розвернутися під впливом реактивного моменту, врівноважує його. А якщо треба, льотчик посилить чи послабить тягу рульового гвинта. Тоді вертоліт повернеться в потрібному напрямку.
Іноді зовсім обходяться без рульового гвинта, встановлюючи на вертольотах два несучих гвинта, що обертаються назустріч один одному. Реантівние моменти в цьому випадку, зрозуміло, знищуються.
Так літає «повітряний всюдихід» і невтомний трудівник - вертоліт.