Вертолет как летает
Автор Путана задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
как летает вертолет и получил лучший ответ
Ответ от Иван Разин[гуру]
Самолёт способен летать благодаря специальной изогнутой форме крыла, которое движется в потоке набегающего воздуха. Подъёмная сила создаётся за счёт того, что путь, проходимый воздухом над крылом, больше пути потока воздуха под крылом, и, соответственно, скорость верхнего потока выше. Согласно закону Бернулли, на крыло начинает действовать сила, направленная в сторону потока с большей скоростью. Вертолёт использует тот же принцип, но роль крыльев у него играют лопасти несущего винта.
Вращение несущего винта создаёт подъёмную силу, но оно же создаёт силу отдачи, стремящуюся закрутить вертолёт в обратном направлении. Чтобы компенсировать вращательный момент, обычно используется дополнительный маленький вертикальный хвостовой винт. Если этот винт встроен в хвостовое оперение, то его называют фенестроном.
Другим вариантом является два больших несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях на одной оси. Второй винт называется аэродинамически симметричным соосным несущим винтом. Этот вариант использован, например, в российском Ка-50. Недостатком такой схемы является вероятность схлёстывания двух винтов при резком боковом манёвре.
Есть ещё вертолёты, которые используют эффект Коанды (прилипание струи жидкости или газа к твёрдой поверхности) , чтобы компенсировать вращательный момент без дополнительных винтов.
Максимальная скорость вертолёта ограничена ввиду недопустимости постоянного достижения скорости звука на крайних участках лопастей (общая максимальная скорость на краю лопасти равна диаметру диска вращения ротора, помноженному на обороты в секунду + скорость самого вертолёта) что привело бы к разрушению конструкции.
Когда вертолёт летит вперёд, лопасти, движущиеся вперёд, имеют бо́льшую скорость относительно воздуха, чем движущиеся назад. В результате одна из половин винта создаёт бо́льшую подъёмную силу, чем другая, и вертолёт поворачивает вбок. Чтобы этого не проиcходило, используется механизм компенсации, встроенный в автомат перекоса, чтобы угол наклона лопастей в левой и правой половине винта был бы различен.
Кроме того, винт создаёт вибрацию, угрожающую разрушением конструкции. Поэтому в большинстве случаев применяется активная система гашения возникающих колебаний.
Довольно таки красиво и шумно. Зато ровно и может летать медленно.
Это ты его спроси!
Разин хорошо написал, см. выше.
Хочу добавить, что все эти выкрутасы с винтов осуществляет автомат перекоса.
КОгда летчик толкает ручку управления вперед, то и винт буквально наклоняется вперед. при этом создается еще и горизонатальная составляющая тяги, и вертолет летит вперед.
Назад отклонит (или в бок), то и винт также отклоняется назад (или в бок). как следсвие, и вертак полетит назад (или в бок)...
Все правильно.
Только хочу разделить два важнейших явления.
1. Несущий винт создает подъемную силу за счет вращения лопастей, повернутых под некотрым углом атаки. Чем больше угол атаки, тем больше величина подъемной силы.
Если лопасти абсолютно гоизонтальны, то подъемной силы винт не создает и вертолет не взлетит.
Имеется некоторое критическое значение угла атаки лопастей, при котором создается подъемгная сила, достаточная только для того, чтобюы удерживать массу вертолета в воздухе неподвижно. После взлета и набора высоты 25-30 метров, пилот вертлоета по стандартам переводит лопасти несущего винта в это предельное положение, и вертолет осуществляет так называемое
"контрольное висение" - он должен оставться неподвижным без изменнеия оборотов двигателя на определенной высоты над землей некоторое время.
Если контрольное висение проходит удачно. возможен дальнейший полет.
2. Взлет и посадка понятны элементарны: изменение углда атаки лопастей.
Горазлдо сложнее понять, как заставить вертолет двигаеться в том или ином направлении?
В олтлдичие он некоторых предыдущих ответчиков, я скажу, что ось несущего винта вертолета
ВСЕГДА строго вертикальна,
то есть ротор его вращается ВСЕГДА только в ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ плоскости.
Если бы управление ротором заключалось лишь в одновременном изменении угла атаки лорпастей, то вектор тяги всегда был бы направлен строго по оси винта, то есть вертолет мог бы лететь либо вверх, либо вниз.
Управлять вертолетом позволяет АВТОМАТ ПЕРЕКОСА ЛОПАСТЕЙ -
именно ЛОПАСТЕЙ. а отнюдь не наклона оси ротора.
Схематично его стуройство можно объяснить на пальцах.
Представьте себе обычнй шарикополшипники, надетый на ось несущего винта.
Каждая из лопастей может поворачиваться относительно своего нейтрального положения, т. е. принимать тот или иной угол атаки,
с помощью рычага, прикрепленного к ее оси.
Концы всмех этих рычагов прикреплены к внутренней обойме шарикоподшипника - они вращаются вместе с лпастями.
Когда подшипник располоджен горизонтально, то все рычанги имеют одно положение и лопасти имеют один уго атаки.
Сам подшипник на к есу не прикреплен, но к внешней его обойме прикреплен рычаг - ручка управления автоматом пересоса.
Если этот рычаг наклонит подшипник вперед, то получится, что у внутренней обоймы передняя часть окажется ниже, чем задняя.
То есть рычаги управления лопастями. пробегая внутеннюю обойму в таком полодении, будут уходить вниз при достижении переднего полодения, а при достижении залднего - подниматься вверх.
Иными словами. угол атаки лопасти плавно менячется по мере совершения ею поного оболрота вокруг оси винта.
И несмотря на то. что ось винта строго вертикальна, "передние" лопасти будут создавать более значительную подъемную силу,
нежели "задние" - за счет большего угла атаки.
В итоге общий вектор подъемной силы винта сместится из вертикального положения и наклонится вперед -
то етсь винт придаст вертолету не только подъемную силу, но и тягу. направленную вперед.
Точно так же, отклоняя рычагом наружную обойму шарикоподшипника, можно смсещать вектор тяги в любую столрону.
Это механическое устройство кажется неевроятно простым,
однако общий принцип атомата перекоса лопастей используется в вертолетах по сей день без оосбых изменений.