Боевой автожир Камова — Мастерок.жж.рф — LiveJournal
Я как то вам рассказывал про складной вертолет Складной вертолет Ка-56 и думал, что больше нет ничего такого примечательного в этом направлении, но ошибался. Смотрите какой интересный образец авиационной техники.
Автожир «КАСКР» был первым отечественным винтокрылым аппаратом, поднявшимся в воздух. С него началось советское автожиростроение, ставшее технической школой для последующего развития вертолетов.
Следующим летательным аппаратом Н.И. Камова стал автожир, получивший шифр А-7. Его разработка была начата в 1931 году в секции особых конструкций ЦАГИ. В этой уникальной машине были воплощены как идеи использования автожира, так и новые конструктивные решения. А-7 разрабатывался в первую очередь для использования в военных целях, по техническому заданию ВВС РККА в качестве корректировщика артиллерийского огня, связной машины и ближнего разведчика. Предусматривалось также его использование с кораблей ВМФ.
Давайте почитаем подробнее как развивалось данное направление …
М.Л. Миль, В.А. Кузнецов (четвертый слева) и Н.И. Камов среди военных перед отправкой А-7 на фронт
Для начала давайте разберемся, что такое автожир. Необычное какое то слово, да ?
На самом деле ничего странного в этом слове нет. Просто оно имеет нерусское происхождение и образовано от греческих слов αύτός — сам и γύρος — круг. Название автожир чаще применяется в России. На западе более распространены названия гироплан, гирокоптер иротаплан
Но, вообщем-то, все эти названия достаточно близки и характеризуют принцип полета или точнее будет сказать принцип, с помощью которого этот интересный аппарат успешно держится в воздухе. Это принцип авторотации.
Способный летать самостоятельно автожир кроме свободного несущего винта имеет двигатель с толкающим или тянущим винтом, который обеспечивает аппарату горизонтальную тягу. При движении вперед как раз и создается встречный воздушный поток, обтекающий несущий винт определенным образом и заставляющий его авторотировать, то есть вращаться, создавая при этом подъемную силу. И именно поэтому зависать на месте (за исключением особых условий большого встречного ветра) или же подниматься строго вертикально подобно вертолету автожир, увы, не может.
Обтекание воздушным потоком несущего винта автожира.
Считается, таким образом, что автожир занимает промежуточное положение между самолетом и вертолетом. Для того, чтобы держаться в воздухе ему нужно движение вперед, но саму подъемную силу создает несущий винт, подобный вертолетному (только без двигателя ).
Картина обтекания несущего винта у этих аппаратов отличается. Если у вертолета встречный воздушный поток поступает сверху, то у автожира снизу. Плоскость вращения винта при горизонтальном полете у автожира наклонена назад ( у вертолета вперед). Картина обтекания лопастей при этом следующая….
Возникновение вращающей силы на лопасти винта.
Как уже было неоднократно (:-)) сказано при обтекании лопасти (или для простоты ее единичного профиля) образуется аэродинамическая сила, которую можно разложить на силу подъемную (нужную нам) и силу сопротивления (которая, конечно, мешает ). Углы атаки (установки лопастей) для существования устойчивой авторотации должны быть в примерном диапазоне 0° — 6° градусов.
В этом диапазоне полная аэродинамическая сила немного наклонена к плоскости вращения лопасти, и ее проекция на эту плоскость как раз и дает нам силу F, которая действует на лопасть, заставляя ее двигаться (вращаться). То есть винт сохраняет устойчивое вращение, создавая при этом подъемную силу, удерживающую аппарат в воздухе.
Из рисунка видно, что чем меньше сопротивление Х, тем больше сила F, вращающая лопасть. То есть поверхность лопасти для хорошего результата должна быть достаточно чистой, или говоря аэродинамическим языком ламинарной
Первый советский автожир КАСКР-1.
А-7 — крылатый автожир с механической раскруткой несущего винта перед взлетом. Фюзеляж представлял собой ферменную конструкцию и имел две отдельные кабины, для летчика и наблюдателя. С целью улучшения обзора и углов обстрела задней нижней полусферы хвостовая часть фюзеляжа была сильно заужена, практически превращена в хвостовую балку, типичную для современных конструкций винтокрылых летательных аппаратов.
Низкорасположенное крыло складывалось вверх по разъему с центропланом, что в сочетании со складывающимися лопастями создавало удобство для перевозки и размещения в ангарах и на кораблях. Для улучшения управляемости на малых скоростях полета применили щелевые элероны и обратную щель на горизонтальном оперении. Трехопорное шасси с носовым колесом и дополнительной хвостовой опорой обеспечивало устойчивость разбега и горизонтальное положение несущего винта в момент его раскрутки и торможении, что уменьшало колебания лопастей относительно вертикальных шарниров. Шасси с носовой стойкой способствовало уменьшению разбега из-за меньшего сопротивления винта. Все опоры имели гидравлические амортизационные стойки. Была предусмотрена установка летательного аппарата на лыжи. Трехлопастный несущий винт автожира имел втулку с горизонтальными и вертикальными шарнирами.
Удачная компоновка автожира в части обеспечения приемлемой частотной характеристики и установка шасси с носовым колесом позволили в конструкции втулки обойтись без демпферов вертикальных шарниров, используя лишь небольшое подпружинивание лопастей в горизонтальной плоскости. В целом, втулка отличалась простотой, и в отчетах по испытаниям не было замечаний по ее работе. Лопасти автожира отличались тщательностью изготовления и балансировки. Механическая раскрутка несущего винта производилась с помощью трансмиссии, состоящей из двух валов — горизонтального и наклонного — и промежуточного редуктора.
При разработке автожира особое внимание уделялось аэродинамической форме планера. Применение обтекателей на стойках крепления кабана и самом кабане, капота для двигателя, обтекателей шасси предвосхитило достижение совершенных аэродинамических форм на современных вертолетах. Все это способствовало уменьшению общего сопротивления автожира, имеющего массу 2230 кг на А-7 был смонтирован мотор воздушного охлаждения М-22 мощностью 480 л.с. с тянущим винтом фиксированного шага.
Военный по назначению автожир имел необходимое вооружение, которое состояло из синхронного пулемета ПВ-1 и пулемета системы Дегтярева с 12 магазинами на задней турельной установке. Предусматривалась на этой турели установка также спарки пулеметов. Четыре точки подвески бомбового вооружения на А-7 были оборудованы механической и электрической системами сбрасывания. Впоследствии на автожире применялось и реактивное оружие. На А-7 устанавливались приемно-передающая станция 13СК-3, замененная в дальнейшем на РСИ-3. Для аэрофотосъемки монтировался фотоаппарат ПОТТЭ 1Б.
Построили три модификации автожира: А-7 — опытная машина; А-7бис опытная машина после доработок, отличающаяся от предшественницы увеличенным кабаном, улучшенной аэродинамикой и измененным оперением; А-7-3а — серийная машина, отличающаяся от А-7бис сниженной массой. Максимальная скорость ее составляла 219 км/ч, а длина разбега на взлете — 28 м.
Летные испытания винтокрыла А-7 начались летом 1934 года, а весной 1937 года они были продолжены уже на А-7бис. Проведенные испытания и последующая доводка автожира стали фундаментальной основой для последующего развития винтокрылых машин.
Зимой 1939 года началась война с Финляндией. Два автожира А-7 и А-7бис направлены на фронт для обеспечения корректировки стрельбы советской артиллерии. Пилотировали эти машины летчики-испытатели А. Ивановский и Д. Кошиц.
Во время подготовки материальной части и при пробных полетах на автожирах случались неполадки. На одном винтокрыле при вынужденной посадке повредили переднюю лыжу, на другой — в бортовой радиостанции пробило конденсатор. Инженер И. Карпун и механик А.Каганский устранили неисправности и подготовили машины к выполнению боевого задания. До завершения войны, когда прорвали линию Маннергейма и штурмом взяли Выборг, автожиры выполнили несколько разведывательных вылетов.
В начале 1939 года на заводе №156 заложили серию из пяти А-7бис. Четыре машины быстро облетали и предъявили заказчику. Но из-за отсутствия наземной радиостанции невозможно было оценить качество радиосвязи. Тогда заказчик проверил радиосвязь одновременно на всех автожирах, из которых один летал над аэродромом, другой уходил за его пределы, а два стояли на земле. Связь между всеми машинами была отличная, и они прошли приемку.
Пятый автожир значительно задержался в доработке, так как несколько раз при включении двигателя выходил из строя механизм раскрутки несущего винта. Причину нашли с трудом. Ею оказалось смещение на 0,2 мм направляющего стержня одной из 18 отжимных пружин. Автожир взлетел и был принят заказчиком.
С первого дня войны на заводе срочно начали готовить отряд из пяти А-7бис. Вскоре с Ухтомского аэродрома они поднялись и строем улетели на фронт. Далее они были направлены в Первую корректировочную эскадрилью ВВС. Эти машины участвовали в Великой Отечественной войне, выполняя возложенные задачи на Западном фронте под Смоленском.
В первом боевом вылете на фронте автожиры не были обстреляны немцами, так как те еще не знали, что это за машина (об этом рассказал взятый в плен немец). В следующий раз один из автожиров попал под обстрел, но противник бил с большим упреждением, неправильно оценивая скорость, а когда скорректировал огонь, автожир уже скрылся в облаках.
В ночных вылетах автожиры без звука планировали над гитлеровскими позициями, разбрасывая листовки. Сложность использования винтокрылых аппаратов на фронте состояла в их маскировке. Маскировать несущий винт было весьма проблематично. Положительным качеством же А-7бис была высокая живучесть. Один из автожиров попал под очередь крупнокалиберного пулемета. Машина была пробита во множестве мест. Пострадали фюзеляж, оперение, лопасти несущего винта. Наблюдатель был ранен в ноги, а летчик получил ранение в руку, но автожир сохранил управление и благополучно прилетел в расположение части.
В годы войны на автожирах А-7 велась корректировка огня артиллерии, а также был осуществлен ряд ночных вылетов за линию фронта в места дислокации отрядов партизан.
Имея временный перевес в технике, враг продвигался вглубь страны. На одном из участков наши воинские части попали в окружение — и план-приказ о выходе из окружения был доставлен им на автожире. Руководство завода автожира получило приказ срочно эвакуироваться из подмосковной Ухтомской на Урал, в поселок Билимбай. Там в здании церкви разместился сборочный цех и другие мастерские, а механический цех был оборудован в церковной пристройке. Там быстро приступили к ремонту А-7бис, вернувшихся после сражения под городом Ельней.
Машины вскоре были отремонтированы, и военные пилоты начали летные тренировки, соорудив посадочную площадку на льду пруда. Но однажды утром летчики обнаружили, что поверхность площадки вся покрыта прорубями. Выяснилось, что сотрудники ОКБ В.Ф. Болховитинова ночью рыбачили и испортили площадку.
Полеты продолжили с полянки, которую расчистили на сопке. Интересно, что заводской летчик хотел произвести посадку на новую площадку на своем По-2, но, изучив ее и подходы к ней, передумал, так как площадка даже для такого самолета оказалась слишком мала. Он был удивлен, что автожиры садятся на нее.
По окончанию тренировочных полетов, отряд в составе трех машин отправился в Москву. Винтокрылы загрузили на две платформы, а экипажи расположились в двух теплушках. Свыше двух недель машины добирались до станции назначения в город Люберцы. Когда эшелон доехал, то летно-технический состав не узнал свою территорию, так она была захламлена. Часть ее вскопали под огороды, другую заняли авторемонтные мастерские. Однако тренировочные полеты были продолжены.
Позднее два автожира отправили в Оренбург, в школу для подготовки летчиков-корректировщиков. Однако наладить эксплуатацию автожиров в школе не получилось из-за отсутствия пилотов-инструкторов, освоивших эти машины.
В довоенные годы решались также вопросы использования автожиров в народном хозяйстве. Зимой 1938 года винтокрыл А-7 на ледоколе «Ермак» участвовал в спасении группы И.Д. Папанина с дрейфующей арктической льдины. А весной 1941 года была отправлена экспедиция в предгорья Тянь-Шаня, там летчик-инженер В.А. Карпов на автожире успешно произвел опыление массивов плодовых деревьев.
В развитии винтокрылых летательных аппаратов автожиры А-7 сыграли важную роль. В частности, на них впервые, и именно в Советском Союзе, была доказана возможность и целесообразность использования автожиров в военных целях для осуществления разведки, связи, корректировки артиллерийского огня и т.п. Также полностью оправдало себя их применение в сельском хозяйстве. Накопленный опыт практической эксплуатации А-7 включал в себя обучение летного состава, техническое обслуживание, эксплуатацию в боевом подразделении и проведение ремонтно-восстановительных работ.
Автожир А-7 так и остался самым крупным и скоростным из всех серийных автожиров в мире. В 1940 году камовцы начали проектирование автожира АК. Он разрабатывался по тактико-техническим требованиям ВВС РККА как мобильный артиллерийский наблюдательный пункт для установления координат местоположения невидимых с поверхности земли целей и корректировки артиллерийского огня различными методами. Предусматривалась транспортировка автожира на прицепе грузовика вслед за боевыми колонами. Перевод из транспортного положения в боевое не должен был превышать 15 мин.
Летательный аппарат прорабатывался в двух вариантах: автожира-геликоптера и автожира с прыжковым взлетом. Первый вариант представлял собой одновинтовой вертолет с компенсацией реактивного момента несущего винта с помощью рулевых поверхностей, использующих энергию струи воздуха, отбрасываемой толкающим винтом и частично несущим. Конструктивно это предполагалось выполнить в виде вертикального хвостового оперения, имеющего три руля поворота с закрылками и предкрылками. Совершать вертикальный взлет, висение и разгон этот аппарат должен был по вертолетному, и переходить в горизонтальном полете на автожирный режим — путем уменьшения общего шага несущего винта и отключения его от моторного привода.
В ЦАГИ провели исследования различных схем хвостового оперения, включавших закрылки и предкрылки. При этом эффективность оценивалась при разных углах скольжения и в присутствии струи от несущего винта. В конце исследований, в июне 1940 года на режиме висения была получена боковая сила на вертикальном оперении, равная 0,7 от значения тяги несущего винта. Такая боковая сила на оперении позволяла создавать относительно центра тяжести аппарата управляющий момент, на 30% превышающий реактивный крутящий момент несущего винта. В варианте автожира-геликоптера распределение мощности двигателя между несущим и толкающим винтами обеспечивало статический потолок 2000 м.
Однако краткие сроки правительственного задания и отсутствие уверенности в том, что данный 30-процентный запас управляющего момента окажется достаточным для путевой управляемости, заставили отказаться от этого очень интересного варианта винтокрылого аппарата и выбрать более простой второй вариант автожира, взлетающего без разбега. Прыжковый взлет такого автожира выполнялся за счет использования кинетической энергии несущего винта путем увеличения общего шага винта, раскрученного до больших оборотов.
Аппарат АК представлял собой бескрылый двухместный автожир с двигателем АВ-6, имеющим взлетную мощность 240 л.с. Кабина экипажа с сиденьями летчика и наблюдателя, расположенными рядом, находилась в носовой части фюзеляжа, а двигатель с толкающим винтом — позади нее. Такая компоновка обеспечивала компактность конструкции, хороший обзор, удобства экипажу и лучшую центровку. Шасси — трехопорное, с носовым колесом, отлично зарекомендовавшее себя на автожирах А-7. Амортизационные стойки опор и тормоза — гидравлические. Развитое хвостовое оперение крепилось на легких подкосах из труб к стойкам шасси и кабану.
На автожире устанавливался трехлопастный толкающий винт изменяемого шага с металлическими лопастями. Наличие регулятора оборотов позволяло выполнять раскрутку несущего винта при высоких оборотах двигателя и малой тяге пропеллера. Малая тяга позволяла надежно удерживать машину на тормозах. Двигатель имел принудительное охлаждение от вентилятора.
Система механической раскрутки несущего винта включала в себя одноступенчатый редуктор на моторе из двух цилиндрических шестерен с упругой муфтой на выходе, короткий горизонтальный валик, центральный редуктор с двумя коническими шестернями и гидрофрикционной муфтой включения, вертикальный валик с двумя шарнирами Гука и верхний редуктор с двумя цилиндрическими шестернями. Общее передаточное число было 6,33:1. В большой шестерне верхнего редуктора располагался демпфер крутильных колебаний трансмиссии.
В пояснительной записке к эскизному проекту новый автожир давался в сравнении с наиболее выдающимся в тот период немецким двухместным самолетом короткого взлета Физелер Fi-156 «Шторх». Этот самолет использовался для аналогичных целей и имел также, как и АК, мотор мощностью 240 л.с. В таблице приведены некоторые сравнительные данные. Как видно из этих данных, автожир АК превосходил лучший мировой самолет, аналогичный по назначению, количеству экипажа и взлетной массе. В конструировании автожира АК принимали участие Н.Г. Русанович, М.Л. Миль Е.И. Ошибкин, А.М. Зейгман, А.В. Новиков и многие другие. К сожалению, постройка автожира из-за трудностей военного времени не была завершена.
Именно с этих неказистых и грубоватых внешне аппаратов начиналось наше вертолетостроение. Очевидно, что без полетов А-7 не было бы и таких известных боевых машин как Ми-24, Ка-28 и Ка-52.
[источники]
источники
Кондратьев В. Предисловие к боевым винтокрылам. Автожир А-7 // Моделист-конструктор. 1987. №3. С.20-24.
Край И. Автожиры в немирном небе // Популярная механика. 2012. №8. С. 86-89.
Колов С. Первый в мире боевой автожир // Самолёты мира. 1996. №4. С. 8-11.
Морозов В. Опыт применения автожира А-7 // Крылья Родины. 2002. №10. С. 12-13.
Сатаров А. Автожиры А-7и АК // Крылья Родины. 2002. №10. С. 10-11.
Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг. М.: Машиностроение, 1988. С. 451-452.
http://topwar.ru/74475-boevoy-avtozhir-ni-kamova.html
http://avia-simply.ru/chto-takoe-avtogir/
Давайте я вам еще что нибудь напомню об интересной авиационной техники: вот посмотрите, есть такой Надувной самолет, а вот Город, где у каждого есть самолет и как это «На честном слове и на одном крыле». Посмотрите на первый Серийный летающий автомобиль и вот такая История фото. Прямо как в фильме «Топ Ган»! Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=65351
Что такое автожир и чем он отличается от вертолета??
Что такое автожир — это летательный аппарат, получивший широкое распространение в последнее время. Такие средства воздушного передвижения являться самыми безопасными, простыми, малотребовательными и недорогими. Возможно, из-за этого они получили «вторую жизнь» и достигли значительного развития и совершенствования.
Автожир — что это такое?
Автожиром называют винтокрылый летательный аппарат, который использует в качестве подъемной силы и для полета свободновращающийся несущий винт. Весь полет обеспечивается исключительно принципом авторотации. По принципу построения, это одно или двух местные летательные судна, приводимые в движение двумя винтами. Такие модели объединяют в себе качестве вертолета и самолета. Такой «гибрид» является более подходящим вариантом для авиаторов любителей, так как он прост в управлении и не требует огромных знаний.
Говоря, что такое автожир, следует указать, что это одно из распространенных названий воздушного судна, однако его еще могут называть гироплан (официальное название, используемое федеральным управлением гражданской авиации) или гирокоптер (используется Bensen Aircraft). Свое название автожир получил от греческого αύτός — сам и γύρος — круг, что можно перевести как самостоятельный винтокрылый.
Принцип работы автожира
Для взлета автожира предназначен винт, для которого выставляется угол от 0 до 6 градусов. При наборе необходимых оборотов винтом летательный аппарат отрывается от земли и набирает высоту. При взлете для гирокоптера необходим разгон, потому что, практически невозможно достичь необходимой скорости оборотов винтов в стационарном режиме. Современное устройство автожира предусматривает систему предварительной раскрутки винтов, которая сокращает дистанцию для взлета до 10-15 метров. Существуют такие системы:
- ручная;
- электрическая;
- механическая;
- гидравлическая.
Ручная система заключается в том, что пилот вручную раскручивает винт, после чего занимает место пилота и взлетает. При электрической, винты приводятся в движение электрическим мотором. Механическая, предусматривает передачу оборотов через муфту, а это значительно усложняет конструкцию. Гидравлическая представлена использованием двух шестеренчатых гидравлических насосов. Каждая из перечисленных систем имеет свои преимуществ и недостатки, но, тем не менее, все заслуживают внимания и используются на сегодняшний день производителями.
Суть полета заключается в том, что несущий винт в состоянии авторотации вращается под влиянием аэродинамических сих. Он обеспечивает вертикальное движение автожира. Для горизонтального движения предусмотрен тянущий (толкающий) двигатель. Работая одновременно, оба двигателя обеспечивают движение автожира по диагонали на взлет или снижение.
Чем автожир отличается от вертолета?
Что же такое автожир и отличается ли он от вертолета? Автожир и вертолет имеют много принципиальных различий. Например, режим авторотации для вертолета считается аварийным и предусмотрен исключительно для аварийной посадки. А для автожира такой режим единственный и используется для полетов. Конструктивной разницей является угол установки винтов. В вертолете винты установлены под углом в 0 градусов, что обеспечивает строго вертикальный взлет. Для автожира, свойственно размещение лопастей с наклоном до 6 градусов, поэтому осуществляется взлет по диагонали с предварительный разгоном.
Автожир — плюсы и минусы
Автожир в сравнении с вертолетом и самолетом имеет множество преимуществ. Основные преимущества автожира:
- невозможность входа в штопор;
- безопасная и мягкая посадка с нерабочим двигателем;
- короткая посадочная площадка;
- меньшая восприимчивость термических потоков;
- менее ощутима турбулентность.
Большим недостатком является то, что очень низкий КПД, в сравнении с другими аналогами воздушных судов аналогичного полетного веса. В холодные поры года или в условиях мерзлоты, существует реальная угроза обледенения лопастей, с выходом из состояния авторотации, что провоцирует падение. Для конкретных моделей могут существовать индивидуальные угрозы, например, разгрузка ротора, возможность кувырка, попадание в мертвую зону авторотации и другие.
Автожир — нужны ли права?
Данные летательные устройства просты в использовании и управлении, все равно возникает необходимость наличия минимальных знаний и опыта. Поэтому необходимо пройти обучение (закончить курсы) и получить права на автожир. По окончании подготовки пилоту вручается свидетельство пилота автожира (сверхлегкого воздушного судна). Такой документ действителен на территории всех государств членов Международной организации гражданской авиации ИКАО.
Как управлять автожиром?
Право управления автожиром дает свидетельство пилота автожира. Для его получения необходимо пройти обучение в размере от 128 академических часов. Ведь управление автожиром требует базовых знаний конструкции летательного аппарата, воздушного законодательства, экстренных ситуаций, авиационной метеорологии. Также необходимо наличие практических навыков в оказании первой неотложной помощи, устранении мелких неисправностей, обслуживании систем автожира, самолетовождении.
Автожир — где можно летать?
Законодательство конкретно предусматривает, где можно летать без согласования, а где нужно получать разрешение на полет. В Интернете, в открытом доступе выложены электронные карты территорий с указанием зон. Стоит отметить, что около 99% территории РФ не требует никаких разрешений и согласований и беспрепятственно можно совершать полет на автожире в этих областях.
Лучшие автожиры мира
За последний век с момента изобретения произошло огромное развитие автожиров. Очевидно, что самыми лучшими и популярными принято считать автожиры тех стран, которые максимально технически и промышленно развиты. Такие страны как США, Германия, Италия, Россия и другие на сегодня занимают лидирующие позиции в разработке и производстве автожиров для всего мира.
В последнее время особенно популярны автожиры с вертикальным взлетом. Ведь преимуществом такого сверхлегкого воздушного судна является то, что автожир с вертикальным взлетом не нуждается в длинной взлетной полосе. Он имеет возможность отрываться от земли практически без пробега, что позволяет стартовать почти с любой поверхности.
Что такое автожир — принцип работы, применение, современные модели и специальные свойства
Среди современных летающих аппаратов особой популярностью пользуется бескрылая техника. Что такое автожир (autogyro) или, как еще его именуют, вертоплан, жироплан? Все эти термины относятся к одному и тому же бескрылому летательному аппарату с двумя винтами (горизонтальным и вертикальным оперением). На Западе легкий винтокрылый агрегат принято называть гироплан, ротоплан, гирокоптер. Все названия отражают принцип, благодаря которому эта уникальная техника успешно удерживается в воздушном пространстве.
Статьи по темеИзобретатель автожиров
Этот летательный аппарат был изобретен в 1919 году испанским инженером Хуаном де ла Сиерва. Его автожир впервые увидел небо весной 1923 года. Возобновился интерес к ротопланам с конца 1950 гг благодаря Игорю Бенсену, который продавал винтокрылые летательные аппараты собственного производства. Его изобретения были простейшими одноместными жиропланами облегченной конструкции и продавались комплектами для самостоятельной сборки. Единственная модель гироплана, переименованная на pegasus, которая сохранилась до наших дней, находится у жителя Калифорнии.
Принцип работы
Конструктивные особенности и принцип действия жироплана похожи с планером, самолетом, дельталетом или мотодельтапланом. Подъемная мощность обеспечивается встречным воздушным потоком, а роль крыльев исполняет несущий свободновращающийся винт (ротор). Эта особенность обеспечивает горизонтальный полет автожира, за счет чего он держится на воздухе. Общий шаг винта регулируется производителем, при эксплуатации изменению не подлежит.
Поступательное движение осуществляется тянущим усилием маршевого двигателя гироплана, если он расположен спереди, и толкающим действием, когда мотор находится сзади. Чтобы запустить движение лопастей ротора, то есть для вращения винта, требуется только воздушный поток, что и называется режимом авторотации. Сопротивление винта в воздухе раскручивает пропеллер, благодаря чему срабатывает аэродинамический принцип, запускающий трансмиссию, и гироплан начинает свободно планировать.
Управление
Стандартные автожиры с вертикальным взлетом могут управляться и перемещаться относительно трех пространственных осей: продольной, поперечной, вертикальной. Путевое управление винтокрылого аппарата осуществляется рулем направления, который закреплен на хвостовой части фюзеляжа. Наклон плоскости вращения несущего винта, за счет чего выполняется требуемый угол тангажа, достигается отклонением ручки управления жироплана.
Принцип движения педалей и ручки гироплана подчинен инстинктивным манипуляциям человека для сохранения равновесия во время полета, как и при управлении самолетом. Перемещение ручки в какую-либо сторону влечет за собой отклонение оси несущего винта в том же направлении, за счет чего осуществляется поворот жироплана. В механизме управления гироплана задействованы еще вилки с наконечниками.
Скорость полета
Классические автожиры передвигаются в воздушном пространстве со скоростью в среднем 120 км/ч при расходе топлива около 15 л на 100 км. Развивать быстроту полета жиропланы способны от 25 до 180 км/ч, рекордная отметка темпа перемещения в воздухе была зафиксирована в 207 км/ч. В связи с этими характеристиками, автожир можно сравнить с автомобилем по экономичности расхода топлива и скорости с той лишь разницей, что передвигается он по воздуху.
Режимы полета
В основном аэродинамический полет на автожире проходит в штатном режиме. Не зря жироплан причисляется к самым безопасным, промежуточным между вертолетом и самолетом, летательным аппаратам. Однако случаются и с автожиром нештатные ситуации, такие как разгрузка ротора, обледенение, мертвая зона авторотации, кувырок. Главным достоинством жироплана является то, что при потере скорости, отказе двигателя или любых сбоях в управлении он способен совершить безопасную посадку.
Использование
Жиропланы используют для быстрого перемещения вместо автомобилей. Преимуществом автожира перед наземными транспортными средствами выступает полная свобода при совершении маневров и отсутствие пробок. Жироплан идеально подходит для кратковременных развлекательных и туристических воздушных прогулок. Для этих целей предпочтительней модели, рассчитанные на двух или трех пассажиров.
Гиропланы применяют для военных и деловых полетов с целью осмотра определенной территории, контролирования нефтепроводов, охраны пограничных зон, мониторинга возгорания в лесных массивах. Современный гирокоптер с камерой применяют для аэрофотосъемок либо воздушных видеосъемок, благодаря широкому обзору и низкой вибрации в отличие от вертолетов.
Разработка в СССР и России
Стремительное развитие авиации в начале XX века привело к появлению самых разнообразных летательных агрегатов. Советский жироплан был разработан и сконструирован Н.И. Камовым. Первый полет на этом автожире под названием КАСКР-1 «Красный инженер» был совершен в 1929 году пилотом-испытателем в компании самого конструктора. В настоящий период в России разработка автожиров производится несколькими ведущими компаниями: «За облака», «Аэро-Астра», «АвиаМастер».
Современные автожиры
По прошествии нескольких десятков лет после создания первых жиропланов философия постоянного совершенствования повлекла за собой изобретение автожира с закрытой кабиной. Современные гиропланы, кроме элегантного дизайна, отличает усовершенствованная конструкция механизмов взлета, приземления и управления винтокрылым летательным аппаратом во время полета, обеспечивающая ему безопасность.
Классификация
По принципу размещения маршевого винта гиропланы классифицируются на два типа: с тянущим и толкающим винтом. Первый вариант летательных агрегатов имеет лучшую возможность охлаждения двигателя, благодаря винтовому обдуву. Преимуществом моделей автожиров с тянущим винтом является их безопасность при механическом воздействии на носовую часть во время аварии. Достоинством конструкции жиропланов с толкающим винтом выступает лучший обзор из кабины.
Специальные свойства
Большинство современных автожиров оборудованы механизмом предварительной раскрутки втулки ротора. При подобном варианте конструкции ротор раскручивается до разбега винтокрылого летательного аппарата. Предварительная раскрутка винта жироплана существенно укорачивает его разбег и при встречном потоке ветра подъем возможен с места. Короткий взлет гироплана является самым приемлемым вариантом при отсутствии в России легкодоступных аэродромов. Модели с прыжковым взлетом, к примеру, как жироплан Cartercopter, универсальны.
Видео
Что такое автожир?
| M.GY01 | Автожир MTO Sport 912 | 29 500,00 € |
| M.MO18 | Двигатель автожира Rotax 912 ULS | 14 512,00 € |
| M.GY900 | Цвет металлик (на выбор) | 550,00 € |
| M.GY58 | Воздушный винт автожира IVO Prop, ВИШ | 3 650,00 € |
| M.GY88 | Обтекатель винта IVO Prop | 480,00 € |
| M.GY105 | Приборная панель под GPS | 285,00 € |
| M.GY100 | Стандартный компас | 0,00 € |
| M.GY101 | Указатель приборной скорости, км/ч | 0,00 € |
| M.GY108 | Высотомер, футы, давление милибар | 0,00 € |
| M.GY280 | Манифолд 912 | 285,00 € |
| M.EL10 | Радиостанция FL 760 | 805,00 € |
| M.GY22 | Кабельный жгут для радиостанции | 325,00 € |
| M.GY23 | Радиоантенна | 85,00 € |
| S.EL57 | Портативный авиационный приемник GPSMAP Garmin 695 | 2 100,00 € |
| S.EL58 | Панель для установки Garmin 695 | 209,24 € |
| S.EL60 | Кабель питания Garmin 695 | 32,77 € |
| M.KL57 | Шлем летный | 385,00 € |
| S.EL28 | Зарядное устройство CTEK | 72,45 € |
| M.GY27 | Электроразъем на приборную панель, 12 В | 65,00 € |
| M.GY53 | Посадочные фары (диодные) | 325,00 € |
| M.GY46 | Бортовые аэронавигационные огни ACL Skyflash | 350,00 € |
| M.GY39 | Усиленные покрышки основных колес (Heidenau) | 165,00 € |
| C.GY84 | Обтекатели основных колес | 465,00 € |
| M.GY60 | Инструкторский комплект (РУ, РУД/тормоз, магнетто, триммер) | 485,00 € |
| M.GY102 | Ручка управления комфортная | 195,00 € |
| M.GY44 | Дополнительный топливный бак (34 л) | 280,00 € |
| M.GY43 | Дполнительный электрический топливный насос | 265,00 € |
| M.GY79 | Указатель топлива (электрический с датчиком) | 250,00 € |
| M.SO10 | Чехол для автожира | 245,00 € |
| M.GY40 | Чехлы на кресла, спортивный стиль | 395,00 € |
| M.GY51 | Сумка для документации | 75,00 € |
| S.RK01 | Бокс из фанеры для перевозки ротора 8,4 | 265,00 € |
| Итого | 57 101,46 € | |
| Таможенная пошлина (18,6%): | 10 620,87 € | |
| НДС (18%): | 12 190,02 € | |
| Доставка из Германии и таможенное оформление: | 2 500,00 € | |
| ИТОГО Автожир МТО Спорт: | 82 412,35 € | |
| 41484 | Автожир Cavalon 914 в базовой комплектации | 57 950,00 € |
| 206745 | Двигатель Rotax 914 UL (115 л.с.), конфигурация AutoGyro | 24 750,00 € |
| 202666 | Цвет: Цвет на выбор, металлик (опция) | 1 890,00 € |
| 204128 | Окрашивание килевой трубы | 650,00 € |
| 201964 | Воздушный винт Woodcomp (ВИШ, автомат, обтекатель) | 3 950,00 € |
| 201964 | Воздушный винт IVO PROP (3790,00 €) | 0,00 € |
| 201981 | Обтекатель воздушного винта IVO PROP (499,00 €) | 0,00 € |
| 56 | Ротор автожира 8,4 м (стандарт) | 0,00 € |
| 57 | Ротор автожира 8,8 м (удлененный) (350,00 €) | 0,00 € |
| 201995 | Приборная панель c вырезом для Garmin 695/795 | 295,00 € |
| 203726 | Держатель iPad | 120,00 € |
| 209104 | Ручка управления комфортная (инструктора) | 185,00 € |
| 209103 | Ручка управления комфортная (пилота) | 185,00 € |
| 201954 | Инструкторский комплект (РУ, регулируемые педали) | 2 390,00 € |
| 206223 | Инструкторский комплект (РУД) | 295,00 € |
| 204232 | Манифолд 914 | 240,00 € |
| 201946 | Компас на приборной панели | 405,00 € |
| 201940 | Указатель скорости 80 мм, км/ч | 0,00 € |
| 201945 | Высотомер барометрический 80 мм, миллибар | 0,00 € |
| 201951 | Вариометр 57 мм, м/с (80 мм, 201950) | 260,00 € |
| 203986 | Указатель скольжения | 130,00 € |
| 203985 | Часы авиационные | 380,00 € |
| 203860 | Авиагоризонт | 3 190,00 € |
| 205759 | Радиостанция FL-760 | 845,00 € |
| 205759 | Радиостанция ATR833-LCD, Funkwerk (1290,00 €) | 0,00 € |
| 201952 | Кабель радиостанции | 390,00 € |
| 204835 | Радио антенна | 185,00 € |
| 201776 | Авиационный GPS-приемник Garmin 695 (русифицированный) | 2 190,00 € |
| 1208 | Пенал для крепления Garmin 695 | 220,00 € |
| 1210 | Кабель данных Garmin 695 | 35,00 € |
| 54 | Пластина-заглушка Garmin 695/795 | 73,50 € |
| 201969 | Аварийный радиомаяк ELT Kannad AF406 | 1 250,00 € |
| 201946 | Электроразъем на приборную панель, 12 В | 0,00 € |
| 201025 | Зарядное устройство CTEK | 75,00 € |
| 205800 | Головная гарнитура НМЕ 110 (комплект 2 шт.) | 520,00 € |
| 202813 | Солнцезащитная шторка кабины, серая | 360,00 € |
| 201962 | Бортовые аэронавигационные огни ACL / Nav AutoGyro | 890,00 € |
| 205801 | Триммер по крену (включает индикатор на приборной панели) | 0,00 € |
| 201963 | Посадочные фары (диодные) | 990,00 € |
| 205522 | Стабилизатор килевой трубы | 470,00 € |
| 203651 | Крышка топливного бака под ключ | 195,00 € |
| 201958 | Покрышки усиленные основных колес Heidenau (компл., 2 шт.) | 130,00 € |
| 201958 | Покрышка усиленная переднего колеса 8PR | 145,00 € |
| 202031 | Обтекатель переднего колеса | 400,00 € |
| 201977 | Обтекатели основных колес | 1 295,00 € |
| 205939 | Электронасос подкачки колес | 120,00 € |
| 201978 | Отопление кабины | 1 350,00 € |
| 202398 | Коврики в кабину, левый / правый, черные | 100,00 € |
| 205888 | Чехол на автожир (уплотненный) | 418,95 € |
| 206241 | Бокс для лопастей ротора | 150,00 € |
| Итого | 110 062,45 € | |
| Таможенная пошлина (17,1%): | 18 820,68 € | |
| НДС (18%): | 23 198,96 € | |
| Доставка из Германии и таможенное оформление: | 2 500,00 € | |
| ИТОГО: | 154 582,09 € | |
| *Оплата безналичным способом в российских рублях по курсу ЦБ РФ на день оплаты + 2% (расходы за функцию агента валютного контроля и за конвертацию и перевод валюты) | ||
| C.GY02 | Автожир Calidus | 42 400,00 € |
| C.MO15 | Двигатель автожира Rotax 912 ULS | 14 244,00 € |
| C.Y900 | Цвет металлик (на выбор) | 550,00 € |
| С.MO18 | Воздушный винт автожира HTC | 0,00 € |
| C.GY87 | Обтекатель винта | 450,00 € |
| C.GY60 | Приборная панель под GPS | 285,00 € |
| S.EL10 | Радиостанция FL 760 | 990,76 € |
| C.GY22 | Кабельный жгут для радиостанции | 345,00 € |
| C.GY23 | Радиоантенна | 175,00 € |
| C.KL01 | Гарнитура HME 110 | 251,36 € |
| S.EL28 | Зарядное устройство CTEK | 72,45 € |
| C.GY27 | Электроразъем на приборную панель, 12В | 55,00 € |
| C.GY53 | Посадочные фары (диодные) | 345,00 € |
| C.GY39 | Усиленные покрышки основных колес (Heidenau) | 125,00 € |
| C.GY84 | Обтекатели основных колес | 465,00 € |
| C.GY31 | Инструкторский комплект | 1 550,00 € |
| C.GY106 | Ручка управления комфортная | 192,50 € |
| C.GY44 | Дополнительный топливный бак (34 л) | 390,00 € |
| C.GY43 | Дполнительный электрический топливный насос | 345,00 € |
| C.GY85 | Отопление кабины | 1 225,00 € |
| C.GY86 | Триммер по крену | 625,00 € |
| S.RK01 | Бокс из фанеры для перевозки ротора | 265,00 € |
| Итого | 65 346,07 € | |
| Таможенная пошлина (18,6%): | 12 154,37 € | |
| НДС (18%): | 13 950,08 € | |
| Доставка из Германии и таможенное оформление: | 2 500,00 € | |
| ИТОГО Автожир Калидус: | 93 950,52 € | |
| *Оплата безналичным способом в российских рублях по курсу ЦБ РФ на день оплаты + 2% (расходы за функцию агента валютного контроля и за конвертацию и перевод валюты) | ||
Ещё не самолёт, уже не вертолёт
Круче вертолёта? Еще скажите, круче самолёта! Да что это за зверь вообще такой — винтокрыл? Про вертолёты-то все помнят, многие даже слышали о конвертопланах, а кто-то вспомнит и про автожиры. Но с винтокрылами как-то не задалось. Мы разобрались, что же это такое и почему эту штуку так любят военные.
Кто такой винтокрыл?
В отличие от автожира, который ни к автомобилям, ни к жиру отношения не имеет, название «винтокрыл» во многом говорит за себя. Да, у таких машин есть и несущий ротор, и, зачастую, крыло. Если говорить просто, то винтокрыл — это помесь самолёта и вертолёта.
Вертикальные взлёт и посадка, а также маневрирование на малой скорости происходят как у обычных вертолётов. В горизонтальном полёте в дело вступает крыло и дополнительные двигатели, превращающие машину в самолёт.
От конвертоплана винтокрыл отличить просто — для горизонтального и вертикального полёта используются не поворотные роторы, а разные винты, иногда даже разные двигатели. Автожир ближе всех к винтокрылу, фактически он его родитель. Вот только привода на несущий винт у автожира нет, он может лишь использовать авторотацию (самостоятельное вращение винта под действием набегающего потока воздуха).
Есть у винтокрыла и близкие братья. Это вертолёты с крылом-ротором и вертолёты с толкающим винтом. У первых несущий ротор в горизонтальном полёте превращается в крыло необычной формы. У вторых крыла вообще нет, и подъёмную силу всегда создаёт винт, а дополнительные моторы лишь обеспечивают прибавку скорости. На Западе все три типа объединили в один — compound helicopter («комбинированный вертолёт»). Рассмотрим их все вместе.
Близкими родственниками винтокрылов являются и вертолёты с развитым оперением. Например, Ми-24, чьё крыло создаёт до 30 процентов подъёмной силы на больших скоростях. Оттого он и летает быстрее своих западных коллег по опасному вертолётному бизнесу. Но никаких других приспособлений для горизонтального полёта у таких вертолётов нет.
Быстрее, дальше, сильнее
У винтокрыла есть несколько значительных плюсов перед обычным вертолётом. Главный — это, конечно, скорость. Разогнать вертолёт до 300-350 километров в час можно, но достаточно сложно. А вот винтокрылу и 400, и 500 километров в час вполне доступны. Если очень постараться, то можно сделать даже сверхзвуковой винтокрыл — в основном при использовании крыла-ротора. А скорость несёт с собой и другие полезные характеристики. Например, повышенную дальность, что отлично складывается с меньшим расходом топлива в горизонтальном полёте.
Военные отлично знают обо всех плюсах винтокрылов. Если посмотреть на него внимательнее, получается отличная ударная машина. Быстрая, а значит с хорошим временем реакции, да и зениткам по нему стрелять будет сложнее. Больше подъёмная сила — можно взять на борт много вооружения.Конвертопланы крайне уязвимы в момент смены режима полёта, а у винтокрыла такого минуса нет. Он может быстро набрать скорость и так же быстро её сбросить. Ещё один неявный плюс — возможность ровного полёта. Вертолёты наклоняются в сторону, в которую летят, за счёт автомата перекоса. Винтокрылу этого не надо, он может лететь как самолёт, поэтому с него проще применять управляемое вооружение и стрелять с пушечных турелей.
При этом почти все плюсы вертолётов остаются с винтокрылами. Разве что большие крылья немного снижают манёвренность в вертолётном режиме, а несущий ротор мешается при полёте по-самолётному. Но все эти минусы не перевешивают плюсы.Почти каждая программа ударного вертолёта начинается с попытки создания винтокрыла. Эти машины можно найти в предках у «Кобры» и у «Апача», у «Команча» и европейского «Тигра». Есть винтокрылы в родословной наших Ми-28 и Ка-50. Наверное, только Ми-24, изначально создававшийся не как ударный вертолёт, а как «летающая БМП», избежал этой истории. Но при этом, за счёт своего крыла, из серийных ударных машин он ближе всего к винтокрылам.
Работы над транспортными винтокрылами встречаются куда реже, самые знаменитые примеры — это, конечно, гигант Ка-22 и английский «Фейри Ротодайн». Большой несущий винт создавал проблемы в горизонтальном полёте, а немаленькое крыло сильно затрудняло взлёт и посадку. В результате все плюсы винтокрыла нивелировались, обычные транспортные вертолёты близких габаритов выходили не хуже и дешевле. Взамен больший интерес проявился к схеме тяжёлого транспортного конвертоплана.
Индеец и неудачи
Здесь внимательный читатель спросит: «Если винтокрылы такие хорошие ударные вертолёты, то где же они?» И правда, хотя военные всегда просили конструкторов разработать им ударный винтокрыл, до серии ни один так и не дошёл. Это можно понять, если взглянуть на кончину подошедшего ближе всего к серии АН-56 «Шайенн».
Для конца 60-х годов это была идеальная боевая машина. Скорость более 400 км/ч и дальность полёта до двух тысяч километров, непревзойдённый набор вооружения, самая совершенная система наведения ПТУР (противотанковых управляемых ракет), которую не превзошли даже на первых вариантах «Апача».Конфетка, а не винтокрыл!
Но машина получилась очень сложной. Не выходило эффективное управление на разных режимах полёта, возникали трудности с аэродинамикой и просто кучи мелких проблем из-за внедрения принципиально новой схемы полёта.
Отличные кадры с испытаний АН-56 «Шайенн»Все проблемы можно было решить, но это требовало огромного количества денег. На дворе наступали 70-е, финансирование падало, к вооружённым силам в обществе относились с подозрением, а и иногда даже с ненавистью.
Были и чисто американские проблемы. Так, ВВС решили, что винтокрыл — это не вертолёт, а самолёт. И потому армия не имеет право закупать его для себя — только через ВВС. Это тоже усложнило программу. Авиаторы же при этом считали, что АН-56 — странный и бесполезный штурмовик.
Схожие проблемы возникали и в других случаях. Порадовавшись на характеристики проекта, военные смотрели на предполагаемую смету, грустно вздыхали и выбирали самый дешёвый и невыдающийся вариант обычного вертолёта.Но со временем авиастроители накапливали всё больше и больше опыта в разработке винтокрылов. Кроме того, появились компьютеры, которые значительно упростили управление сложной машиной.
И снова в бой
В наше время снова ведутся активные работы над винтокрылами. В США разрабатывается С-97 «Рейдер», перспективный разведывательный винтокрыл, у которого есть все шансы стать первой серийной машиной этого типа. Винтокрылом должен быть и ударный вертолёт на замену «Апачу». Идут работы по превращению самого АН-64 в винтокрыл.
Не отстают от западных коллег и наши конструкторы. И КБ Камова, и КБ Миля разрабатывают боевые винтокрылы следующего поколения. До летающих прототипов пока не дошло, но вероятность появления подобных машин вполне высока.
Победят ли винтокрылы обычные вертолёты — или их вновь постигнет неудача? Думаю, мы получим ответ уже в самом недалёком будущем.
Юрий Кужелев
[источники]
Источники:
https://warhead.su/2018/11/06/eschyo-ne-samolyot-uzhe-ne-vertolyot-chto-takoe-vintokryl