Сколько уже говорилось про вертолеты...Тем созданно уйма. А новичек приходит на паркфлайер и задает все те же самые вопросы: "какой мотор купить для 700-й тушки", "какую серву поставить на хвост HK600", "какой аккумулятор лучше будет сидеть в 500-ке", и "почему на ней лопсти от 600". В лучшем случае ему дают ссылку на форм, в худшем отправляют в гугл, но чаще всего просто игнорируют. Цель статьи разобраться что надо купить, чтобы построить вертолет с нуля...
Начнем мы пожалуй с того, что в этой статье будет обсуждаться только то, что нам хочется и что для этого надо купить. По поводу настройки и сборки будем разговаривать в других темах.
Самые частые вопросы при выборе ПЕРВОГО вертолета.
"Хочу бензиновый, большой вертолет, говорят они круто летают, какой купить?"
Отбросьте мысли о ДВС. Обычно это машины не меньше 50 класса,с калильным двигателем, а это газонокасилка с метровым несущим винтом, энергия которого сопоставима с выстрелом из крупнокалиберного ствола. Высокая сложность управления заставит вас отказаться от ремонта вертолета на всю жизнь, испортив впечатления моделизма.
"У меня много денег мне плевать на стоимость вертолета, что мне нужно чтобы летать на 700 алгине?"
При нулевых навыках пилотрования первый полет будет длиться не дольше 20 секунд. Поднимите в воздух, испугаетесь, запутаетесь в стиках и уроните модель в лучшем случае в землю, в худшем случае отрубите себе руки, пальцы и прочие части тела. Для того чтобы летать на 700 алгине Вам понадоится одна две тысячи $ и хороший хирург-травматолог.
"Могу ли я сам сделать вертолет из того что продается в автомагазинах?"
Если вы RC-вертолетчик с пятилетним стажем, слесарь 11 разряда и авиационный инженер, Вы таких вопросов не зададите. Рядовой человек не сможет сделать ЛЕТАЮЩИЙ вертолет своими руками.
"Что купить?"
Для новичка есть 2 доступных класса вертолетов: 250 и 450. Оба эти класса имеют право на нахождение у вас дома. 250-ка в сборе обойдется лишь немногим дешевле старшего 450 друга. Ей нАмного сложнее управлять, он очень провортный, шустрый и резкий вертолет, т.к. чем больше габариты, тем больше его стабильность, тем дальше его можно от себя отпускать и из-за его размеров его лучше видно, я остановлюсь на 450 модели в связи распространенностью класса, огромном количестве рем. деталей и тюнинга, и совокупности летных характеристик.Хорошо настроенная 450-я модель с стабилизацией ведет себя в водухе очень прилично, на ровне с 500-ми собратьями. Именно модель 450го класса идеальна для новичка.
С моделью мы определились, теперь переходим к деталям:
Аппаратура
Лучше всего купить аппаратуру от Turnigy. или , сказать трудно. Для новой модели аппаратуры необходимо докупить . Старую модель лучше купить с встроенным передающим модулем.Все же я рекомендую старую добрую турнигу9х. Она почти всегда в стоке, все её болячки выявленны и лечатся. Сразу для аппаратуры купите и
Цена: 2000р + 300р + 230р
Тушка
Многие поклонники фирм T-REX и ALIGN скажут что лучше стоит брать оригинал, мотивируя это тем что они надежнее, точнее в управление и приятние в воздухе. Во всем они правы кроме одного. Естественный износ деталей у новичка наступает редко, а менять поломанные детали приходится часто. Мой совет: берите копию от HK. С или приводом не имеет большого значения.Ремень может простить некотороые ошибки при приземлении на хвост, кардан лучше передает мощность на хвост, не так плавают обороты как при ременном приводе, нет "перехлеста", при приземлении на хвост лишь небольшая вероятность поломки кардана, все же чаще ломаются лопасти. Лично я выбрал именно карданный привод и вам рекомендую!
Цена: 2200р
Двигатель
и регулятор.
Есть зарекомендовавший себя мотор для 450 класса. Простой, надежный, в комплекте уже есть пиньоны, если и поломается не составит труда самостоятельно перемотать намотку.
Регулятор стоит выбирать из потребностей мотора. Оптимальным выбором будет регулятор на 40А. Например отличный компактный рег с ВЕС и массой отзывов. Но он не влезет в корпус, придется вешать снаружи (мало кого это останавливает). Если же Вы эстет и хотите чтобы вид у вертолета был безупречный купите малыша. В последнее время качество сборки этой модели стало лучше, но брак всеравно присутствует. Обязательно купите разъем и термоусадку и , чтобы иметь возможность присоединить к регулятору аккумулятор.
Цена: 650р + 600р + 120р
Сервоприводы
Много и очень много вариантов существует на счет сервоприводов для тарелки перекоса.
Самое лучшее что я встречал по соотношению цена\качество это . У знакомого они отлетали 2 сезона на 3х вертолетах. Пережили порядка 20 падений и до сих пор держат ноль и уверенно отрабатывают быстрый переход в крайние положения. Возьмите на всякий случай 4 штучки. Запасная серва лишней не будет.
Для хвоста я настойчиво
рекомендую раскошелится на дорогой и проверенный сервопривод. Нет ничего хуже чем выход из строя хвостовой сервы. Как вариант , . Поверьте моим словам, скупой платит дважды. Именно хвостовая серва постоянно находится в работе, за полет она испытывает колосальные нагрузки. Можно использовать и , но обязательно проверяйте их перед каждым полетом и в перерывах между аккумулятрами. Ваша внимательность ни раз вас выручит.
Цена: 720р + 1300р
Гироскоп.
Мой вам совет, для начала вполне хватит . Да, в чем-то он уступает футабавским гирикам, пусть и редко, но попадается бракованный, но за 400 рублей ничего лучше не найти. НО если у вас есть возможность, не пожалейте денег на . Она ни раз спасет кошелек от опустошительных трат на новые лопасти, промежуточные валы и главные шестерни.
Цена: 400р или 2400р
Аккумуляторы и зарядка.
Классический вариант для 450 вертолета аккумулятор емкостью 2.2А\ч. Выбирать стоит по токоотдаче для начала(полет блинчиком), за глаза хватит . Отличная батарея. Возьмите 2 или 3 штуки, ибо для нормальной тренировки одной батареи мало. Позже, когда вы подрастете и научитесь висеть, делать петли и бочки, для активного пилотажа прикупите себе аккумуляторы рангом побольше, а сейчас это пустая трата денег.
Зарядное устройство однозначто . Модели будут меняться, время будет идти вперед, а зарядное устройство, как и RC-аппаратура у вас останется на долгие годы. Не поскупитесь и купите оригинальную версию.
Цена: 900р + 900р
Инструмент
Обязательно купите и .
Цена: 150 рублей
Рем. комплект.
Ошибка многих новичков в том, что они думают что никогда не будут падать. БУДЕТЕ! И падать будете очень часто. Именно по этой причине я и выбрал 450-й кит. Цена краша колеблется в 100-400 рублей. В основном это лопасти несущего и заднего винта, главная шестерня, хвостовая балка, флайбар, а так же промежуточные и хвостовые валы. На последнем можно съэкономить купив модель с ременным приводом. Обязательно купите так называемый краш-кит. Он позволит сразу же приступить к ремонту модели в поле и через 10 минут снова летать.
Людей с давних времен волновала идея полета. Они завидовали животным, имеющим крылья: птицам, бабочкам, стрекозам. Любой мальчишка, а также взрослый мужчина не откажется поиграть даже с небольшой летающей моделью. И многие из них задаются вопросом о том, как сделать вертолет своими руками.
Конечно, готовую модель можно приобрести в магазине. Причем предлагаются варианты разных ценовых категорий и в разных степенях готовности. По желанию покупатель может найти и миниатюрную машину, полностью готовую к полету, и такую, которую требуется собрать из мельчайших частей.
Но самым интересным все-таки будет такой вариант, как сделать радиоуправляемый вертолет самому.
Что для этого нужно
Для выполнения этой нелегкой задачи понадобятся некоторые материалы. Как обычные, например, клей, чертежи, материал для изготовления деталей, так и специфические, такие, как пульт управления.
Часто интересуются не только тем, как сделать вертолет, но и насколько это трудно. На самом деле эти модели считаются относительно простыми. Дело в том, что при их постройке не используются такие виды работ, как склейка, шлифовка, обтягивание материалом. Летающая машина будет состоять из гаек, болтов и нескольких основных механизмов, которые требуется собрать в единое целое.
Для сборки радиоуправляемого вертолета желательно использовать гироскоп. Его придется приобретать в готовом виде. Эта деталь необходима для того, чтобы правильно сориентировать вертолет в пространстве, она не даст ему перевернуться или завалиться набок. Особенно это важно при первых полетах, когда пилот сам еще неопытен и только учится управлять своей машиной. Также гироскоп помогает компенсировать давление ветра.
С чего начать
Перед тем как сделать вертолет, нужно подобрать схему и чертежи. Затем из материала (обычно дерева или пластика) выкроить составные части.
Соединяются между собой детали с помощью болтов и гаек, получается своеобразный лего-вертолет. Иногда используют клей, но такие соединения могут оказаться непрочными.
Сборка двигателя
Затем приступают к сборке двигателя. В моделях используют аккумуляторы, которые располагают в центре корпуса, чтобы обеспечить ровное горизонтальное положение машины в воздухе.
В блок питания вдевают ось для винта, на нее устанавливают винтовые лопасти. На этом этапе следует провести предварительную проверку взаимодействия пульта управления с двигателем модели и убедиться, что все функции работают правильно.
Имеет смысл использовать специальный пульт для вертолета. Помимо основных функций, которые позволяет выполнять и самолетный пульт, вертолетный также оснащен возможностью обеспечения взаимосвязи газа и угла наклона лопастей. Дополнительные каналы можно использовать для управления гироскопом или шасси.
Окончательная сборка
Остается собрать модель. Нужно правильно присоединить элементы управления, не забыть о хвостовом винте. Вертолет готов к первым летным испытаниям, которые помогут исправить возможные недостатки.
После этого останется украсить корпус, и можно наслаждаться полетами. Останется только размышлять в дальнейшем, как сделать вертолет еще быстрее и маневреннее.
Поэтому сегодня будем рассказывать, как вы сможете сделать вертолет на резиномоторе . Эта самоделка, по нашему мнению, лучшая в своем классе. Она отличается от предыдущих (смотрите « »), как внешним видом, так и летными качествами. Ее автором является молодой парень из России, любитель мастерить различные интересные самоделки — Илья Шереметова.
Если вы сделаете этот вертолет на резиномоторе , можете быть уверены, что при его запуске все ваши друзья будут умалять вас дать им попробовать запустить его в полет.
Материалы и инструменты для создания вертолета на резиномоторе
Для того чтобы сделать вертолет нам будут нужны следующие материалы: бамбуковые шпажки для барбекю, цветная бумага, одна канцелярская скрепка, полоска жести из кофейной банки, резинка, нитки, клей. А также инструменты: линейка, ножницы, шило, нож и плоскогубцы.
Материалы и инструмент для создания вертолета
Мастерим вертолет на резиномоторе
Сначала расщепляем несколько бамбуковых шпажек пополам. Это необходимо для облегчения конструкции модели. Из одной длинной получится хвостовая балка (шпажка 22 см).
Расщепляем шпажки пополам
Оставляем нерасщепленной только одну шпажку, которая будет выдерживать нагрузку резиномотора. Делаем ее длиной 14см.
Отмеряем 14 см
Потом отрезаем от жести полоску толщиной 4-5 мм и длиной 7 см, сгибаем ее плоскогубцами, как показано на рисунке.
Делаем механизм для резиномотора
Проделываем в ней два отверстия сверху и снизу отступая от краев на 3-4 мм.
Делаем отверстия
Теперь привязываем к детали из жести две шпажки, которые станут кабиной вертолета, а также хвостовую балку. Для этого используем клей и нитки.
Привязываем детали кабины
Добавляем нижнюю часть кабины, для этого шпажку делим на две части и прикрепляем ее с помощью ниток и клея.
Прикрепляем нижнюю часть кабины
Прикрепляем также заднюю ось для колес.
Привязываем ось для колес
Теперь делаем винт. Для этого из канцелярской скрепки делаем крепеж для резинки и прикрепляем его к несущей планке (шпажка длиной 24 см), также с помощью ниток и клея.
Делаем винт
Из стержня нарезаем несколько колечек, которые будут подшипниками резиномоторного механизма.
Делаем подшипники из стержня
Вставляем заготовку винта, делаем на скрепке крючок для резинки.
Загибаем крючок для резиномотора
Из губки ножницами вырезаем колеса вертолета и надеваем их на оси, предварительно смазав клеем.
Делаем колеса из губки
Обклеиваем цветной бумагой кабину вертолета на резиномотере.
Обклеиваем бумагой кабину вертолета
А также обклеиваем тонкой бумагой хвост вертолета.
Радиоуправляемый вертолёт – это не только детская игрушка, данной вещью не прочь позабавится и взрослые. Не проблема купить модель в магазине, но некоторые предпочитают мастерить вертолёт самостоятельно, чтобы получить максимум удовольствия. Предупреждаем сразу: сделать вертолёт своими руками будет стоить дороже, чем купить в магазине.
Что нам понадобится
1. Детальный чертёж.
2. Ротор.
3. Автомат перекоса лопастей.
4. Лопасти для вертолёта.
5. Алюминиевые трубки.
6. Сервомашинки управления.
7. Хвостовой редуктор.
8. Строительный пенопласт.
9. Двигатель.
10. Аккумулятор.
11. Клей.
12. Краска.
13. Резак.
Инструкция
1. Для начала нужно подыскать удобный чертёж. Конструкция весьма непроста, без детальной обработки не обойтись. В строительном магазине приобретите лист строительного пенопласта (толщина – 25-30 мм
).
2. Такие детали, как ротор, лопасти для вертолёта, сервомашинки управления, хвостовой редуктор, двигатель, аккумулятор лучше купить в магазине. Их самостоятельное изготовление займёт много времени. Одни лопасти чего стоят: сделать достойную балансировку – непростая задача.
3. Возьмите чертёж и перенесите шаблоны на строительный пенопласт
, пластик или дерево. Следует точно выполнять инструкции в чертеже и делать разметку по заданным размерам. Резаком вырежьте все детали. Склейте модель вертолёта, отшлифуйте всё наждачной бумагой, чтобы не было неровностей и заусенцев. Некоторые соединения лучше укрепить с помощью изоленты
. Кабину
сделайте с помощью алюминиевых трубок
.
4. Подключите мотор к винтам. Мощность двигателя
должна совпадать
с мощностью аккумулятора
. Длительность полёта вертолёта будет зависеть от емкости батареи.
5. Установите электронику в корпус вертолёта. Если вы подберете небольшие двигатель и аккумулятор, то у вас не возникнет проблем с их размещением, например, в кабине вертолёта. Моторчик закрепите (можно приклеить к деревянной планке).
6. Украсьте вертолёт: покрасьте корпус и лопасти, наклейте несколько наклеек
Стоит обратить внимание
Пульт для радиоуправления и маяк лучше купить готовые , их изготовление – сложная работа, требующая познаний в радиоаппаратуре.
Всегда помните о весе: вертолёт с тяжелым двигателем и аккумулятором не взлетит .
Как управлять вертолетиком — смотрите в видео.
За последнее время в мире вертолетной техники произошло несколько значимых событий. Американская компания Kaman Aerospace объявила о намерении возобновить производство синхроптеров, Airbus Helicopters пообещала разработать первый гражданский вертолет с электродистанционным управлением, а немецкая e-volo - испытать 18-роторный двухместный мультикоптер. Чтобы не запутаться во всем этом разнообразии, мы решили составить краткий ликбез по основным схемам вертолетной техники.
Впервые идея летательного аппарата с несущим винтом появилась около 400 года нашей эры в Китае, однако дальше создания детской игрушки дело не пошло. Всерьез инженеры взялись за создание вертолета в конце XIX века, а первый вертикальный полет нового типа летательного аппарата состоялся в 1907 году, спустя всего четыре года после первого полета братьев Райт. В 1922 году авиаконструктор Георгий Ботезат испытал вертолет-квадрокоптер, разработанный по заказу Армии США. Это был первый в истории устойчиво управляемый полет техники такого типа. Квадрокоптер Ботезата сумел взлететь на высоту пяти метров и провел в полете несколько минут.
С тех пор вертолетная техника претерпела множество изменений. Появился класс винтокрылых летательных аппаратов, который сегодня делится на пять типов: автожир, вертолет, винтокрыл, конвертоплан и X-крыло. Все они отличаются конструкцией, способом взлета и полета, управлением несущим винтом. В этом материале мы решили рассказать именно о вертолетах и их основных типах. При этом за основу была взята классификация по компоновке и расположению несущих винтов, а не традиционная - по типу компенсации реактивного момента несущего винта.
Вертолет является винтокрылым летательным аппаратом, у которого подъемная и движущая силы создаются одним или несколькими несущими винтами. Такие винты располагаются параллельно земле, а их лопасти устанавливаются под определенным углом к плоскости вращения, причем угол установки может изменяться в достаточно широких пределах - от нуля до 30 градусов. Установка лопастей на ноль градусов называется холостым ходом винта или флюгированием. В этом случае несущий винт не создает подъемной силы.
Во время вращения лопасти захватывают воздух и отбрасывают его в направлении, противоположном движению винта. В результате перед винтом создается зона пониженного давления, а за ним - повышенного. В случае вертолета так возникает подъемная сила, которая очень похожа на образование подъемной силы фиксированным крылом самолета. Чем больше угол установки лопастей, тем большую подъемную силу создает несущий винт.
Характеристики несущего винта определяются двумя основными параметрами - диаметром и шагом. Диаметр винта определяет возможности вертолета по взлету и посадке, а также отчасти величину подъемной силы. Шаг винта - это воображаемое расстояние, которое воздушный винт пройдет в несжимаемой среде при определенном угле установки лопастей за один оборот. Последний параметр влияет на подъемную силу и скорость вращения ротора, которую на большей части полета летчики стараются держать неизменной, меняя только угол установки лопастей.
При полете вертолета вперед и вращении несущего винта по часовой стрелке, набегающий поток воздуха сильнее воздействует на лопасти с левой стороны, из-за чего возрастает и их эффективность. В результате левая половина окружности вращения винта создает большую подъемную силу, чем правая, и возникает кренящий момент. Для его компенсации конструкторы придумали - это особая система, которая уменьшает угол установки лопастей слева и увеличивает его справа, выравнивая таким образом подъемную силу по обе стороны винта.
В целом, вертолет имеет несколько преимуществ и несколько недостатков перед самолетом. К преимуществам относится возможность вертикального взлета и посадки на площадки, диаметр которых в полтора раза превосходит диаметр несущего винта. При этом вертолет может на внешней подвеске перевозить крупногабаритные грузы. Вертолеты отличаются и лучшей маневренностью, поскольку могут висеть вертикально, лететь боком или задом-наперед, поворачиваться на месте.
К недостаткам же относятся большее, чем у самолетов, потребление топлива, большая инфракрасная заметность из-за горячего выхлопа двигателя или двигателей, а также повышенная шумность. Кроме того, вертолетом в целом сложнее управлять из-за ряда особенностей. Например, летчикам вертолетов знакомы явления земного резонанса, флаттера, вихревого кольца, эффекта запирания несущего винта. Эти факторы могут приводить к разрушению или падению машины.
У вертолетной техники любых схем существует режим авторотации. Он относится к аварийным режимам. Это означает, что при отказе, например, двигателя несущий винт или винты при помощи обгонной муфты отсоединяются от трансмиссии и начинают свободно раскручиваться набегающим потоком воздуха, тормозя падение машины с высоты. В режиме авторотации возможна управляемая аварийная посадка вертолета, причем вращающийся несущий винт через редуктор продолжает раскручивать рулевой винт и генератор.
Классическая схема
Из всех типов вертолетных схем сегодня самой распространенной является классическая. При такой схеме машина имеет только один несущий винт, который может приводиться в движение одним, двумя или даже тремя двигателями. К этому типу, например, относятся ударные AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Ми-28Н, транспортно-боевые Ми-24 и Ми-35, транспортные Ми-26, многоцелевые UH-60L Black Hawk и Ми-17, легкие Bell 407 и Robinson R22.
При вращении несущего винта на вертолетах классической схемы возникает реактивный момент, из-за которого корпус машины начинает раскручиваться в сторону, противоположную вращению ротора. Для компенсации момента используют рулевое устройство на хвостовой балке. Как правило им является рулевой винт, но это может быть и фенестрон (винт в кольцевом обтекателе) или несколько воздушных сопел на хвостовой балке.
Особенностью классической схемы являются перекрестные связи в каналах управления, обусловленные тем, что рулевой винт и несущий приводятся одним и тем же двигателем, а также наличием автомата перекоса и множества других подсистем, ответственных за управление силовой установкой и роторами. Перекрестная связь означает, что при изменении какого-либо параметра работы воздушного винта, поменяются и все остальные. Например, при увеличении частоты вращения несущего винта возрастет и частота вращения рулевого.
Управление полетом осуществляется наклоном оси вращения несущего винта: вперед - машина полетит вперед, назад - назад, вбок - вбок. При наклоне оси вращения возникнет движущая сила и уменьшается подъемная. По этой причине для сохранения высоты полета летчику необходимо менять и угол установки лопастей. Направление полета задается изменением шага рулевого винта: чем он меньше, тем меньше компенсируется реактивный момент, и вертолет поворачивает в сторону, противоположную вращению несущего винта. И наоборот.
В современных вертолетах в большинстве случаев управление полетом по горизонтали осуществляется при помощи автомата перекоса. Например, для движения вперед летчик при помощи автомата уменьшает угол установки лопастей для передней половины плоскости вращения крыла и увеличивает - для задней. Таким образом сзади подъемная сила увеличивается, а спереди - уменьшается, благодаря чему изменяется наклон винта и появляется движущая сила. Такая схема управления полетом применяется на всех вертолетах почти всех типов, если на них установлен автомат перекоса.
Соосная схема
Второй по распространенности вертолетной схемой является соосная. В ней рулевой винт отсутствует, зато есть два несущих винта - верхний и нижний. Они располагаются на одной оси и вращаются синхронно в противоположных направлениях. Благодаря такому решению винты компенсируют реактивный момент, а сама машина получается несколько более устойчивой по сравнению с классической схемой. Кроме того, у вертолетов соосной схемы практически отсутствуют перекрестные связи в каналах управления.
Наиболее известным производителем вертолетов соосной схемы является российская компания «Камов». Она выпускает корабельные многоцелевые вертолеты Ка-27, ударные Ка-52 и транспортные Ка-226. Все они имеют по два винта, расположенных на одной оси друг под другом. Машины соосной схемы, в отличие от вертолетов классической схемы, способны, например, делать воронку, то есть выполнять облет цели по кругу, оставаясь на одном и том же расстоянии от нее. При этом носовая часть всегда остается развернутой в сторону цели. Управление рысканием осуществляется подтормаживанием одного из несущих винтов.
В целом управлять вертолетами соосной схемы несколько проще, чем обычными, особенно в режиме висения. Но существуют и свои особенности. Например, при выполнении петли в полете может случиться перехлест лопастей нижнего и верхнего несущего винтов. Кроме того, в проектировании и производстве соосная схема более сложна и дорога, чем классическая схема. В частности из-за редуктора, передающего вращение вала двигателя на винты, а также автомата перекоса, синхронно устанавливающего угол лопастей на винтах.
Продольная и поперечная схемы
Третьей по популярности является продольная схема расположения несущих винтов вертолета. В этом случае винты располагаются параллельно земле на разных осях и разнесены друг от друга - один находится над носовой частью вертолета, а другой - над хвостовой. Типичным представителем машин такой схемы является американский тяжелый транспортный вертолет CH-47G Chinook и его модификации. Если винты располагаются на законцовках крыльев вертолета, то такая схема называется поперечной.
Серийных представителей вертолетов поперечной схемы сегодня не существует. В 1960-1970-х годах конструкторское бюро Миля разрабатывало тяжелый грузовой вертолет В-12 (также известен, как Ми-12, хотя этот индекс неверен) поперечной схемы. В августе 1969 года прототип В-12 установил рекорд грузоподъемности среди вертолетов, подняв на высоту 2,2 тысячи метров груз массой 44,2 тонны. Для сравнения самый грузоподъемный в мире вертолет Ми-26 (классическая схема) может поднимать грузы массой до 20 тонн, а американский CH-47F (продольная схема) - массой до 12,7 тонны.
У вертолетов продольной схемы несущие винты вращаются в противоположных направлениях, однако это компенсирует реактивные моменты лишь отчасти, из-за чего в полете летчикам приходится учитывать возникающую боковую силу, уводящую машину с курса. Движение в стороны задается не только наклоном оси вращения несущих винтов, но и разными углами установки лопастей, а управление рысканием производится за счет изменения частоты вращения роторов. Задний винт у вертолетов продольной схемы всегда располагается чуть выше переднего. Это сделано для исключения взаимного влияния от их воздушных потоков.
Кроме того, на определенных скоростях полета вертолетов продольной схемы иногда могут возникать значительные вибрации. Наконец, вертолеты продольной схемы оснащаются сложной трансмиссией. По этой причине такая схема расположения винтов распространена мало. Зато вертолеты продольной схемы меньше других машин подвержены возникновению вихревого кольца. В этом случае во время снижения воздушные потоки, создаваемые винтом, отражаются от земли вверх, затягиваются винтом и снова направляются вниз. При этом подъемная сила несущего винта резко снижается, а изменение частоты вращения ротора или увеличение угла установки лопастей эффекта практически не оказывает.
Синхроптер
Сегодня вертолеты, построенные по схеме синхроптера, можно отнести к самым редким и наиболее интересными с конструктивной точки зрения машинами. Их производством до 2003 года занималась только американская компания Kaman Aerospace. В 2017 году компания планирует возобновить выпуск таких машин под обозначением K-Max. Синхроптеры можно было бы отнести к вертолетам поперечной схемы, поскольку валы двух их винтов расположены по бокам корпуса. Однако оси вращения этих винтов расположены под углом другу к другу, а плоскости вращения - пересекаются.
У синхроптеров, как у вертолетов соосной, продольной и поперечной схем, рулевой винт отсутствует. Несущие же винты вращаются синхронно в противоположные стороны, а их валы связаны друг с другом жесткой механической системой. Это гарантированно предотвращает столкновение лопастей при разных режимах и скоростях полета. Впервые синхроптеры были изобретены немцами во время второй мировой войны, однако серийное производство велось уже в США с 1945 года компанией Kaman.
Направлением полета синхроптера управляют исключительно изменением угла установки лопастей винтов. При этом из-за перекрещивания плоскостей вращения винтов, а значит сложения подъемных сил в местах перекрещивания, возникает момент кабрирования, то есть подъема носовой части. Этот момент компенсируется системой управления. В целом же, считается, что синхроптером проще управлять в режиме висения и на скоростях больше 60 километров в час.
К достоинствам таких вертолетов относится экономия топлива за счет отказа от рулевого винта и возможность более компактного размещения агрегатов. Кроме того, синхроптерам характерна большая часть положительных качеств вертолетов соосной схемы. К недостаткам же относится необычайная сложность механической жесткой связи валов винтов и системы управления автоматами перекоса. В целом это делает вертолет дороже, по сравнению с классической схемой.
Мультикоптер
Разработка мультикоптеров началась практически одновременно с работами над вертолетом. Именно по этой причине первым вертолетом, совершившим управляемый взлет и посадку стал в 1922 году квадрокоптер Ботезата. К мультикоптерам относят машины, как правило имеющие четное количество несущих винтов, причем их должно быть больше двух. В серийных вертолетах сегодня схема мультикоптеров не используется, однако она чрезвычайно популярна у производителей малой беспилотной техники.
Дело в том, что в мультикоптерах используются винты с неизменяемым шагом винта, причем каждый из них приводится в движение своим двигателем. Компенсация реактивного момента производится вращением винтов в разные стороны - половина крутится по часовой стрелке, а другая половина, расположенная по диагонали, - в противоположном направлении. Это позволяет отказаться от автомата перекоса и в целом значительно упростить управление аппаратом.
Для взлета мультикоптера частота вращения всех винтов увеличивается одинаково, для полета в сторону - вращение винтов на одной половине аппарата ускоряется, а на другой - замедляется. Поворот мультикоптера производится замедлением вращения, например, винтов, крутящихся по часовой стрелке или наоборот. Такая простота конструкции и управления и послужила основным толчком к созданию квадрокоптера Ботезата, однако последующее изобретение рулевого винта и автомата перекоса практически затормозило работы над мультикоптерами.
Причиной же, по которой сегодня не существует мультикоптеров, предназначенных для перевозки людей, является безопасность полетов. Дело в том, что в отличие от всех остальных вертолетов, машины с несколькими винтами не могут совершать аварийную посадку в режиме авторотации. При отказе всех двигателей мультикоптер становится неуправляемым. Впрочем, вероятность такого события невысока, однако отсутствие режима авторотации является главным препятствием для прохождении сертификации на безопасность полетов.
Впрочем, в настоящее время немецкая компания e-volo занимается разработкой мультикоптера с 18 роторами. Этот вертолет предназначен для перевозки двух пассажиров. Как ожидается, он совершит первый полет в ближайшие несколько месяцев. По расчетам конструкторов, прототип машины сможет находиться в воздухе не больше получаса, однако этот показатель планируется довести по меньшей мере до 60 минут.
Следует также отметить, что помимо вертолетов с четным количеством винтов существуют и мультикоптерные схемы с тремя и пятью винтами. У них один из двигателей расположен на отклоняемой в стороны платформе. Благодаря этому осуществляется управление направлением полета. Впрочем, в такой схеме становится сложнее гасить реактивный момент, поскольку два винта из трех или три из пяти всегда вращаются в одном направлении. Для нивелирования реактивного момента некоторые из винтов вращаются быстрее, а это создает ненужную боковую силу.
Скоростная схема
Сегодня наиболее перспективной в вертолетной технике считается скоростная схема, позволяющая вертолетам летать на существенно большей скорости, чем могут современные машины. Чаще всего такую схему называют комбинированным вертолетом. Машины этого типа строятся по соосной схеме или с одним винтом, однако имеют небольшое крыло, создающее дополнительную подъемную силу. Кроме того, вертолеты могут быть оснащены толкающим винтом в хвостовой части или двумя тянущими на законцовках крыла.
Ударные вертолеты классической схемы AH-64E способны развивать скорость до 293 километров в час, а соосные Ка-52 - до 315 километров в час. Для сравнения, комбинированный вертолет - демонстратор технологий Airbus Helicopters X3 с двумя тянущими винтами может разгоняться до 472 километров в час, а его американский конкурент с толкающим винтом - Sikorksy X2 - до 460 километров в час. Перспективный разведывательный скоростной вертолет S-97 Raider сможет летать на скоростях до 440 километров в час.
Строго говоря, комбинированные вертолеты относятся скорее не к вертолетам, а к другому типу винтокрылых летательных аппаратов - винтокрылам. Дело в том, что движущая сила у таких машин создается не только и не столько несущими винтами, сколько толкающими или тянущими. Кроме того, за создание подъемной силы отвечают и несущие винты, и крыло. А на больших скоростях полета управляемая обгонная муфта отключает несущие винты от трансмиссии и дальнейший полет идет уже в режиме авторотации, при которой несущие винты работают, фактически, как крыло самолета.
В настоящее время разработкой скоростных вертолетов, которые в перспективе смогут развивать скорость свыше 600 километров в час, занимаются несколько стран мира. Помимо Sikorsky и Airbus Helicopters такие работы ведут российские «Камов» и конструкторское бюро Миля (Ка-90/92 и Ми-X1 соответственно), а также американская Piacesky Aircraft. Новые комбинированные вертолеты смогут совместить в себе скорость полета турбовинтовых самолетов и вертикальные взлет и посадку, присущие обычным вертолетам.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
