andreysemenov (andreysemenov) wrote,
andreysemenov
andreysemenov

Categories:

Современные автожиры - секреты успеха

Для троих своих читателей продолжаю цикл мини-статей по автожирной тематике. 
Итак, что же было дальше? 



На самом деле, не совсем дальше, а одновременно с развитием автожиров "Bensen-style". Еще в 50-х строительством автожиров занялся финский конструктор Юкка Тервамаки. Начав с гиропланера (автожир без двигателя, буксировался за автомобилем на веревке) в 1958-м, к началу семидесятых он построил машину, которая даже сейчас выглядит вполне современно: 


Одноместный автожир JT-5B. В 1974 Юкка решил переключиться на мотопланеры и продал чертежи, секреты изготовления и т.д. итальянцу Витторио Магни. В числе проданных секретов был и секрет изготовления композитных лопастей ротора. Не правда ли, похоже на китайские предания о передающихся из поколения в поколение секретных ударов или знаний о смертельных точках? ;) 
Но Витторио был лопух. По приезду в Италию он пошел попить кофе на станции (то ли автобусной, то ли железнодорожной) и весь его багаж, включая все чертежи, все записи и тому подобное, были украдены! Поэтому автожиры Витторио строил полагаясь на свою память и те копии, которые смог ему выслать Юкка. 

Получилось у него неплохо. Начал он с автожира М4: 


Не правда ли, симпатичный малыш? ;) Видно, что сеньор Магни не копировал дизайн финских автожиров тупо - V-образный хвост, открытая кабина. 
С 1996 года компания Витторио стала называться Magni Gyro. Судя по всему, примерно в это время он окончательно уверовал в будущее именно автожирного бизнеса (до этого компания производила разные детали для вертолетных компаний). 
Свою самую успешную и массовую модель, автожир Магни М16, компания начала выпускать в начале 90-х (более точных данных найти не удалось). И эта модель перевернула мир автожиров! 


Было продано несколько сотен этих автожиров. Думаю, около 500 - огромное количество для экспериментальной модели (примерно столько выпущено сверхпопулярных на постсоветском пространстве самолетов Аэропракт А-22). 
Но главное не это, а то, что ни один автожир в истории до этого не выпускался в таких количествах! Это был настоящий прорыв! 
В скором времени свой автожир по мотивам Магни М16 построили испанцы, создав ELA: 


Испанцы хоть и собезьянничали, но до воровства не опустились. 
Воровством занялись немцы. Одна немецкая компания (ныне - Auto-Gyro GMBH, крупнейший производитель автожиров в мире), занимавшаяся до этого выпуском дельталетов, прочухала перспективный рынок и стала дилером испанской ELA в Германии. Но пробыла им всего ничего. Немцы быстренько скопировали испанский автожир и выпустили его на рынок под своей торговой маркой. Дилерство, естественно, задвинув куда подальше. 
Получился MT-03: 


Немцы оказались гениями маркетинга и быстренько, за 10 лет, умудрились продать свыше 1000 автожиров. Испанцы застряли где-то на второй сотне... 
С инженерией было не так хорошо - у немцев было ооочень много технических проблем. Но они постепенно решились. А любовь покупателей никуда не делась, ибо управляются "немцы" очень хорошо и летают приятно. Сам я в Германии летал именно на таком. 
Ну и что, скажете вы - где секреты? Почему народ стал покупать автожиры? 
Ну, народ стал покупать автожиры благодаря хорошей статистике Магни. 
Ну и без секретов не обошлось. 
Во-первых, автожирный мир уяснил для себя важную концепцию - CLT. Или, иначе - Center Line Thrust (центральное прохождение линии тяги). Так называют автожиры, у которых линия тяги проходит через вертикальный центр тяжести. Для многих этот самый CLT стал просто иконой. Очевидно, что если тяга проходит через центр тяжести, то автожир даже при разгрузке ротора не будет переворачиваться, а спокойно продолжит лететь, куда летел. Если, конечно, загрузка вернется. А она возвращается довольно быстро. 
Магни и другие современные автожиры не являются в чистом виде CLT, они все HTL, но довольно близки к этому (по разным оценкам, центр тяжести у них сантиметров на 10 ниже линии тяги). Но чистый CLT вообще практически нереален. Выработано топливо - центр тяжести поднялся. Взяли больше багажа - опустился. И т.д. 
Во-вторых, Витторио Магни с подачи Юкка Тервамаки снабдил все свои автожиры мощным горизонтальным стабилизатором. Постепенно все поняли важность такого стабилизатора для автожира, даже RAF стали оснащать дополнительным оборудованием - горизонтальным стабилизатором. Но поздно, их уже никто не хочет покупать. 
Что же было инновационного в стабилизаторах Магни? Несколько вещей. Они были большой площади, располагались на достаточном удалении от маршевого винта (т.е., было большое плечо у демпфирующего момента, об этом чуть позже) и располагались в струе воздуха, создаваемого винтом (это, видимо, придает стабилизатору бОльшую эффективность). 
Для чего же нужен стабилизатор? Он выполняет очень важную роль. Т.к. автожиры Магни немного HTL, то при подаче тяги возникает пикирующий (нос вниз) момент. Помните, как печально может закончиться разгрузка ротора при наличии такого момента? Вот-вот. Поэтому так и важен горизонтальный стабилизатор, который создает мощный кабрирующий момент (т.е., нос вверх). 

Сейчас абсолютно все современные автожиры имеют довольно большое горизонтальное оперение, вынесенное довольно далеко от кабины - чтобы демпфирующий момент (он же кабрирующий в нормальной ситуации) был больше (больше плечо=больше момент). 
Другие технические решения у разных автожиров отличаются, но эти два - неизменны: близость к CLT и наличие мощного горизонтального стабилизатора. 
Статистика безопасности автожиров Магни в ЮАР (как-нибудь опубликую) показала, что эти автожиры по безопасности, фактически, равным легким самолетам. И те летные происшествия, которые происходят, связаны с самым трудноизменяемым фактором - человеческой психикой. На 150 проданных в ЮАР автожиров приходится всего 1 катастрофа. И та по причине влетания в провода, если я правильно помню. Это за 10 лет. К сожалению, мы точно не знаем, как эти 150 распределены по годам, но южно-африканский автожирный форум очень активно работает года с 2007. 
Впрочем, статистика у ELA и Auto-Gyro не так хороша - по крайней мере, года с 2005-го статистика ЛП в ЮАР представлена преимущественно ими. Да на rotaryforum (крупнейший форум автожирщиков) картина складывается похожая. 

Еще пару слов о безопасности Магни (вы уже догадались, наверное, что это моя любимая машина?). 
Притчей во языцех стала легендарная стабильность итальянских автожиров. "Как по рельсам" говорят о них те, кто летал. Также все отмечают существенное усилие на ручке. Обо всех причинах такого поведения Магни до сих пор идут жаркие баталии на ротарифоруме, но относительно нескольких моментов сходятся все: 
Причина в роторе. Магни единственный из всех лидирующих производителей (а может быть, и вообще единственный) делает композитный ротор из стекловолокна. Их ротор значительно тяжелее, чем ротор конкурентов (обычно лопасти изготавливаются из алюминия). Кроме того, центр тяжести каждой лопасти смещен к носку. 



Для большинства лопастей аэродинамический фокус (это точка, к которой приложены аэродинамические силы - иначе, центр давления) находится примерно на 25% хорды. 
На картинке изображена недобалансированная лопасть, центр тяжести которой смещен назад. При восходящем потоке воздуха такая лопасть будет поднимать носок. Автожир с таким ротором будет более отзывчивым и чутким к вводным пилота. Такие лопасти у немецких и испанских автожиров. 
У Магни лопасти перебалансированные. Их центр тяжести расположен ближе к носку от аэродинамического фокуса. Такая лопасть отвечает на управляющие воздействия пилота замедленно. Зато и на "управляющие воздействия" атмосферы такой ротор тоже будет отвечать замедленно. При этом при попытке разгрузиться он будет самостоятельно "подгружаться". 
Кроме того, у роторов Магни еще много секретов - их роторы единственные, которые крепятся не вертикальными, а горизонтальными болтами (фиг знает, в чем тут секрет, но такое крепление обеспечивает меньшие вибрации). Их роторы короче и более жесткие, что позволяет крутить их сильнее, чем прочие роторы (до 500 оборотов в минуту). 
Результат один - их роторы самые трудные для разгрузки. Поэтому с автожирами Магни вы не найдете "загадочных" катастроф, когда автожир "летел-летел и вдруг начал камнем падать на землю". 
Вот как выглядит ротор Магни в разрезе: 

Хорошо виден грузик в носке лопасти для ее утяжеления. Кстати, это очень редкая фотография - Магни не продают свои лопасти отдельно от автожира, поэтому разрезать лопасть - довольно дорогое удовольствие. 

Кто-то говорит, что Магни специально затяжеляют органы управления автожиром. Это дает устойчивость как при резких движениях пилота (и PIO, например), так и при турбулентности. 
Да, есть и обратная сторона. Многие критикуют Магни за недостаточную разворотливость и верткость, за то, что они "слишком похожи на Цессну", но это дело вкуса. Хотите маневренности - покупайте МТО (немцы), но будьте вдвойне осторожны. 
За пределами концепции CLT.
Мой любимый автор - Greg Gremminger - представитель Магни в США, утверждает, что концепция CLT сильно переоценена и что самые стабильные автожиры ДОЛЖНЫ быть немного HTL.  Грег много рассуждает на эту тему - приводить все это здесь было бы немилосердно. В частности, он отмечает важность того, чтобы горизонтальный центр тяжести располагался впереди вектора тяги ротора (RTV - rotor thrust vector).



Кому интересно, читайте здесь




Похоже, стабильность автожира, действительно, интегральное понятие. И критерием здесь может быть только практика. Несмотря на по-прежнему плохую репутацию автожиров, мне кажется, что практика полетов современных автожиров вполне подтвердила их право занять свое небольшое, но надежное место рядом с более признанными летательными аппаратами. И это им постепенно удается - специально для скептиков сообщу, что Магни М16, М24, МТО-спорт, Калидус уже сертифицированы по одной из самых жестких систем сертификации летательных аппаратов в мире - британской, под секцией Т (gyroplanes). Это вам не хухры-мухры, а настоящее признание! 
Если еще что-то интересно про автожиры, пишите - я бы с удовольствием еще написал бы что-нибудь на эту тему :) 

Upd: уточнил по базе южно-африканской CAA - катастрофа c Magni в 2008 году случилась не по причине влетания в провода. Отказ двигателя на взлете. Было довольно тепло (25 градусов), аэродром был расположен на высоте 1173 метра над уровнем моря. Бак был полный, в автожире были пилот и пассажир. 
В такой ситуации воздух менее плотный и взлет затруднен (длительный разбег, меньшая скороподъемность, необходима максимальная мощность двигателя). Пилот успешно взлетел и начал правый разворот. В этот самый момент двигатель остановился. Перед и под пилотом был только лес -развернуться куда-либо он уже не успевал. Он попытался сесть между деревьев, но на высоте 8 метров задел крону одного из них и перевернулся. Дополнительным фактором стало то, что был использован 93-й бензин (в заправке поблизости другого не оказалось). Такое топливо для двигателей Rotax не разрешено. 
Как показало исследование, пилот и пассажир выжили бы, если бы автожир не перевернулся и не загорелся. 
Судите сами, есть ли здесь вина техники (т.е., автожира). 

Tags: Авиация, Автожир
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 56 comments