?

Log in

No account? Create an account

Апрель, 12, 2012

Как летает автожир

Продолжая вчерашнюю тему. 
Итак, как же летает автожир? 

Сразу оговорюсь, что в аэродинамике - полный профан и излагаю как понимаю. Если есть знатоки - не плюйтесь желчью, а предлагайте правки. 

Начнем с азов. Как вообще возникает подъемная сила у любого крыла? Практически в любом учебнике по аэродинамике для самых маленьких для пилотов вы увидите примерно такую картинку:



Обычно учат, что зона пониженного давления возникает из-за того, что частицы воздуха над крылом проходят более длинную дистанцию, чем под крылом. И по закону Бернулли возникает разрежение. Есть более продвинутая точка зрения, согласно которой все совсем не так (есть эксперименты, показывающие, что частицы воздуха над крылом и под ним на самом деле не встречаются). Но для наших целей это не важно. 

Важно, что разница давлений есть и благодаря ей крыло летит. 
Теперь представьте, что на картинке выше не крыло самолета, а крыло лопасть вертолета. В чем разница? Да, по сути, ни в чем. Крыло так же рассекает воздух, так же возникает подъемная сила, и летательный аппарат летит. 
В зависимости от профиля, площади крыла и разных  характеристик самолета, скорость при которой возникает достаточная подъемная сила, разная. Задача любого пилота - этой скорости достичь и удерживать. Ибо скорость=жизнь. 
Как же нам добиться этой самой скорости? В самолетах вопрос решается просто - крыло крепят жестко к фюзеляжу, ставят двигатель с винтом и разгоняют всю конструкцию. Рано или поздно скорости хватает для взлета и мы летим. 
В вертолетах вопрос решается хитрее. Двигатель разгоняет не весь вертолет, а лишь крыло. То бишь, несущий винт. И это дает огромный плюс! Ведь чем быстрее движется крыло, тем больше подъемная сила. Но разгонять весь летательный аппарат (ЛА) до больших скоростей очень трудно (нужен мощный двигатель и много топлива, а также длинная взлетно-посадочная полоса). Куда экономичней разогнать винт, а сам ЛА пусть летит на небольших скоростях. В результате получается огромный выигрыш в подъемной силе по сравнению с затратами энергии. Плюс у лопастей небольшая площадь, что создает большую нагрузку на крыло (вес аппарата, приходящийся на квадратный сантиметр лопасти). Это дает большую устойчивость к турбулентности по сравнению с самолетом. Ну и вообще - не чудо ли? Сам "самолет" летит со скоростью, скажем, 100 км/ч, а его "крыло" - со скоростью 300-500 км/ч (!!!). 
Я не слишком сложно объясняю? 
И вот мы подошли к автожиру. Тут человек поступил еще хитрее. Он разгоняет ТОЛЬКО сам летательный аппарат, а несущий винт (ротор) автожира разгоняется... сам! На практике при взлете ротор раскручивают специальным устройством - преротатором, но в воздухе преротатор отключается и ротор дальше крутится сам.
В детстве (моем, середина 80-х) продавались такие игрушки - к палочке был прикреплен маленький винт из фольги. Ты дуешь, винт крутится. Если фольгу скрутить в правильный профиль, то возникнет подъемная сила.
 Сейчас я таких в продаже не вижу, но есть что-то подобное. Например, вот такое:


Эти маленькие "роторы" крутятся от малейшего ветерка. Кажется, ненадежно? 
А теперь представьте, что будет, если эту игрушку прикрепить к автомобилю и ехать без остановки. Наши роторы ведь будут крутиться без остановки, правда? Вот примерно так крутится и ротор автожира. 
А теперь самый главный ужос - А ЧТО ЕСЛИ ДВИГАТЕЛЬ ЗАГЛОХНЕТ??? 
Это, конечно, вещь неприятная. Но вовсе не смертельная. Самолет с остановившимся двигателем совершенно спокойно планирует, как правило, на 10 своих высот (т.е., с высоты в 1 километр пролетает 10 до посадки). У знаменитого "планера Гимли" аэродинамическое качество (так называют этот показатель) составило примерно 12. Ну, это тот самый пассажирский Боинг, у которого кончилось топливо на высоте 12 000 метров. Самолет спокойно пропланировал с остановившимися двигателями и благополучно сел. Никто даже травм серьезных не получил. 

Итак, самолеты спокойно планируют. Необходимую скорость без двигателя поддерживают за счет силы тяжести, увеличивая угол атаки (опуская нос, проще говоря). 
Но и вертолеты без двигателя прекрасно летают. Надо только успеть перейти в режим авторотации - перевести лопасти несущего винта в такое положение, чтобы они раскручивались потоком воздуха, идущим снизу. На авторотации вертолет совершенно спокойно и довольно мягко садится (при должном навыке летчика). 
Опасность на вертолете в том, что отказ мотора произойдет на маленькой высоте и летчик не успеет перейти в режим авторотации. 

С автожиром проще всего - он всегда летает на авторотации. Поэтому остановка двигателя может быть практически незаметна (сам не пробовал, конечно, но так пишут практически все). Поэтому многие пилоты автожиров и говорят, что автожир - самый безопасный аппарат. Он спокойно летает на скоростях 40-180 км./ч (самолет с аналогичным двигателем, грубо - 80-200 км/ч), не боится турбулентности, у него не бывает штопоров и сваливаний, из-за чего бьются самолеты, ему не надо срочно переходить на авторотирование при отказе двигателя, ему не нужна большая взлетно-посадочная полоса (может сесть "в точку", взлететь с 50 м.), он проще в управлении, чем самолет (и тем более, чем вертолет). Многие вылетают самостоятельно уже через 4 часа обучения (на самолете абсолютно это невероятно).
Вроде бы, идеальный аппарат. Но есть и подводные камни... 
На закуску - видео посадки автожира с отказавшим двигателем: 




Видите? Ничего драматичного. Piece of cake, как говорят англичане.

Profile

Glastar
andreysemenov
andreysemenov

Latest Month

Июль 2017
Вс Пн Вт Ср Чт Пт Сб
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     

Метки

Разработано LiveJournal.com
Designed by Michael Rose