Салон вертольота для перевезення поранених

Несучий гвинт утворює піднімальну силу, що підтримує апарат у повітрі, і тягу, необхідну для поступального переміщення вертольота в польоті. Несучий гвинт також виконує роль органів керування.

Особливість несучого гвинта вертольота полягає в тому, що гвинт може без наявності поступальної швидкості вертольота безпосередньо на стоянці створювати піднімальну силу і силу тяги. У літака, як відомо, піднімальна сила на його крилі може виникати тільки при обтіканні його потоком повітря при поступальному русі. Ця різниця в принципі утворення піднімальної сили обумовлює основну перевагу вертольота в порівнянні з літаком: для зльоту вертольоту не потрібна спеціальна ЗПС, він може вертикально злітати, висіти в повітрі, вертикально знижуватися і здійснювати посадку. Тому вертольоти стали незамінним видом транспорту в тих районах, де немає аеродромів.

Наступна відмінна риса несучого гвинта вертольота полягає в тому, що його лопаті в поступальному польоті обтікаються зустрічним потоком повітря неоднаково як по їх довжині, так і залежно від їх азимутального положення. Ця різниця в обтіканні потоком різних частин лопатей буде більша зі збільшенням швидкості поступального руху вертольота. Таким чином, потік повітря, що набігає на несучий гвинт, більш нерівномірний і менш стійкий, ніж повітряний потік, який взаємодіє з крилом літака. Звідси виникає основний недолік вертольота в порівнянні з літаком – обмежена швидкість горизонтального польоту (вертольоти мають крейсерські швидкості польоту не більше 310 км/год, хоча максимальна швидкість досягає 350 км/год і більше, наприклад, у вертольота RAH-66 "Команч" крейсерська швидкість становить 302 км/год, а максимальна – 352 км/год.

Несучий гвинт складається з декількох лопатей, кількість яких змінюється зазвичай від двох до восьми.

Вертоліт вогняної підтримки Белл AH - 1 “Х'ю Кобра” (2 лопаті)

Легкий багатоцільовий вертоліт Аэроспасьяль SA – 319 (3 лопаті)

Ка – 62 (4 лопаті)

Транспортно-бойовий вертоліт Мі - 24 (5 лопатей)

Багатоцільовий транспортний вертоліт Сикорский S-65

(CH-53) “Си Стеллион” (6 лопатей)

СН - 53Е “Супер Стеллион” (7 лопатей)

Важкий транспортний вертоліт Мі - 26 (8 лопатей)

Кожна з лопатей являє собою крило, що шарнірно підвішене на втулці несучого гвинта і обертається силовою установкою через спеціальний редуктор, який називається головним. Профіль лопаті несиметричний (рис. 4.9) із закругленим носком і гострим хвостом, установлений під кутом φ до площини обертання гвинта.

Рис. 4.9. Кут установки лопаті гвинта вертольота.

Кут φ називається кутом установки або кроком гвинта і може змінюватися пілотом за допомогою органів керування. При обертанні гвинта (рис. 4.10) за рахунок обтікання лопаті повітряним потоком створюється піднімальна сила лопаті Т_л.

Рис. 4.10. Піднімальна сила лопаті гвинта вертольота.

Сума піднімальних сил лопатей утворює силу тяги Т несучого гвинта, прикладену до втулки НГ і спрямовану по осі тюльпана НГ. Тюльпаном несучого гвинта називають конічну поверхню, яка утворюється лопатями, що обертаються. Сила тяги Т передається на фюзеляж через корпус головного редуктора і вузли кріплення.

При обертанні НГ виникає реактивний момент М_р, рівний моменту М_к, що крутить, але направлений проти обертання НГ (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Моменти, що діють на вертоліт.

Реактивний момент через головний редуктор передається на фюзеляж вертольота і прагне розвернути фюзеляж вертольота вбік, протилежний напряму обертання НГ.

Величина реактивного моменту визначається за емпіричною формулою

М_р = 716,2(N/n),

де N – потужність двигуна, що приводить НГ в обертання;

n – частота обертання НГ, об/хв.

При однаковій потужності реактивний момент у вертольота значно більший, ніж у літака, тому що НГ вертольота робить (300-350) об/хв, а гвинт літака, що тягне, (2000-2500) об/хв. Окружна швидкість кінців лопатей у сучасних вертольотів ω∙R не перевищує 220 м/с (R – довжина лопаті, ω – кутова швидкість обертання НГ). Отже, якщо менші розміри гвинта, то швидше він обертається, і навпаки.

На одногвинтових вертольотах реактивний момент НГ врівноважують за допомогою рульового гвинта, на обертання якого витрачається 6–8 % потужності двигуна вертольота. Момент М_рг, створюваний рульовим гвинтом, спрямований проти реактивного моменту НГ і залежить від сили тяги РГ

М_рг = Т_рг∙l_рг,

де Т_рг – сила тяги РГ;

l_рг – плече сили тяги РГ щодо осі обертання вертольота.

Рульовий гвинт забезпечує також шляхову стійкість і керованість одногвинтового вертольота. При зміні кутів атаки лопатей РГ зміниться його тяга, а отже, і момент від тяги РГ. Якщо момент від тяги рульового гвинта М_рг буде рівний реактивному моменту несучого гвинта М_р, то вертоліт буде летіти прямо по курсу. Порушуючи рівність цих моментів, можна примусити вертоліт розвертатися в один або інший бік.

РГ приводиться в обертання від силової установки через спеціальні вали і редуктори трансмісії вертольота.

Зміна тяги, необхідної для керування вертольотом, досягається шляхом зміни кута установки лопатей РГ, що робить пілот за допомогою педалей ніжного керування. Тяга РГ, а отже, і момент РГ, що врівноважує, змінюється одночасно з реактивним моментом НГ у різних режимах його роботи. Це досягається блокуванням системи «крок-газ» НГ з системою керування рульовим гвинтом. Таким чином, на всіх режимах горизонтального польоту компенсація реактивного моменту несучого гвинта (М_р = М_рг) забезпечується при незміненому (нейтральному) положенні педалей ніжного керування.

РГ зазвичай має від двох до шести лопатей. РГ розташовується на хвостовій балці та обертається в площині, паралельній вертикальній площині польоту. Останнім часом для підвищення керованості на вертольотах з одним НГ стали застосовувати по два РГ, розташованих паралельно один одному на одній осі.

Багатоцільовий вертоліт ВО - 105 (2 лопаті)

Багатоцільовий вертоліт Мі - 8 (3 лопаті)

Тактичний багатоцільовий вертоліт NH Индастриз NH - 90 (4 лопаті)

Важкий транспортний вертоліт Мі - 26 (5 лопатей)

Протичовновий вертоліт Уэстленд “Си Кинг” (6 лопатей)

Бойовий вертоліт АН - 64А “Апач” (2 рульових гвинта по 2 лопаті)

Шасі призначено для тих же цілей, що й у літака (забезпечення стоянки, пересування по аеродрому, зльоту і посадки). Здатність вертольота злітати без розбігу і сідати без пробігу обумовили відмінність злітно-посадкових пристроїв вертольота від аналогічних літакових пристроїв: менші розміри коліс і шин, більша міцність деталей шасі, що забезпечує безпечну посадку при авторотіруючому несучому гвинті з великою вертикальною швидкістю, відносно більший хід поршня амортизатора для забезпечення більш м'якої посадки.

На сучасних вертольотах застосовуються колісні (трьохопорні і чотирьохопорні) та лижні шасі різної конструкції. Головні опори колісного трьохопорного шасі розташовують симетрично щодо осі фюзеляжу за центром мас вертольота. Носове колесо розташовують по осі фюзеляжу, причому воно робиться таким, що самоорієнтується, що забезпечує свободу маневру при рулюванні та автоматичну постановку колеса по польоту після відриву вертольота від землі. У чотирьохопорного шасі головні та носові колеса розташовують симетрично щодо осі фюзеляжу позаду і попереду центра мас вертольота, відповідно. Колісні шасі можуть бути такими, що не забираються і забираються.

Мі – 24 (колісне трьохопорне шасі)

Ка - 226 (колісне чотирьохопорне шасі)

EC – 635 (лижне двохопорне шасі)

Багатоцільовий вертоліт UH – 60 ”Блэк Хоук” (шасі не забирається)

Вертоліт вогняної підтримки RAH - 66 “Команч” (шасі забирається)

Легкий багатоцільовий вертоліт “Алуэтт”

(колісне чотирьохопорне або лижне двохопорне шасі)

Для оберігання рульового гвинта і хвостової балки від поломки при випадковому торканні та ударах об землю вертольоти мають хвостову опору. Опора зазвичай робиться пружною, щоб удар об землю не був жорстким.

Легкий багатоцільовий вертоліт “Алуэтт”

Мі – 24 (опора захисту РГ і хвостової балки)

Силова установка призначена для створення потужності, необхідної для обертання гвинтів і приводу агрегатів. Вона складається з двигунів, пристроїв і систем.

На сучасних вертольотах установлюються, як правило, два газотурбінні двигуни, розміщуються на стельовій панелі, вивідні вали яких сполучають з вхідними пристроями головного редуктора. В головному редукторі відбувається підсумовування потужності, що поступає від двигунів, а так само передача її через трансмісію на несучий і рульовий гвинти та вертолітним агрегатам: генераторам, насосам гідросистеми, компресору повітряної системи та ін.

Пристрої, що забезпечують роботу двигунів, включають вхідні, вихідні та пилозахисні пристрої, гондоли, капоти, вузли кріплення двигунів. Роботу двигунів забезпечують системи запуску, змащування, паливна, охолоджування, протипожежна та ін.

Мі – 1 (один двигун)

Легкий багатоцільовий вертоліт “Кайова Уорриор” (один двигун)

Вертоліт вогняної підтримки АН – 1 “Хью Кобра” (2 ГТД позаду НГ)

Cougar (2 ГТД попереду НГ)

Військово-транспортний вертоліт СН – 46 “Си Найт” (2 ГТД перед заднім НГ)

Важкий військово-транспортний вертоліт СН – 53Е “Супер Стеллион” (3 ГТД: 2 з боків + 1 за гвинтом)

Трансмісія призначена для передачі моменту, що крутить, від двигунів до гвинтів і вертолітних агрегатів. До складу трансмісії входять головний, проміжний і хвостовий редуктори, хвостовий і кінцевий трубчасті вали, гальмо несучого гвинта та ін.

Крило являє собою літаковий елемент на вертольоті. Хоча принцип польоту на вертольоті не вимагає наявності крила, воно призначено для часткового розвантаження несучого гвинта у горизонтальному польоті. На великих швидкостях піднімальна сила крила досягає (20 – 30)% тяги несучого гвинта.

Мі – 24 (крило)

Ка – 50 (крило і стабілізатор с кильовими шайбами)

Мі – 28 (крило і стабілізатор з бічною опорою)

Хвостове оперення складається зі стабілізатора і кіля. Стабілізатор призначений для поліпшення поздовжньої стійкості вертольота. Завдяки наявності хвостової балки в одногвинтового вертольота, стабілізатор значно віддалений від центра мас вертольота (створене велике плече) і має невеликі відносні розміри. Кут установки стабілізатора автоматично змінюється при зміні загального кроку НГ для збереження оптимального балансування вертольота.

Кіль для вертольотів одногвинтової схеми практично не потрібний і використовується для часткового розвантаження РГ і підвищення шляхової стійкості вертольота.

Палубний протичовновий вертоліт Ка - 25

(стабілізатор з кермом висоти і трьохкильове вертикальне оперення)

Бойовий вертоліт АН - 64А “Апач” (стабілізатор на килі)

ВК – 117 (на килі кермо напряму і дволопатевий рульовий гвинт,

стабілізатор з кінцевими шайбами на хвостовій балці)

RAH - 66 (стрілоподібне вертикальне і Т-образне горизонтальне оперення прямокутної форми, РГ у вертикальному оперенні – фенестрон”)

СН – 53Е “Супер Стеллион” (горизонтальне оперення з правого боку пилона РГ і підкріплено підкошуванням)

Тактичний багатоцільовий вертоліт NH – 90 (горизонтальне оперення на балці (половина стабілізатора прямокутної форми в плані)