1.2.4.4. Автожир

Автожир (франц. autogyre от греч. autos – сам и gyros – круг, вращение) – это летательный аппарат тяжелее воздуха (рис. 1.56, 1.57), совершающий полет за счет тяги, создаваемой несущим винтом, вращающимся свободно (без привода от двигателя) под действием набегающего потока воздуха.

У автожира режим установившегося самовращения «авторотации», в отличие от вертолета, является основным. На режиме самовращения реактивный момент на фюзеляже отсутствует, так как мощность, необходимая для вращения НВ, создается потоком воздуха. Поступательное движение необходимое для создания набегающего на НВ потока воздуха и преодоления силы аэродинамического сопротивления, обеспечивается тянущим (рис. 1.56) или толкающим (рис. 1.57) воздушным винтом. В полете, пилот может с помощью ручки управления изменять плоскость вращения НВ, создавая дополнительную горизонтальную силу. Автожир, в отличие от вертолета, не может зависать на одном месте, но имеет низкие взлетную и посадочную скорости, б

Рис. 1.56. Автожир с тянущим винтом

Рис. 1.57. Автожир с толкающим винтом

олее простую конструкцию, меньшую мощность двигателя.

Для разгрузки несущего винта и увеличения подъемной силы в полете автожир может оборудоваться крылом.

1.2.4.5. Ла вертикального и короткого взлета и посадки

Попытки конструкторов объединить достоинства самолета и вертолета в одном летательном аппарате привели к появлению ЛА вертикального и короткого взлета и посадки (СВВП и СКВП).

СВВП в отличие от обычного самолета имеет нулевую скорость отрыва и посадки, при которой аэродинамическая подъемная сила крыла равна нулю, поэтому необходимая для взлета и посадки подъемная сила создается его силовой установкой. Подъемная силовая установка СВВП должна создавать тягу на 10…20% превышающую взлетный вес самолета. В горизонтальном полете вес СВВП уравновешивается аэродинамической подъемной силой, горизонтальная сила обеспечивается той же силовой установкой. СВВП могут иметь силовые установки различных типов: турбореактивные подъемно-маршевые двигатели (ПМД) с поворотными устройствами, обеспечивающими отклонение вектора тяги на угол от 0^о до 90 – 105^о; малоресурсные подъемные двигатели (ПД) с малой массой, которые работают только при вертикальном взлете и посадке (рис. 1.58); реактивные или турбовинтовые двигатели в пов

Рис. 1.58. СВВП с ПД

Рис. 1.59. Конвертоплан MV-22

оротных гондолах на крыле или фюзеляже (конвертопланы) (рис. 1.59). СВВП с единой силовой установкой содержат только подъемно-маршевые двигатели (рис. 1.60, 1.61), СВВП с составной силовой установкой – как подъемно-маршевые, так и подъемные двигатели (рис. 1.62, 1.63). В дополнение к аэродинамическим р

Рис. 1.62. СВВП с подъемными и

подъемно-маршевыми двигателями

Рис. 1.63. СВВП Як-141

улям, которые не работоспособны на околонулевых скоростях, СВВП оснащаются газодинамической системой управлен

Рис. 1.60. СВВП с ПМД

Рис. 1.61. СВВП Як-36

ия углами крена, тангажа и рыскания на режимах вертикального взлета и посадки.

После отрыва ЛА от земли и подъема на безопасную высоту вектор тяги подъемно-маршевого двигателя постепенно отклоняется в горизонтальное положение. При этом происходит разгон самолета и увеличение подъемной силы, создаваемой крылом, которая компенсирует снижение подъемной силы силовой установки.

По сравнению с обычным самолетом СВВП имеет следующие недостатки: высокую относительную массу силовой установки , следовательно, меньшую относительную массу полезной нагрузки ; низкую экономичность; малый ресурс двигателей.

Для уменьшения перечисленных недостатков СВВП часто используют самолеты с коротким взлетом и посадкой (СКВП).

СКВП отличается меньшими, по сравнению с обычными самолетами, скоростями отрыва и приземления и соответственно меньшими длинами разбега и пробега. Длина разбега и пробега у СКВП уменьшаются до величины 400 – 600 метров по сравнению с 1000 – 2000 метров – у обычных самолетов.

Для реализации короткого взлета и посадки используют:

– мощную механизацию крыла (щелевые многосекционные закрылки и предкрылки), что позволяет резко повысить площадь крыла и коэффициент подъемной силы с_Y при взлете и посадке;

– энергетическую механизацию (обдув крыла и закрылков струей газа из реактивного двигателя или от ВВ, струйные закрылки);

– применение аэродинамических схем с непосредственным управлением подъемной силой (НУПС) (рис. 1.64, 1.65));

- маршевый двигатель с отклоняемым вектором тяги;

-

Рис. 1.64

Рис.1. 65. Корабельный Су-33

повышенная тяговооруженность ЛА µ = R/G_ЛА.

Режим короткого взлета могут иметь так же СВВП, для чего перед взлетом производится разбег при горизонтальном направлении вектора тяги подъемно-маршевого двигателя. В момент отрыва самолета от поверхности вектор тяги отклоняется вниз на нужный угол, а после набора скорости снова принимает горизонтальное направление. Режим короткого взлета по сравнению с вертикальным взлетом позволяет существенно увеличить полезную нагрузку, уменьшить расход топлива, уменьшить время разгона до крейсерской скорости при взлете. При взлете с площадок ограниченных размеров (например – палуба корабля) можно использовать короткий трамплин.