.jpg/1280px-Bell_47_(52253543908).jpg)
Винтовой летательный аппарат , винтокрылый летательный аппарат или винтокрылый аппарат — это летательный аппарат тяжелее воздуха с вращающимися крыльями , которые вращаются вокруг вертикальной мачты для создания подъемной силы . Сборка из нескольких лопастей ротора, установленных на одной мачте, называется ротором . Международная организация гражданской авиации (ИКАО) определяет винтокрылый аппарат как «поддерживаемый в полете реакциями воздуха на одном или нескольких роторах». [1]
Винтокрылые летательные аппараты обычно включают в себя летательные аппараты, в которых один или несколько винтов обеспечивают подъемную силу на протяжении всего полета, такие как вертолеты , автожиры и гиродины . Составные винтокрылые летательные аппараты дополняют ротор дополнительными двигателями тяги, пропеллерами или статическими подъемными поверхностями. Некоторые типы, такие как вертолеты, способны к вертикальному взлету и посадке . Летательный аппарат, который использует подъемную силу ротора для вертикального полета, но переходит исключительно на подъемную силу фиксированного крыла в горизонтальном полете, является не винтокрылым летательным аппаратом, а конвертопланом .
.jpg/1280px-PAF_UH-1N-(cropped).jpg)
Вертолет — это винтокрылый летательный аппарат с роторами, приводимыми в действие двигателем(ями) на протяжении всего полета, что позволяет ему взлетать и приземляться вертикально, зависать и лететь вперед, назад или вбок. Вертолеты имеют несколько различных конфигураций одного или нескольких основных роторов.
Вертолеты с одним несущим винтом, приводимым в действие валом, требуют какого-либо устройства для противодействия крутящему моменту, такого как хвостовой винт , веерообразный хвост или NOTAR , за исключением некоторых редких примеров вертолетов, использующих реактивную тягу на концах несущих винтов , которая практически не создает крутящего момента.
.jpg/1280px-Magni_Gyro_M-16C_Tandem_Trainer_G-CKZZ_(31016835998).jpg)
Автожир (иногда называемый гирокоптером, гиропланом или ротапланом) использует ротор без двигателя, приводимый в движение аэродинамическими силами в состоянии авторотации для создания подъемной силы, и пропеллер с двигателем , похожий на пропеллер самолета с фиксированным крылом , для обеспечения тяги. Хотя ротор автожира похож на ротор вертолета по внешнему виду, для создания вращения ротору автожира необходим поток воздуха вверх и через диск ротора. Ранние автожиры напоминали самолеты с фиксированным крылом того времени с крыльями и установленным спереди двигателем и пропеллером в тяговой конфигурации, чтобы тянуть самолет по воздуху. Поздние модели автожиров имеют установленный сзади двигатель и пропеллер в толкающей конфигурации.
Автожир был изобретен в 1920 году Хуаном де ла Сьервой . Автожир с толкающим винтом был впервые испытан Этьеном Дормуа на его автожире Buhl A-1 .
Ротор гиродина обычно приводится в движение его двигателем для взлета и посадки — зависая как вертолет — с антикрутящим моментом и тягой для полета вперед, обеспечиваемой одним или несколькими пропеллерами, установленными на коротких или коротких крыльях. По мере увеличения мощности пропеллера, ротору требуется меньше мощности для обеспечения прямой тяги, что приводит к уменьшению углов тангажа и взмахов лопастей ротора. На крейсерских скоростях, когда большая часть или вся тяга обеспечивается пропеллерами, ротор получает мощность, достаточную только для преодоления сопротивления профиля и поддержания подъемной силы. Эффект заключается в том, что винтокрылый аппарат работает более эффективно, чем ротор свободного хода автожира в режиме авторотации, сводя к минимуму неблагоприятные последствия срыва отступающих лопастей вертолетов на более высоких скоростях полета.
.jpg/1280px-Bensen_B-6_Gyroglider_%E2%80%93_NASM_Udvar_Hazy_Center_(51220192957).jpg)
Воздушный змей с ротором или гироглайдер — это безмоторный винтокрылый летательный аппарат. Как и автожир или вертолет, он использует подъемную силу, создаваемую одним или несколькими наборами роторов, для полета. В отличие от вертолета, автожиры и воздушные змеи с ротором не имеют двигателя, приводящего в действие роторы, но в то время как у автожира есть двигатель, обеспечивающий тягу вперед, которая заставляет ротор вращаться, воздушный змей с ротором вообще не имеет двигателя и полагается либо на то, что его поднимают в воздух и сбрасывают с другого самолета, либо на то, что его буксируют в воздух за автомобилем или лодкой.
Вращающееся крыло характеризуется количеством лопастей . Обычно их количество составляет от двух до шести на приводной вал.
Винтокрылый аппарат может иметь один или несколько роторов. Использовались различные конфигурации роторов:
Некоторые винтокрылые летательные аппараты спроектированы так, чтобы останавливать ротор для полета вперед, так что он затем действует как неподвижное крыло. Для вертикального полета и зависания он вращается, чтобы действовать как вращающееся крыло или ротор, а для полета вперед на скорости он останавливается, чтобы действовать как неподвижное крыло, обеспечивая некоторую или всю необходимую подъемную силу. Дополнительные неподвижные крылья также могут быть предусмотрены для обеспечения устойчивости и управления и для обеспечения вспомогательной подъемной силы.
Ранним американским предложением было переоборудование Lockheed F-104 Starfighter с треугольным роторным крылом. Позднее Хьюз вернулся к этой идее. [3] Исследовательский самолет Sikorsky S-72 прошел обширные летные испытания.
В 1986 году исследовательский самолет Sikorsky S-72 Rotor Systems Research Aircraft (RSRA) был оснащен четырехлопастным остановленным ротором, известным как X-wing. Программа была закрыта два года спустя, до того, как ротор был запущен в полет.
Более поздняя концепция ротора-утки/крыла (CRW) добавила переднюю плоскость «утка» , а также обычный хвостовой стабилизатор, разгружая крыло ротора и обеспечивая управление во время полета вперед. Для вертикального и низкоскоростного полета основной аэродинамический профиль приводится в движение кончиками, как ротор вертолета , выхлопом от реактивного двигателя , и нет необходимости в хвостовом винте . В высокоскоростном полете аэродинамический профиль останавливается в положении по размаху, как основное крыло самолета с тремя поверхностями , и двигатель выбрасывает газ через обычное реактивное сопло. Два прототипа Boeing X-50 Dragonfly с двухлопастным ротором летали с 2003 года, но программа была закрыта после того, как оба потерпели крушение, не сумев успешно перейти на новую версию. [4]
В 2013 году Военно-морская исследовательская лаборатория США (NRL) опубликовала метод перехода из вертикального в горизонтальный полет и связанную с ним технологию, запатентованную 6 декабря 2011 года, [5] , которую они назвали Stop-Rotor Rotary Wing Aircraft. [6] Австралийская компания StopRotor Technology Pty Ltd разработала прототип судна Hybrid RotorWing (HRW). [7] [8] Конструкция использует поток воздуха с высоким альфа-частотой для обеспечения симметричного воздушного потока через все лопасти ротора, требуя, чтобы он падал почти вертикально во время перехода. [8] Переход в полете из фиксированного в вращающийся режим был продемонстрирован в августе 2013 года . [9] [10] [11]
Другой подход предполагает конфигурацию «хвостового» типа , в которой несущие поверхности действуют как роторы во время взлета, аппарат наклоняется для горизонтального полета, а ротор останавливается, чтобы действовать как неподвижное крыло. [12]
