stringtranslate.com

Монокоптер

Гироптер Папен и Руйи
Конструкция монокоптера на основе патента Альфонса Папена и Дидье Руйи 1914 года.

Монокоптер или гироптер — это винтокрылый аппарат , в котором используется одна вращающаяся лопасть. Концепция похожа на кружащиеся семена вертолета , падающие с деревьев. Название «гироптер» иногда применяется к монокоптерам, в которых весь самолет во время полета вращается вокруг своего центра масс. Название «монокоптер» также применялось к личному реактивному ранцу, сконструированному Андреасом Петцольдтом. [1]

История

Папен-Руйи Гироптер

Гироптер, изображенный в датском журнале 1914 года. Подпись гласит: «На схеме показаны части автожира: A. Крыло. B. Центральная часть машины. C. Воздушные каналы. D. Двигатель. E и F. Масляный бак. J. Гондола, в которой находится сидит капитан самолета. К. Антенна, оканчивающаяся отверстием Л, И. Линзообразный корпус, создающий подушку. Г. Излучатель-отверстие для потока воздуха из крыла. Подпись на втором снимке гласит: «Летящий бумеранг машина или гироптер».

Gyroptère был разработан в 1913–1914 годах Альфонсом Папеном и Дидье Руйи во Франции, вдохновленный кленовым семенем . [ 2 ] Папен и Руйи получили французские патенты № 440 593 и 440 594 на свое изобретение, а позже получили патент США № 1 133 660 в 1915 году . бумеранг). [4] После демонстрации небольших моделей с ракетным двигателем в 1913 году армия заказала пилотируемый прототип. [5]

«Gyroptère» Папена и Руйи весил 500 кг (1100 фунтов), включая поплавок, на котором он был установлен. Он имел одну полую лопасть площадью 12 квадратных метров (130 квадратных футов), уравновешенную вентилятором, приводимым в движение роторным двигателем Le Rhone мощностью 80 л.с. , вращающимся со скоростью 1200 об / мин, который производил мощность чуть более 7 кубических метров (250 куб. футов) воздуха в секунду. Вентилятор также прогонял воздух через полую лопасть, из которой он выходил через L-образную трубку со скоростью 100 м/с (330 футов/с). Управление по направлению должно было осуществляться с помощью небольшой вспомогательной трубки, через которую прогонялась часть воздуха и которую можно было направить в любом направлении по желанию пилота. Положение пилота располагалось по центру тяжести между лопастями и вентилятором.

Испытания были отложены из-за начала Первой мировой войны и состоялись только 31 марта 1915 года на озере Серси на Кот -д'Ор . Из-за сложности балансировки корабля была достигнута частота вращения несущего винта всего 47 об/мин вместо расчетных 60 об/мин, необходимых для взлета. Кроме того, использованный роторный двигатель был недостаточно мощным; Первоначально планировалось использовать автомобильный двигатель мощностью 100 л.с., но это оказалось недостижимо. К сожалению, самолет стал неустойчивым и пилоту пришлось его покинуть, после чего он затонул. [6] [7]

Сикорский XV-2

Sikorsky XV-2, также известный под номером модели Sikorsky Aircraft S-57, представлял собой запланированный экспериментальный самолет с останавливаемым несущим винтом, который был разработан для совместной исследовательской программы ВВС США и армии США . В конструкции использовалась одновинтовая конструкция: противовес обеспечивал устойчивость несущей системы, [8] в то время как законцовочная система приводила в действие несущий винт, который при остановке должен был убираться в верхнюю часть фюзеляжа, после чего XV-2 летал. как обычный самолет на треугольных крыльях . [9] Для полета вперед должен был быть предусмотрен один реактивный двигатель, который должен был быть оснащен системой управления вектором тяги для рулевого управления в режиме висения и для управления противокрутящим моментом вместо рулевого винта. [10] Программа была отменена до начала строительства прототипа.

Белков Бо 103

Bölkow Bo 103 — сверхлёгкий вертолёт , разработанный для целей разведки и управления и построенный компанией Bölkow Entwicklungen KG в 1961 году в рамках исследовательского заказа Федерального министерства обороны Германии. Он имел монолопастной ротор диаметром 6,66 м (21,9 фута), изготовленный из стеклопластика в виде цельной детали и включавший в себя противовес. Был построен единственный прототип, но работы были остановлены в 1962 году из-за отсутствия интереса со стороны вооруженных сил Западной Германии. [11]

VJ-1X

VJ-1X представлял собой сверхлегкий однолопастной вертолет с установленным на несущем винте импульсным реактивным двигателем . [12] Компания Windspire, Inc. включила планы продажи в свою книгу «Как построить реактивный вертолет ». [13]

БПЛА

Управляемый БПЛА-монокоптер RoboSeed Nano

Монокоптеры, в которых весь самолет во время полета вращается вокруг своего центра масс, представляют для конструктора преимущества и проблемы, как беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Поскольку они являются высокоцентростремительными машинами, ими невозможно управлять.

Первый из этих монокоптеров был построен доктором Чарльзом В. Маккатченом и оснащен поршневыми авиационными двигателями [14] в 1952 году. Он управлял ими в Лейк-Плэсиде и назвал их « машинами Харибды ». Другими ранними экспериментаторами были Уильям Фошаг и Джо Картер.

Эти типы монокоптеров прижились в мире авиамоделей, особенно в Восточной Европе , где модели, устанавливающие рекорды свободного полета, были построены Джорджем Хорватом из Венгрии, Сергеем Ворабьевым [15] и В. Найдовским из России, а также Стеффаном Пьюрисом из Румынии . Исключением из отсутствия энтузиазма в США были «Buzzcopter» Фрэнсиса Борэма 1964 года [16] и «Rotoriser» Кена Уилларда 1984 года. [17] В 2002 году Рон Джесми создал первый успешный монокоптер с электрическим пропеллером. [18] Компания Daedalus Research из Логана, штат Юта, также изготовила комплект для монокоптера «Кленовое семя», используя двигатель модели самолета 0,049.

Гордон Манделл из Модельного ракетного общества Массачусетского технологического института разработал модель монокоптера с ракетным двигателем, который он назвал «турбокоптер», и опубликовал концепцию дизайна в своей колонке «Свойственный ветер» в журнале Model Rocketry Magazine в 1969 году. Была исследована более поздняя версия этого двигателя. в Массачусетском технологическом институте в 1980 году. [19] Эта конструкция побудила Кори Клайна, одного из первых членов Триполийской ракетной ассоциации, спроектировать свои собственные монокоптеры с ракетными двигателями, которые летают на моделях ракетных двигателей длительного горения. Их демонстрировали на различных мероприятиях по запуску ракет в 1980-х годах толпе, которая была в восторге от их работы. [20] Некоторые из них в то время производились в виде комплектов компанией Ace Rocketry.

Кори Клайн очень мало публиковал информацию о монокоптерах, ракетных или других, поэтому к 1990-м годам монокоптер исчез из поля зрения. Эдвард Миллер из Пенсильвании снова начал экспериментировать с ними в конце 1990-х годов, а также Фрэнсис Грэм, профессор физики из Кентского государственного университета , штат Огайо. К 1999 году оба летали на ракетных монокоптерах. Фрэнсис Грэм написал книгу « Монокоптеры » [21] с некоторой теорией их летных характеристик в 1999 году, проданную компанией Apogee Components из Колорадо-Спрингс. Эд Миллер построил самые большие из когда-либо летавших ракетных монокоптеров большой мощности, [22] [23] с деревянными крыльями длиной 8 футов, покрытыми стекловолокном, а также продал их. Чак Руди управлял большим монокоптером с гибридным ракетным двигателем, работающим на твердом и жидком топливе. [24] Фрэнсис Грэм продолжал продвигать монокоптеры и организовал небольшую конференцию, состоявшуюся в Вашингтоне, штат Пенсильвания, в 2001 году. Он также представил доклад по этому вопросу на конференции Century-of-Flight 2003 года, спонсируемой AIAA в Дейтоне. [25]

Джозеф Пеклич из Martin's Ferry сократил монокоптер до комплекта, используя небольшие модели ракетных двигателей [26] [27] и продал многие из них частным лицам и школам. Его комплекты до сих пор доступны и широко продаются. В 2008 году Арт Эпплуайт из Керрвилля, штат Техас, также начал продавать популярную линейку монокоптеров с ракетным двигателем.

Монокоптеры, которые полностью вращаются, не имели практического применения до 2003 года, но, отчасти благодаря книге Грэма, ситуация изменится. Патент № 7,104,862 [28] был выдан в 2006 году Майклу А. Даммару из Vera-Tech Aero RPV Corp. из Эдины, Миннесота, на монокоптер военного разведывательного устройства, которое управлялось дистанционно и позволяло делать короткие выдержки. Другой монокоптер с дистанционным управлением, который может летать в помещении на электродвигателе и который использует магнитное поле Земли в качестве ориентира, был разработан Вуди Хобургом и Джеймсом Хоутоном в Массачусетском технологическом институте в 2007–2008 годах.

Смотрите также

Примечания

Цитаты
  1. ^ «Проект личного летного костюма Андреаса («Монокоптер»)» . Technologie-Entwicklung Baumgart. Архивировано из оригинала 6 сентября 2008 г.
  2. ↑ Мейер, Х. (12 июня 1914 г.). «Een Nieuw Vliegtuig, De Gyroptère van Papin & Rouilly» [ Новый самолет, Gyroptère Папена и Руийи ]. Кампиоен (на голландском языке). Гаага : ANWB (XXXIe jaargang, № 30, Technisch Bijblad, 8e jaargang, № 30 [ Том XXXI, № 30, Техническое дополнение, Том 8, № 30 ]): 185–187 . Проверено 25 января 2022 г.
  3. ^ Патент США №. 1 133 660, Альфонс Папен и Дидье Руйи, вертолет , 30 марта 1915 г.
  4. ↑ Фурнье, Люсьен (23 мая 1914 г.). «Un Boomerang géant: Le Gyroptere A Papin et D. Rouilly». Ла Природа . Париж: Массон и Ко (2139).[ мертвая ссылка ]
  5. ^ Карбонель, Жан-Кристоф. «Удивительный кружащийся лист господ Папена и Руйи». Историк авиации , нет. 27 апреля 2019 г., стр. 62–72.
  6. ^ Ламбермонт, Поль Марсель; Энтони Пири (1970). Вертолеты и автожиры мира . Барнс. п. 445.
  7. ^ Карбонель, Жан-Кристоф (февраль – март 2006 г.). «Гироптер Папена и Руйи». Журнал «Воздух» . Париж: ТМА (30).
  8. ^ Бойн 1984, стр.178.
  9. ^ Сикорский 2007, стр.84.
  10. ^ Аллен 1993, стр. 4-5.
  11. ^ "Бёльков Бо 103" . История авиации . EADS NV Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г.
  12. ^ Строительство малого реактивного вертолета . Фоллстон, Мэриленд: Vortech, Inc., 1966.
  13. ^ «Самодельные реактивные двигатели». Windspire, Inc. Архивировано из оригинала 24 сентября 2008 г.
  14. ^ МакКатчен, CW, 1954, «Летающие машины Чарльза МакКатчена», Аэромоделист , 19, 222, стр. 350 и далее.
  15. ↑ Воробьев С., 1959, Постройка и регулировка модели Вертолетова, частично переведено в «Аэромоделист» , сентябрь 1959 г.
  16. ^ Борэм, Фрэнсис Г., 1964, «Вертолеты - это весело», авиамоделист , апрель 1964 г., стр. 197–199.
  17. ^ Уиллард, Кен, 1985, «Проект 4: Роторайзер» в 1/2A Projects . Издатель не известен.
  18. ^ Джеме, Рональд. «Проект электрических семян клена». Робототехнические проекты . ТКРГ.
  19. ^ Трип Барбер, Техническая библиография по спортивной ракетной технике, 1959–1999 гг.
  20. ^ Anon., 1984, "Монокоптеры Кори Кляйна" California Rocketry 4 , 1, стр. 22.
  21. ^ Грэм, Фрэнсис Г., 1999, Monocopters , распространяется Apogee Components, Колорадо-Спрингс.
  22. ^ Миллер, Эдвард, 2002, Экстремальная ракетная техника «Монокоптеры» , вып. 19 июля 2002 г., стр. 36–38.
  23. ^ Миллер, Эдвард, 2005, «3J Monocopter» High Powered Rocketry 36, 1 января 2005 г., стр. 41–47.
  24. ^ Руди, Чарльз, 2007, «Гибридный монокоптер» Rockets 2, 2 июня 2007 г., стр. 36–39.
  25. ^ Грэм, Фрэнсис Г., 2003, «Обзор истории и динамики монокоптеров», Международный авиационно-космический симпозиум и выставка AIAA/ICAS. 14–17 июля 2003 г. Документ AIAA 2003-PP8498.
  26. ^ Пеклич, Джозеф, 2001 г., «Построй монокоптер» Sport Rocketry 44, 2 марта – апрель 2001 г., стр. 34.
  27. ^ Ходж, Джон, 2000, «Обзор Monocopter C6 MII» Cosrocketeer , 12, 4 июля – август 2000 г., стр. 4–5.
  28. ^ Патент США №. 7,104,862, Майкл А. Даммар, Винтокрылый аппарат с ограниченной видимостью и способ управления полетом винтокрылого аппарата с ограниченной заметностью , 12 сентября 2006 г.
Библиография