Făcând un elicopter. Istoria creării primelor elicoptere. Istoria ulterioară a invenției elicopterului

„! Astăzi vom spune o scurtă istorie invenția elicopterului.

Deci, după cum probabil știți deja, prima schiță a unui elicopter cu o scurtă descriere a fost realizată în 1489 de Leonardo da Vinci (citiți). Elicopterul său era propulsat de puterea musculară. Oamenii de știință au crezut de mult timp că un avion nu poate fi propulsat de forța musculară. Dar nu cu mult timp în urmă a fost construit un astfel de elicopter. A putut să decoleze și să zboare.
La trei sute de ani după Leonardo, Mihail Vasilyevich Lomonosov a construit primul model de elicopter. Era format dintr-un fuzelaj și două elice care se roteau în direcții diferite. Acest model a fost destinat să ridice termometrele pentru a măsura temperatura aerului în atmosfera superioară. Motorul era un arc de ceas.

În 1784, inventatorii francezi Lonnoy și Bienvenue au folosit forța elastică a unui arc comprimat în modelul lor de elicopter. Greutatea modelului lor a fost de aproximativ 80 g.

În 1863, francezul G. de Lande a publicat o carte în care a conturat proiectarea unui aparat numit „aeronef”. „Aeronef” avea aripi, o elice de tractor și catarge verticale pe care se aflau elicele de ridicare. Inventatorii au împrumutat ulterior mult din proiectul lui de Lande.

În 1869, inventatorul rus A. N. Lodygin a abordat Direcția Generală de Inginerie a Armatei Ruse cu un proiect pentru un aparat de decolare verticală cu motor electric. Acest dispozitiv, numit „electrolet” de către inventatorul său, a fost destinat recunoașterii aeriene și bombardării.

În anii 90 anii XIX V. N. E. Jukovsky a început să creeze un elicopter împreună cu studenții săi. Omul de știință credea că elicopterul va avea întotdeauna avantajul unei ascensiuni și coborâri în siguranță.

Și apoi în 1907 a apărut un elicopter care a putut să coboare de la sol. A fost proiectat de francezi, frații L. și J. Breguet, împreună cu profesorul C. Richet.

Inventatorul rus I. I. Sikorsky în 1901, pe când era încă copil, a construit un model al primului său elicopter cu un motor cu bandă elastică. Ulterior a creat un model mare cu două elice, care s-au ridicat în aer și au zburat la câțiva metri deasupra solului.

În 1903, Sikorsky a intrat la Academia Navală Rusă din Sankt Petersburg, iar în 1906 a continuat să studieze ingineria la Paris. În 1907 s-a întors la Institutul Politehnic din Kiev. Igor Sikorsky a revenit la ideea sa despre o aeronavă care s-ar ridica în aer pe verticală folosind o elice rotativă. În timpul călătoriei în Germania, Sikorsky a efectuat în camerele de hotel calculele necesare lansării unei elice de elicopter cu diametrul de 120 cm.Grație sprijinului financiar al surorii sale, Sikorsky s-a întors la Paris pentru a studia aerodinamica și pentru a achiziționa componentele necesare pentru a-și crea primul elicopter.

În 1909, Sikorsky s-a întors la Kiev cu un motor cu trei cilindri de la motocicleta Anzani cu o putere de 25 CP. Cu. iar pe baza lui a creat un elicopter cu două elice care se rotesc simultan. Designul a fost destul de incomod pentru pilot; firele ieșite peste tot în carlingă, conducând palele elicei. Cu toate acestea, Sikorsky a realizat principalul lucru: a rezolvat problema vibrațiilor și a demonstrat capacitatea mașinii sale de a se ridica în aer folosind „aripi rotorului”. Conform calculelor inginerului, elicopterul său ar putea decola cu o sarcină de 140 kg.

Designul era încă foarte imperfect, iar Sikorsky a abandonat primul său model. În octombrie 1909, s-a întors la Paris pentru a studia modelele de avioane deja disponibile la acel moment (vezi).

După ce a ajuns în Rusia în februarie 1910, tânărul inventator a folosit motoarele pentru a crea un al doilea model de elicopter, din nou fără succes. Micul biplan S-1 nu a decolat niciodată. Biplanul S-2 și modelul mai mare S-3 au putut decola doar pentru scurt timp. Și modelul „S-5” cu o putere a motorului de 50 CP. Cu. în mai 1911 nu numai că a decolat, dar și-a demonstrat și capacitatea de a zbura. Igor Sikorsky a primit o licență pentru invenție de către Aero Clubul Imperial Rus.

Lucrarea din 1908–1914 joacă un rol deosebit în istoria construcției mondiale de elicoptere. student al Moscovei scoala tehnica B. N. Yuryeva. În 1911, Yuriev a dezvoltat un design pentru un elicopter cu un singur rotor cu un rotor de coadă.

În 1912, elicopterul lui Yuryev a fost expus la Expoziția Internațională de Aeronautică de la Moscova. Lucrarea a fost distinsă cu o medalie mică de aur.

Dezvoltarea rapidă a producției de avioane a dus la faptul că proiectanții au ignorat temporar elicopterul. Abia în 1923, spaniolul Pescara a creat un elicopter care a plutit în aer timp de zece minute la o înălțime de trei metri și a zburat în total 300 m.

În 1924, francezul Emichen a construit un elicopter, care s-a ridicat și a zburat la o altitudine de un metru și jumătate, aproximativ 120 m. Emichen însuși îl controla. Această mașină ar putea să plutească în aer, să se întoarcă pe loc și să zboare în marșarier.

Un grup de angajați de la Institutul Central Aerohidrodinamic sub conducerea lui Yuryev a reușit să creeze un elicopter de încredere. Era cu un singur loc, cu un rotor principal și două rotoare de coadă. A atins o înălțime de 605 m.

I. Sikorsky a reușit să-și realizeze visul din copilărie. În 1919, a emigrat în SUA, unde și-a creat propria companie, Sikorsky. În 1939, inventatorul a creat primul său elicopter, S-46. A abandonat calculele complete ale mașinii și a făcut modificări direct în timpul testelor. Testele au arătat imperfecțiuni în design.

După aceasta, după ce a făcut modificări de design, Sikorsky a creat în mai 1940 un elicopter cu trei rotoare de coadă. Elicopterul s-a deplasat liber în diferite direcții, a plutit nemișcat și s-a întors pe loc, dar nu a zburat înainte. După identificarea și eliminarea deficienței, calitățile de zbor ale aeronavei s-au îmbunătățit semnificativ.

În 1941, Sikorsky a primit un ordin militar pentru un elicopter conceput pentru a corecta focul artileriei și comunicațiile. În timpul zborului, S-47 și-a demonstrat capacitățile enorme deplasându-se în direcții diferite în timp ce plutea pe loc.

Astăzi, elicopterele sunt folosite în forțele armate pentru a transporta trupe și mărfuri, suport de foc Forțele terestre, recunoașterea, căutarea și distrugerea submarinelor. ÎN economie nationala elicopterele sunt folosite pentru transportul de pasageri, mărfuri, exterminarea dăunătorilor culturilor, fertilizarea câmpurilor și lucrări de instalare.
Implică-te în producția de elicoptere, află « «, « « «.

Elicopterul a fost creat simultan cu avionul, iar multă vreme aceste mașini au fost concurenți. Cu toate acestea, în al doilea deceniu al secolului al XX-lea. A devenit evident că un elicopter poate rezolva cu totul alte probleme: decolează dintr-un loc fără o alergare preliminară și aterizează pe o zonă foarte mică, atârnă nemișcat în aer, se mișcă progresiv în toate direcțiile.

Prototipul de elicoptere a fost inventat de artistul și inventatorul italian Leonardo da Vinci, care în 1480 a desenat un avion cu o elice uriașă. Trei sute de ani mai târziu, omul de știință rus Mihail Lomonosov a demonstrat un model de „curgător de aer” cu două șuruburi antrenate de mecanisme de ceas. În 1877, medicul italian Carlo Forlanini și francezul Gustave de Ponton d'Amécourt au încercat să realizeze modele de elicoptere cu abur.

Până la începutul secolului al XX-lea. A apărut motorul cu ardere internă. A fost instalat pe o aeronavă numită autogir, creată de inginerii francezi Louis și Jacques Breguet în 1907. Autogiroplanul, ținut de frânghii, s-a ridicat cu 60 cm în aer și a rămas deasupra solului timp de un minut. În același an, designerul francez de biciclete Paul Cornu a realizat primul zbor liber pe un dispozitiv de design propriu, care a durat doar 20 de secunde. cu o înălțime de ridicare mai mică de 2 m.

Au fost alți inventatori care au creat diverse modele cu un circuit complex cu mai multe șuruburi. Diagrama unui elicopter cu un rotor principal, care mai târziu a devenit un clasic, a fost publicată în 1911 de inginerul rus Boris Yuryev. El a inventat și platoul oscilant - un mecanism încă folosit în mașini moderne. Dar Iuriev nu avea bani pentru a construi un elicopter. Trei ani mai târziu, inginerul englez Edwin Mumford a efectuat primul zbor cu viteză înainte cu elicopterul său.

Dezvoltarea ulterioară a tehnologiei și studiul aerodinamicii aeronavelor a făcut posibilă obținerea unui succes serios. Elicopterele au început să se deplaseze în orice direcție, să efectueze viraje și viraje pe loc. Au apărut modele care sunt capabile de zboruri pe distanțe lungi și sigure la altitudini mari. Astfel de modele au fost Breguet-Doran în Franța și Focke-Wulf în Germania. Erau elicoptere transversale cu două rotoare și au avut atât de mult succes încât designul transversal a atras mult timp atenția designerilor.

Și totuși, designul cu un singur rotor a devenit treptat stabilit în industria elicopterelor. Acest lucru s-a întâmplat datorită designerului american de avioane Igor Sikorsky, care a îmbunătățit designul clasic Yuryev. În 1942, elicopterul Sikorsky a fost adoptat de armata SUA și pus în producție de masă. Un an mai târziu, Marina Regală Britanică a achiziționat un model mai puternic, Sikorsky R-4.

În timpul războiului din Coreea (1950-1953), elicopterul a fost folosit pentru a livra trupe și a îndepărta răniții, iar în timpul războiului din Vietnam (1954-1975) ca artilerie aeriană.

Elicopterul lui Heinrich Focke (sfârșitul anilor 1930) avea două rotoare principale cu trei pale și o elice de tragere, ceea ce îi permitea să atingă o viteză orizontală de peste 120 km/h. Acest elicopter a stabilit un record mondial pentru durata zborului de 1 oră și 20 de minute.

N. E. Jukovski (1847-1921), „părintele aviației ruse”, așa cum l-a numit Vladimir Ilici Lenin, a scris lucrări fundamentale despre aerodinamică: „Pe vârtejuri atașate”, pe care se bazează teoria aripii moderne, „Teoria vortexului unei elice”. ", care stă la baza teoriei șurubului. Elicele NEZH, create pe baza unei teorii avansate, s-au dovedit a fi mult mai bune decât elicele străine.

N. E. Jukovski a fost fondatorul primului centru științific și experimental de aviație din Europa - Institutul Aerodinamic, creat la Kv4iiho lângă Moscova (1904).

Activitățile lui Jukovski nu numai că au dat un impuls puternic științei aviației, dar au dezvoltat și dragostea pentru aviație în rândul tinerilor din prima linie a Rusiei, despre care Jukovski
a spus: „În Rusia avem forțe teoretice, există tineri care sunt gata să se dedice în mod altruist sportului și studiilor științifice ale metodelor de zbor”. Mulți dintre acești tineri au devenit ulterior adepți ai „Școlii Jukovski”.

Serghei Alekseevich Chaplygin (1869-1942), academician, erou al muncii socialiste, care a scris lucrări remarcabile precum „Theory of the Lattice Wing” (1911), „Schematic Theory of the Split Wing” (1921), aparține „ şcoala Jukovski”. .) şi altele. Ideea „muștaților vortex de sfârșit”, exprimată de S. A. Chaplygin în lucrarea „Rezultatele studiilor teoretice privind mișcarea avioanelor”, a ajutat la recrearea imaginii fizice a funcționării aripii și a palei.

1910-1911 reprezintă puncte de cotitură în istoria construcției de elicoptere. Acești ani au fost marcați de crearea lui N. E. Jukovsky și a studenților săi B. N. Yuryev, V. P. Vetchinkin și G. X. Sabinin ai teoriei clasice a elicei, care este folosită până în zilele noastre.

Munca lor privind determinarea cantității de tracțiune a elicelor cu diferite forme lamele și numărul lor diferit în funcție de viteză. S-a lucrat pentru determinarea eficienței elicei, adică s-a identificat relația dintre puterea de pe arborele elicei și împingerea dezvoltată de elice.

În 1910-1911 Boris Nikolaevich Yuryev, acum academician și laureat al Premiului Stalin, a propus un design de elicopter cu un singur rotor cu un rotor de coadă și a construit un elicopter pe baza acestuia. Acest elicopter este B. II. Yuryev în 1912 a fost demonstrat la cea de-a 2-a Expoziție Internațională de Aeronautică de la Moscova, unde proiectantul a primit o medalie de aur pentru dezvoltarea teoretică excelentă a proiectului eliopterului și implementarea sa constructivă.”

O altă schemă a elicopterului lui B. N. Yuryev a devenit o schemă clasică, conform căreia majoritatea elicopterelor sunt acum construite.

Toate elicopterele moderne sunt echipate și cu o placă oscilătoare automată inventată de B. N. Yuryev, prin care pilotul controlează zborul elicopterului. Structura mașinii ego-ului va fi discutată mai jos.

În Rusia prerevoluționară, oamenii de știință și inventatorii, neavând nici sprijin material, nici moral din partea guvernului țarist, au fost nevoiți să caute în diferite moduri mijloace și oportunități pentru a-și pune în aplicare ideile.

Abia după Marea Revoluție Socialistă din Octombrie, prin decizia Partidului Comunist și a guvernului sovietic, lucrările la construcția elicopterelor au început pe scară largă la Institutul Central Aero-Hidrodinamic (TsAGI).

De-a lungul istoriei producției de elicoptere cea mai importantă problemă A fost întotdeauna o problemă de stabilitate a elicopterului. Dacă ne uităm la rezultatele testelor elicopterelor construite anterior, vom găsi concluzii aproape identice: „a fost proiectat. construit. avea astfel de trăsături. a trecut testele de zbor. aparatul era foarte instabil.”
Pentru a obține un zbor stabil al elicopterului, a fost necesar să se efectueze cercetări cuprinzătoare asupra rotorului. Această muncă enormă a fost întreprinsă în 1926 de B. N. Yuryev cu un grup de muncitori TsAGI, care includea II. P. Bratukhin, N. I. Kamov, M. L. Mil și alții Acest grup, după ce a finalizat un numar mare de experimentele, dezvoltările teoretice și lucrările privind metodele de calcul, au adus o contribuție decisivă în industria elicopterelor.

În 1932, elicopterul sovietic cu un singur rotor TsAGI-1-EA, construit de echipa uzinei pilot TsAGI sub conducerea lui A. M. Izakson și A. M. Cheremukhin, după proiectul lui B. N. Yuryev, a depășit recordul mondial de altitudine pentru o clasă de elicoptere. de 30 de ori, ridicându-se la o înălțime de 605 m. Pilotul acestui elicopter era șeful adjunct al departamentului de elicoptere al TsAGI, profesorul A. M. Cheremukhn.

În 1939, I.P. Bratukhin, cu participarea lui B.N. Yuryev, a început să proiecteze elicopterul Omega, care avea două motoare și două rotoare principale situate pe ambele părți ale fuselajului. Pentru munca lor la proiectarea și construcția acestui elicopter, I. P. Bratukhin și B. N. Yuryev au primit Premiul Stalin în 1944.

Apoi în 1940-1941. II. P. Bratukhin a construit elicopterul TsLGP-11-ELPV, care a fost testat și pilotat sistematic de pilotul D.I. Savelyev.

În paralel cu dezvoltarea elicopterului, a existat și dezvoltarea unui alt helicopter - autogirul.

Dacă într-un elicopter rotorul principal este antrenat de motor și servește atât pentru a crea portanță, cât și pentru a crea tracțiune, atunci într-un autogir aceste funcții sunt împărțite între două rotoare. Doar rotorul de tracțiune primește puterea motorului, iar rotorul principal se rotește singur sub influența fluxului de aer care intră. Când elicea atinge un anumit număr de rotații, forța de ridicare a acesteia devine suficientă pentru a separa autogirul de sol, a urca și a zbura.

În 1934, pe autogirosul sovietic A-7, proiectat de N.I. Kamov la Institutul Central Aero-Hidrodinamic, toate recordurile existente pentru viteză (221 km pe oră) și capacitate de încărcare (750 kg) au fost doborâte.

ÎN anul trecutîn parade aeriene în cinstea Zilei Flota Aeriană URSS și în onoarea Zilei Marinei, piloții noștri arată realizările poporului sovietic în construcția de elicoptere.

Pe 8 iulie 1951, la Tushino, spectatorilor li s-a arătat un zbor de grup de elicoptere proiectate de M. L. Mil, când zece elicoptere, ridicându-se vertical de pe aerodrom, au format un cerc închis în aer la o altitudine de 150 m, după care, având zburați în jurul întregului aerodrom, au dispărut din câmpurile vizuale.

La paradele aeriene din 27 iulie 1952, pe 23 august 1953, au fost demonstrate programe și mai extinse de afișare a elicopterelor.

La 10 august 1952, elicopterele proiectate de N. I. Kamov au luat parte la sărbătorirea Zilei Marinei.

În timpul paradei aeriene de la Tushino din 20 iunie 1954, elicopterele au deschis cea de-a treia ramură a programului de zbor. În aer au apărut 36 de elicoptere cu un rotor principal, care au aterizat și au aterizat o forță mare pe câmpul verde al aerodromului. Și în timpul sărbătoririi Zilei Flotei Aeriene din 3 iulie 1955, coloana unor astfel de elicoptere a fost închisă de patru elicoptere complet noi, asemănătoare cu cutii uriașe, cu două rotoare principale.

Uniunea Sovietică deține un număr mare de recorduri mondiale ale aviației; Piloții sovietici și-au demonstrat în mod repetat abilitățile înalte de zbor întregii lumi.

El a domnit suprem în aer. În acest timp, viteza și capacitatea de transport a vehiculelor cu aripi au crescut de multe ori, care din „rafturile” stângace din placaj s-au transformat în frumuseți puternice cu jet, întruchipând cele mai avansate realizări tehnice ale gândirii umane.

Cu toate acestea, cu toate avantajele sale, orice aeronavă are un dezavantaj important - pentru a rămâne în aer, trebuie să se miște constant și cu o viteză suficient de mare într-un plan orizontal, deoarece forța de ridicare a aripilor sale depinde direct de viteza de circulaţie. De aici și necesitatea unei curse de decolare și a unei curse de aterizare, care legă aeronava de aerodrom.

Între timp, este adesea nevoie de o aeronavă care să aibă o forță de ridicare care nu depinde de viteza de zbor, să se poată ridica și să aterizeze pe verticală și, în plus, să fie capabilă să „planeze” în aer. Această nișă, după o lungă căutare de proiectare, a fost ocupată de un elicopter - un elicopter.

Dispunând de toate calitățile de zbor inerente unui avion, elicopterul are și o serie de proprietăți specifice remarcabile: poate decola din loc fără o accelerare preliminară, poate atârna nemișcat în aer la înălțimea necesară, se poate mișca progresiv în toate direcțiile. , faceți viraje în orice direcție, ca și cum ar fi timpul de mișcare înainte și atunci când flotați; în cele din urmă, el poate ateriza pe o platformă mică fără deplasări ulterioare.

Crearea unui dispozitiv care avea un complex din aceste calități s-a dovedit a fi extrem de dificilă, deoarece teoria unui elicopter este mult mai complexă decât teoria unui avion. Au fost nevoie de ani de muncă grea din partea multor designeri înainte ca elicopterul să înceapă să se simtă încrezător în aer și să poată împărtăși cu avionul preocupările legate de transportul aerian.

Primele vehicule cu aripi rotative (elicoptere și autogire) au apărut aproape în același timp cu primele avioane. În 1907, un elicopter cu patru elice de la francezul Breguet și Richet a reușit pentru prima dată să ridice de la sol și să ridice o persoană deasupra acestuia. După aceasta, mulți inventatori au propus diverse modele de elicoptere.

Toate aveau un design complex cu mai multe rotoare, în care mai multe șuruburi au servit pentru a menține dispozitivul în aer, iar altele pentru a-l împinge în direcția dorită. Designul cu un singur rotor (căreia îi aparțin 90% din toate elicopterele în zilele noastre) nu a fost luat în considerare serios de nimeni la început.

Și a fost real? Ridicarea dispozitivului în aer cu ajutorul unui șurub este o idee simplă. Dar cum da-i mișcare de translație orizontală? Cum să o gestionezi? Acei inventatori care erau bine versați în aerodinamică au subliniat un alt dezavantaj major al designului cu un singur rotor - prezența cuplului reactiv. Faptul este că atunci când conduce rotorul principal de la un motor conectat rigid la nacelă, acesta din urmă trebuia să rotească nu atât elicea în sine, cât (în sens opus) corpul aparatului.

Se pare că este posibil să se paralizeze cuplul de reacție doar atunci când proiectarea elicopterului folosea mai multe rotoare care se rotesc în direcții opuse. Mai mult, aceste șuruburi ar putea fi amplasate fie separat unul de celălalt (modele longitudinale și transversale), fie pe aceeași axă - unul sub celălalt (model coaxial). Mi-au venit în minte și alte avantaje ale circuitului cu mai multe șuruburi. La urma urmei, având mai multe șuruburi de control, era mai ușor să direcționezi mașina în direcția dorită.

Dar curând a devenit clar: cu cât un elicopter are mai multe elice, cu atât are mai multe probleme - calcularea unei aeronave chiar și cu o elice a fost o sarcină foarte dificilă și, luând în considerare influența reciprocă a multor elice, sa dovedit a fi complet imposibilă (la cel puțin în primul sfert al secolului al XX-lea, când aerodinamica tocmai făcea primii pași, iar teoria elicei abia începea să prindă contur).

Inventatorul rus Boris Yuryev a adus o contribuție semnificativă la depășirea multora dintre problemele enumerate. Cele mai importante descoperiri le-a făcut pe vremea când era student la Școala Tehnică Superioară din Moscova și a fost membru activ al Cercului Aeronautic al celebrului om de știință rus Jukovski.

După ce a devenit interesat de designul cu un singur rotor, Yuryev s-a întrebat în primul rând: cum să dea mișcarea înainte elicopterului în direcția dorită? Majoritatea inventatorilor de la începutul secolului al XX-lea, așa cum am menționat deja, erau siguri că pentru aceasta era necesar să se echipeze dispozitivul nu numai cu rotoare, ci și cu elice. Cu toate acestea, experimentând multe modele diferite, Yuryev a descoperit că prin înclinarea axei rotorului principal, a fost posibil să se obțină o viteză de zbor orizontală bună fără a face o elice specială cu forță orizontală.

Mișcarea înainte a elicopterului poate fi realizată și prin înclinarea înainte a corpului elicopterului. In aceea În acest caz, forța elicei mari este descompusă în două forțe - ridicare și tracțiune, iar aparatul începe să se miște înainte. Și cu cât este mai mare înclinarea dispozitivului, cu atât viteza de zbor este mai mare.

Următoarea problemă a fost cum să echilibrăm cuplul de reacție care acționează asupra nacelei. Yuriev a sugerat că acest lucru ar putea fi realizat cel mai ușor folosind o elice mică situată pe coada elicopterului și condusă în rotație de un angrenaj ușor. Datorită faptului că forța creată de rotorul de coadă a fost aplicată pe brațul lung (față de centrul de greutate al aparatului), acțiunea acestuia a compensat cu ușurință cuplul de reacție.

Calculele au arătat că aceasta ar lua 8-15% din puterea motorului. Yuriev a sugerat să mai facă lamele această elice cu pas variabil. Prin creșterea sau scăderea unghiului de înclinare a acestor pale față de planul de rotație a fost posibilă creșterea sau scăderea tracțiunii acestei elice. Cu o tracțiune mare, rotorul de coadă a trebuit să depășească cuplul de reacție al rotorului principal și să rotească nacela în direcția dorită.

Dar cea mai mare dificultate a fost crearea unui sistem de control fiabil. Pilotul trebuia să aibă la dispoziție dispozitive care să-i permită să schimbe rapid orientarea mașinii în raport cu toate cele trei axe ale acesteia: adică să o rotească în orice direcție față de axa verticală, să încline corpul în sus și în jos și, de asemenea, rotiți-l la dreapta și la stânga. Problema de întoarcere a fost rezolvată cu ajutorul unui mic rotor de coadă.

Pentru a face acest lucru, așa cum sa menționat deja, a fost suficient să-și facă lamele să se rotească și să se conecteze mecanism de întoarcere a acestora cu cârme. Dar cum se asigură controlabilitatea în ceea ce privește axele longitudinale și transversale? Cel mai simplu mijloc ar fi să instalați încă două rotoare de coadă, montate pe console la o oarecare distanță de centrul de greutate al mașinii și rotind elicopterul în direcția dorită de pilot.

Aici șurubul 1 servește la compensarea cuplului reactiv și acționează și ca o cârmă; șurubul 2 dă ruliu și este similar în acțiune cu eleronoanele (planele înclinate ale aripilor aeronavei), iar șurubul 3 servește ca un fel de ascensor. Dar acest sistem, pe lângă faptul că este excesiv de complex, avea și dezavantajul că face elicopterul foarte instabil în zbor. Yuryev a început să se gândească la întrebarea: este posibil să se aranjeze rotorul principal în așa fel încât el însuși să creeze cele două momente necesare pentru a controla elicopterul? Căutarea acestuia s-a încheiat în 1911 cu inventarea unuia dintre cele mai remarcabile dispozitive din istoria elicopterelor - crearea unei plăci oscilătoare.

Principiul de funcționare al acestei mașini este foarte simplu. Fiecare pale de elice descrie un cerc pe măsură ce se rotește. Dacă palele rotorului principal sunt mobile în raport cu axele lor longitudinale, astfel încât să poată schimba unghiul de înclinare față de planul de rotație, atunci mișcarea elicopterului poate fi controlată foarte ușor.

Într-adevăr, dacă o parte a cercului conturează lama trece cu un unghi mare de instalare, iar cealaltă parte - cu mai puțin, atunci, evident, împingerea pe o parte va fi mai mare, iar pe cealaltă mai mică, iar rotorul principal (și odată cu el întreaga mașină) se va întoarce în direcția corespunzătoare.

Platoul oscilant a asigurat instalarea necesară a lamelor. Pentru a face acest lucru, a fost instalat un inel pe arborele rotorului principal pe un cardan, la care, folosind balamale, au fost atașate cabluri care mergeau la pârghiile care învârteau paletele. Inelul s-a rotit împreună cu arborele elicei. Era înconjurat pe ambele părți de un inel fix care stătea lejer pe el. Acest ultim inel ar putea fi rotit liber folosind tije de direcție și poate fi înclinat în două planuri.

În același timp, inelul interior s-a înclinat și el, rotindu-se simultan în interiorul inelului staționar. Uşor vezi că în acest caz inelul interior va face o oscilație completă într-o singură rotație, ceea ce la rândul său va face ca fiecare lamă asociată acestuia să oscileze: toate vor schimba unghiul de reglare de la o valoare minimă la maxim în timpul revoluției. Aceste unghiuri vor depinde de înclinarea inelului fix asociat pârghiilor de comandă.

Dacă pilotul trebuia să-și rotească mașina în orice direcție, trebuia să îndrepte inelul exterior al plăcii oscilante în acea direcție. În acest mod, unghiul de înclinare al fiecărei lame se schimba independent de celelalte lame. Dar a fost ușor de realizat astfel încât platoul oscilant, dacă este necesar, să poată schimba unghiul de instalare al tuturor lamelor deodată. Acest lucru a fost necesar, de exemplu, atunci când motorul s-a stricat într-un mod numit autorotație, când, sub influența fluxului de aer, elicea unui elicopter în cădere a început să se rotească spontan, acționând ca o parașută.

În același timp, elicopterul părea că planează (în natură, acest efect poate fi observat în căderea semințelor de arțar). Pentru a face acest lucru, a fost suficient să faceți cardanul plăcii oscilante să alunece de-a lungul arborelui elicei (de sus în jos). Prin ridicarea sau coborarea platoului oscilant, pilotul a întors imediat toate palele elicei într-o direcție, crescând sau micșorând astfel unghiul de instalare sau făcându-l negativ (adică capabil să se rotească în direcția opusă, care este exact ceea ce era necesar în timpul autorotației). ).

Astfel, până în 1911, studentul de la Școala Tehnică Superioară din Moscova, în vârstă de 22 de ani, Boris Yuryev a dezvoltat schiță generalăîntreaga schemă elicopter cu un singur rotor. Nu l-a putut breveta pentru că nu avea bani să o facă. În 1912, conform designului lui Yuryev, studenții Școlii Tehnice Superioare din Moscova au asamblat un model de elicopter fără zbor în mărime naturală. La expoziția internațională de aeronautică, organizată la Moscova în același an, acest model a primit o mică medalie de aur. Cu toate acestea, școala nu avea fondurile necesare pentru a construi o mașină funcțională. Primul Război Mondial, care a început curând, și apoi Război civil l-a distras pe Yuryev de la lucrul la proiectul său mult timp.

Între timp, modelele de elicoptere cu mai multe rotoare au continuat să apară în alte țări. Construită în 1914 Englezul Mumford deține elicopterul său. A fost primul care a zburat cu viteză înainte. În 1924, francezul Emichen și-a zburat pentru prima dată elicopterul într-un cerc închis. În același timp, Yuriev, după ce a preluat postul de șef al Departamentului de aerodinamică experimentală al TsAGI, a încercat să-și pună în aplicare designul cu un singur rotor.

Sub conducerea sa, Alexey Cheremukhin a construit primul elicopter sovietic, 1-EA. Această mașină avea două rotoare de coadă și două motoare Ron cu 120 CP fiecare. fiecare. De asemenea, a fost echipat pentru prima dată cu un platou oscilant. Primele teste din 1930 au dat rezultate strălucitoare. Elicopterul pilotat de Cheremukhin a decolat cu încredere de la sol și s-a înălțat cu ușurință la o înălțime de câteva sute de metri, descriind liber cifrele opt în aer și alte figuri complexe.

În 1932, Cheremukhin a zburat cu acest elicopter la o înălțime de 605 m, stabilind astfel un record mondial absolut. Cu toate acestea, acest elicopter era încă foarte departe de a fi perfect. Era instabil. Rotorul principal a fost făcut rigid (lamele nu au schimbat mișcarea de batere), ceea ce a făcut ca performanța sa să fie nesatisfăcătoare. Ulterior, au fost dezvoltate și construite alte modele. În 1938, sub conducerea lui Ivan Pavlovich Bratukhin, a fost creat primul elicopter sovietic cu rotor dublu 11-EA cu un design transversal.

Dar, în general, în anii 30, producția de elicoptere nu a câștigat avânt în URSS sprijinul statului. În acest moment, teoria a devenit foarte populară, conform căreia un avion este incomparabil mai avansat decât un elicopter atât ca viteză, cât și ca sarcină utilă, iar un elicopter este doar o jucărie scumpă. Abia în 1940, cu mare dificultate, Iuriev a reușit să obțină permisiunea de a crea un birou special de proiectare, pe care l-a condus. În curând încărcat cu multă muncă didactică, i-a predat conducerea catedrei lui Ivan Bratukhin. Un an mai târziu, războiul a început, iar crearea unui elicopter perfect a fost din nou amânată la infinit.

În acest moment, Germania era lider în producția de elicoptere. Talentatul designer Heinrich Focke a creat mai multe elicoptere transversale avansate cu două rotoare în anii '30. În 1937, elicopterul său FW-61 a stabilit recorduri mondiale: altitudine - 2439 m, viteză - 123 km/h și raza de zbor - 109 km. În 1939, noul elicopter al lui Focke a atins o altitudine de 3427 m, iar în 1941 aparatul său FA-223 a fost lansat într-o serie mică. Războiul a pus capăt dezvoltării sale, dar succesele lui Focke-Wulf au atras mult timp atenția designerilor asupra designului transversal.

Faptul că designul cu un singur rotor s-a impus totuși în industria elicopterelor ca fiind cel dominant este uriaș. meritul revine designerului american de avioane Igor Sikorsky. (Rus de origine, a emigrat în America în 1919, iar în 1923 și-a fondat aici propria companie, Sikorsky.) În timpul vieții, Sikorsky a dezvoltat câteva zeci de modele de avioane, dar crearea unui elicopter i-a adus faima mondială. El a fost primul care a adus la perfecțiune designul clasic cu un singur rotor al lui Yuryev.

Sikorsky a construit primul său elicopter, S-46 (VC-300), în 1939. A abandonat imediat ideea de a determina toți parametrii dispozitivului prin calcule și a decis să creeze un elicopter în care modificările de design să poată fi făcute cu ușurință în timpul testelor de zbor. Mașina lui avea un aspect deosebit de primitiv: un fuzelaj simplu era asamblat sub forma unei ferme din țevi de oțel, pilotul stătea deschis pe un scaun mic în fața motorului. Propulsie de la un motor mic de 65 CP. a fost transmis în sus prin curele la o cutie de viteze, din care era antrenat un rotor principal cu trei pale și trei balamale, proiectat simplu. Rotorul de coadă cu o singură lamă a fost montat pe o grindă lungă în formă de cutie.

Deja primele teste au scos la iveală numeroase defecte de design. Plata oscilanta a functionat foarte prost pentru ca a fost calculata gresit; Din această cauză, elicopterul nu a ascultat bine cârmă și s-a legănat în timpul ascensiunii. În cele din urmă, s-a răsturnat și a fost grav deteriorat. Apoi Sikorsky a abandonat platoul oscilant și a introdus trei rotoare de coadă (implementând astfel schema timpurie a lui Yuryev, care a fost discutată mai sus).

În acest design, elicopterul a arătat o bună controlabilitate. În mai 1940, Sikorsky public și-a demonstrat ideea la Bridgeport în fața piloților americani. Mașina lui a făcut o mare impresie celor prezenți: elicopterul se mișca liber în sus și în jos, lateral și înapoi, plutea nemișcat și se întoarse pe loc. Elicopterul avea un singur dezavantaj - refuza cu încăpățânare să zboare înainte.

A fost nevoie de câteva luni pentru a afla motivul „încăpăţânării” lui. S-a dovedit că vârtejurile de aer create de rotorul principal au avut un impact puternic asupra funcționării rotoarelor de coadă, astfel încât la viteză mare au refuzat să funcționeze. Când rotoarele de coadă au fost mutate din raza de acțiune a rotorului principal, manevrabilitatea și controlabilitatea lui VS-300 s-au îmbunătățit imediat semnificativ. În general, VS-300 a fost de mare importanță pentru Sikorsky. Pe parcursul a doi ani de zboruri de testare, pe el au fost testate mai multe sisteme de control, diferite tipuri de elice și structuri, iar forma elicopterului în sine a fost elaborată. Numărul de îmbunătățiri structurale aduse modelului original a fost atât de semnificativ încât până în 1942, din elicopterul anterior au rămas doar scaunul pilotului, partea centrală a fuzelajului, rezervorul de combustibil și două roți ale trenului principal de aterizare. Datorită acestor teste, crearea elicopterelor ulterioare a fost mult mai ușoară.

În curând, comandamentul Forțelor Aeriene ale SUA a dat ordin lui Sikorsky să dezvolte un elicopter militar care ar putea ar fi folosit pentru reglarea focului și pentru comunicare. Noua probă a fost numită VS-316 (S-47). Numeroase defecțiuni la prima mașină l-au convins pe proiectant că o placă oscilantă era absolut necesară pentru un design cu un singur șurub. De data aceasta mașina a fost proiectată cu mare grijă, ceea ce a predeterminat succesul modelului. În ianuarie 1942, au început testele de zbor ale elicopterului terminat. În aprilie, mașina a fost deja demonstrată militarilor.

Pilotul de încercare Charles Maurice, care stătea la cârmă, a reușit să demonstreze capacitățile enorme ale aeronavei cu aripi rotative. A plutit deasupra capetelor spectatorilor uimiți, a decolat și s-a așezat din nou la locul său vechi - chiar în adânciturile roților, a mers înainte, înapoi, în lateral și s-a întors pe loc. Apoi a folosit un tub special pentru a ridica punga de snur de ouă, a mutat-o în alt loc și a coborât fără a rupe niciunul. Au fost demonstrate și alte cascadorii, cum ar fi un pasager care coboară și urcă pe o scară de frânghie într-un elicopter care plutește deasupra solului.

Acum acest lucru, desigur, nu provoacă surpriză, dar la vremea aceea era o noutate și m-a uimit până la capăt. generali experimentati. Un director executiv de rang înalt prezent a exclamat: „Acest lucru poate face tot ce poate face un cal!” Iar celebrul pilot de test englez Bree a recunoscut: „Am fost prezenți la un miracol”. În cele din urmă, Maurice a demonstrat o viteză de croazieră de aproximativ 130 km/h, s-a ridicat la 1500 m deasupra solului și apoi a efectuat o aterizare cu autorotație cu motorul oprit.

În mai 1942, VS-316 a fost adoptat de armata SUA sub numele XR-4 și pus în producție de masă. Un total de 130 dintre aceste elicoptere au fost construite. În 1944, au fost testate pentru prima dată în condiții de luptă în Birmania. Războiul avea loc aici în junglă, iar elicopterul era singurul vehicul, potrivit pentru aprovizionarea trupelor. Luptătorii japonezi au lansat o adevărată vânătoare de elicoptere cu viteză redusă, dar nu au putut să doboare nici unul - la cel mai mic pericol, elicopterul s-a apăsat la pământ, s-a ascuns între copaci și astfel a ocolit cu ușurință luptă.

În 1943, compania Sikorsky a lansat un nou elicopter, XR-5, care se distingea printr-o viteză mult mai mare și capacitate de incarcare. Pentru prima dată, a fost dezvoltat un motor special pentru elicopter. Un total de 65 dintre aceste vehicule au fost construite, deoarece Ministerul Apărării și-a anulat comenzile din cauza sfârșitului războiului. Între timp, în 1944, Sikorsky avea deja pregătit un nou model - S-49 (un total de 229 dintre ele au fost produse).

După război, elicopterele au început să se răspândească rapid în întreaga lume. Sikorsky nu și-a menținut mult timp monopolul asupra producției lor, deoarece numai în SUA 300 de companii au început să își dezvolte propriile modele de aeronavă. Cu toate acestea, Sikorsky a avut avantaje importante față de ei - un design bine dezvoltat și o producție simplificată.

În ciuda concurenței, compania sa nu numai că a prosperat, ci și-a extins producția. În 1946, a dezvoltat modelul S-51 (un total de 554 de vehicule au fost produse), care a găsit o largă aplicație atât în sfera militară, cât și în cea comercială. Acest elicopter a fost echipat pentru prima dată cu pilot automat, ceea ce a făcut mult mai ușor de controlat.

Cu toate acestea, cel mai mare succes a venit cu elicopterele S-55 Chickasaw (1949) și S-58 Seabat (1954). Doar uzina Sikorsky a asamblat 1.828 de elicoptere ale primului model și 2.261 ale celui de-al doilea. În plus, multe companii din tari diferite a obținut o licență pentru producerea lor. În 1952, două S-55 au efectuat primul zbor peste Oceanul Atlantic (cu unul alimentat pe puntea unui portavion) din America în Europa. S-58 a fost recunoscut drept cel mai bun elicopter de prima generație. A devenit, de asemenea, „cântecul lebedei” al lui Sikorsky însuși. În 1957, designerul în vârstă de 68 de ani s-a retras din conducerea companiei.

În acești ani, dezvoltarea elicopterelor în URSS a fost în plină desfășurare. După război, Yuryev a reușit să realizeze organizarea a două noi birouri de proiectare: Mikhail Mil, care s-a angajat să dezvolte un elicopter cu un singur rotor, și Nikolai Kamov, care a ales un design coaxial. Yakovlev Design Bureau s-a implicat și în lucrările de proiectare a elicopterului. Bratukhin și-a continuat munca la elicopterele transversale.

În 1946, a apărut elicopterul său G-3. În 1947, Kamov a produs primul său elicopter, Ka-8. Dar când a fost anunțată un concurs pentru cel mai bun model sovietic la sfârșitul anilor 40, acesta a fost câștigat de elicopterul Mil Mi-1, creat conform designului cu un singur rotor al lui Yuryev. În 1951 a intrat în producție.

Cu toate acestea, această mașină nu este un elicopter în sensul modern. . Abia în secolul al XX-lea a primit implementare practică.

În 1853-1860, în Franța, Pontoon d'Amécourt a dezvoltat un proiect pentru o mașină de zbor - un „aeronef”. Aeronava trebuia să se ridice în sus cu ajutorul a două șuruburi montate pe o axă verticală și care se rotesc în părți opuse.

Primul zbor vertical din istorie a avut loc pe 24 august (conform altor surse, 29 septembrie) 1907 și a durat un minut. Elicopterul, construit de frații Louis & Jacques Bréguet sub conducerea profesorului Charles Richet, s-a ridicat cu 50 cm în aer.Aparatul avea o masă de 578 kg și era echipat cu un motor Antoinette cu o putere de 45 CP. Autogiroplanul avea 4 rotoare cu un diametru de 8,1 m, fiecare rotor constând din opt pale conectate în perechi pentru a forma patru aripi biplan rotative. Împingerea totală a tuturor elicelor a fost de 560-600 kg. Altitudinea maximă de zbor în modul hover - 1.525 m - a fost atinsă pe 29 septembrie. Există, de asemenea, dovezi că în 1905, francezul M. Léger a creat un aparat cu două elice contrarotative, care putea fi ridicat de pe sol pentru o perioadă de timp.

Prima persoană care a zburat într-un elicopter a fost producătorul francez de biciclete Paul Cornu. Pe 13 noiembrie, a construit un elicopter care l-a ridicat vertical în aer la o înălțime de 50 cm și a rămas în aer timp de 20 de secunde. Principala realizare a lui Cornu a fost încercarea de a face elicopterul controlabil (nu se poate spune însă că această încercare a fost încununată cu succes deplin), pentru care inventatorul a instalat suprafețe speciale sub elice, care, reflectând fluxul de aer din elice. , a oferit dispozitivului o anumită marjă de manevrabilitate. Dar și acest elicopter era prost controlat.

Etimologie

Înainte de război, un elicopter în sensul modern al cuvântului era numit „elicopter”. Acest cuvânt a fost împrumutat din franceză (fr. elicopter) deja la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Cuvântul „elicopter” a apărut în 1929, când a fost aplicat de N. I. Kamov autogirosului KASKR-1, care, totuși, nu era un elicopter în sensul modern al cuvântului. Același sens este înregistrat în dicționarul lui Ushakov: „elicopter și m.(aviație nouă). La fel ca un autogiro.” Aparent, cuvântul „elicopter” a fost creat după asemănarea cu „giroplanul” francez (care are același sens și există din 1907), la fel cum „avion” a fost inventat în analogie cu „aeroplan” (atunci încă în franceză) ." Adică, primul element „vert-” (de la cuvântul „a se învârti”) corespunde francezului „gyro-”, care se întoarce la grecescul „γῦρος”.

Nu pare să fie afirmație adevărată L.A. Vvedenskaya și N.P. Kolesnikov că „când au inventat o aeronavă care nu are nevoie de o alergare înainte de decolare, deoarece este capabilă să se ridice vertical și să zboare de pe orice platformă, atunci a fost creat un cuvânt pentru numele său. elicopter (vert ical + ani et)”, mai ales că KASKR-1, care este un autogir, nu se putea ridica pe verticală.

O altă opțiune este două rotoare mari care se rotesc în direcții opuse pe aceeași axă. Al doilea rotor se numește rotor coaxial simetric aerodinamic. Această variantă este folosită, de exemplu, în rusul Ka-50. Elicopterele cu acest design prezintă un raport tracțiune-greutate mai mare, cu toate acestea, dacă designul nu este bine gândit, ele pot avea o probabilitate crescută ca paletele rotorului să se blocheze în timpul unei manevre laterale ascuțite.

Există, de asemenea, elicoptere care folosesc efectul Coanda (aderența unui curent de lichid sau gaz la o suprafață solidă) pentru a compensa cuplul fără elice suplimentare.

Viteza maximă a elicopterului este limitată din cauza inadmisibilității atingerii în mod constant a vitezei sunetului la secțiunile extreme ale palelor (total viteza maxima la marginea lamei este egală cu raza discului de rotație al rotorului înmulțită cu rotațiile pe secundă + viteza elicopterului în sine), ceea ce ar duce la distrugerea structurii.

Când un elicopter zboară înainte, palele care se deplasează înainte au o viteză mai mare în raport cu aerul decât palele care se deplasează înapoi. Ca rezultat, o jumătate a elicei creează mai multă portanță decât cealaltă, iar elicopterul se întoarce în lateral. Pentru a preveni acest lucru, se folosește un mecanism de compensare, încorporat în platoul oscilant, astfel încât unghiul de înclinare al palelor din jumătățile din stânga și din dreapta ale elicei să fie diferit.

Un singur rotor cu rotor de coadă. Pentru a compensa cuplul reactiv, se folosește un rotor de coadă, care creează tracțiune în direcția de rotație a NV. În mod tradițional, această schemă este numită „schema clasică”. Majoritatea elicopterelor existente sunt construite conform acestui design;
Un singur șurub cu sistem de control al jetului. Pentru a compensa cuplul reactiv, se folosește un sistem de control al stratului limită pe brațul de coadă și o duză cu jet la capăt. În Occident este cunoscut sub numele de NOTAR, care înseamnă „NO Tail Rotor” sau „No Tail Rotor”, care nu sună corect din cauza prezenței multor scheme care se încadrează în această definiție. Exemplu: MD 520N ; MD 900 Explorer.
Un singur rotor cu un principiu reactiv de rotație a lamei. Denumite și elicoptere cu reacție. Motoarele sunt amplasate pe pale și momentele puternice nu sunt transmise arborelui principal al rotorului, așa cum este cazul când motoarele sunt amplasate în fuzelaj. Această schemă elimină prezența cuplului reactiv din rotorul principal. Există diverse variante ale acestei scheme: cu instalarea de motoare ramjet pe vârfurile palelor (elicopterul cu reacție în sine), sau cu duze pe vârfurile palelor și furnizarea de evacuare fierbinte a acestora de la un motor cu turbină cu gaz situat în fuzelajul („motor cu ciclu cald”) sau un compresor „ciclu rece”: motorul cu turbină cu gaz din corpul elicopterului antrenează compresorul, iar aerul comprimat din acesta este furnizat prin conducte către duzele de la vârfurile palelor. . Au fost construite mai multe vehicule experimentale cu reacție. Pe elicopterul produs în serie a fost folosit doar motorul de tip compresor. Exemplu: Sud-Ouest SO.1221 „Djinn”.
Design longitudinal cu două șuruburi. Compensarea cuplului de reacție are loc datorită prezenței a două elice identice, care se rotesc în direcții opuse și sunt situate în părțile din față și din spate ale fuselajului. Exemplu: CH-47 Chinook, Yak-24.
Design transversal cu două șuruburi. Similar cu cel precedent, dar elicele sunt amplasate pe ferme sau aripi pe părțile laterale ale fuselajului. Exemplu: B-12 (cel mai mare elicopter zburat vreodată).
Design coaxial cu două șuruburi. Compensarea cuplului reactiv are loc datorită prezenței a două șuruburi identice care se rotesc în direcții opuse și situate pe aceeași axă. Exemplu: majoritatea elicopterelor UVZ poartă numele. Kamova.
Dublu șurub cu planuri de rotor care se intersectează. Numiți și sincropteri. Axele rotoarelor care se rotesc în direcții opuse sunt înclinate unele față de altele, planurile de rotație ale rotoarelor se intersectează, iar rotația lor este sincronizată pentru a evita ciocnirile paletelor. Exemplu: Kaman HH-43 Huskie.
Multi-rotor (platforme pentru elicoptere). Compensarea are loc datorită prezenței unui număr egal de șuruburi contrarotative.
Rotorbirds. Această schemă diferă de cea de mai sus prin faptul că o elice de tragere/împingere sau un motor cu reacție este utilizată pentru a crea tracțiune propulsivă. Aici numele „giromotor” înseamnă că în timpul zborului orizontal elicea este folosită ca aripă (nu creează forță de propulsie). Exemplu: Ka-22.
Convertiplane. Aceasta este o diagramă a unei aeronave de tranziție care decolează ca un elicopter folosind o elice, iar în zbor orizontal zboară ca un avion folosind șuruburile ca elice. Convertiplanele sunt împărțite în dispozitive
cu un grup de elice rotativ (tiltrotor) - aripa este staționară, motorul (dacă este situat pe aripă) cu elicea se rotește (Exemplu: V-22 Osprey);
cu o aripă rotativă (înclinată) - aripa se rotește împreună cu grupul elice-motor situat pe ea;
vertical - elementele structurale nu se rotesc, dar dispozitivul stă „pe coada” (Heinkel Lerche II, Wespe - nu a fost construit din cauza deteriorării