Автожир и вертолет в чем разница
Что такое автожир и чем он отличается от вертолета??
Автожиром называют винтокрылый летательный аппарат, который использует в качестве подъемной силы и для полета свободновращающийся несущий винт. Весь полет обеспечивается исключительно принципом авторотации. По принципу построения, это одно или двух местные летательные судна, приводимые в движение двумя винтами. Такие модели объединяют в себе качестве вертолета и самолета. Такой «гибрид» является более подходящим вариантом для авиаторов любителей, так как он прост в управлении и не требует огромных знаний.
Говоря, что такое автожир, следует указать, что это одно из распространенных названий воздушного судна, однако его еще могут называть гироплан (официальное название, используемое федеральным управлением гражданской авиации) или гирокоптер (используется Bensen Aircraft). Свое название автожир получил от греческого αύτός — сам и γύρος — круг, что можно перевести как самостоятельный винтокрылый.
Принцип работы автожира
Для взлета автожира предназначен винт, для которого выставляется угол от 0 до 6 градусов. При наборе необходимых оборотов винтом летательный аппарат отрывается от земли и набирает высоту. При взлете для гирокоптера необходим разгон, потому что, практически невозможно достичь необходимой скорости оборотов винтов в стационарном режиме. Современное устройство автожира предусматривает систему предварительной раскрутки винтов, которая сокращает дистанцию для взлета до 10-15 метров. Существуют такие системы:
Ручная система заключается в том, что пилот вручную раскручивает винт, после чего занимает место пилота и взлетает. При электрической, винты приводятся в движение электрическим мотором. Механическая, предусматривает передачу оборотов через муфту, а это значительно усложняет конструкцию. Гидравлическая представлена использованием двух шестеренчатых гидравлических насосов. Каждая из перечисленных систем имеет свои преимуществ и недостатки, но, тем не менее, все заслуживают внимания и используются на сегодняшний день производителями.
Суть полета заключается в том, что несущий винт в состоянии авторотации вращается под влиянием аэродинамических сих. Он обеспечивает вертикальное движение автожира. Для горизонтального движения предусмотрен тянущий (толкающий) двигатель. Работая одновременно, оба двигателя обеспечивают движение автожира по диагонали на взлет или снижение.
Чем автожир отличается от вертолета?
Что же такое автожир и отличается ли он от вертолета? Автожир и вертолет имеют много принципиальных различий. Например, режим авторотации для вертолета считается аварийным и предусмотрен исключительно для аварийной посадки. А для автожира такой режим единственный и используется для полетов. Конструктивной разницей является угол установки винтов. В вертолете винты установлены под углом в 0 градусов, что обеспечивает строго вертикальный взлет. Для автожира, свойственно размещение лопастей с наклоном до 6 градусов, поэтому осуществляется взлет по диагонали с предварительный разгоном.
Автожир в сравнении с вертолетом и самолетом имеет множество преимуществ. Основные преимущества автожира:
Большим недостатком является то, что очень низкий КПД, в сравнении с другими аналогами воздушных судов аналогичного полетного веса. В холодные поры года или в условиях мерзлоты, существует реальная угроза обледенения лопастей, с выходом из состояния авторотации, что провоцирует падение. Для конкретных моделей могут существовать индивидуальные угрозы, например, разгрузка ротора, возможность кувырка, попадание в мертвую зону авторотации и другие.
Данные летательные устройства просты в использовании и управлении, все равно возникает необходимость наличия минимальных знаний и опыта. Поэтому необходимо пройти обучение (закончить курсы) и получить права на автожир. По окончании подготовки пилоту вручается свидетельство пилота автожира (сверхлегкого воздушного судна). Такой документ действителен на территории всех государств членов Международной организации гражданской авиации ИКАО.
Как управлять автожиром?
Право управления автожиром дает свидетельство пилота автожира. Для его получения необходимо пройти обучение в размере от 128 академических часов. Ведь управление автожиром требует базовых знаний конструкции летательного аппарата, воздушного законодательства, экстренных ситуаций, авиационной метеорологии. Также необходимо наличие практических навыков в оказании первой неотложной помощи, устранении мелких неисправностей, обслуживании систем автожира, самолетовождении.
Законодательство конкретно предусматривает, где можно летать без согласования, а где нужно получать разрешение на полет. В Интернете, в открытом доступе выложены электронные карты территорий с указанием зон. Стоит отметить, что около 99% территории РФ не требует никаких разрешений и согласований и беспрепятственно можно совершать полет на автожире в этих областях.
Лучшие автожиры мира
За последний век с момента изобретения произошло огромное развитие автожиров. Очевидно, что самыми лучшими и популярными принято считать автожиры тех стран, которые максимально технически и промышленно развиты. Такие страны как США, Германия, Италия, Россия и другие на сегодня занимают лидирующие позиции в разработке и производстве автожиров для всего мира.
В последнее время особенно популярны автожиры с вертикальным взлетом. Ведь преимуществом такого сверхлегкого воздушного судна является то, что автожир с вертикальным взлетом не нуждается в длинной взлетной полосе. Он имеет возможность отрываться от земли практически без пробега, что позволяет стартовать почти с любой поверхности.
Вертолет, да не тот! История советских автожиров
Сегодня слово «вертолет» прочно ассоциируется с летательными аппаратами, способными подниматься и опускаться строго вертикально, зависать на месте и даже летать задом наперед. Но еще в 1930-х годах это слово, придуманное знаменитым конструктором советских вертолетов Николаем Камовым, обозначало совсем другую машину — автожир, представлявшую собой гибрид самолета и вертолета.
Кто придумал автожир
Слово «автожир» в качестве названия нового типа летательного аппарата предложил испанец Хуан де ля Сиерва, создатель первых автожиров. Испанский инженер хотел обеспечить аэроплан своего рода «спасательным кругом» — вертикальным винтом, который вращался бы в режиме авторотации, то есть самораскручивания под действием набегающего потока воздуха, и срабатывал наподобие парашюта, замедляя падение. Но оказалось, что он способен еще и создавать подъемную силу, заменяя традиционные крылья. Этот самовращающийся круг и определил имя новой конструкции: создатель назвал ее «autogyro», от греческих корней «auto», то есть «сам, самостоятельно», и «gyros» («жирос», как транслитерировали в довоенном СССР), то есть «круг».
У автожира КАСКР-1 (справа налево): Николай Камов, летчик Иван Михеев, Николай Стржинский
Первый в Советском Союзе автожир построили энтузиасты. Это были сотрудники занимавшегося гидропланами конструкторского бюро Дмитрия Григоровича — инженеры Николай Камов и Николай Скржинский. Несмотря на строгий и авторитарный стиль управления конструктора Григоровича, а может быть, и благодаря ему, молодые люди мечтали заняться созданием собственных летательных аппаратов, а не корпеть над воплощением идей начальства. И в начале 1928 года Камов и Скржинский взялись за проектирование автожира, опираясь в основном на информацию из авиажурналов и популярных книг, поскольку всерьез этой темой в СССР тогда еще никто не занимался.
Молодые авиаконструкторы не могли рассчитывать на то, что в КБ Григоровича их поддержат, в том числе и финансово, и обратились за помощью в Осоавиахим, который в то время охотно спонсировал подобные начинания. 1 ноября 1928 года они представили свой проект на рассмотрение ячейки Осоавиахима при заводе №22, при котором оба работали. К чести ее председателя, кавалера ордена Красного знамени Якова Лукандина, он с ходу оценил перспективы разработки, и уже 5 ноября направил в Центральный совет Осоавиахима СССР письмо о том, что членам ячейки Осоавиахима, инженерам-конструкторам Николаю Камову и Николаю Скржинскому «поручается детальная разработка проекта опытного автожира» В том же письме содержалась и просьба «оказать поддержку в отпуске средств, получении необходимых авиаматериалов и самолета АВРО с мотором».
Автожиры 2-ЭА и А-4 разработки конструкторского бюро ЦАГИ на поле Центрального аэродрома имени Фрунзе во время первого авиационного праздника 18 августа 1933 года
Первый советский «вертолет»
Получив от Центрального совета Осоавиахима серьезную сумму в 150 рублей, Камов и Скржинский принялись за доводку проекта и подготовку чертежей. Хотя работать им приходилось вечерами, после окончания основной работы, уже к 8 февраля 1929 года вся необходимая для постройки документация была представлена на рассмотрение технической комиссии авиационной секции Осоавиахима. В этот день, как гласит легенда, Николай Камов и придумал русскую замену слову «автожир», назвав сконструированный им с товарищем аппарат «вертолетом» — по явной аналогии с «самолетом», но летающим за счет того, что над ним вертится винт.
Проект «вертолета» был одобрен, конструкторам выделили необходимый для постройки корпус самолета — правда, не АВРО, как они просили, а первого советского учебного аэроплана У-1, и началась постройка автожира. Впервые он поднялся в воздух 25 сентября 1929 года, получив к этому времени не только собственный индекс КАСКР-1 (по первым буквам фамилий своих создателей), но и собственное имя — «Красный инженер». Испытания проходили неплохо, а по их результатам решено было построить усовершенствованную модель автожира, получившую более мощный мотор и индекс КАСКР-2. Этой машине выпала честь стать первым отечественным автожиром, который был представлен вниманию руководства СССР на показе новейшей техники 21 мая 1931 года. Как вспоминали позднее участники той демонстрации, автожир КАСКР-2 стоял в самом конце строя новинок, но благодаря необычному виду, грамотным пояснениям Николая Камова и блестящему демонстрационному полету, который провел пилот Дмитрий Кошиц, вызвал неподдельный интерес самого Иосифа Сталина.
Автожир А-4 взлетает во время испытаний
С этого и начался бум автожиростроения в СССР. Николая Камова и Николая Скжинского перевели на работу в Отдел особых конструкций при Центральном аэрогидродинамическом институте, где к ним присоединился Михаил Миль — недавний выпускник Донского политехнического института и давний знакомый Камова. И все довоенные модели советских автожиров, в том числе и самая «боевая» из них — А-7, были разработаны и построены уже под эгидой ЦАГИ.
От опытов до серийного выпуска
К этому времени у специалистов ЦАГИ уже имелся собственный опыт постройки автожира. Эта машина, которой руководил один из пионеров советского вертолетостроения Борис Юрьев и работа над которой началась во второй половине 1930 года, отправилась в первый полет осенью 1931 года под индексом 2-ЭА, то есть «экспериментальный аппарат». С приходом создателей КАСКРов работа пошла интенсивнее, и уже в начале 1932 года родились два новых проекта автожиров — А-4 и А-6. Главным конструктором первого стал Николай Скржинский, а общее руководство проектированием второго осуществлял Вячеслав Кузнецов.
Автожир А-6, ставший одним из предшественников знаменитого автожира А-7-3а
«Шестерка» так и осталась в единственном экземпляре, а вот «четверка» стала первым советским серийным автожиром. Впрочем, опытными машинами остались подавляющее большинство созданных Отделом особых конструкций ЦАГИ автожиров. Например, автожир А-8 построили всего в двух экземплярах, А-12, который проектировали Вячеслав Кузнецов и Михаил Миль, — в единственном, как и А-13, и А-15. Но без всех этих автожиров невозможно было бы появление знаменитой «семерки» — автожира А-7, созданного конструкторской бригадой под руководством Николая Камова и ставшего единственным боевым автожиром в истории советской авиации.
Работа над А-7 началась во второй половине 1933 года, и при проектировании этого автожира конструкторы и инженеры учитывали технические особенности и результаты испытаний двух его предшественников — А-4 и А-6. Скажем, «семерка» унаследовала от «шестерки» такую характерную особенность, как складывающиеся консоли — своего рода небольшие крылья, которые служили не для создания подъемной силы, а для управления аппаратом и подвески оборудования. С учетом того, что и лопасти вертикального винта А-7 тоже можно было складывать, это обеспечивало машине возможность транспортировки хоть по железной дороге, хоть на кораблях. А это сразу делало ее более привлекательной и для Красной Армии, и для Красного Флота, который мог использовать «семерку», например, для поиска подводных лодок.
Группа конструкторов и представителей ВВС Красной Армии у автожира А-7. В центре в белой рубашке — авиаконструктор Николай Камов
Первый экземпляр А-7 построили в апреле 1934 года, а 20 сентября эта машина, которой суждено было стать самой долгоживущей из всех советских автожиров, поднялась в воздух. 18 августа 1935 года на третьем воздушном празднике в честь Дня авиации аппарат произвел большое впечатление и на зрителей, и на советских руководителей. Но самое главное, к нему очень быстро прониклись доверием летчики: машина получилась надежной и довольно легко управляемой.
Как воюют автожиры
Головной автожир А-7-3а на площадке авизавода №290 в подмосковном Ухтомском, заводские испытания, сентябрь 1940 года
Участие в боевых действиях под Ельней поставило точку в истории боевых автожиров Советского Союза. По предвоенным планам, к 1942 году, когда планировалось наладить массовый выпуск машин, в строю должно было быть не менее 40 машин. Но эвакуация завода №290 в поселок Билимбай под Свердловском привела к тому, что на первой партии в пять аппаратов так и закончился счет. Наладить выпуск автожиров в военных условиях, когда все мощности требовались для производства более важной продукции, уже не удалось. В итоге и Николай Камов, и его заместитель Михаил Миль переключились на разработку и выпуск классических вертолетов, став руководителями двух главных вертолетных фирм СССР.
Группа летчиков, обучающихся летать на автожире А-7-3а, лето 1941 года
Вертолет или автожир?
Автожир или вертолет?
Средняя стоимость импортного автожира, который производится серийно в Европе и собирается у нас в России более-менее профессиональным коллективом из комплектующих, составляет примерно 4,5 млн. рублей.
Заплатив эти деньги покупатель может рассчитывать на то, что он сможет выполнять безопасные полеты в простых метеоусловиях (ПМУ) без системных отказов авиационных агрегатов и узлов длительное время. Это подтвержденный многочасовыми полетами факт и оспаривать данное утверждение бессмысленно.
Обучиться полетам на автожире легко. Взлет, горизонтальный полет, развороты и виражи, заход на посадку по управлению очень схожи с управлением самолета. Посадка несколько своеобразная, но так же очень близкая к самолетному.
По ощущениям полет на автожире напоминает полет на вертолете из-за хлопанья лопастей, особенно полное ощущение такого сходства испытывают пилоты, выполняющие полет на предельно-малой высоте (ПМВ), когда необходимо часто маневрировать по крену и тангажу.
Что бы выбрать вертолет для корректного сравнения с автожиром, необходимо знать некоторые нюансы воздушного законодательства и авиационных правил, а так же наличие производителей, которые выпускали бы серийно вертолеты по летно-техническим характеристикам близкие к автожирам.
Таких производителей немного, но они есть и средняя стоимость таких вертолетов начинается от 9,5 млн. рублей.
При таком ценовом разрыве и незначительном различии летно-эксплуатационных характеристик большинство покупателей склонилось бы к автожиру, а многие вообще бы отказались от экспериментов с винтокрылами и предпочли бы комфортабельный самолет.
И это разумно. с одной стороны.
Ну а если нет таких планов продать купленный вертолет за-границу в перспективе ближайших 5-8 лет, тогда что же?
Такой вертолет уже есть, нужно только профинансировать проект.
На новом витке
Вертолеты с их дальностями полетов, высокой стоимостью перевозки людей и грузов, а также самолеты местных авиалиний неспособны обеспечить перевозки в районах с неразвитой аэродромной сетью. Одновременно должны быть приняты меры для удешевления билетов. Его обеспечит только ввод в эксплуатацию новых конкурентоспособных воздушных судов отечественного производства. В связи с этим необходимо понимать, какие типы летательных аппаратов могут решить поставленные задачи.
45 тысяч населенных пунктов, в которых живут более 12 миллионов человек, лишены круглогодичного доступа к транспортной инфраструктуре. В пяти регионах отсутствует железнодорожное сообщение, а в 14 только самолетом или вертолетом можно добраться до Большой земли. При этом сегодня вполовину меньше аэропортов, чем в конце 80-х годов. Анализ ситуации показывает, что региональным авиакомпаниям требуется самолет вместимостью 50–60 пассажиров, пригодный для эксплуатации в сложных условиях и способный садиться и взлетать с грунтовых аэродромов.
Расстояния между аэропортами Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока составляют в среднем 1200 километров, и тут в свои права вступает экономика: использовать вертолеты для перевозки людей и грузов с их скоростями и дальностью становится очень дорого. А самолеты на местных авиалиниях не смогут обеспечить весь объем авиаперевозок, поскольку аэродромная сеть пришла в упадок.
Небесный тихоход
Вертолеты – транспорт средних скоростей и малых расстояний. Одно из преимуществ перед самолетами – использование там, где вторые не могут совершить посадку и взлететь. Уровень совершенства и вертолета, и самолета для достижения требуемых значений скорости и дальности с точки зрения экономической целесообразности может быть оценен аэродинамическим качеством (К). У современных транспортно-пассажирских вертолетов Кмакс достигается на скоростях 230–240 километров в час и находится в пределах 5–5,5 единицы. У дозвуковых Ил-86 и Ту-154 Кмакс составляет 15, а у Ил-96-300 – 19.
Аэродинамическое качество (отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению в поточной системе координат при данном угле атаки) у транспортно-пассажирских вертолетов примерно втрое меньше, чем у самолетов аналогичного назначения, и достигается на меньших (в два-три раза) скоростях. Чем больше крейсерская скорость, тем выше топливная эффективность, дальше расстояние полета и ниже себестоимость летного часа.
Вес пустого вертолета примерно на 17 процентов больше, чем у самолета одинаковой с ним категории. Это обусловлено тем, что для передачи крутящего момента от двигателей на несущий винт и уравновешивания его реактивного момента требуется относительно тяжелая, громоздкая и дорогостоящая трансмиссия.
Непроизводительные затраты мощности двигателей на обеспечение функционирования трансмиссии и ее систем составляют около четырех процентов, на уравновешивание реактивного момента несущего винта – до 10–12 процентов. Поэтому вес коммерческой нагрузки и топлива на вертолете значительно меньше, чем у самолета.
Основной критерий экономичности авиаперевозок – себестоимость тонно- и пассажиро-километра. Она зависит от крейсерской скорости и соответствующих ей величин аэродинамического качества и дальности полета. По этим показателям вертолет существенно уступает. Но у него есть весомые преимущества перед самолетом: садиться и взлетать вертикально, зависать над площадкой приземления, летать на малых скоростях.
Новый отечественный пассажирский Ми-38 развивает 275 километров в час. Превышение порога в 300 километров в час сопровождается интенсивным ростом профильного и волнового сопротивления лопастей несущего винта, для преодоления которого потребуется сначала значительное, а затем и неприемлемое увеличение мощности силовой установки. Есть и другие факторы, не позволяющие добиться серьезного увеличения скорости вертолета.
Дальность полета Ми-38 с максимальным количеством пассажиров при стандартном резервном и аэронавигационном запасе топлива на 30 минут достигает примерно 500 километров. Все возможности для увеличения крейсерской скорости и соответствующих ей показателей аэродинамического качества и дальности полета практически исчерпаны.
Отсюда простой вывод: существующие как отечественные, так и зарубежные вертолеты неспособны обеспечить авиаперевозки в районах страны с неразвитой аэродромной сетью.
Однако в авиационных фирмах мира не оставляют надежды явить свету скоростной вертолет. Фирмы США и Европы ведут дорогостоящие исследования, пытаясь подойти к возможности создать машину, развивающую до 500 километров в час. К этой гонке подключилось и АО «Вертолеты России» с концепт-моделями перспективных Ка-92 и Ми-Х1.
Выдающийся отечественный конструктор вертолетов М. Л. Миль со своими соратниками еще в 1966 году обосновал предельные скоростные возможности вертолета («Вертолеты. Расчет и проектирование. Аэродинамика»). Тем не менее на двух международных выставках HeliRussia представители отечественных ОКБ демонстрировали концепт-модели своих перспективных пассажирских машин. Было принято решение о том, что ОКБ Миля должно сконцентрироваться на разработке проекта классической одновинтовой схемы средней весовой категории В-37 с крейсерской скоростью 350–370 километров в час. А ОКБ Камова продолжит исследовательские работы по созданию летающей лаборатории для отработки технических решений при создании скоростного вертолета соосной схемы. Подтвердить крейсерскую скорость 350–370 километров в час на В-37 и приемлемых на ней величин аэродинамического качества и дальности полета планируется на экспериментальном вертолете с небольшим крылом, созданном на базе Ми-24К.
Новое поколение специалистов – разработчиков В-37 наступает на те же грабли, что и их предшественники на вертолете Ми-6, пытавшиеся достигнуть высоких величин крейсерской скорости и дальности полета.
Крыло Ми-6 малого удлинения, а при наличии крыла, незначительно разгружавшего несущий винт на больших скоростях полета, уровень вибраций оказался достаточно высоким. В связи с этим на серийных машинах для исключения превышения норм вибрации крейсерскую скорость полета ограничили 250 километрами в час. Это притом что на Ми-6 был установлен мировой рекорд скорости – 340 километров в час.
Следовательно, достижение крейсерской скорости 350–370 километров в час на В-37 – дело несбыточное. Этот вертолет сможет лишь повторить достигнутый результат.
Винт готовится к прыжку
Для Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока приоритетное значение имеет не сама по себе высокая крейсерская скорость вертолета, а практическая дальность полета и приемлемая стоимость авиабилетов. Такими характеристиками вертолет В-37 явно не располагает. И обладать не будет.
Но транспортная проблема требует решения, и оно должно быть технически обоснованным и экономически оправданным. Стоит вспомнить автожир, явившийся предтечей вертолета – незаслуженно забытое создание испанского инженера Хуана де ла Сиервы.
Общее, что роднит автожир с вертолетом, – несущий винт. Отличие заключается в том, что несущий винт у вертолета приводится во вращение от двигателя через редуктор и создает в полете как подъемную, так и тянущую силу, которая обеспечивает ему поступательное движение. Необходимую для полета автожира тягу создает винтомоторная установка с толкающим (тянущим) воздушным винтом, а подъемную силу – авторотирующий несущий винт, приводимый во вращение энергией набегающего потока воздуха.
Автожир по сравнению с вертолетом наилучшим образом использует мощность силовой установки для создания подъемной силы и силы тяги. У него отсутствуют потери мощности на привод несущего винта в полете и уравновешивание его реактивного момента.
Все автожиры можно отнести к трем типам: крылатый, бескрылый и с прыжковым взлетом. Проектанты со временем отдали предпочтение второму типу. На небольших скоростях полета несущий винт не уступал крылу в создании подъемной силы. Следовательно, оно усложняло конструкцию автожира, увеличивало его вредное сопротивление и вес пустого аппарата.
В третьем типе несущий винт на минимальном шаге раскручивался до заданной частоты вращения с помощью механической трансмиссии, сопряженной с двигателем. Потребный крутящий момент примерно в 40 раз меньше, чем у вертолета той же весовой категории на висении. Поэтому вес трансмиссии на автожире составляет около двух процентов от пустого аппарата. У вертолета, напомним, 17 процентов. После раскрутки несущего винта автожира на старте перед взлетом эта трансмиссия выключается.
Обращают на себя внимание простота конструкции автожира и его технической эксплуатации. В отличие от вертолета здесь нет редуктора и других агрегатов и элементов трансмиссии для передачи крутящего момента в полете от двигателя к несущему винту. Перечисленные агрегаты являются высоконагруженными в полете, имеют ограниченный ресурс, требуют постоянного контроля, технического обслуживания, периодической замены в процессе эксплуатации.
Блеснув рядом непревзойденных качеств, автожиры уступили место самолетам и вертолетам, обладавшим другими возможностями, которые в первую очередь были востребованы военными.
Сейчас к автожирам проявляется определенный интерес. Современный уровень научных знаний и освоенных технологий позволяет сделать следующий шаг к созданию комбинированного летательного аппарата (КЛА) с авторотирующим несущим винтом и крылом, имеющим увеличенные по сравнению с вертолетом крейсерскую скорость и дальность полета. Автожир с прыжковым взлетом можно рассматривать в качестве прообраза пассажирского КЛА. Он обеспечивает взлет без разбега и посадку без пробега.
Попытки создания пассажирских комбинированных винтокрылых ЛА с вертикальным взлетом-посадкой на базе вертолетного несущего винта и крыла самолета (винтокрыл) успехом не увенчались. Комбинация вертолетный несущий винт + крыло оказалась практически нереализуемой из-за ее конструктивной сложности и дороговизны.
Идея создания пассажирского КЛА с взлетом-посадкой без разбега-пробега на базе авторотирующего несущего винта автожирного типа и крыла самолета до настоящего времени оставалась невостребованной.
Скоростной с большой дальностью полета КЛА отличается от всех существующих аппаратов и многочисленных проектов использованием ряда ключевых идей. Его несущая система включает самолетное крыло, движители и несущий винт автожирного типа. Для его вращения используется энергия набегающего потока воздуха.
Напомним, что аэродинамическое качество крыла самолета на крейсерской скорости существенно больше, чем у несущего винта. Именно поэтому в перспективном КЛА предпочтение по созданию подъемной силы на больших скоростях следует отдать крылу. Для этого достаточно разгрузить несущий винт путем уменьшения общего шага и частоты его вращения.
Несущий винт КЛА при проектировании оптимизируется для осуществления взлета-посадки без разбега-пробега, а крыло – для создания необходимой подъемной силы, уравновешивающей вес ЛА, и достижения максимума аэродинамического качества. Реализация этих идей обеспечит вдвое большую крейсерскую скорость и утроенную дальность при перевозке одинакового груза по сравнению с современными вертолетами того же назначения и веса.
Особо стоит отметить высокую безопасность полетов КЛА. Такой аппарат, как и автожир, обладает хорошей устойчивостью, управляемостью, техника его пилотирования проста. Он существенно надежнее на взлетах, посадках и при маневрировании в воздухе, застрахован от таких критических режимов полета, как сваливание или штопор.
Следует обратить внимание на высокую надежность авторотирующего несущего винта. Он работает на более благоприятных по переменным нагрузкам и вибрациям режимах, нежели у вертолета. Несущий винт комбинированного ЛА максимально нагружен на взлете-посадке. На скоростях более 100–120 километров в час его работа существенно облегчена.
Лопасти несущего винта, изготовленные из полимерных композиционных материалов, и их бесподшипниковое крепление к втулке обеспечивают ротору ресурс, сопоставимый с крылом самолета.
О высокой надежности и безопасности применения авторотирующих несущих винтов на автожирах свидетельствует статистика. Так, к 1933 году 130 автожиров перевезли десятки тысяч пассажиров на расстояние более 4 000 000 километров, их общий налет составил 35 000 часов. За десять лет эксплуатации серийных машин не было ни одной катастрофы, что является рекордом безопасности полетов.
Комбинация достоинств
Вертолеты и самолеты не конкурируют, но дополняют возможности друг друга. Но есть области, где использование обоих либо экономически невыгодно, либо невозможно чисто практически. Следовательно, необходим КЛА, обладающий всеми достоинствами вертолета и самолета. Он не будет конкурировать с ними, а заменит эти машины там, где они неспособны выполнять давно назревшие задачи.
Комбинированный летательный аппарат отличает несущая система, включающая самолетное крыло и авторотирующий несущий винт автожирного типа. По существу он представляет собой гибрид самолета и автожира, который использует новый способ взлета без разбега. После раскрутки несущего винта на старте осуществляется вертикальный подъем аппарата до отрыва колес шасси от площадки путем увеличения его общего шага. Одновременно пилот переводит двигатели во взлетное положение для создания максимума силы тяги пропеллеров (винтов изменяемого шага), чтобы пробег на взлете был коротким. Аэродинамические качества КЛА и самолета короткого взлета-посадки соизмеримы.
В отличие от вертолетов КЛА способны обеспечить сообщение с максимальной пассажирской загрузкой на дальность до 1400 километров, а в регионах с неразвитой транспортной инфраструктурой – до 700 километров от базовых аэродромов, при этом дозаправки топливом не потребуется.