История и конструкция вертолета
История создания вертолета не менее богата интересными событиями и фактами, чем жизнь самолетов. К тому же она столь же древняя и берет начало со времен великого итальянского ученого Леонардо да Винчи. Считается, что именно он еще в начале XVI в. впервые составил чертеж воздушного аппарата с вращающимся крылом, который прозвал «геликоптером» (в переводе с греческого «спираль» и «крыло»).
Спиралевидное крыло из накрахмаленного полотна, по мысли Леонардо, должно было поднимать машину так же, как винт вертолета. Однако в то время еще не изобрели двигатель, способный поднять подобный аппарат, но, если бы он и существовал, геликоптер был бы неуправляемым. Леонардо не догадывался, что двигатель вращал бы сам аппарат в противоположную движению винта сторону.
Авторство слова «вертолет» (от слов «вертится» и «летает») принадлежит советскому конструктору Н. И. Камову. Известна и дата рождения этого термина — 8 февраля 1929 г.
Эра настоящих вертолетов началась в 1936 году с создания немцем Г. Фоке надежной машины FW 61, установившей массу мировых рекордов. В 1940 году пошел в серию его шестиместный транспортный вертолет FA 223. А машина FI282 фирмы «Антон Флеттнер» была принята на вооружение германским флотом и успела принять участие в боевых операциях.
Американские и британские ВМС обзавелись вертолетом Игоря Сикорского R-4, созданным в 1942 году.
Если во Второй мировой вертолеты были одно- или двухместными и использовались в основном для связи, боевого охранения, корректировки огня и эвакуации одного или двух раненых, то в Корейскую войну более мощные машины прославились массовой переброской войск.
После этого были созданы вертолеты для борьбы с танками, противолодочные вертолеты и винтокрылые машины радиолокационного обнаружения и радиоэлектронной борьбы.
Остается сказать, что сегодня боевые вертолеты строятся даже в таких, казалось бы, «невертолетных» странах, как Польша, ЮАР, Румыния и Япония.
Вертолеты на службе у человека
Главным достоинством вертолетов является их маневренность в полете. Кроме того, этот летательный аппарат может приземлиться (и взлететь) в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта. Благодаря этому в наши дни вертолеты широко применяются для транспортных и пассажирских перевозок, при проведении геологоразведочных работ, для съемок с воздуха, для перевозки и монтажа крупногабаритного оборудования. Они незаменимы для санитарных и спасательных работ.
Конструкция вертолета
Для начала следует познакомиться с термином — авторотация. Это эффект вращения вертолета в сторону, противоположную направлению вращения несущего винта. Таковы законы физики. Вертолеты приходится оснащать дополнительным винтом, расположенным в хвосте, — рулевым. Рулевой винт создает силу, противоположную авторотации и компенсирующую ее. Наличие рулевого винта позволяет вертолету двигаться в нужную сторону, а не крутиться на месте.
Схема без хвостового винта
Авиастроители создали вертолет по схеме NOTAR (это сокращение от английского No Tail Rotor, в переводе — «без хвостового винта»). Вместо рулевого винта имеется хвостовая балка, через которую проходит воздух от вентилятора. Он вырывается из хвостового сопла в нужном направлении, компенсируя авторотацию.
Вертолеты двухвинтовой схемы
Рулевой винт является самым проблемным узлом современных вертолетов. Во-первых, он опасен и может тяжело травмировать человека, стоящего рядом с вертолетом. Во-вторых, именно от этой «мелочи» полностью зависит работоспособность такой большой и сложной машины, как вертолет. Стоит этому небольшому и хрупкому узлу повредиться — и вертолет превратится в груду неуправляемого металла. Неудивительно, что авиаинженеры пытаются исключить рулевой винт из конструкции вертолета. Одним из путей является создание вертолета с двумя несущими винтами.
Парочка соосных несущих винтов
Вертолетная схема с парой несущих винтов, расположенных один над другим, называется соосной (это слово означает, что оси винтов совпадают). Два несущих винта вращаются на одной оси в противоположные стороны, благодаря чему происходит взаимная компенсация эффекта авторотации. Основным мировым производителем вертолетов по такой схеме является российское предприятие «Камов». В частности, в 1997 г. был разработан ударный вертолет «Камов» Ка-52 (на западе его окрестили «Аллигатором»).
Парочка разнесенных несущих винтов
Еще одной схемой конструирования вертолетов является схема с двумя разнесенными несущими винтами. Термин «разнесенные» означает, что несущие винты располагаются не на одной оси (как в соосной схеме), а в разных местах фюзеляжа. По такой схеме создан тяжелый американский вертолет СН-47 «Чинук» фирмы «Боинг» (чинуки — индейское племя). Первые «Чинуки» транспортировали пушки и грузовики в джунглях Вьетнама более полувека назад.
Сложности конструкции
Пара несущих винтов — это, безусловно, великолепная идея. Она позволяет исключить такое слабое звено, как рулевой винт. Однако она же привносит в конструкцию новую проблему. Сдвоенный несущий винт намного сложнее устроен, чем одиночный. Поэтому только самые передовые фирмы мира занимаются производством вертолетов соосной схемы.
Легендарный «Ирокез»
Война во Вьетнаме стимулировала создание многоцелевых ударных вертолетов. Самый известный из них - «ирокез» - занимался не только массовой транспортировкой или эвакуацией, но и вошел в историю как первый вертолет непосредственной огневой поддержки войск.
Русский винтокрылый «универсал»
В 1971 г. на вооружение Советской армии был принят вертолет Ми-24, созданный в конструкторском бюро еще одного гения вертолетостроения — русского инженера М. Миля. Это уникальная машина, сочетающая качества транспортного и ударного вертолета. До настоящего времени не создано настолько универсальной машины. Ми-24 может с успехом уничтожать танки, штурмовать вражеские укрепления, доставлять грузы, высаживать десант и эвакуировать раненых.
Ударный боец племени апачей
Создание в России транспортно-ударного вертолета Ми-24 весьма впечатлило военных стран НАТО. В 1982 г. в армию США поступили первые серийные вертолеты АН-64 «Апач» (апачи — племя североамериканских индейцев). На сегодня это один из самых эффективных проектов в области вертолетостроения, настоящая боевая машина XXI в. Он разработан для взаимодействия с наземными войсками на переднем крае в условиях наступательных операций.
«Европеец» под номером 135
С 1996 г. совместная франко-германская фирма «Еврокоптер» производит легкий многоцелевой вертолет ЕС-135. Термин «многоцелевой» означает, что эта машина может выступать в различных качествах как на гражданской, так и на военной службе. ЕС-135 применяется как санитарный, поисково-спасательный, полицейский и разведывательный вертолет, также к нему можно прикрепить внешние крылышки с подвесным оружием.
Боевой «немец»
В годы Второй мировой войны фирма «Мессершмитт» производила отличные боевые самолеты. После войны она вошла в состав концерна, занимавшегося в том числе производством вертолетов. Перед нами — Во-105, легкий многоцелевой вертолет. До 2000 г. было выпущено более 1400 таких моделей. Из них 800 — гражданских модификаций (для полиции, госпиталей и больниц, транспортных компаний) и 600 — военных (разведывательный и ударный варианты).