Автожир

Cтраница 3

Авторотация - режим полета, при котором энергия для вращения несущего винта не потребляется. Мощность для создания силы тяги и вращения винта обеспечивает либо тянущий вперед движитель ( на автожире), либо снижение вертолета. На автожире несущий винт выполняет ту же роль, что и крыло на самолете. Составляющая скорости обтекающего автожир потока, направленная перпендикулярно диску винта вверх, является источником мощности для вращения несущего винта. Поэтому для устойчивого горизонтального полета автожир нужно толкать вперед. При снижении вертолета на авторотации источником мощности является потенциальная энергия всего аппарата. Конкретно энергию несущему винту. [31]

Известное сходство с ветряком имеет автожир - самолет, у которого крылья заменены самовращающимися лопастями с вертикальной осью. В самом деле, мощность, необходимую для поддержания вращения лопастей автожира, дает встречный ветер. Несущие свойства самовращающихся лопастей проявляются в полной мере только при одновременном движении всего автожира вперед. Поэтому общая картина течения вокруг автожира сходна с картиной течения вокруг летящего вперед геликоптера ( см. текст, набранный петитом, на стр. Однако, в противоположность геликоптеру, ось автожира при полете должна быть отклонена назад. Лобовое сопротивление при полете автожира преодолевается, как и при полете обычного самолета, при помощи воздушного винта. [32]

Автожир стал первым практически используемым летательным аппаратом, в котором подъемную силу создает непосредственно воздушный винт. Значительный вклад в его разработку внес Хуан де ла Сиерва ( Испания), который ввел в оборот и слово автожир. В этом аппарате крыло заменено несущим винтом, который приводится во вращение набегающим потоком воздуха. По существу, в автожире использована схема самолета с пропеллером в качестве движителя. Без подвода мощности к несущему винту автожир не способен висеть или лететь по вертикали, но он может лететь очень медленно, а в крейсерском полете его аэродинамические характеристики весьма близки к характеристикам самолета. [33]

В 1925 г. Сиерва основал в Англии фирму Сиерва аутоджай-ро компани, которая стала базой строительства его автожиров, В последующее десятилетие было построено около 500 таких машин, причем многие из них по лицензиям Сиерва строили другие предприятия, в том числе фирмы Э. В. Роу, Де Хэвил-ленд, Уэйр, Вестленд, Парнелл, Компер в Англии; Питкэрн, Келлет, Бал в США; Фокке-Вульф в Германии; Луар, Оливье во Франции; ЦАГИ в СССР. Авария, случившаяся в 1927 г., выявила, что в плоскости диска возникают большие нагрузки лопасти, вызванные маховым движением. После этого лопасти несущего винта были снабжены вертикальными шарнирами. Тем самым была в принципе завершена разработка шарнирного винта для автожира. В 1932 г. Сиерва отказался от управляющих поверхностей, которые не очень эффективны при малых скоростях полета, в пользу управления с помощью самого несущего винта. [36]

У винтокрылого аппарата, называемого автожиром, авторотация является нормальным режимом работы несущего винта. На вертолете мощность передается непосредственно несущему винту, который создает как подъемную, так и пропульсивную силы. На автожире же мощность ( крутящий момент) на несущий винт не поступает. Мощность и пропульсивную силу, требуемые для горизонтального полета, обеспечивает пропеллер или другой движитель. Следовательно, автожир по принципу действия похож на самолет, так как несущий винт играет роль крыла, создавая только подъемную силу, но не пропульсивную. Иногда для создания управляющих сил и моментов на автожире, как и на самолете, используют фиксированные аэродинамические поверхности, но лучше, если управление обеспечивает несущий винт. Несущий винт действует в значительной степени как крыло и характеризуется весьма большой величиной отношения подъемной силы к сопротивлению. Правда, аэродинамические характеристики несущего винта не столь хороши, как у крыла, зато он способен обеспечить подъемную силу и управление при гораздо меньших скоростях. Следовательно, автожир может летать со значительно меньшими скоростями, чем самолет. Однако без передачи мощности на несущий винт автожир не способен к настоящему висению или вертикальному полету. Так как аэродинамические характеристики автожира ненамного лучше характеристик самолета с малой удельной нагрузкой крыла, использование несущего винта на летательном аппарате обычно оправдано только тогда, когда необходимы вертикальные взлет и посадка аппарата. [37]

В расчетной схеме была учтена зона обратного обтекания ( с точностью до ц4), а аэродинамические коэффициенты сечений представлены в виде GI аа. Метод был разработан для автожиров, что отразилось в предложенной последовательности расчета и в форме представления результатов. [38]

Сиерва сконструировал самолет, который в 1919 г. разбился вследствие срыва потока при полете у земли. Поэтому Сиерву заинтересовал летательный аппарат с малыми скоростями взлета и посадки, на котором не возникает срыв, если летчик чрезмерно уменьшит скорость. Эксперименты в аэродинамической трубе с моделями воздушных винтов показали, что у винта, который свободно вращается на валу, отклоненном назад, можно получить хорошую величину отношения подъемной силы к сопротивлению даже при малой скорости потока. Наилучшие результаты были получены при малых положительных значениях общего шага. В 1922 г. Сиерва построил автожир С-3 с пятилопастным жестким винтом, который имел тенденцию заваливаться набок. Тем не менее модель с гибкими пальмовыми лопастями летала удовлетворительно. Сиерва установил, что удовлетворительный полет модели объясняется гибкостью ее лопастей. Это навело его на мысль применить на автожире шарнирный несущий винт. [41]

Страницы: 1 2 3 4