Самый быстрый вертолет - 14 Августа 2010

Понедельник, 01.04.2019, 12:32	Приветствую Вас Гость

Главная » 2010 » Август » 14 » Самый быстрый вертолет

18:33

Самый быстрый вертолет

Почему вертолеты не летают столь же быстро, как самолеты?

Почему до сих пор рекорд скорости для вертолетов составляет весьма скромные 400 км/ч, а большинство серийных машин не летает быстрее 300-350 км/ч?

Для этого есть веские причины физического свойства - например, ставшее проклятьем вертолетостроителей "число Мю".

Мю - это отношение скорости горизонтального полета к скорости движения законцовки лопасти несущего винта относительно воздуха.

На режиме неподвижного висения скорость полета нулевая, а скорость законцовки лопасти - нет, и поэтому число "мю" равно нулю. Однако с началом поступательного движения число "мю" увеличивается.

Когда "мю" достигает единицы, скорость воздушного потока совпадает со скоростью движения конца лопасти, идущей назад, полностью лишая ее подъемной силы.

Причем задолго до достижения такой скорости элементы отступающей лопасти, более близкие к оси вращения несущего винта (и, соответственно, имеющие меньшую линейную воздушную скорость), тоже теряют подъемную силу.

То есть по мере роста числа "мю" половина ротора, представленная идущими назад лопастями, всё сильнее и сильнее теряет подъемную силу. Вертолет кренится вбок и соскальзывает в эту сторону. Автомат перекоса винта по командам системы стабилизации пытается компенсировать этот эффект, увеличивая угол атаки идущих назад лопастей, и уменьшая угол атаки идущих вперед лопастей - однако это эффективно лишь до некоторого предела, после которого на идущих назад лопастях угол атаки достигает критического, происходит срыв потока и резкое падение подъемной силы (то самое, из-за чего самолеты срываются в штопор).

Кроме всего прочего, такое регулирование создает проблемы с равномерным вращением ротора.

Но есть у числа "мю" и оборотная сторона - если на "отступающей" лопасти при мю=1 скорость относительно воздуха падает до нуля, то у "набегающей" лопасти она оказывается в этот момент равна УДВОЕННОЙ скорости движения вертолета. То есть в момент, когда набегающая лопасть переходит звуковой барьер - вертолет летит всего лишь вдвое медленнее скорости звука.

Поэтому, как только вертолет достигает 1/2 скорости звука, лопасти его несущего винта то переходит звуковой барьер (когда движутся вперед), то вываливаются назад в дозвуковой режим обтекания. Это вызывает огромные по амплитуде толчки и вибрации несущего винта.

Да что там - еще недавно считалось, что при скорости лопасти выше скорости звука винт вообще неработоспособен. Именно поэтому авиация в свое время пошла по реактивному пути - винты уткнулись в звуковой барьер. Сейчас, конечно, благодаря успехам компьютерного моделирования удалось создать винты, имеющие хорошую тягу и КПД на сверхзвуковых скоростях лопастей - однако геометрия таких винтов специфична, и пока на их основе не удалось реализовать несущие винты для вертолетов.

К тому же даже такие винты не решают вопроса с постоянным переходом лопастей через звуковой барьер и обратно.

Для обычных же винтов считается, что скорость любого элемента лопасти не должна превышать 0.7 скорости звука - из-за резкого роста потерь на сопротивление воздуха.

Как видите, улучшение скоростных характеристик вертолетов – задача нетривиальная даже по меркам сегодняшнего дня. Попытки создать машину, обладающую скоростью, сравнимой с самолетной, предпринимаются давно и безуспешно. Созданный в конце 1970-х годов в США вертолет огневой поддержки Lockheed AH-56A Cheyenne оказался очень дорогим и не очень надежным, как, впрочем, и камовский Ка-22.

Теперь идея скоростного вертолета переживает второе рождение. На вооружение взята схема с отдельным горизонтальным винтом (или турбореактивным двигателем) для поступательного движения.

Такую идею двигает фирма Sikorsky, развивая схему, реализованную в опытном вертолете Piasecki X-49 SpeedHawk (Пясецкий Спидхок) - см.фото в заголовке статьи.

Хорошо заметно, что вертолет основан на "теле" машины Sikorsky YSH-60F Seahawk классической одновинтовой схемы, с которой удален хвостовой управляющий винт, и вместо него установлен "самолетный" толкающий винт в кольце-обтекателе и рули управления.

Пясецкий, прекрасно понимая, как скажется число "мю" на устойчивости обычного несущего винта Сикорского по оси крена, снабдил вертолет и развитым горизонтальным крылом с элеронами самолетного типа - отклонение которых на высоких скоростях должно было помочь стабилизировать вертолет.

В мечтах планировалось достигнуть скорости 415 км/ч. В реальности же этот вертолет достиг скорости лишь 268 км/ч - однако продемонстрировал работоспособность такой схемы.

Сейчас Сикорский доработал схему, перейдя к использованию соосных несущих винтов (что должно компенсировать потерю устойчивости по крену с ростом числа Мю).

Аналогичную схему скоростного вертолета разрабатывает и российское КБ Камова, а также КБ Миля со своим Ми-Х1.

Наработки по этой машине в России растут из проекта скоростного вертолета-истребителя (В-100), которым занимались в КБ Камова до тех пор, пока распад СССР не прервал финансирование темы.

BBird специально для warcyb.org.ru

Категория: Авиация | Просмотров: 9121 | Теги: рекорд скорости вертолета, Самый быстрый вертолет | Рейтинг: 5.0/2

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем мультиблоге пользователем bbird на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта - как это сделать, описано в том же Пользовательском Соглашении. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

МАШИНА ВОЙНЫ