Перейти к содержанию

Вертолёт

Материал из Леста Wiki
Редактируется Prol64!

Вертолёт (устаревшее геликоптер; фр. hélicoptère от др.-греч. ἕλιξ — винт и др.-греч. πτερόν — крыло) — винтокрылый летательный аппарат вертикального взлёта и посадки, у которого подъёмная и движущая (пропульсивная) силы на всех этапах полёта создаются одним или несколькими управляемыми несущими винтами посредством вращения их лопастей двигательной установкой[1].

Главное преимущество вертолёта перед самолётами заключается в его способности выполнять взлёт и посадку на неподготовленные площадки малых размеров, зависать на одном месте в воздухе, а также перемещаться в любом направлении (включая полёт боком или хвостом вперёд). К недостаткам относятся относительно высокая сложность конструкции, дороговизна эксплуатации, меньшие показатели скорости и дальности полёта по сравнению со стандартной крылатой авиацией[2].

Физический принцип полёта

В отличие от самолёта, крыло которого неподвижно и создаёт подъёмную силу только при поступательном движении всего аппарата, вертолёт создаёт подъёмную силу за счёт вращения лопастей несущего винта. Каждая лопасть винта представляет собой профилированное крыло с круткой по длине. При вращении винта набегающий поток воздуха обтекает лопасти, формируя на них гидродинамический перепад давлений и, как следствие, подъёмную силу.

Для изменения направления полёта используется сложный механический узел — Автомат перекоса, изобретённый советским учёным Борисом Юрьевым в 1911 году. Автомат перекоса позволяет динамически менять угол установки (шаг) лопастей в процессе их вращения:

  • Общий шаг изменяет подъёмную силу винта одновременно на всех лопастях, регулируя высоту подъёма или скорость снижения.
  • Циклический шаг меняет угол лопастей в определённом секторе окружности вращения, создавая наклон всего диска винта и заставляя вертолёт лететь вперёд, назад или вбок.

Аэродинамические конструктивные схемы

По количеству и взаимному расположению несущих винтов вертолёты разделяются на несколько основных аэродинамических схем[3]:

Одновинтовая схема с рулевым винтом

Самая распространённая классическая схема (около 85 % всех вертолётов в мире). Имеет один несущий винт. Для компенсации его реактивного момента (стремления корпуса крутиться в противоположную винту сторону) на хвостовой балке устанавливается механический рулевой винт.

  • Примеры: Ми-8, Ми-28, Robinson R44, Eurocopter AS350.

Соосная схема

Вертолёт оснащается двумя несущими винтами, расположенными друг над другом на одной вертикальной оси и вращающимися в противоположных направлениях. Реактивные моменты винтов взаимно гасятся, что избавляет конструкцию от рулевого винта и хвостовой балки, делая аппарат очень компактным и маневренным.

  • Примеры: Ка-27, Ка-32, Ка-52. В этой схеме традиционно специализируется конструкторское бюро «Камов».

Продольная схема

Имеет два несущих винта, разнесённых по длине фюзеляжа (в носовой и хвостовой частях). Винты вращаются в разные стороны. Схема обеспечивает огромный полезный объём грузовой кабины.

  • Примеры: CH-47 Chinook, Як-24.

Поперечная схема

Два винта располагаются по бокам фюзеляжа на специальных крыльях-консолях или пилонах. Схема сложна в производстве, но эффективна для сверхтяжёлых машин.

  • Примеры: В-12 (самый большой вертолёт в истории авиации), Focke-Wulf Fw 61.

Синхроптер (схема с перекрещивающимися винтами)

Два винта расположены по бокам фюзеляжа под небольшим углом друг к другу, а их оси вращения сближены. Лопасти вращаются синхронно в разные стороны, проходя в опасной близости, но без перехлёста благодаря шестерёнчатому редуктору.

  • Примеры: Kaman K-MAX.

Основные элементы конструкции

Типовой современный вертолёт состоит из следующих узлов:

  1. Фюзеляж — планер, вмещающий экипаж, пассажиров, груз и топливные баки.
  2. Двигательная установка — в современной авиации используются преимущественно газотурбинные (турбовальные) двигатели, передающие крутящий момент на главный редуктор.
  3. Главный редуктор — сложнейший трансмиссионный узел, снижающий высокие обороты двигателя до оптимальной скорости вращения несущего винта.
  4. Несущий винт — состоит из втулки винта и закреплённых на ней лопастей из композитных материалов.
  5. Хвостовая балка и хвостовой винт (в одновинтовой схеме) — служат для путевого управления и стабилизации.
  6. Взлётно-посадочное устройство — колёсное или лыжное (полозковое) шасси.

Корабельная вертолётная авиация и противолодочная оборона

Отдельным высокоспециализированным классом являются вертолёты палубного (корабельного) базирования. Организационно они входят в состав морской авиации флотов и размещаются непосредственно на авианосцах, крейсерах, эсминцах и противолодочных кораблях[4].

Исторически и стратегически главной функцией корабельных вертолётов является ведение противолодочной обороны (ПЛО) — поиск, обнаружение, слежение и уничтожение подводных лодок противника за пределами дальности обнаружения самого корабля-носителя[5].

Методы поиска подводных лодок

Для обнаружения скрытных подводных целей корабельные вертолёты используют три основных метода:

  • Опускаемая гидроакустическая станция (ОГАС): Вертолёт зависает над водой и опускает на специальном кабеле-тросе тело ГАС на глубину до нескольких сотен метров. Это позволяет «поднырнуть» под тепловые слои воды (слои скачка температуры), где часто прячутся субмарины. Метод эффективен, но требует неподвижного зависания.
  • Радиогидроакустические буи (РГАБ): Вертолёт сбрасывает в заданном районе серию одноразовых буёв. Буи опускают под воду гидрофоны, фиксируют шумы винтов лодки и передают сигнал по радиоканалу обратно на вертолёт, позволяя сканировать огромные акватории на ходу.
  • Магнитометрические системы (ММС): Датчик-магнитометр, установленный на штанге в хвосте вертолёта, фиксирует локальные изменения магнитного поля Земли, вызваемые массивным стальным корпусом лодки.

Вооружение и специфика палубного исполнения

После точного определения координат цели вертолёт уничтожает её с помощью бортовых противолодочных самонаводящихся торпед (например, советской АТ-1М, американской Mk.46) или глубинных авиабомб.

Работа с палубы корабля накладывает жёсткие требования на конструкцию вертолёта:

  • Компактность: Лопасти несущего винта и хвостовая балка обязательно оснащаются механизмами автоматического складывания для размещения в тесных корабельных ангарах. В этом отношении соосная схема вертолётов марки «Ка» (без длинного хвоста и рулевого винта) имеет конструктивное преимущество.
  • Коррозионная стойкость: Фюзеляж и узлы трансмиссии обрабатываются специальными антикоррозийными покрытиями для защиты от агрессивной морской соли и влаги.
  • Системы принудительной посадки и плавучести: Используются специальные лебёдочные системы фиксации, притягивающие вертолёт к качающейся палубе в шторм, а шасси оборудуются надувными баллонетами для удержания на воде при аварийной посадке.

Сравнение основных современных вертолётов ПЛО

Ниже приведено сравнение тактико-технических характеристик и поискового потенциала трёх основных типов противолодочных вертолётов мира: российского Ка-27, американского SH-60 Sea Hawk и общеевропейского NH90 NFH[6][7].

Характеристика Ка-27ПЛ (Россия) SH-60B / MH-60R Sea Hawk (США) NH90 NFH (Евросоюз)
Аэродинамическая схема Соосная двухвинтовая Одновинтовая с рулевым винтом Одновинтовая с рулевым винтом
Максимальный взлётный вес, кг 12 000 10 433 11 000
Практическая дальность, км 900 830 1000
Радиус действия ПЛО, км 200 (при 2 часах патрулирования) 250 (при 1,5 часах патрулирования) 250 (при 2 часах патрулирования)
Масса боевой нагрузки, кг до 800 до 1800 (включая противокорабельные ракеты) до 700 (торпеды) / 1100 (всего)
Базовая опускаемая ГАС (ОГАС) ВГС-3 «Рось-В» AN/AQS-22 (ALFS) HELRAS
Сбрасываемые буи (РГАБ) До 36 буёв типа РГБ-НМ / РГБ-16 До 25 буёв у модели B (до 24 у MH-60R) До 10–20 буёв (в зависимости от комплектации)
Магнитометр (ММС) АПМ-73В AN/ASQ-81 (на MH-60R убран для облегчения) Опционально (не на всех версиях)
Основное торпедное вооружение АТ-1М, УМГТ-1, ракеты АПР-2 / АПР-3 Mk.46, Mk.50, Mk.54 MU90 Impact, Sting Ray, Mk.46

См. также

  1. ↑ Вертолёт. — М.: Советская энциклопедия, 1971. — Т. 4. — С. 545—547.
  2. ↑ Ромасевич В. Ф., Самойлов Г. А. Практическая аэродинамика вертолётов. — Воениздат, 1980. — С. 8—14.
  3. ↑ Миль М. Л. и др. Вертолёты. Расчёт и проектирование. Книга 1: Аэродинамика. — Машиностроение, 1966. — С. 24—35.
  4. ↑ Корабельная авиация. — М.: Воениздат, 1999. — Т. 4. — С. 165—166.
  5. ↑ Кузин В. П., Никольский В. И. Военно-Морской Флот СССР 1945—1991. — Историческое Морское Общество, 1996. — С. 380—385.
  6. ↑ Шунков В. Н. Самолёты и вертолёты военной авиации. — Попурри, 2003. — С. 210—225.
  7. ↑ Jackson, Paul Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. — Jane's Information Group, 2004. — С. 431. — ISBN 0-7106-2614-2

Литература

  • Юрьев Б. Н. Аэродинамический расчёт вертолётов. — М.: Оборонгиз, 1956.
  • Изаксон А. М. Советское вертолётостроение. — М.: Машиностроение, 1981.
  • Артемьев А. М. Морские вертолёты. — М.: Экспринт, 2003.
Источник — https://wiki.lesta.ru/index.php?title=Вертолёт&oldid=182859