Хотите очередную порцию малоинтуитивных, но реальных фактов? Пожалуйста... Винты вертолета большую часть времени вращаются с одной и той же скоростью.
Это значит, что когда вертолёт готовится ко взлёту, скорость вращения винтов такая же, как и во время полёта. И это совершенно непонятно с интуитивной точки зрения. Ведь хочется думать, что вертолёт взлетает и регулирует своё движение именно благодаря скорости ротора винта.
И само собой, кажется, что для взлёта вертолёту нужно как следует раскрутить винт. Но подъемная сила вертолёта создается и направляется за счет увеличения и уменьшения шага поворотных крыльев, также известных как лопасти, а не за счет увеличения скорости вращения роторов.
В большинстве современных вертолетов имеется регулятор, который поддерживает постоянную скорость вращения ротора. Поэтому пилот поворачивает рычаг дроссельной заслонки мотоциклетного типа на интегрированном рычаге, чтобы установить ротор на полную скорость для взлета, фиксирует его, а регулятор поддерживает постоянную скорость ротора по мере увеличения нагрузки при отрыве шасси от земли и наборе высоты, маневрировании, движении или зависании и подъеме груза.
На старых вертолетах без регулятора оборотов пилот постоянно использует дроссель, чтобы поддерживать постоянную скорость вращения ротора во время маневров.
Пилот запускает двигатель, проверяет приборы, и когда ротор выходит на нужные обороты, он берёт рычаг общего шага и тянет его вверх. Это увеличивает угол атаки всех лопастей одновременно, и винт начинает создавать больше подъёмной силы — вертолёт отрывается от земли.
Но вместе с подъёмной силой появляется и лишний крутящий момент, который пытается развернуть вертолёт вокруг своей оси. Чтобы скомпенсировать это, пилот использует другие органы управления:
- циклический шаг (ручка управления) — позволяет наклонять диск ротора вперёд-назад и в стороны, управляя направлением полёта;
- педали хвостового винта — регулируют тягу хвостового винта и держат вертолёт от разворота.
Вертолёты имеют главный ротор с системой автомата перекоса, которая соединена с органами управления в кабине пилота: рычагом общего шага и ручкой селективного управления шагом. Также есть рычаги на самих лопастях, меняющие их угол.
Когда пилот тянет рычаг общего шага вверх или вниз, автомат перекоса поднимается или опускается вместе с тарелкой, изменяя угол всех лопастей одинаково. Это позволяет вертолёту набирать или снижать подъёмную силу. Когда пилот отклоняет ручку селективного управления шагом вперёд, назад или в стороны, тарелка автомата наклоняется. Лопасти в направлении движения уменьшают угол, а в противоположном направлении - увеличивают. Так вертолёт получает тягу туда, куда нужно: вперёд, назад, влево или вправо.
При этом скорость вращения лопастей остаётся почти постоянной. Менять её для управления вертолётом опасно: регулирование с помощью силы тяжести слишком медленное и неэффективное. Именно изменение угла лопастей позволяет управлять вертолётом быстро и точно.
Многие при этом смотрят на обычный многороторный дрон, который используется для видеосъемки, с винтами фиксированного шага и электродвигателями и думают, что вертолёт работает так же.
Но это не так. Когда многороторный дрон готовится взлетать, то он медленно вращает винты, и пилот увеличивает скорость их вращения. После увеличения скорости вращения дрон начинает подниматься в воздух. Это всегда даже слышно.
Дроны работают так хорошо благодаря бесколлекторным двигателям, которые мгновенно реагируют на ускорение или замедление в соответствии с движениями джойстиков пилота, используя контроллер полёта и невероятно чувствительные датчики.
Попытка сделать то же самое с двигателями, работающими на топливе, которые не могут так быстро разгоняться и зависят от силы тяжести и сопротивления воздуха для замедления, не увенчается успехом.
Потому в вертолётах приходится городить такой огород. Может быть когда-то первые конструкторы этих машин и поли бы простым путём, если имели в своем распоряжении такие классные электрические двигатели.
⚡ Читайте подборку на моём канале про физику вертолётов, будет интересно и полезно - https://dzen.ru/suite/f2480776-0a81-490d-8b33-bb1f82c56027
Хочется помочь проекту, но нет возможности купить премиум? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями