для чего летают вертолеты
Как летает вертолет.
Здравствуйте, друзья!
МИ-1. Первый серийный вертолет в СССР.
Так что же позволяет ей это делать? Ведь вроде бы несуразный по сравнению с самолетом летательный аппарат. Рискуя в который раз повторить самого себя скажу, что на самом деле принцип полета вертолета достаточно прост. И кое-что для его объяснения мы уже знаем.
Слышали, наверное, расхожее выражение «винтокрылая машина»? Оно достаточно правильное. Самолет держит в воздухе крыло, а у вертолета эти функции выполняет винт большого диаметра. Его называют несущим винтом. Каждая лопасть несущего винта представляет собой, по сути дела, крыло, имеющее аэродинамический профиль, и движущееся при вращении винта в воздушном потоке. Вот, пожалуй, принципиально и все :-). Что при этом происходит с крылом мы с Вами уже разобрались здесь и здесь. Возникает аэродинамическая сила, приложенная к каждой лопасти и, как их сумма, общая сила приложенная к винту и через него ко всему вертолету. Сила эта всегда перпендикулярна плоскости вращения винта.
Силы, действующие на вертолет.
Как всегда все элементарно :-). Эту роль выполняет все тот же несущий винт. Если плоскость вращения винта наклонить, то вместе с ней наклонится и суммарная аэродинамическая сила. И теперь ее можно будет разложить на две составляющие: вертикальную, которая поднимает вертолет вверх и держит его в воздухе и горизонтальную, которая заставляет его двигаться вперед. Хотя правильней сказать не вперед, а туда, куда она направлена. Можно и вбок или назад, что вертолет с успехом и делает, кстати.
Вот, собственно, и все. На вопрос о том, как летает вертолет мы ответили. Конечно теория и практика этого вопроса значительно сложнее, но общий принцип полета именно таков.
Скажу, что на самом деле несущий винт вместе с массивной осью и тяжелыми сопутствующими механизмами никуда не отклоняется. Это, мягко говоря, трудно осуществимо и технически нецелесообразно. И тем не менее плоскость вращения винта наклоняется. Говоря вертолетным языком создается «перекос винта». Достигается он за счет изменения положения лопастей, которые подвешены к оси на специальных шарнирах, а управляет этим процессом специальное устройство, называемое «автомат перекоса несущего винта». Все, вертолет полетел… И именно туда, куда нам нужно.
КА-52 Аллигатор. Хвостового винта нет.
Всех эти заумных понятий мы еще очень популярно (и незаумно :-))коснемся в дальнейших наших разговорах, а сейчас я напоследок еще упомяну об одной необходимой вещи. Вы наверняка все видели у вертолетов маленький хвостовой винт и задавали себе вопрос: «Для чего он?». Отвечаю. Я думаю все, даже ярые нелюбители физики слышали про три закона Ньютона. А если не слышали, то поверьте мне на слово, я знаю, что говорю :-). Так вот третий закон в популярной форме гласит: «Каждое действие равно противодействию.» Именно согласно этому выражению возникает так называемый реактивный момент. То есть если несущий винт вертолета вращается, например, вправо, этот момент будет стремиться повернуть корпус вертолета влево (или же наоборот). Чтобы устранить эту совсем ненужную тенденцию и существует хвостовой винт. Он работает, как обычный тянущий самолетный винт и, создавая тягу, обратную реактивному моменту просто его уравновешивает. А если вертолету нужно повернуть, то тяга этого винта меняется за счет поворота его лопастей.
Все. Сказано уже более чем достаточно. Теперь если Вас спросят как летает вертолет, Вы без труда сможете на этот вопрос ответить. И я Вам советую присмотреться к современным типам этого летательного аппарата. Они сейчас развились в некий тип, стоящий в определенном смысле особняком от традиционной авиации и иной раз просто завораживают своим видом и своими возможностями… Хотя, впрочем, продолжение следует…
Не менее любопытно выяснить, какой путь в своем развитии прошел этот, один из первых по идее, летательный аппарат тяжелее воздуха.
Сам собой напрашивается вопрос:
Почему же понадобились века для того, чтобы идея вертолета была претворена в жизнь и появился современный летательный аппарат, пригодный для практических нужд?
Может ли вертолет быть реактивным?
А разве не интересно познакомиться с конструкциями и существующими схемами вертолетов?
По вертолету можно задать тысячу вопросов, один интереснее другого.
Но самым интересным является вопрос о летных возможностях вертолета, которые определяют его практическую ценность для созидательной деятельности человека.
Когда требуется использовать самолет с посадкой на каком-либо месте, то прежде всего выясняют, есть ли там аэродром, на который бы самолет мог совершить посадку и с которого мог бы затем взлететь. Если поблизости от намеченного пункта нет аэродрома или хотя бы ровной площадки, пригодной для посадки самолета, то как бы ни была нужда в самолете, вопрос о его использовании отпадает.
Самолет приземляется с большой поступательной скоростью и совершает по посадочной полосе длинный пробег до полной остановы. Оторваться от земли самолет может
только тогда, когда, предварительно разбежавшись по взлетной дорожке, разовьет большую скорость, а для этого самолету надо совершить довольно длинный разбег. Скоростные самолеты для отрыва от земли развивают скорость более 200 км/час, а чтобы такую скорость развить, самолету необходим разбег около одного километра.
Свойство крыла самолета состоит в том, что оно создает достаточную для взлета подъемную силу только в том случае, если обтекается потоком воздуха с большой скоростью. Если скорость мала, то и подъемная сила мала. Если скорость равна нулю (т. е. самолет стоит на месте), то подъемной силы нет. В обоих случаях самолет не может подняться в воздух.
В авиационных кругах многих стран уже сейчас говорят о так называемой аэродромной проблеме. В самом деле, есть над чем задуматься, если развитие авиации идет бурными темпами, а каждый новый аэродром — это сотни гектаров превосходной земной поверхности, отнимаемой от сельского хозяйства, от лугов и пашен. Это особенно касается стран с гористым рельефом, территория которых невелика.
Однако если непременным условием создания подъемной силы на крыле является обтекание его воздухом с большой скоростью, то нельзя ли сделать так, чтобы самолет стоял на месте, а крыло двигалось относительно воздуха и создавало подъемную силу?
Достаточно сформулировать задачу, как явится и простейшее решение: крылья должны вращаться в горизонтальной плоскости, при этом они будут описывать окружность. Вращение крыльев заставит воздух обтекать их с достаточной скоростью даже тогда, когда поступательной скорости всего аппарата нет, т. е. когда аппарат стоит или висит на месте. Крылья становятся как бы лопастями воздушного винта, вращающегося не в вертикальной плоскости, как у самолета с поршневым двигателем, а в горизонтальной. Таково принципиальное решение аэродромной проблемы.
У вертолета крылья вращаются, как лопасти винта. Отсюда и происходит название этого класса летательных аппаратов тяжелее воздуха — винтокрылые аппараты.
Таким образом можно без труда ответить на следующие вопросы.
— Чему равна взлетная скорость вертолета? — Нулю. Вертолет может взлетать с места.
— Чему равна длина разбега вертолета? — Нулю. Вертолету разбег не нужен.
— Велики ли посадочная скорость и длина пробега вертолета? — Посадочная скорость и длина пробега также равны нулю, так как вертолет может опускаться отвесно вниз.
Стало быть, необходимость в обширных аэродромах отпадает.
Огромнейшее преимущество вертолета в том и состоит, что его можно использовать всюду. Он может «приземляться» на крышу высотного здания, на палубу морского корабля или речного парохода, на плот, на железнодорожную платформу, на горное плато, на полянку в лесу, на автомобиль.
Для вертолета поверхность посадочной площадки может быть неровной, немного наклонной, холмистой или бугристой, с пнями или со строениями, подвижной или неподвижной,— ничто не помешает вертолету произвести посадку и снова взлететь.
Итак, первым решающим фактором, обеспечивающим вертолету широкое распространение, является возможность вертикально, без разбега взлетать и отвесно, без пробега приземляться, что не исключает возможности взлета и посадки вертолета подобно самолету, т. е. «по-самолётному».
Вторым решающим фактором является возможность вертолета неподвижно висеть в воздухе как над самой поверхностью земли или воды, так на высоте нескольких километров.
Диапазон скоростей каждого самолета для каждой высоты полета ограничен, с одной стороны, максимальной скоростью, а с другой — минимально допустимой скоростью. Ввиду того, что лобовое сопротивление самолета увеличивается с увеличением скорости полета, а двигатель не может развивать мощность, большую его максимальной мощности, существует некоторая максимальная скорость установившегося горизонтального полета. Дальнейшее увеличение максимальной скорости полета в данном случае может произойти только за счет снижения самолета (потеря высоты). Максимальная скорость полета современных самолетов достигает 1000 и более км/час.
Минимально допустимая скорость реактивных самолетов, т. е. наименьшая скорость, на которой самолет способен совершать горизонтальный и криволинейный полет, 200—300 км в час. Если скорость будет еще меньше, то самолет начнет терять устойчивость и свалится на крыло с последующим переходом в штопор.
Легкие связные самолеты могут летать со скоростью не меньше чем 50—70 км/час, у вертолета минимальная скорость толста равна нулю, а максимальная горизонтальная скорость полета— 150—200 км/ч. Более того, вертолет может останавливаться в воздухе, поворачиваться на месте, совершать полет в стороны и даже назад.
Естественно, что такие возможности вертолета открывают широкие перспективы его использования в самых различных областях народного хозяйства, подчас там, где, казалось бы, летательный аппарат не может быть использован.
Все эти положительные стороны вертолета не должны, однако, заслонять собой его отрицательных качеств.
Применении вертолетов
В последнее время вертолеты находят все большее применение при выполнении различных видов воздушных работ. Воздушными работами называются те работы, при которых вертолет применяется не для перевозки пассажире, почты или груза, а используется в качестве инструмента: например, в качестве подвижной платформы, на которой доставляются химические препараты для обработки посевов или уничтожения насекомых; для работы электронных исследовательских приборов или поиска месторождений полезных ископаемых; для рекламы или в качестве подъемного приспособления на различных строительных работах; в качестве вентилятора для перемещения окружающего воздуха, для опасения людей и т. д.
Классификация воздушных работ в соответствия с назначением вертолетов может быть представлена следующим об разом:
1. Воздушное применение: контроль за насекомыми в сельском и лесном хозяйстве; надзор за животными; контроль за больными растениями и лесопосадками; внесение удобрений; надзор за сорняками и кустарниками; посев сельскохозяйственных и лесных растений; воздействие на облака для выпадения осадков; борьба с лесными пожарами; городская и противопожарная служба; перевозка рыбы и диких животных.
2. Воздушные доследования: топографические; геологические; полярные; для сохранения и использования земных и водных ресурсов; земледельческие; лесоводческие; для городского планирования и строительства; археологические.
3. Воздушное наблюдение и патрулирование: наблюдение за плантациями и кочевыми стадами; изучение диких животных; патрулирование лесов; патрулирование трубопроводов, силовых линий электропередач и линий связи; наблюдение затопленных
и опустошенных районов; контроль за движением на дорогах и скоплением людей; береговая охрана и пограничное патрулирование; ледовое патрулирование; метеорологические наблюдения; изучение космической радиации; производство теле-кинофильмов; надзор за строительными работами.
4. Воздушное строительство: сооружение силовых и коммуникационных линий и релейных станций; строительство трубопроводов; перевозка и установка буровых вышек; ограждение территорий, участков; сооружение и установка оборудования на небоскребах; доставка легко-сборочных домов; сооружение легких мостов.
6. Воздушная связь: надписи в небе, создание сигнальных полос, разбрасывание листовок и объявление через громкоговоритель; радио-телепередачи.
7. Вызывание возмущений воздуха: предупреждение подмораживай; осушение увлажненных участков полей, площадок: для игр; обор урожая спелых фруктов и орехов; предупреждение ущерба, наносимого снегам в лесопосадках; отпугивание- птиц от посевов.
8. Аварийные операции поисковые и спасательные работы на море, в горах, лесах, пустынях, болотах и затопленных районах; скорая помощь и врачебное обслуживание; доставка персонала и продовольствия, одежды и других видов помощи.
При воздушном применении вертолет используется в качестве подвижной платформы для доставки специальных препаратов, ядов с целью борьбы с вредными насекомыми и животными-паразитами, для внесения удобрения, посева семян, внесения химических препаратов с целью опадания листьев растений, для Перевозки рыбных мальков, доставки противопожарных составов и воды с целью тушения пожаров, для распыла» материалов, вызывающих выпадение осадков.
Эти работы находят широкое распространение во многих зарубежные странах.
Опыление облаков для вызывания осадков применяется эпизодически и чаще с целью проведения исследований. Применение вертолетов для борьбы с лесными пожарами находит все большее распространение во Франции, Канаде, США, гораздо- реже они применяются для борьбы с городскими пожарами. Переброска рыбы, бобров, фазанов и т. д. с помощью вертолетов находит применение в США, Канаде, Новой Зеландии; и т. д.
При проведении воздушных исследований вертолет используется в качестве платформы, с которой осуществляют свою работу различные оптические, магнитные и электронные приборы (кино-фото-камеры, магнитометры, рентгенометры, электро- магнитометры, счетчики Гейгера, радарные самописцы и т. д.).
С помощью вертолетов составляются топографические карты ведутся поиски полезных ископаемых, исследуются огромные площади в районах Арктики и Антарктики, определяются и прогнозируются земные и водные ресурсы, оказывается помощь в городском планировании и гражданском строительстве, ведутся археологические исследования. Эти работы проводятся во многих странах мира.
При воздушном наблюдении и патрулировании с вертолет» ведется визуальное и инструментальное наблюдение за состоянием земной поверхности и атмосферы, ведется учет и наблюдение за передвижением стад животных, за состоянием плантаций, посевов и лесов. Широкое распространение получили вертолеты для патрулирования трубопроводов, линий электропередач (ЛЭП), телефонных и телеграфных линий связи. С вертолетов ведется осмотр районов, подвергшихся стихийному бедствию (наводнение, обвал, пожар, землетрясение и т. д.). Они оказывают помощь в регулировке движения на оживленных автомагистралях, в береговой и пограничной охране, в доставке лоцманов-и проводке судов, при ледовой и метеорологической Рашедке, при изучении космической радиации. Вертолеты используются в качестве летающей съемочной площадки для: съемки кинотелевизионных фильмов. Они используются и для инспектирования строительных работ в труднодоступных местах.
Как устроен вертолет и почему он летает.
Доброго времени суток уважаемый гость. Сегодня, я расскажу Вам, как устроен вертолет, и почему он летает. Прежде всего, давайте определим, что это за зверь. Итак, вертолет или геликоптер – это летательный аппарат тяжелее воздуха.
Как устроен вертолет. Основные части.
Схемы расположения роторов.
Двигатели и органы управления.
Двигатель может быть как поршневой, так и газотурбинный или турбовальный. В кабине пилота находятся органы управления и приборы контроля. К органам управления относятся:
Принцип полета и контроль.
Подъемную силу, позволяющую вертолету летать, создает основной ротор. Лопасти ротора выполнены из легкого прочного материала, с профилем как у крыла самолета. Управление ими осуществляется при помощи автомата перекоса (АП). Который, в свою очередь, контролируется ручкой управления вертолетом и ручкой шаг-газ. У вертолетов (классической) схемы, хвостовой винт, располагается вертикально на конце хвостовой балки летательного аппарата. И, в свою очередь, служит для компенсации реактивного момента от ОР, и поворотов вокруг вертикальной оси.
Управление рулевым винтом, происходит посредством автомата перекоса, связанного с педалями маневрирования по курсу.
Как устроен вертолет. Автомат перекоса.
Теперь, давайте рассмотрим работу (АП) основного ротора. Этот замечательный механизм изобрел русским ученым Б. Н. Юрьевым в 1911 году. Открыв этим путь к вертолетостроению. Именно при помощи этого хитроумного изобретения, вертолеты могут летать передом, задом и даже боком. А самое главное, не переворачиваться при горизонтальном полете.
Маневрирование по тангажу и крену производится за счет изменения угла наклона конуса ОР. Сам же угол наклона конуса изменяется при увеличении угла атаки лопасти в определенном секторе ее вращения. Рассмотрим движение вертолета вперед. Каждая лопасть ОР, проходя в задней четверти, увеличивает угол атаки, а в передней – уменьшает. В результате, подъемная сила в задней четверти больше, а в передней – меньше.
Таким образом, ось вращения несущего винта наклоняется вперед, а вместе с ней наклоняется и весь вертолет. За счет этого наклона и создается горизонтальная составляющая подъемной силы. И вертолет летит вперед. При полетах задом и боком, все происходит точно так же, только углы атаки увеличиваются, и уменьшаются в нужных секторах вращения.
Дальше, еще интересней. Вертолет летит вперед. Что же происходит с подъемной силой справа и слева. Представим, что несущий винт вращается по часовой стрелке. Значит, лопасти в секторе слева имеют условное направление движения вперед, а справа – назад. И вертолет летит вперед. Следовательно, за счет набегающего потока от движения вертолета, скорость левой лопасти больше чем правой. А значит, и подъемная сила, создаваемая левой больше чем – правой. Вот тут то и опять начинает работать автомат перекоса. Он корректирует углы атаки лопастей, движущихся по направлению движения вертолета, и — против. Тем самым уравнивая подъемную силу обеих. И не давая летательному вертолету опрокинуться. Здорово, не правда ли?
Управляй мечтой: почему пришло время сесть за штурвал вертолета
Как известно, время — деньги. Но нам постоянно приходиться терять его в ожидании: на светофорах, на таможенном досмотре в аэропорту или в кресле самолета, пока пилот не разрешит отстегнуть ремни и покинуть салон. И тот, кто решил взять жизнь в свои руки, нередко приходит к мысли, что желаемую свободу от обстоятельств ему может подарить вертолет.
Если вы тоже решились на покупку собственного вертолета или даже больше — осуществить мечту детства и сесть за штурвал, — то с высокой долей вероятности дорога приведет вас к группе компаний «Хелипорты России». Холдинг объединяет более 10 вертолетных центров по всей стране, авиационно-техническую базу и, конечно, авиационный учебный центр «Хелипорт Истра» — крупнейшую в стране школу подготовки пилотов вертолетов.
О том, какие преимущества открываются перед владельцем вертолета, мы поговорили с коммерческим директором группы компаний Екатериной Грановской.
Благодаря Ильфу и Петрову мы выучили, что автомобиль — это не роскошь, а средство перемещения. А применимо ли это к вертолету?
Конечно! Успешные предприниматели и топ-менеджеры покупают вертолет для вполне конкретных целей. Он действительно помогает как в жизни, так и в бизнесе.
Я бы разделила наших клиентов на две группы. Первая — это владельцы бизнеса в регионах: золотодобывающих компаний, лесозаготовительных, крупных агрокомплексов и так далее. Сами знаете, что страна у нас огромная, а вот легкопроходимых дорог всегда не хватает. Поэтому чаще всего быстро добраться из одной точки в другую возможно только на вертолете. Раньше для этих целей арендовали советскую технику вроде Ми-8 и тратили на это около 100 млн рублей в год. Со временем предприниматели поняли, что гораздо выгоднее купить легкий вертолет, такой как Robinson R66, чем раз за разом тратиться на аренду. Он заправляется обыкновенным авиационным керосином, а при этом может увезти на себе до 600 кг груза.
А кто относится ко второй категории?
Это представители бизнес-сообщества крупных городов — Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Сибири и Юга России, — которые ценят свое время и понимают, что тратить его на дорогу или простой в пробках непозволительно.
То есть, купив вертолет, я смогу пролетать на нем над Москвой?
Нет, полеты над Москвой запрещены. Зато вы можете пролетать над МКАДом, добраться на нем до подмосковного производства, на дачу или даже на деловую встречу.
Скажем, у вас переговоры в Казани. Сколько займет перелет самолетом из Москвы? Учитывая все необходимые процедуры контроля и дорогу до аэропорта, часа четыре. За это же время вы долетите и на вертолете. Вот только из салона самолета вы не сможете посмотреть на Казанский кремль с высоты, а если вы к тому же сами сидите за штурвалом, то это просто непередаваемые ощущения.
Кстати. Владельцы вертолетов часто учатся самостоятельно управлять ими?
Если мы говорим о владельцах из регионов, то они чаще нанимают пилотов. А вот предприниматели из мегаполисов с удовольствием обучаются пилотированию. Ведь это увлекающиеся люди, и за свою жизнь они перепробовали множество вещей: от яхтинга и мотокросса до прыжков с парашютом. И вертолет для них — одно из хобби.
У вас есть обучающий центр в Истре, где проходят обучение проходят как коммерческие пилоты, так и любители. За сколько можно выучиться на пилота вертолета?
Если вы как частный владелец пришли учиться управлять вертолетом с нуля, то программа обучения займет 43 летных часа и 230 часов теории. Но мы понимаем, что все наши клиенты очень занятые люди, поэтому подстраиваемся под индивидуальный график каждого слушателя. Если заниматься два раза в неделю, то все азы пилотирования можно освоить уже за полгода.
Хотя в наш учебный центр приходят не только за результатом, но и за процессом. Ведь за время обучения вы испытаете разнообразный спектр ни с чем не сравнимых эмоций. Поверьте, момент, когда вы впервые самостоятельно отрываетесь от земли, запоминается на всю жизнь.
Кто преподает в центре?
Одни из лучших инструкторов в стране. Они летают практически с самого детства, многие — продолжатели летных династий. Их опыт измеряется тысячами летных часов: у нас есть летчики, которые отлетали более 12 тыс. часов.
Давайте перейдем к главному вопросу. Какова цена вопроса для тех, кто решился на покупку вертолета и какие модели самые популярные?
Обучаем мы сначала именно на вертолетах Robinson. Затем можно повысить свой уровень и пересесть на Eurocopter (Airbus Helicopters). Обычно так и происходит: человек входит во вкус, полетав на вертолетах Robinson, а потом пересаживается на более серьезную машину. Стоит отметить, что мы продаем и обслуживаем все существующие модели вертолетов и по индивидуальному запросу можем заказать для клиента кастомизированный борт с эксклюзивной авионикой и элементами персонального брендинга, в том числе у таких компаний, как Bell и Leonardo.
Какие дальнейшие шаги после покупки вертолета? Нужно обустраивать собственную вертолетную площадку или можно воспользоваться уже готовой инфраструктурой.
Лучше полностью довериться профессионалам и воспользоваться услугами авиационно-технической базы, которая входит в холдинг «Хелипорты России». Нам важно постоянно повышать планку сервиса, поэтому мы реинвестируем деньги в компанию, вкладываем их в развитие инженерного состава и пилотов, которые систематически повышают свою квалификацию в Европе и США.
Так что будьте уверены: если вы доверили свой вертолет нам, он в надежных руках. Перед полетом вам совершенно ни о чем не придется беспокоиться: борт пройдет предполетный осмотр и будет готов точно к назначенному времени.
Кроме того, у нас есть собственный склад запчастей, так что ремонт при необходимости пройдет в кратчайшие сроки. Мы используем только оригинальные сертифицированные запчасти, то же самое касается и топлива на наших заправочных комплексах. На каждом введена многоступенчатая система очистки и контроля качества. Это действительно важно, потому что позволяет продлить срок службы вертолета. К нам нередко приходят исправлять последствия недобросовестного ремонта или заправки на кустарных станциях.
Впрочем, о профессионализме наших сотрудников и высоких стандартах компании красноречивее всего говорят цифры. Более половины парка частных вертолетов России обслуживаются на наших площадках — это бесспорный показатель качества.