Наши менеджеры наладили оптовые продажи перчаток в Туле.

Иосиф Ольшаницкий


ПОД ВЕРТЯЩЕЙСЯ ДОСКОЙ


     Занятная вертушка, вижу, проплывает над головой.
     Понятно, что в воздухе эту махину держит огромный пропеллер в виде лишь одной узенькой, длиннющей, многометровой прямоугольной доски. Но чем обеспечивается маневрирование? Присматриваюсь. Вот неподвижно зависает вся эта громадина под этой не так уж быстро вращающейся доской, имеющей, надо полагать, крутку несколько градусов, чтобы иметь форму пропеллера. Подвешена махина к этой доске всего лишь на двух точках, как концами верёвки. Эти точки подвеса находятся около центра тяжести этой вращающейся доски, симметрично, близко к её поперечной линии симметрии. Глазу не видно, что во время движения вертолёта эти две точки подвеса попеременно, чуть-чуть то опускаются, то поднимаются относительно друг друга в течение каждого оборота воздушного винта. В результате этого в таком пропеллере, чередуясь в течение каждого оборота этого винта, на одном конце этой доски чуть увеличивается угол атаки её профиля к воздушному потоку, а на другом, соответственно, чуть уменьшается. Та половина доски, где увеличивается упомянутый угол атаки, чуть вздымается вследствие увеличения подъёмной силы. Со второй половиной этой доски происходит всё наоборот. Так осуществляется перекос воздушного винта. Плоскость вращения доски наклоняется в направлении, задаваемым вертолётчиком с помощью ручки управления полётом машины. При этом вал несущего винта остаётся расположенным вертикально, - под действием веса вертолёта. Наклон плоскости вращения воздушного винта в заданном лётчиком направлении полёта (вперёд ли, назад ли, влево или вправо) обеспечивает разложение аэродинамической силы винта на несущую и тянущую составляющие этой силы. Движение вертолёта в заданном направлении обеспечивается тянущей составляющей этой силы.
     Автомат перекоса воздушного винта представляет собой весьма простой шарнирно-рычажный механизм. Между вращающейся «доской», связанной с валом этого воздушного винта карданным соединением, и корпусом вертолёта, зависающего или движущегося поступательно, понятное дело, должен иметься какой-то подшипник. Рукояткой управления автоматом перекоса лётчик наклоняет этот подшипник в задаваемом направлении полёта машины. Вращающееся кольцо этого наклоняемого подшипника связано через тяги (как упомянутыми «верёвками») с упомянутыми выше точками подвеса вертолёта на вращающейся «доске» этого воздушного винта. Хорошо видимые с земли два противовеса, расположенные перпендикулярно к «доске», создают гироскопический эффект, нужный для устойчивости направления заданной плоскости наклона подшипника и несущего винта. Увеличивая или уменьшая частоту оборотов несущего винта (задавая должный «газ»), лётчик увеличивает или уменьшает аэродинамическую подъёмную силу несущего винта, - до требуемой величины, - для того, чтобы менять высоту полёта, совершать посадку или взлёт. Кроме несущего винта вертолёт имеет ещё и хвостовой винт для удержания поступательного движения машины и для совершения требуемых маневров и разворотов. Такой примитивный механизм подвески вертолёта - простейший из существующих систем. Понятно объяснять принцип действия даже такого простенького вертолёта, как видим, дело хлопотное. Но столь изящная идея такого управления полётом упомянутой «вертушки» привлекательна своей принципиальной и конструктивной простотой кинематики.
    
     В таком, столь простеньком вертолёте, в принципе, дешёвом, удобном и надёжном по сравнению с винтокрылыми машинами более сложных конструкций, нет возможности горизонтально раскачивать лопасти воздушного винта, отклоняя от осевой его плоскости каждую половину этой цельной доски такого пропеллера.
    
     И всё же, в качестве фантастики, хотя бы забавы ради, хочется мысленно компенсировать разницу в скоростях потока на противоположных концах воздушного винта даже подобной схемы!
     Как?!
     Очень просто. Надо – «всего лишь» - циклично менять длину каждой из двух лопастей такого несущего винта, в течение каждого его оборота, - аналогично тому, как автоматом перекоса циклично меняется угол атаки профиля лопасти к воздушному потоку в течение каждого оборота винта.
    
     Пусть наша доска с каждым оборотом воздушного винта совершает возвратно- поступательное движение в предусмотренной для этого достаточно короткой рамке. Эта рамка – предлагаемое, дополнительное звено к существующему механизму, - ещё одна составная часть к автомату перекоса несущего винта. Рамка эта предназначена для того, чтобы концы описанной выше «доски» превратить в телескопические лопасти, циклично меняющие свою длину в течение каждого оборота воздушного винта. Доска этих двух лопастей двумя тягами с универсальными шарнирами на их концах связана с вращающимся кольцом подшипника. Этот подшипник имеет достаточно большое отверстие, геометрическая ось которого смещена параллельно геометрической оси вала воздушного винта, свободно пропущенного в этом отверстии. Поскольку подшипник расположен эксцентрично по отношению к валу несущего винта, тяги осуществляют возвратно-поступательное движение доски относительно рамки, направляющей её движение так, как задаёт их автомат перекоса воздушного винта.
     Опорная поверхность рамки перфорирована, и к отверстиям подведено давление сжатого воздуха - для создания воздушной смазки, то есть упругого зазора, иначе говоря, воздушной подушки.
    
     При увеличении скорости вертолёта этот подшипник пусть под контролем компьютера автоматически смещается на требуемую величину в сторону отступающей лопасти.
     В качестве варианта конструкции, с целью её облегчения, допустимо расположение этого подшипника в поворотной башне, - с постоянным смещением его оси относительно оси вала воздушного винта.
     При таком варианте конструкции придётся наклоном рулевого винта вертолёта, - когда потребуется необходимое маневрирование, - компенсировать тянущую составляющую аэродинамической силы несущего винта.
    
    
     При движении вертолёта наступающая лопасть винта укорачивается, а отступающая лопасть соответственно настолько же удлиняется. Разница в скоростях потока на противоположных концах воздушного винта частично компенсируется, но куда более значимо то, что вследствие этого существенно компенсируется разница в аэродинамической подъёмной силе противоположных лопастей такого воздушного винта. Подъёмная сила особенно велика на концах лопастей. Для того, чтобы существенно уменьшать вредное маховое движение лопастей, вызываемое разностью подъёмных сил между наступающей и отступающей лопастями, требуется компенсирующая разность их длин, много меньшая - в пропорциональном отношении, - чем разность их подъёмных сил.
     Уменьшение нежелательно большого, максимального угла атаки отступающей лопасти и компенсация неравенства в подъемной силе противоположных лопастей винта увеличивают грузоподъемность и безопасную скорость вертолёта.
    
     Предложенная система телескопических лопастей, циклично, в течение каждого оборота несущего винта меняющих свою длину, может быть использована ещё и как дополнительный автомат перекоса, - чтобы уменьшить максимальный угол атаки лопасти.
    
     Требуемый подшипник должен иметь отверстие, почти сопоставимое с шириной корпуса вертолёта, но очень тонкие кольца. Он вряд ли может быть подшипником качения. Большая общая площадь скольжения позволяет обеспечить воздушную смазку между кольцами такого подшипника. Он установлен в смещаемой, не очень жёсткой, но достаточно упругой и легкой раме или в ещё более лёгкой поворотной башне (крышке, колпаке и т.п.) - ажурной конструкции. Поворотная башня, неподвижный люк или рама, смещаемая автоматически, под контролем компьютера, в зависимости от скорости вертолёта, расположены на крыше вертолёта. Достаточное увеличение грузоподъёмности и допустимой скорости вертолёта, которое обеспечивает такая система, надеюсь, вполне оправдывает увеличение веса вертолёта грузом столь занятного устройства.
    
     В принципе, предлагаемую концепцию телескопических лопастей можно применить и к несущим винтам различных типов, на всевозможных вертолётах, как самых лёгких, так и более тяжёлых. Но проще всего можно будет применить такой механизм на самых миниатюрных, дешёвых моделях радиоуправляемых вертолётов, - патрульных, связных.
    
     Беспилотные вертолёты и самолёты, как можно меньших размеров, в настоящее время разрабатываются всё более серьёзно. В этом состоит одна из главных перспектив развития и массового применения оружия будущего, - оружия миниатюрного, атакующего, скоростного, маневренного, сравнительно дешёвого, малоуязвимого, предназначенного для боевых действий на коротких расстояниях, - для боёв, всё более проблематичных в связи с развитием современных средств ведения войны.
    

 
Скачать

Очень просим Вас высказать свое мнение о данной работе, или, по меньшей мере, выставить свою оценку!

Оценить:

Псевдоним:
Пароль:
Ваша оценка:

Комментарий:

    

  Количество проголосовавших: