avia.wikisort.org - Конструкция

Search / Calendar

Соосная схема — схема построения вертолёта (или же авиационных винтов), при которой пара установленных параллельно винтов вращается в противоположных направлениях вокруг общей геометрической оси.

Колонка несущих винтов на Ка-26
Колонка несущих винтов на Ка-26
Воздушный винт АВ-90 на самолёте Ан-22
Воздушный винт АВ-90 на самолёте Ан-22

На винтокрылых аппаратах позволяет взаимно компенсировать реактивные моменты пары несущих винтов, сохранив максимально плотную компоновку приводов.

Данная конфигурация наиболее широко представлена в серийно выпускаемых вертолётах фирмы Камов.


Описание


Соосные несущие винты позволяют получить требуемую силу тяги при относительно небольшом диаметре несущей системы (лопастях), так как хорошо используется ометаемая площадь, и нижний винт подсасывает добавочный воздух сбоку. Вертолёт с соосными несущими винтами имеет относительно малые габариты, достаточно компактен, что упрощает его обслуживание, хранение, транспортировку, расширяет область применения. Малые габариты, уменьшая разность масс, создают малые моменты инерции, поэтому у вертолёта большие угловые скорости вращения и высокая манёвренность.

Симметричная компоновка с минимальным разносом винтов упрощает пилотаж в условиях порывистого ветра, что особенно ценно при работе с кораблей или в горной местности. Отсутствие громоздкой хвостовой балки облегчает пилотирование на малых высотах, повышает безопасность полёта над пересеченной местностью, упрощает выполнение вынужденных посадок. Упрощается переход на режим самовращения несущих винтов и обучение полетам на вертолете.

Исключение потерь на привод хвостового винта дает возможность уменьшить диаметр несущих винтов, так как улучшается использование мощности двигателя. Уменьшение длины лопастей винтов приводит к уменьшению веса конструкции вертолета и увеличению коэффициента весовой отдачи (отношения полезной нагрузки к полётному весу). Принципиально на соосном вертолете можно обеспечить меньший уровень вибраций, если нагрузки от винтов противоположны по фазе. Снижению уровня вибраций также способствует меньший диаметр несущих винтов, большее число лопастей и отсутствие проходящих через весь фюзеляж силовых валов.

Однако, по сравнению с классической схемой с рулевым винтом, соосная схема гораздо сложнее в техническом и конструктивном плане. Наличие двух, проходящих один в другом, соосных валов и реализация управления циклическим шагом винтов усложняют конструкцию трансмиссии, повышают стоимость её производства и эксплуатации. Для безопасной эксплуатации соосных вертолетов следует исключить схлёстывание лопастей при любых манёврах, но большой разнос винтов дополнительно утяжеляет конструкцию и существенно увеличивает высоту вертолета, что особенно заметно при использовании винтов с шарнирным креплением лопастей.

При высоком расположении несущей системы, центра тяжести вертолёта, упругом вале винта и шарнирном креплении лопастей усложняется решение проблемы земного резонанса.

Некоторые особенности имеет и флаттер лопастей. На соосных вертолетах трудно устранить оборотные вибрации. Нижний несущий винт, работающий в потоке верхнего винта, имеет меньшую эффективность.[1]


Достоинства и недостатки


Достоинства соосной схемы:

Недостатки:


В вертолётостроении


Соосный несущий винт был известен задолго до идеи создания вертолёта с рулевым винтом: так, в 1754 году «отец российской науки» Михаил Ломоносов предложил использовать для подъёма метеорологического зонда механизм с соосным винтом, механизм приводился в движение с помощью заводной пружины.

Ка-26
Ка-26

В Советском Союзе темой соосных вертолетов впервые занялся коллектив Яковлева в 1944 году; чуть позже, в 1945 году, за работу взялся коллектив энтузиастов под руководством Н. И. Камова (стоит отметить, что ещё в российской империи первые два прототипа вертолёта Игоря Сикорского (создателя первого успешного вертолета классической схемы V-300) были выполнены (1900) по соосной схеме[6]). Вертолет Яковлева «Шутка» впервые поднялся в воздух 20 декабря 1947 года[11], а вертолёт Камова Ка-8 — несколько ранее, 12 ноября 1947 года[12]. Однако, именно для конструкторского бюро Камова соосная схема стала основной, по сей день вертолёты Камова — единственные в мире вертолёты с соосной схемой, выпускаемые серийно.

В Советском Союзе первый соосник построили в КБ Яковлева, назывался он «Изделие Ш» или «Шутка», первый полет состоялся в 1947 году.


В самолётостроении



Соосная схема в авиамоделизме


Соосная авиамодель; вертикальный хвостовой винт декоративный
Соосная авиамодель; вертикальный хвостовой винт декоративный

Упрощенная соосная схема широко применяется в самых простых и миниатюрных моделях вертолётов. В такой модели винты независимо управляются по скорости вращения, что обеспечивает стабилизацию модели по вращению и поворот. Полет вперед-назад чаще всего обеспечивается небольшим третьим горизонтальным хвостовым винтом, который регулирует тангаж.

Данный вид моделей обладает гораздо большей устойчивостью по сравнению с классической схемой, что делает модель идеальной для новичков и/или полётов в закрытом помещении. Но у этой схемы есть минусы:


Примечания


  1. К. Н. Лалетин. Практическая аэродинамика вертолета ка-26, Учебное пособие Архивная копия от 11 октября 2016 на Wayback Machine — Москва, «Транспорт», 1974
  2. Практическая аэродинамика вертолета Ка-26 / К.Н. Лалетин. М.: "Транспорт", 1974. Архивная копия от 11 октября 2016 на Wayback Machine[нет в источнике]
  3. Early Helicopter Technology Архивировано 21 августа 2011 года.
  4. A History of Helicopter Flight Архивировано 13 июля 2014 года.
  5. Все вертолёты мира. Дата обращения: 12 ноября 2011. Архивировано 17 января 2017 года.
  6. Gyroplane Laboratoire. http://www.aviastar.org.+Дата обращения: 4 апреля 2012. Архивировано 10 июня 2012 года.
  7. A History of Helicopter Flight (англ.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 сентября 2012. Архивировано 19 июня 2012 года.
  8. Вертолет Хиллер Xh-44-r. http://www.aviastar.org.+Дата обращения: 4 апреля 2012. Архивировано 20 ноября 2012 года.
  9. Вертолет Bendix Model K - история разработки, фотографии, чертежи, технические данные. www.aviastar.org. Дата обращения: 31 мая 2022. Архивировано 31 мая 2022 года.
  10. Bendix Model J helicopter - development history, photos, technical data. www.aviastar.org. Дата обращения: 31 мая 2022. Архивировано 19 апреля 2021 года.
  11. Яковлев ЭГ. Дата обращения: 8 июня 2018. Архивировано 13 октября 2016 года.
  12. Вертолет Ка-8. http://www.aviastar.org.+Дата обращения: 4 апреля 2012. Архивировано 16 марта 2012 года.

Ссылки



На других языках


[en] Coaxial rotors

Coaxial rotors or coax rotors are a pair of helicopter rotors mounted one above the other on concentric shafts, with the same axis of rotation, but turning in opposite directions (contra-rotating). This rotor configuration is a feature of helicopters produced by the Russian Kamov helicopter design bureau.

[fr] Rotor contrarotatif

Le rotor contrarotatif est un type de rotor principal d'hélicoptère.
- [ru] Соосные несущие винты



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.org внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2025
WikiSort.org - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии