Что такое вертолет

Вертолет - летательный аппарат, который использует для полета подъемную силу несущего винта. Казалось бы, определение простое, но попробуем все же разобраться.Итак, пункт первый: подъемная сила.Самолет поднимается в воздух за счет набегающего на крыло потока воздуха. Попробуйте провести ладонью по поверхности воды, и вы почувствуете, как вода сопротивляется, старается вытолкнуть ладонь вверх. Примерно то же самое происходит и с самолетом. Вся сила его двигателя направлена на то, чтобы перемещать самолет вперед, а вот вверх его поднимает встречный поток воздуха, по которому скользит крыло.Иное дело - вертолет. Несущий винт его - тот, что вращается в горизонтальной плоскости - работает по типу винта Архимеда (как на кораблях или в вентиляторах), ну, или как шуруп-саморез, ввинчивающийся в стену. Вертолет несущим винтом как бы ввинчивается в воздух, и за счет этого поднимается вверх. При этом вертолету совсем не обязателен встречный поток - достаточно плотного воздуха под лопастями несущего винта.Именно потому, что несущему винту вертолета нужен ПЛОТНЫЙ воздух, потолок по высоте для самолетов лежит где-то в стратосфере, то есть, более 25 километров, а вот для вертолетов рекорд - посадка на Эверест, то есть, 8800 плюс-минус 100 метров.Думаю, физику изменения плотности воздуха по высоте, да и других моментов аэродинамики, стоит объяснить отдельно. Иначе, ради объяснения сути вертолета придется написать целый учебник. Ну, или серию статей - FAQ.Пункт номер два: управление.Как, наверное, становится понятно, привычный самолет «живет» в небе исключительно за счет встречного потока. И управление его построено по принципу отклонения этого самого потока. Примерно, как на парусниках старинных: заднее весло влево повернул - корабль развернуло вправо. На вертолетах по-другому.Опять придется обратиться к школьной физике. Закон сохранения импульса.Если вы сидите в лодке посреди спокойного озера, сможете произвести нехитрый эксперимент: швырните, что не жалко, но посильнее, поразмашистее, за корму лодки. Рюкзак, ведро с наживкой или даже лодочный мотор полетят в одну сторону, а вот лодка поплывет в сторону противоположную.Примерно по той же схеме работает вертолетный винт. Он вращается в одну сторону - к примеру, по часовой стрелке. Корпус вертолета, по законам неумолимой физики, начинает крутить в противоположную сторону, то есть, против часовой.В отличие от самолета, у которого хвост - это хвост, то есть, часть общей несущей конструкции, у вертолета видимый «хвост» называется хвостовой балкой, и нужна эта балка для одной-единственной цели: разворачивать вертолет «по часовой» или «против» - либо держать строго прямо.На хвостовой балке установлен рулевой винт. Он постоянно «гребет», ввинчивается в сторону, противоположную закрутке «тела» вертолета, противодействует импульсу, передаваемому от несущего винта.Если ускорить вращение этого винта, то сам вертолет начнет разворачиваться в ту же сторону, в которую крутится винт несущий. В нашем примере - по часовой стрелке. Если же рулевой винт замедлить, то импульс «отдачи» несущего винта победит, и вертолет развернет против часовой.Управление «вверх-вниз» осуществляется двумя путями: либо с помощью хитрой передачи изменяют угол лопастей несущего винта к горизонту, либо с помощью ускорения-замедления частоты вращения (ручка «шаг-газ»).Если же нужно лететь вперед или назад, для этого служит сложный механизм под названием автомат перекоса. Он наклоняет несущий винт вперед, назад, а иногда и в стороны. Если винт наклонить чуть вперед, очевидно, что и сама машина потянется вслед за винтом, вперед (не забываем аналогию с шурупом, который ввинчивают в небо). Наклонить назад - сперва резкая остановка, потом - движение назад.Сразу стоит предупредить «комнатных вертолетчиков»: на разных вертолетах система управления маневрированием различается порой очень существенно. К примеру, даже опытные ветераны, асы управления вертолетом Ми-8, вряд ли смогут сходу управлять Ми-24 хотя бы на уровне курсантов-второгодков. В случае с вертолетами гарантированно работает пословица: «Не зная броду - не суйся в воду».У пилотов-вертолетчиков есть очень поэтичное сравнение: «Представьте, что вы только неделю назад научились ходить. Перед вами - стеклянный шар, обильно смоченный мыльной водой. И вам непременно нужно встать на него и удержаться... Так вот: с вертолетом еще сложнее».Пункт номер три: схемы расположения винтов.Несущий винт не обязательно должен быть в единственном числе. Мало того, если он, этот несущий, разлапистый винт не один - надобность в рулевом, как и в хвостовой балке, отпадает.При применении хотя бы двух винтов можно соорудить пепелац из «Кин-дза-дза». На одном винте, как в фильме, пепелац, если и полетит, будет похож на издевательскую центрифугу от стиральной машины. А пассажиры, соответственно, на неаппетитный фарш.Кроме обычной, одновинтовой схемы, когда есть винт несущий и винт рулевой, существуют самые разнообразные конструкции, порой выходящие за рамки обыденных представлений о вертолетах вообще.Вторая по распространенности после классической, одновинтовой, схема - соосная. В этом случае на одной оси устанавливают два несущих винта, вращающихся в противоположные стороны. Визуально - два «блина», один над другим. Пример - Ка-50, пресловутая «Черная Акула».При соосной схеме нужда в рулевом винте отпадает, и повороты «по часовой - против часовой» осуществляются ускорением или замедлением одного из несущих.Так же имеются продольная и поперечная двухвинтовые схемы. Принцип управления у них схож с соосной схемой: определяющей становится разница в скорости вращения несущих винтов. При продольной двухвинтовой схеме несущие винты расположены на прямой «нос-хвост» (знаменитый «Чинук» CH-47), при поперечной - «правая консоль - левая консоль» (редкий «зверь» Ми-12).О трех- и четырехвинтовых схемах стоит рассказать в отдельной статье. Достаточно сказать, что по таким схемам пока что строят лишь беспилотные аппараты (если не считать экспериментальных мускулолетов) весом не более 200 кг.