ВерТолёТоМаниЯ

Всякому вертолёту нужен двигатель - для приведения во вращение несущего винта, а также и хвостового винта. Или двух несущих винтов, в зависимости от схемы машины (соосной, продольной и поперечной).

Двигатель этот может быть поршневым или газотурбинным. В обоих случаях привод от двигателя на винт осуществляется через редуктор. Связано это с тем, что обороты двигателя значительно выше нужных оборотов несущего винта. Понижающий редуктор необходим. Но этот агрегат очень дорогой и тяжёлый.

Кроме того, одним редуктором обойтись тоже не удаётся - ведь хвостовой винт имеет свой диапазон оборотов. Приходится ставить ещё один, а то и два редуктора. Трансмиссия вертолёта - сложная конструкция, состоящая из силовых установок, редукторов, валов, а также и системы управления несущим и хвостовым винтами... Это целый комплекс деталей и агрегатов требующих трепетного обслуживания....

Идея радикально упростить конструкцию витала в воздухе. Действительно, уже издавна известны такие инженерные изобретения как турбина Герона, или фейерверочное колесо. Поэтому- не поставить ли небольшой реактивный двигатель прямо на лопасть?

Каковы преимущества такого решения:

- Во- первых, при таком приводе не возникает реактивного момента, и соответственно, сразу отпадает нужда в хвостовом (рулевом) винте и его трансмиссии;

- Понижающий редуктор также не нужен;

- Вертолёт становится очень лёгким и простым, из-за радикального упрощения конструкции.

Идея приобрела популярность еще с 1950-х годов. Вертолеты с реактивным приводом несущего винта строились и испытывались десятками. Как сверхлёгкие одноместные, так и тяжёлые.

Двигатели были разного типа: классические турбореактивные, пульсирующие, прямоточные, даже ракетные на перекиси водорода. Основными проблемами, которые обнаружились сразу, были прочностные: - центробежная сила, стремящаяся оторвать двигатель на рабочих оборотах, подача топлива через лопасть, тепловые нагрузки и высокий расход горючего. Да и ночью они выглядели впечатляюще:

Поэтому опробовали и другую схему, в которой газовая турбина стояла, традиционно, в корпусе вертолёта, а горячий газ от неё разводился по лопастям, так называемый "привод горячего цикла".

Ещё более удачной оказалась схема, где газотурбинный двигатель приводил воздушный компрессор с последующим разведением сжатого воздуха по лопастям к выходным патрубкам. По этой схеме строился единственный серийный реактивный вертолёт- французский "Джинн" - лёгкая машина общего назначения, первый полёт в 1953, построено 180 вертолетов.

Почему же вертолёты с реактивным приводом не стали распространенными?

В первую очередь, из-за высокого расхода топлива в сравнении с обычной схемой, и соответственно, малой дальности полёта. Впрочем, схема не изжила себя, а за прошедшие полвека стали доступны новые технологические решения и материалы. Энтузиасты продолжают строить!

7 декабря 1948 года впервые взлетел самый крупный в мире на тот момент многоцелевой тяжелый вертолёт Cierva W.11 Air Horse (изначально под регистрационным номером VZ724, а позднее был перерегистрирован в - G-ALCV).

В его фюзеляже стоял двигатель Merlin с приводами на три больших трёхлопастных несущих винта, установленных на консольных балках, выдающихся вперёд и в стороны из фюзеляжа прямоугольного сечения.

"Air Horse", что в переводе буквально означало "Воздушная лошадь", и в пассажирской версии W.11 мог перевозить 24 человека.

Также предусматривалась работа в качестве скорой помощи, воздушного крана и распылителя химических реагентов в сельском хозяйстве.

В июле 1946 года фирме "Cierva" поручили разработать один вертолёт W.11, второй заказали в начале 1947 года.

С грузом в 3048 кг химикатов для сельского хозяйства, вертолёт W.11 оказался довольно удачным летательным аппаратом для опыления полей. Проведенные после первого полёта испытания показали многообещающие результаты. Правительство выделило дотацию в 45 000 фунтов для содействия в модернизации, так как предлагаемая модель в перспективе должна была использоваться за границей для обработки полей.

Это был самый большой, для своего времени, и единственный в мире трёхвинтовой вертолёт!

13 июня 1950 года, незадолго до полёта второго прототипа, первый W.11 разбился, погиб весь экипаж в составе трёх летчиков-испытателей.

Второй прототип W.11 так и не взлетел, и пошёл на слом в 1960 году.

Обозначение W.11Т дали доработанному проекту W. 11 с двумя двигателями Rolls-Royce Merlin 502 мощностью 1620 л. с..

В заключении:

W.12 был проектом грузовой машины с турбовинтовыми двигателями Rolls-Royce Dart. Ни один из этих проектов не осуществился, так как к тому времени фирма "Cierva", пропустив проект W.13, включилась в разработку проекта W.14, ставшего машиной Skeeter и построенного фирмой "Saunders-Roe Ltd."

Лётно - технические характеристики W.11 "Air Horse":

Диаметр несущего винта: 14.33 м;

Длина: 28.96 м; Высота: 5.41 м;

Масса: пустого: 5507 кг; максимальная взлётная: 7938 кг;

Силовая установка: 1 ПД Rolls-Royce Merlin 24, мощностью: 1 х 1208 кВт;

Максимальная скорость: 225 км/ч;

Крейсерская скорость: 153 км/ч;

Практическая дальность: 531 км;

Практический потолок: 8535 м;

Экипаж: 2-3 чел., Полезная нагрузка: до 24 пассажиров.

источник: https://dzen.ru/a/ZkhmfiLOKUVZ9GlN?share_to=link

Моррис подлетел прямо к административному зданию базы и приземлился там. Его и Сикорского приветствовала большая группа руководящего состава армии и представителей приёмки вертолёта.

Перелёт был довольно утомительным, из-за низкой скорости и небольшой дальности полёта вертолёта XR-4. Расстояние было преодолено за шестнадцать отдельных полётов, с общим временем полёта 16 часов 10 минут. Самый длинный одиночный полёт длился 1 час 50 минут, что в то время стало новым мировым рекордом продолжительности полёта вертолёта. Игорь Сикорский присоединился к Лесу Моррису на последнем этапе полёта.

Немного о самом вертолёте: изначально именуемый Vought-Sikorsky VS-316A (который затем получил обозначение XR-4 в авиакорпусе армии США и серийный номер 41-18874) -это вертолёт одновинтовой схемы, то есть с одним несущим винтом и одним рулевым винтом путевого управления.

Это был двухместный вертолёт с расположенными рядом сиденьями и сдвоенным управлением. Трехлопастный несущий винт имел диаметр 11,582 метра и вращался против часовой стрелки, если смотреть сверху. Трехлопастной рулевой винт был установлен справа от хвостовой балки и вращался по часовой стрелке, если смотреть с левой стороны вертолёта.

XR-4 имел длину 10,351 метра и высоту 3,785 метра. Пустой он весил 911,7 кг, а максимальная полная масса составляла 1152,1 кг.

Первоначально VS-316A оснащался семицилиндровым радиальным двигателем Warner Aircraft Corporation Scarab SS-50 (R-500-1) с воздушным охлаждением рабочим объемом 8,19 литра мощностью в 145 лошадиных сил.

Для вертолёта XR-4 двигатель был модернизирован до семицилиндрового радиального двигателя Warner Super Scarab SS185 (R-550-3) с прямым приводом и рабочим объёмом 9,100 л, и имел мощность в 185 лошадиных сил. Двигатель был расположен в вертолёте задом наперёд, при этом гребной вал приводил короткий карданный вал через сцепление к 90-градусной коробке передач и трансмиссии. Двигатель Р-550-3 весил 156 килограммов

Вертолёт XR-4 в дальнейшем был переименован в XR-4C после ряда доработок. И эта его модификация официально считается первым в мире серийно выпускаемым вертолётом на тот момент.

источник: https://dzen.ru/a/ZkenHJ8BfA7h8g9i?share_to=link

Для того, чтобы рекорд самого высотного приземления был поставлен, Дельсаль должен был пробыть на вершине 120 секунд, касаясь полозьями земли. В первый день он приземлился на 230 секунд, во второй - на 240.

Дельсаль использовал модификацию AS350 B3 - высокопроизводительную, оснащённую двигателем Arriel 2B и электронной системой управления. Из вертолёта убрали всё лишнее, всё опциональное оборудование, вплоть до пассажирских кресел, что позволило облегчить машину на 120 килограмм и добавить дополнительное топливо.

Дидье Дельсаль родился 6 мая 1957 года в Экс-ан-Провансе, Франция. И отслужил в ВВС Франции в качестве лётчика - истребителя 12 лет, а в 1981 году он пересел на вертолёты и был направлен в поисково-спасательный авиационный отряд. Дослужился до главного лётчика-испытателя лёгких вертолётов Eurocopter и средних вертолётов NH90. Ему принадлежит семь мировых рекордов ФАИ, пять из которых остаются не превзойдёнными.

Эти полёты установили тем самым два мировых рекорда зарегистрированных Международной авиационной федерацией FAI

Кратко о самом вертолёте на котором был установлен мировой рекорд:

Eurocopter AS 350 Écureuil - это 6–7-местный однодвигательный лёгкий вертолёт, управляемый экипажем из одного или двух пилотов. (В США он известен как A-Star.) Представленный компанией Aérospatiale в 1975 году, он продолжает производиться и сегодня и является одним из самых популярных гражданских вертолётов во всём мире. Нынешний производитель вертолёта - теперь известен как Airbus Helicopters.

AS 350 B3 усовершенствованный вариант, широко используемый во всём мире. Общая длина с вращающимися винтами составляет 12,94 метра. Длина фюзеляжа составляет 10,93 метра, ширина кабины - 1,87 метра. Общая высота вертолета составляет 3,14 метра.

В соответствии со стандартной французской практикой система несущего винта Écureuil /A-Star вращается по часовой стрелке, если смотреть сверху. Полностью шарнирно-сочлененный трёхлопастный несущий винт Starflex имеет диаметр 10,69 метра. Нормальный рабочий диапазон частоты вращения НВ: 385–394 об/мин (320–430 об/мин при авторотации). Двухлопастной рулевой винт установлен с правой стороны хвостовой балки в толкающей конфигурации. Он вращается по часовой стрелке, диаметр составляет 1,86 метра.

AS 350 B3 имеет пустую массу примерно 1174 кг, в зависимости от установленного оборудования, и максимальный полный вес 2250 кг.

Вариант AS 350 B3 оснащен одним турбовальным двигателем Turboméca Arriel 2B1 или же на более современных версиях устанавливают Arriel 2D.

Arriel 2B1 представляет собой турбовальный двигатель со свободной турбиной, в котором используется электронная система управления двигателем (EECU). Двигатель имеет двухступенчатую компрессорную часть (одноступенчатый осевой компрессор низкого давления, одноступенчатый центробежный компрессор высокого давления); кольцевая камера сгорания; и двухступенчатая турбинная секция (одноступенчатый газогенератор и одноступенчатая силовая турбина). Секция компрессора вращается со скоростью 52 110 об/мин при 100% N1; Силовая турбина N2 вращается со скоростью 39 095 об/мин при 100%. Редуктор понижает частоту вращения выходного вала двигателя до 5990 об/мин.

Двигатели серии Arriel теперь производятся компанией Safran Helicopter Engines.

Вертолёт именно на котором был установлен мировой рекорд: AS 350 B3 c/n 3934 первоначально был зарегистрирован, как F-WWPN, затем F-WQEX, а позже был зарегистрирован, как F-HMGM и находился в эксплуатации у Хелимаунтена , Бур-Сен-Морис, Франция. С 2014 года F-WQEX выставлен в Музее авиации , Сен-Викторе, Прованс-Альпы-Лазурный берег, Франция.

источник: https://dzen.ru/a/ZkOo4cuLB14jj7zs?share_to=link

Проектирование первого британского двухвинтового вертолёта продольной схемы расположения несущих винтов Bristol-173 началось в 1948 году, работами руководил известный конструктор автожиров и вертолётов того времени - Рауль Хафнер.

Принципиальный подход к разработке Bristol-173 во многом схож с проектированием отечественного советского вертолёта Як-24. Не изобретая нового на машину поставили две проверенных временем силовых установки (двигатели Alvis Leonides-73 мощностью по 520 л.с.), две трансмиссии и два трёхлопастных несущих винта от одновинтового вертолёта Bristol Type 171 Sycamore. В отличие от Як-24, Bristol-173 рассматривался как экспериментальная машина, база для проектирования будущего более совершенного и грузоподъёмного вертолёта.

Первое висение на привязи вертолёт выполнил 5 мая 1951 года на заводском аэродроме в Уистон-Супер-Маре. Первый же свободный полёт (точнее висение) прототип совершил лишь 3 января 1952 года. В период между 5 мая и 3 января лётчик-испытатель фирмы Бристоль С. Хоусгуд и второй пилот лётчик-испытатель Кейт Тернер совершили огромное количество подлётов. Чаще всего после полётов они сообщали конструктору отнюдь не радостные заключения: "Мистер Хафнер, у нас опять проблема!". Проблема была одна и та же - "земной резонанс". Боролись с этим явлением, меняя жесткость амортизаторов стоек шасси и давление воздуха в пневматиках.

24 августа 1952 года вертолёт Bristol-173 совершил свой первый полёт: «Теперь мы можем попасть из пункта А в пункт В» - высказал своё мнение лётчик-испытатель по завершению этого полёта. Прототип Bristol-173 Mk.1 имел броскую «пассажирскую» окраску и гражданский регистрационный код «G-ALBN».

При создании вертолет Bristol Type 173, его конструкторы столкнулись с проблемой курсовой устойчивости (создатели ЯК-24 тоже наелись с этим выше крыши). В совокупности с желанием увеличить грузоподъёмность и скорость горизонтального полёта, это привело инженеров к идее крыльев самолётного типа. Причем, сделали их много - две пары вполне нормального размаха плоскостей украсили Bristol Type 173 Mk.2, увидевший небо совершив свой первый полёт 31 августа 1953 года.

Большие вертикальные законцовки задней пары крыльев сделали свое дело: с путевой устойчивостью всё стало очень хорошо, более того, - впервые хорошо! Но на этом дело и закончилось. С одной стороны, конечно, англичане рассматривали Bristol Type 173, как полуэкспериментальный аппарат, поэтому развитие крылатой тематики вроде бы как понятно оборвано, а с другой - учитывая тишину в плане вертолётов с крыльями в в Великобритании, - можно сделать вывод о том, что с путевой устойчивостью всё получилось, а вот с режимом висения как-то не заладилось, как и у их американских коллег. Тем более, что крылья расположили так, что нисходящего потока они хватили в полной мере.

Bristol-173 Mk.2 потерпел аварию в конце 1956 года. Вертолёт восстанавливать не стали, программа испытания была продолжена на первом прототипе. К этому времени Mk.l получил стабилизатор по типу установленного на второй машине.

Следующие три опытных образца Bristol 173 Mk.3 имели двигатели Leonides Major мощностью 634 кВт, четырёхлопастные металлические несущие винты и более высокий задний пилон. Из них лишь первый достиг стадии рулёжных испытаний, а испытания на висение начались 9 ноября 1958 года. Третий опытный образец имел укороченный фюзеляж и шасси с большим ходом амортизатора. В апреле 1956 году был сделан заказ (впоследствии аннулированный) на три опытных образца с двигателем Leonides Major и 65 серийных экземпляров с турбовальными газотурбинными двигателями Napier Gazelle.

Заинтересованность в вертолёте большой для того времени грузоподъёмности ещё в 1950 годах проявили Королевские военно-морские силы. Прототип Mk.1 в начале декабря 1953 года в течение трех дней базировался на авианосце «Игл», и выполнил с него несколько полётов, после чего флот заказал укороченный вариант вертолёта. Требование уменьшить длину фюзеляжа диктовалось размерами "самолётоподъёмника" на авианосцах. Вертолёт авианосного базирования получил обозначение Bristol-191, однако программу разработки этого морского вертолёта пришлось закрыть в 1955 году из-за смены приоритетов Адмиралтейства Великобритании.

На основе вертолёта Bristol 173 был разработан относительно успешный Bristol Belvedere с втрое более мощными газотурбинными двигателями Napier Gazelle вместо поршневых Leonides Major.

Основные лётно-технические характеристики Type 173 Mk.1

- Диаметр несущего винта:  14.81 м;

- Длина: 23.83 м; - Высота:  5.26 м;

- Масса:  пустого 3537 кг;  максимальная взлётная 4808 кг;

- Тип двигателя  2 ПД Alvis Leonides 73, мощностью:  2 х 550 л.с.;

- Крейсерская скорость: 137 км/ч;

- Практическая дальность: 450 км;

- Скороподъемность: 360 м/мин;

- Практический потолок: 5975 м;

Экипаж: 2 чел.;  - Полезная нагрузка:  до 14 пассажиров.

источник: https://dzen.ru/a/ZjemEa7x_1Q_RMh6?share_to=link