Ограничения в развитии вертолетов

Главным направлением в развитии несущего винта является, конечно, вертолетостроение, где винты осуществляют и создание подъемной силы и силы для горизонтального полета, и функции управления. Основные достоинства вертолета: вертикальный взлет и посадка. Для вертолета нет необходимости во взлетной полосе, которая для современных самолетов достигает 3—4 километров, он может и висеть над водной поверхностью. Однако в развитии вертолетов много ограничений.

1. Классический вертолет не может развивать скорость более 350 км/час. Это связано с тем, что в горизонтальном полете лопасти несущего винта, находящиеся в момент вращения с одного борта, имеют большую скорость обтекания, в то время как с противоположного — маленькую, которая при скоростях полета более 300 км/час может стать отрицательной, то есть лопасть обтекается с хвостовой части. Появляется момент, который может опрокинуть вертолет.

2. Лопасть вертолета представляет собой гибкую конструкцию и это видно (фиг.1), когда на стоянке лопасти свисают почти касаясь корпуса — " стояночный свес", который тем больше, чем больше длина лопасти. Лопасть длиной более 20 метров становится настолько тяжелой, что вертолет как грузоподъемное устройство становится просто невыгодным. Теоретически предел грузоподъемности около 35 тонн, а практически это вертолет МИ —26, который поднимает 25 тонн.

Фиг. 1.Вертолет на стоянке (стояночный свес лопастей).

Если у кого-то возникнет вопрос: почему нигде в мире нет серийных вертолетов грузоподъемностью более 25 тонн, не верьте, что это никому не нужно. Ведь есть же самолеты грузоподъемностью и в 250 тонн, но самолет доставит этот груз лишь туда, где есть соответствующий аэродром. А дальше, а туда, где горы, где вечная мерзлота, болота, или очень ранимая тундра, где как раз и очень пригодились бы собранные на " материке" конструкции? Даже простейшие газоперекачивающие станции имеют вес более ста тонн и перевозятся на Север в собранном состоянии, а конструкции, которые сооружаются на шельфах. Думаю, что не стоит перечислять дальше.

Особенно больно и обидно за нашу науку стало мне как-то при посещении Ульяновского авиакомплекса, когда стоя у громадного самолета " Руслан" я задал сопровождающему этот вопрос. Он ответил незатейливо: " А Вам, как авиационному специалисту, должно быть известно, что грузоподъемность вертолета " МИ —26" это предел грузоподъемности вертолетов". И это записано в книгах, по которым мы учимся и потом повторяем фразы из них как некоторые догмы.

3. Ограничение по удельной нагрузке — каждый квадратный метр площади круга, ометаемого винтом, несет вес не более 30 кг, при большей удельной нагрузке поток от винта будет так силен, что не позволит производить работы под несущим винтом.

4. Еще одним ограничением считают передачу большой мощности через один вал, а точнее через редуктор от двигателя к несущему винту. Считается, что предел возможной передачи мощности через коническую пару шестерен редуктора равен 8 тысячам лошадиных сил (л.с), а таких пар в редукторе от вала одного двигателя может быть две, значит мы не можем создать одновинтовой вертолет, имеющий два двигателя, мощностью более 32 тыс. л.с.

Если мы находимся в области нескольких ограничений, это не значит, что мысль об увеличении скорости, грузоподъемности, области применения, может остановиться.