Хвостовые моторы для вертолетов

Двигатель стал главной проблемой нового вертолёта РФ VRT500

Одной из главных новинок российского вертолетостроения является VRT500 . Два года назад был представлен еще только макет, но сейчас это практически полноценная машина.

В 2020 году ожидается запуск опытного образца, а к 2023 году выход в серию, что на два года позже задуманного изначально.

Планы на VRT500 амбициозны — планируется выпуск до 1000 экземпляров , что позволить всерьез побороться за рынок с такими гигантами индустрии, как Bell и Robinson. К слову в Малайзии всерьез заинтересовались этим вертолетом, а ведь для будущих экспортных поставок Юго-Восточная Азия будет одним из главных направлений.

Основная особенность вертолета — это соосная винтовая схема , т.е. отсутствие хвостового винта. В движение же машину приводит пара параллельно установленных винтов, которые вращаются в противоположных направлениях. Такая схема особенно распространена на вертолетах Камова. Отсутствие хвостового винта заметно повышает безопасность полета при посадке на неподготовленных участках или в плохих условиях. Благодаря этому растет спектр задач, которые можно выполнять на VRT500.

Конструкция успешно прошла аэродинамические испытания и подтвердила готовность к испытаниям в городской среде, где новый российский вертолет будет чувствовать себя превосходно.

Так же конструкция дверей позволяет эффективно использовать VRT500 как медицинский вертолет.

Однако основной проблемой, которая мешает и откладывает сроки — это отсутствие конкретного двигателя, что немного странно. Ранее предполагалось использовать один из западных двигателей , например от компании Pratt & Whitney Canada или Safran Helicopter Engines.

Первые выпускают двигатели PW207, которые устанавливают на вертолеты «Ансат». Вторые специализируются на движках Arrius, с которыми знакомы разработчики Ка-226.

Использование двигателей западных компаний удобно с точки зрения технологий, но имеет и явные минусы . Главный из них — это непредсказуемость санкционного давления. В любой момент любо твердый контракт может быть разорван, и получается срыв производства. Об этом же говорил и глава Минпромторга Мантуров, на встрече с китайскими коллегами, при обсуждении планов самолета CR929 (тут Россия настаивает на применении своего двигателя).

Т.к. двигатель что для самолета, что для вертолета — это высокотехнологичное производство, то стран, которые могут его продать не так много. Остается вариант — найти у себя двигатель, который сможет идеально подойти для VRT500.

Новый российский вертолет использует только 1 двигатель, мощностью от 500 до 600 л.с. На ум приходит ВК-800 от компании Климов. Он создавался в 2008 году по собственной инициативе компании и изначально не имел конкретного применения. Спустя 10 лет начались испытания новых модификаций. Предполагается, что он будет применяться для «Ансатов» или для самолетов L-410 , производство которых становится полностью российским.

Читайте также:  Мотора ямз 236 сколько масла

Но и в этом случае возможны некоторые трудности — производственных мощностей может не хватить, чтобы поставлять достаточное количество двигателей на все виды техники.

В любом случае, двигатель остается главной проблемой нового российского вертолета VRT500 .

А Вы как считаете?

Ставьте «Лайк» и подписывайтесь на канал, так Вы поможете автору! По возможности распространите статью в соцсетях!

Источник

Разбираемся в основных схемах вертолетной техники

В мире вертолетной техники за последние несколько лет произошло несколько значимых событий. Американская компания Kaman Aerospace объявила о намерении возобновить производство синхроптеров, Airbus Helicopters пообещала разработать первый гражданский вертолет с электродистанционным управлением, а немецкая e-volo — испытать 18-роторный двухместный мультикоптер. Чтобы не запутаться во всем этом разнообразии, мы решили составить краткий ликбез по основным схемам вертолетной техники.

Впервые идея летательного аппарата с несущим винтом появилась около 400 года нашей эры в Китае, однако дальше создания детской игрушки дело не пошло. Всерьез инженеры взялись за создание вертолета в конце XIX века, а первый вертикальный полет нового типа летательного аппарата состоялся в 1907 году, спустя всего четыре года после первого полета братьев Райт. В 1922 году авиаконструктор Георгий Ботезат испытал вертолет-квадрокоптер, разработанный по заказу Армии США. Это был первый в истории устойчиво управляемый полет техники такого типа. Квадрокоптер Ботезата сумел взлететь на высоту пяти метров и провел в полете несколько минут.

С тех пор вертолетная техника претерпела множество изменений. Появился класс винтокрылых летательных аппаратов, который сегодня делится на пять типов: автожир, вертолет, винтокрыл, конвертоплан и X-крыло. Все они отличаются конструкцией, способом взлета и полета, управлением несущим винтом. В этом материале мы решили рассказать именно о вертолетах и их основных типах. При этом за основу была взята классификация по компоновке и расположению несущих винтов, а не традиционная — по типу компенсации реактивного момента несущего винта.

Вертолет

Вертолет является винтокрылым летательным аппаратом, у которого подъемная и движущая силы создаются одним или несколькими несущими винтами. Такие винты располагаются параллельно земле, а их лопасти устанавливаются под определенным углом к плоскости вращения, причем угол установки может изменяться в достаточно широких пределах — от нуля до 30 градусов. Установка лопастей на ноль градусов называется холостым ходом винта или флюгированием. В этом случае несущий винт не создает подъемной силы.

Читайте также:  Как разбирать мотор от восхода

Во время вращения лопасти захватывают воздух и отбрасывают его в направлении, противоположном движению винта. В результате перед винтом создается зона пониженного давления, а за ним — повышенного. В случае вертолета так возникает подъемная сила, которая очень похожа на образование подъемной силы фиксированным крылом самолета. Чем больше угол установки лопастей, тем большую подъемную силу создает несущий винт.

Характеристики несущего винта определяются двумя основными параметрами — диаметром и шагом. Диаметр винта определяет возможности вертолета по взлету и посадке, а также отчасти величину подъемной силы. Шаг винта — это воображаемое расстояние, которое воздушный винт пройдет в несжимаемой среде при определенном угле установки лопастей за один оборот. Последний параметр влияет на подъемную силу и скорость вращения ротора, которую на большей части полета летчики стараются держать неизменной, меняя только угол установки лопастей.

При полете вертолета вперед и вращении несущего винта по часовой стрелке, набегающий поток воздуха сильнее воздействует на лопасти с левой стороны, из-за чего возрастает и их эффективность. В результате левая половина окружности вращения винта создает большую подъемную силу, чем правая, и возникает кренящий момент. Для его компенсации конструкторы придумали автомат перекоса — это особая система, которая уменьшает угол установки лопастей слева и увеличивает его справа, выравнивая таким образом подъемную силу по обе стороны винта.

В целом, вертолет имеет несколько преимуществ и несколько недостатков перед самолетом. К преимуществам относится возможность вертикального взлета и посадки на площадки, диаметр которых в полтора раза превосходит диаметр несущего винта. При этом вертолет может на внешней подвеске перевозить крупногабаритные грузы. Вертолеты отличаются и лучшей маневренностью, поскольку могут висеть вертикально, лететь боком или задом-наперед, поворачиваться на месте.

К недостаткам же относятся большее, чем у самолетов, потребление топлива, большая инфракрасная заметность из-за горячего выхлопа двигателя или двигателей, а также повышенная шумность. Кроме того, вертолетом в целом сложнее управлять из-за ряда особенностей. Например, летчикам вертолетов знакомы явления земного резонанса, флаттера, вихревого кольца, эффекта запирания несущего винта. Эти факторы могут приводить к разрушению или падению машины.

У вертолетной техники любых схем существует режим авторотации. Он относится к аварийным режимам. Это означает, что при отказе, например, двигателя несущий винт или винты при помощи обгонной муфты отсоединяются от трансмиссии и начинают свободно раскручиваться набегающим потоком воздуха, тормозя падение машины с высоты. В режиме авторотации возможна управляемая аварийная посадка вертолета, причем вращающийся несущий винт через редуктор продолжает раскручивать рулевой винт и генератор.

Классическая схема

Из всех типов вертолетных схем сегодня самой распространенной является классическая. При такой схеме машина имеет только один несущий винт, который может приводиться в движение одним, двумя или даже тремя двигателями. К этому типу, например, относятся ударные AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Ми-28Н, транспортно-боевые Ми-24 и Ми-35, транспортные Ми-26, многоцелевые UH-60L Black Hawk и Ми-17, легкие Bell 407 и Robinson R22.

Читайте также:  Как поменять ремень мотора

При вращении несущего винта на вертолетах классической схемы возникает реактивный момент, из-за которого корпус машины начинает раскручиваться в сторону, противоположную вращению ротора. Для компенсации момента используют рулевое устройство на хвостовой балке. Как правило им является рулевой винт, но это может быть и фенестрон (винт в кольцевом обтекателе) или несколько воздушных сопел на хвостовой балке.

Белл AH-1Z «Вайпер».

Фотография: Wikimedia Commons

Особенностью классической схемы являются перекрестные связи в каналах управления, обусловленные тем, что рулевой винт и несущий приводятся одним и тем же двигателем, а также наличием автомата перекоса и множества других подсистем, ответственных за управление силовой установкой и роторами. Перекрестная связь означает, что при изменении какого-либо параметра работы воздушного винта, поменяются и все остальные. Например, при увеличении частоты вращения несущего винта возрастет и частота вращения рулевого.

Управление полетом осуществляется наклоном оси вращения несущего винта: вперед — машина полетит вперед, назад — назад, вбок — вбок. При наклоне оси вращения возникнет движущая сила и уменьшается подъемная. По этой причине для сохранения высоты полета летчику необходимо менять и угол установки лопастей. Направление полета задается изменением шага рулевого винта: чем он меньше, тем меньше компенсируется реактивный момент, и вертолет поворачивает в сторону, противоположную вращению несущего винта. И наоборот.

В современных вертолетах в большинстве случаев управление полетом по горизонтали осуществляется при помощи автомата перекоса. Например, для движения вперед летчик при помощи автомата уменьшает угол установки лопастей для передней половины плоскости вращения крыла и увеличивает — для задней. Таким образом сзади подъемная сила увеличивается, а спереди — уменьшается, благодаря чему изменяется наклон винта и появляется движущая сила. Такая схема управления полетом применяется на всех вертолетах почти всех типов, если на них установлен автомат перекоса.

Источник

Поделиться с друзьями