За последнее время в мире вертолетной техники 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 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.

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 - 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.

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.

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.

Соосная схема

Второй по распространенности вертолетной схемой является соосная. В ней рулевой винт отсутствует, зато есть два несущих винта - верхний и нижний. Они располагаются на одной оси и вращаются синхронно в противоположных направлениях. Благодаря такому решению винты компенсируют реактивный момент, а сама машина получается несколько более устойчивой по сравнению с классической схемой. Кроме того, у вертолетов соосной схемы практически отсутствуют перекрестные связи в каналах управления.

Наиболее известным производителем вертолетов соосной схемы является российская компания «Камов». Она выпускает корабельные многоцелевые вертолеты Ка-27, ударные Ка-52 и транспортные Ка-226. Все они имеют по два винта, расположенных на одной оси друг под другом. Машины соосной схемы, в отличие от вертолетов классической схемы, способны, например, делать воронку, то есть выполнять облет цели по кругу, оставаясь на одном и том же расстоянии от нее. При этом носовая часть всегда остается развернутой в сторону цели. Управление рысканием осуществляется подтормаживанием одного из несущих винтов.

В целом управлять вертолетами соосной схемы несколько проще, чем обычными, особенно в режиме висения. Но существуют и свои особенности. Например, при выполнении петли в полете может случиться перехлест лопастей нижнего и верхнего несущего винтов. Кроме того, в проектировании и производстве соосная схема более сложна и дорога, чем классическая схема. В частности из-за редуктора, передающего вращение вала двигателя на винты, а также автомата перекоса, синхронно устанавливающего угол лопастей на винтах.

Продольная и поперечная схемы

Третьей по популярности является продольная схема расположения несущих винтов вертолета. В этом случае винты располагаются параллельно земле на разных осях и разнесены друг от друга - один находится над носовой частью вертолета, а другой - над хвостовой. Типичным представителем машин такой схемы является американский тяжелый транспортный вертолет CH-47G Chinook и его модификации. Если винты располагаются на законцовках крыльев вертолета, то такая схема называется поперечной.

Серийных представителей вертолетов поперечной схемы сегодня не существует. В 1960-1970-х годах конструкторское бюро Миля разрабатывало тяжелый грузовой вертолет В-12 (также известен, как Ми-12, хотя этот индекс неверен) поперечной схемы. В августе 1969 года прототип В-12 установил рекорд грузоподъемности среди вертолетов, подняв на высоту 2,2 тысячи метров груз массой 44,2 тонны. Для сравнения самый грузоподъемный в мире вертолет Ми-26 (классическая схема) может поднимать грузы массой до 20 тонн, а американский CH-47F (продольная схема) - массой до 12,7 тонны.

У вертолетов продольной схемы несущие винты вращаются в противоположных направлениях, однако это компенсирует реактивные моменты лишь отчасти, из-за чего в полете летчикам приходится учитывать возникающую боковую силу, уводящую машину с курса. Движение в стороны задается не только наклоном оси вращения несущих винтов, но и разными углами установки лопастей, а управление рысканием производится за счет изменения частоты вращения роторов. Задний винт у вертолетов продольной схемы всегда располагается чуть выше переднего. Это сделано для исключения взаимного влияния от их воздушных потоков.

Кроме того, на определенных скоростях полета вертолетов продольной схемы иногда могут возникать значительные вибрации. Наконец, вертолеты продольной схемы оснащаются сложной трансмиссией. По этой причине такая схема расположения винтов распространена мало. Зато вертолеты продольной схемы меньше других машин подвержены возникновению вихревого кольца. В этом случае во время снижения воздушные потоки, создаваемые винтом, отражаются от земли вверх, затягиваются винтом и снова направляются вниз. При этом подъемная сила несущего винта резко снижается, а изменение частоты вращения ротора или увеличение угла установки лопастей эффекта практически не оказывает.

Синхроптер

Сегодня вертолеты, построенные по схеме синхроптера, можно отнести к самым редким и наиболее интересными с конструктивной точки зрения машинами. Их производством до 2003 года занималась только американская компания Kaman Aerospace. В 2017 году компания планирует возобновить выпуск таких машин под обозначением K-Max. Синхроптеры можно было бы отнести к вертолетам поперечной схемы, поскольку валы двух их винтов расположены по бокам корпуса. Однако оси вращения этих винтов расположены под углом другу к другу, а плоскости вращения - пересекаются.

У синхроптеров, как у вертолетов соосной, продольной и поперечной схем, рулевой винт отсутствует. Несущие же винты вращаются синхронно в противоположные стороны, а их валы связаны друг с другом жесткой механической системой. Это гарантированно предотвращает столкновение лопастей при разных режимах и скоростях полета. Впервые синхроптеры были изобретены немцами во время второй мировой войны, однако серийное производство велось уже в США с 1945 года компанией Kaman.

Направлением полета синхроптера управляют исключительно изменением угла установки лопастей винтов. При этом из-за перекрещивания плоскостей вращения винтов, а значит сложения подъемных сил в местах перекрещивания, возникает момент кабрирования, то есть подъема носовой части. Этот момент компенсируется системой управления. В целом же, считается, что синхроптером проще управлять в режиме висения и на скоростях больше 60 километров в час.

К достоинствам таких вертолетов относится экономия топлива за счет отказа от рулевого винта и возможность более компактного размещения агрегатов. Кроме того, синхроптерам характерна большая часть положительных качеств вертолетов соосной схемы. К недостаткам же относится необычайная сложность механической жесткой связи валов винтов и системы управления автоматами перекоса. В целом это делает вертолет дороже, по сравнению с классической схемой.

Мультикоптер

Разработка мультикоптеров началась практически одновременно с работами над вертолетом. Именно по этой причине первым вертолетом, совершившим управляемый взлет и посадку стал в 1922 году квадрокоптер Ботезата. К мультикоптерам относят машины, как правило имеющие четное количество несущих винтов, причем их должно быть больше двух. В серийных вертолетах сегодня схема мультикоптеров не используется, однако она чрезвычайно популярна у производителей малой беспилотной техники.

Дело в том, что в мультикоптерах используются винты с неизменяемым шагом винта, причем каждый из них приводится в движение своим двигателем. Компенсация реактивного момента производится вращением винтов в разные стороны - половина крутится по часовой стрелке, а другая половина, расположенная по диагонали, - в противоположном направлении. Это позволяет отказаться от автомата перекоса и в целом значительно упростить управление аппаратом.

Для взлета мультикоптера частота вращения всех винтов увеличивается одинаково, для полета в сторону - вращение винтов на одной половине аппарата ускоряется, а на другой - замедляется. Поворот мультикоптера производится замедлением вращения, например, винтов, крутящихся по часовой стрелке или наоборот. Такая простота конструкции и управления и послужила основным толчком к созданию квадрокоптера Ботезата, однако последующее изобретение рулевого винта и автомата перекоса практически затормозило работы над мультикоптерами.

Причиной же, по которой сегодня не существует мультикоптеров, предназначенных для перевозки людей, является безопасность полетов. Дело в том, что в отличие от всех остальных вертолетов, машины с несколькими винтами не могут совершать аварийную посадку в режиме авторотации. При отказе всех двигателей мультикоптер становится неуправляемым. Впрочем, вероятность такого события невысока, однако отсутствие режима авторотации является главным препятствием для прохождении сертификации на безопасность полетов.

Впрочем, в настоящее время немецкая компания e-volo занимается разработкой мультикоптера с 18 роторами. Этот вертолет предназначен для перевозки двух пассажиров. Как ожидается, он совершит первый полет в ближайшие несколько месяцев. По расчетам конструкторов, прототип машины сможет находиться в воздухе не больше получаса, однако этот показатель планируется довести по меньшей мере до 60 минут.

Следует также отметить, что помимо вертолетов с четным количеством винтов существуют и мультикоптерные схемы с тремя и пятью винтами. У них один из двигателей расположен на отклоняемой в стороны платформе. Благодаря этому осуществляется управление направлением полета. Впрочем, в такой схеме становится сложнее гасить реактивный момент, поскольку два винта из трех или три из пяти всегда вращаются в одном направлении. Для нивелирования реактивного момента некоторые из винтов вращаются быстрее, а это создает ненужную боковую силу.

Скоростная схема

Сегодня наиболее перспективной в вертолетной технике считается скоростная схема, позволяющая вертолетам летать на существенно большей скорости, чем могут современные машины. Чаще всего такую схему называют комбинированным вертолетом. Машины этого типа строятся по соосной схеме или с одним винтом, однако имеют небольшое крыло, создающее дополнительную подъемную силу. Кроме того, вертолеты могут быть оснащены толкающим винтом в хвостовой части или двумя тянущими на законцовках крыла.

Ударные вертолеты классической схемы AH-64E способны развивать скорость до 293 километров в час, а соосные Ка-52 - до 315 километров в час. Для сравнения, комбинированный вертолет - демонстратор технологий Airbus Helicopters X3 с двумя тянущими винтами может разгоняться до 472 километров в час, а его американский конкурент с толкающим винтом - Sikorksy X2 - до 460 километров в час. Перспективный разведывательный скоростной вертолет S-97 Raider сможет летать на скоростях до 440 километров в час.

Строго говоря, комбинированные вертолеты относятся скорее не к вертолетам, а к другому типу винтокрылых летательных аппаратов - винтокрылам. Дело в том, что движущая сила у таких машин создается не только и не столько несущими винтами, сколько толкающими или тянущими. Кроме того, за создание подъемной силы отвечают и несущие винты, и крыло. А на больших скоростях полета управляемая обгонная муфта отключает несущие винты от трансмиссии и дальнейший полет идет уже в режиме авторотации, при которой несущие винты работают, фактически, как крыло самолета.

В настоящее время разработкой скоростных вертолетов, которые в перспективе смогут развивать скорость свыше 600 километров в час, занимаются несколько стран мира. Помимо Sikorsky и Airbus Helicopters такие работы ведут российские «Камов» и конструкторское бюро Миля (Ка-90/92 и Ми-X1 соответственно), а также американская Piacesky Aircraft. Новые комбинированные вертолеты смогут совместить в себе скорость полета турбовинтовых самолетов и вертикальные взлет и посадку, присущие обычным вертолетам.

Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com

В настоящее время американские военные заняты оснащением парка своих вертолетов углеродно-волоконными композитными (карбоновыми) лопастями, так как эти новые материалы обладают повышенным сроком службы, хорошо переносят повреждения, у них отсутствуют проблемы с коррозией, и они обладают высокой надежностью.

Крайним военным вертолетом, оборудованным композитными лопастями, стал Boeing AH-64D Апачи Блок III. В Форт-Ирвине, штат Калифорния, Апачи Блок III прошел первоначальные эксплуатационные испытания и оценки, продемонстрировав тем самым новые технологии и их возможности.

Одним из ключевых аспектов этих возможностей является повышение летно-технических характеристик и надежности главного ротора с лопастями из углеродного волокна, однако, по мнению руководителя программы Апачи Блок III подполковника Даниэля Бэйли (Daniel Bailey), использование таких материалов вряд ли остановится только на лопастях. "Лопасти являются первым очевидным шагом", - сказал он изданию Defence Helicopter.

Структурный элемент
Хотя такой важный летный компонент как лопасти может показаться странной отправной точкой для внедрения новых технологий, но именно здесь в последние годы американские военные оттачивали свои навыки в композитных материалах. Бейли указывает на то, что эти материалы будут широко представлены на американских военных "вертолетах завтрашнего дня": "Следующим шагом станут композиты в фюзеляже, и мы уже идем по этому пути".

Апачи также получит новый хвостовой ротор примерно в следующем году. Вне зависимости от процесса Блок III, "наша программа композитных хвостовых роторов продолжается. Это параллельная программа Блок III, - объяснил Бэйли. - Мы находимся на заключительной стадии квалификации, но нам ещё предстоит провести множество летных испытаний. Вероятно, уже через год Апачи будет оснащен такой системой".

Новые хвостовые лопасти также будут установлены на модернизированные модели Блока II . Эта замена традиционных лопастей несущего и рулевого винтов происходит благодаря устареванию некоторых технологий. Эти лопасти, первое использование которых датируется 1970-ми годами, уже не были полностью металлическими. На вертолетах AH-64A и D Блок I и II для лопастей несущего и рулевого винтов используется композит из металла и стекловолокна.

В машиностроении композитным принято считать материал или структуру, состоящую более чем из одного элемента. Лопасти Апачи сделаны из экзотических сплавов в виде нержавеющей стали марки AM 355. Инженеры Boeing использовали различные многотрубчатые конфигурации AM 355, ламинированные и связанные вместе с трубками из стекловолокна в качестве препятствия распространению трещин, что придавало конструкции достаточно прочности для удовлетворения армейским требованиям по живучести. Эта сложная конструкция также является дорогой.

Нынешние композитные лопасти основного и хвостового винтов, представленные на Блоке III и его параллельной программе, состоят из углеродного волокна в полимерной матрице, именно это обычно имеют в виду, когда говорят о композитах.

Улучшенная конструкция
Углеродные волокна демонстрируют улучшения в том, как они изготовлены и как они функционируют. "По средствам изменения ориентации волокон и количества слоев и наполнителей вы можете довести композитные лопасти до уровней, которые были недосягаемы с металлами. По сути, вы можете изготовить лопасть с точки зрения её крутки, её аэродинамического профиля или функции хорды, оптимизируя её летные характеристики", - объяснил главный инженер вертолетных программ Боинга Джон Шиблер (John Schibler).

В композиционных материалах из углепластика слои из волокон часто расположены поочередно друг к другу под прямым углом. Правильно выбирая направление волокон в этих слоях, можно добиться необходимых характеристик в конкретных направлениях и областях.

"Преимущества заключаются в прочности материала и в том факте, что при равной прочности можно обеспечить до 30% снижения веса (по сравнению с металокомпозитами). При одинаковом весе он обеспечивает гораздо более высокую жесткость. Но обычно мы говорим об уменьшении веса", - сказал Даниэль Кагнатель (Daniele Cagnatel), вице президент современных композитных материалов GKN Aerospace North America. Компания поставляет фирме Сикорский современные углеродные волокна для лопастей основного ротора вертолета Black Hawk.

Кроме улучшения жесткости и прочности, Шиблер указывает и на экономическую выгоду: "Мы производим лопасти по сравнительно низкой закупочной стоимости, а также с низкими эксплуатационными расходами и более выгодной ремонтопригодностью".

Фирма Сикорский производит лопасти несущего и рулевого винтов с использованием лонжеронов из графитной смолы, оплетенных стекловолокном или углеродным волокном. Алан Валинг (Alan Walling), генеральный директор композитных лопастей Сикорского, сказал: "Сикорский способен производить полностью композитные лопасти несущего винта всего за треть времени, необходимого для производства металлических лопастей. При производстве композитных лопастей остается значительно меньше химических отходов. Это происходит потому, что металлические лопасти требуют травления в кислотной ванне для обеспечения необходимых летно-технических характеристик лопастей в течение долгого времени".

Улучшенные лопасти
По мнению Кагнателя: "Выбор углеродных волокон для лопастей является обязательным. Существующая структура лопастей доказала себя на практике, где углеродное волокно улучшило летно-технические характеристики по сравнению с металлом".

Выбор лопастей несущего винта Апачи Блок III, изготовленных из углеродного волокна, начался с программы Affordable Apache Rotor Program (AARP). В 2004-ом году Boeing завершила испытания лопастей в рамках программы AARP, доказав, что новые лопасти будут дешевле, прочнее и, с точки зрения усталостной долговечности, смогут служить в два раза дольше по сравнению с существующими металлическими лопастями. Бейли пояснил, что в 2006-ом году лопасти AARP были удлинены на 15 сантиметров для повышения летно-технических характеристик, а в 2008-ом году они были испытаны на Apache, в то время как квалификация лопастей Блок III была завершена в 2011-ом году.

"Композитные лопасти несущего винта для программы Апачи Блок III в настоящее время находятся в производстве. Мы изготавливаем около 20 лопастей в месяц и в ближайшее время нарастим их производство до 40 и до 60", - сказал Шиблер.

В 2013-ом году Блок III будет введен в эксплуатацию в 1-ом ударно-разведывательном батальоне американской армии (1-1 ARB), боевой авиационной бригаде, 1-й пехотной дивизии на базе Форт-Райли, штат Канзас. В мае пять вертолетов Апачи Блок III прибыли в 1-ый ударно-разведывательный батальон для подготовки пилотов и служб технического обслуживания, дополнительные вертолеты прибудут в ближайшие месяцы.

Британская армия летает на вертолетах моделей Апачи Блок I, но они могут быть модернизированы до уровня Блок III. Принятие решения по этому поводу ожидается в декабре. Если решение о модернизации до уровня Блок III будет принято, то Апачи Великобритании также могут получить лопасти несущего винта от британской экспериментальной программы ротора (British Experimental Rotor Programm IV, BERPV IV). Программа BERP IV была завершена в 2007-ом году, и композитные лопасти летают на EH101 Merlin Mk 3 Королевских ВВС.

Испытаны и проверены
Тем не менее, это не первый европейский военный вертолет, использующий карбоновые лопасти. Предшественник Eurocopter, Aérospatiale утверждает, что эта честь выпала на вертолет SA 330 Puma, летающий с 1970-х годов. С тех пор этот тип используется многими вооруженными силами, включая французскую армию и ВМС США. Композитные хвостовые лопасти также используются на вертолетах AS532 Cougar, AS565 Panther, NH90 и Tiger.

Сикорский UH-60M Black Hawk использует углеродные композитные лопасти несущего винта с 2008-ого года. Из вертолетов Сикорского только MH-60R и MH-60S Seahawk имеют лопасти несущего винта из металлического (титанового) лонжерона.

Подполковник Билли Джексон (Billy Jackson), руководитель программы модернизации UH-60M Black Hawk, сказал: "Мы поставили в войска 384 вертолета UH-60М, Сикорский поставил около 400 вертолетов UH-60М, и они находятся в эксплуатации со второй половины 2008-го года. Некоторые из них уже вернулись из своего второго развертывания в Афганистане".

Армия использует более широкие композитные лопасти несущего винта, также известные как лопасти с широкой хордой благодаря их улучшенным весовым характеристикам. Экономия в весе составила 204 килограмма. "Это было основной причиной создания композитных лопастей, а не создание их просто потому, что они композитные. Главное - это их летно-технические характеристики", - объяснил Джексон.

"В течение некоторого времени они работают на Сикорском S-92 в несколько иной конфигурации, благодаря этому у нас уже был хороший объем данных. В решении перейти к полностью композитным лопастям не было много риска", - продолжил он. Фирма Сикорский применила полностью композитные лонжероны и обшивку лопастей несущего винта на своих вертолетах S-92 в конце 1990-х годов.

Летно-технические характеристики вертолетов UH-60M были проверены при двух развертываниях в Афганистане, и Джексон настаивает, что они показали хорошие результаты: "В настоящее время мы заняты сбором данных о надежности лопастей. У нас были поврежденные лопасти, а также отремонтированные и восстановленные. Что касается вопроса, обнаружили ли мы трещины в лопастях или непредвиденные сбои по причине новых композитных конструкций, ответ- нет". Основываясь на нынешнем успехе, следующим шагом могут стать полностью композитные цельноповоротные стабилизаторы.

Планы по уменьшению веса
В дополнение к тому что пояснил Бейли, что лопасти были первым шагом, а композитный фюзеляж являются следующим, Джексон сообщил: "Мы ищем другие области применения композитных материалов. Сейчас мы разрабатываем полностью композитный цельноповоротный стабилизатор, который обеспечит значительное снижение веса".

Армия приступила к разработке композитной хвостовой балки вертолета Black Hawk с целью снижения её веса, однако в настоящее время особый акцент делается на создании полностью композитного цельноповоротного стабилизатора, включающего внутренние компоненты. "Мы намерены сделать полностью композитный цельноповоротный стабилизатор для значительного уменьшения веса в области вертолета, имеющей основное воздействие на центр тяжести вертолета".

Джексон заявил, что, как уже отмечалось в предложении фирмы Сикорский, решение о создании полностью композитного цельноповоротного стабилизатора не было обусловлено стремлением улучшить его летно-технические характеристики, а лишь ставило цель сократить расходы на его производство.

"Мы ещё должны выполнить некоторые испытания, баллистические и другие виды летно-технических испытаний с целью убедиться, что новое изделие будет настолько же хорошо или даже лучше оригинального, а затем принять финансовое решение о том, как мы хотим внедрить его на существующую платформу, внедрить его в перспективное производство или пополнить им список существующих запасных частей".

Компанией, поставляющей композитную хвостовую балку, но не лопасти хвостовых винтов, является BLR Aerospace из штата Вашингтон. Вице-президент компании по сбыту и маркетингу Дэйв Мароне (Dave Marone) подтвердил изданию Defence Helicopter, что его компания производит полностью композитную хвостовую балку по заказу одного из военных заказчиков, но не согласился предоставить дополнительную информацию.

Планы на будущее
Ещё одним вертолетом, которому придется ждать до 2016-го года, чтобы получить композитные лопасти несущего винта из углеродного волокна, является американский армейский CH-47 Chinook. "Новые композитные лопасти называются Advanced Chinook Rotor Blade (ACRB). Программа успешно завершила стадию критического анализа проекта (critical design review, CDR) в январе 2012 года", - сообщил руководитель проекта модернизации CH-47 Chinook подполковник армии США Джо Хочерл (Joe Hoecherl). Летные и баллистические испытания были завершены в 2011-ом году.

Программа ACRB принесет изменения в форме лопастей и их летно-технических характеристиках, не затронув их крепления. "Эти лопасти будут взаимозаменяемыми на всех вертолетах Chinook", - сказал Хочерл. Были завершены масштабные тестирования в аэродинамической трубе, которые продемонстрировали, что новые лопасти способны обеспечить до 900 кг дополнительной вертикальной тяги, что позволит вертолету зависать с полной загрузкой на высоте в 1200 метров при температуре воздуха в 35° C.

Лопасти ACRB в аэродинамической трубе.

Предсерийное производство лопастей запланировано на апрель 2014-го года, летные испытания на третий квартал 2015-го года, а серийное производство на 2016-ый год. В феврале нынешнего года было объявлено, что Boeing разрабатывает композитные лопасти с повышенным сроком службы и требующие значительно меньше времени, необходимого для устранения несоконусности лопастей несущего винта и их балансировки. Эти лопасти также могут быть установлены на модели вертолетов CH-47D, однако эти вертолеты запланировано списать уже к 2019-му году.

Интеллектуальные композиты
Скорее всего, к 2019-му году лопасти из углеродного волокна потребуют более сложного подхода для достижения дальнейшего улучшения летно-технических характеристик. Промышленность сходится во мнении, что лопасти не будут состоять только из углеродного волокна. Кагнатель считает, что в них будут встроены датчики, способные следить за состоянием лопастей и позволяющие более точно прогнозировать срок их службы.

"Тенденции всё более указывают на встроенные системы, элементы подогрева передней кромки лопасти, а также датчики напряжения и деформации лопастей. В будущем такие датчики будут составной частью лопастей, нежели их внешними элементами", - сказал он.

Тем не менее, на лопасти также могут быть установлены движущиеся части. Директор по исследованиям и профессор инженерного факультета Бристольского Университета Пол Уивер (Paul Weaver) как раз работает над таким проектом для правительства Великобритании. Проект называется Интеллектуальные Реагирующие Композитные Структуры (Intelligent Responsive Composite Structures, IRCS). "Национальное агентство инноваций финансировало проект, завершившийся два года назад изменением формы закрылков", - сказал он изданию DH.

Национальное агентство инноваций принадлежит британскому правительству, оно занимается финансированием исследований, разработок и их коммерциализацией. В рамках программы IRCS было обнаружено, что щиткообразное устройство на задней кромке лопасти может быть использовано для повышения летно-технических характеристик при переходе от зависания к горизонтальному полету.

Фирма Сикорский также занята исследованиями в этой области. Она разрабатывает активные технологии лопастей несущего винта совместно с Министерством обороны США. На сегодняшний день не планируется установка этих устройств на существующие лопасти.

Американские военные не являются первопроходцами в развертывании углеволоконных лопастей, но тот факт, что они активно оснащают свой вертолетный парк новыми лопастями, подтверждает, что новые композиты активно внедряются в жизнь. Для Бейли важность углеродного волокна является очевидной: "Эти технологии будут стимулировать развитие будущих армейских вертолетов, будь то новые Apache, Black Hawk или Chinook".

June 16th, 2016

Оригинал взят у коллеги gelio в «Роствертол». Производство вертолётов семейства Ми-26Т, Ми-28Н и Ми-35М

«Роствертол» — российская авиастроительная компания холдинга «Вертолёты России», входящая в «Ростех». Базируется в Ростове-на-Дону. Более 75 лет занимается производством авиационной техники и 60 лет делает вертолёты марки Ми. Сейчас выпускает гражданские и военные вертолёты серии Ми-26Т, военные Ми-35М и Ми-28Н «Ночной охотник».

1. Авиационный завод №168 был основан в 1939 году для производства боевых и гражданских самолётов. В дальнейшем он был перепрофилирован и стал серийным изготовителем вертолётов.

2. Первенцем серийного вертолётостроения стал вертолёт Ми-1, созданный конструкторским коллективом под руководством М.Л. Миля. Именно тогда началось творческое сотрудничество предприятия с Московским вертолётным заводом (МВЗ) им. Миля. В 1956 году завод освоил выпуск первого тяжёлого транспортно-десантного вертолёта Ми-6. На нём выполнялись работы по сооружению мостов, монтажу оборудования заводов, транспортированию и установке буровых вышек и др. Ми-6 производился серийно более 20 лет.

Сегодня «Роствертол» производит вертолёты как для российских, так и для иностранных государственных и коммерческих организаций. Выпущенные предприятием вертолёты эксплуатируются более чем в 30 странах СНГ, Европы, Азии, Африки и Южной Америки.

3. Отделение №7 АО «МВЗ им. М.Л. Миля» является одним из участников процесса опытно-конструкторских работ, расположенном на территории ПАО «Роствертол». Его сотрудники занимаются разработкой конструкторской документации, сопровождением и модернизацией авиационной техники. В процессе работы специалисты отделения применяют электронные методы проектирования, проводят отработку всех конструктивных размеров новых вертолетов, их характеристик и параметров.

4. Производственный процесс на ПАО «Роствертол» представляет собой взаимосвязанный комплекс различных основных и вспомогательных производств, а также служб подготовки производства.

Кузнечно-прессовое производство — одно из подразделений, с которого начинается производство вертолётов. Здесь проводятся работы по объёмной штамповке из цветных и чёрных металлов.

5. Пятитонный штамповочный молот. Температура металла во время обработки колеблется от 1000 до 1100⁰С.

6. Инструментальный цех - один из трех основных цехов подготовки производства вертолетов.

7. Гальваника.

Все алюминиевые детали вертолётов перед началом сборки машины в обязательном порядке защищают от коррозии. Делают это на автоматизированном участке анодирования. В химических растворах под действием электрического тока на поверхности металла создаётся прочная оксидная плёнка, защищающая основной металл.

8. Производство лопастей несущих и рулевых винтов вертолётов.

9. На замену металлическим пришли лопасти нового поколения — из композиционных материалов. Стеклянные нити пропитывают и собирают из них ленты для намотки лонжеронов лопастей вертолётов Ми-35М и Ми-28НЭ. Такие лопасти более надёжны, так как не подвержены коррозии.

10. Станок для спиральной намотки лонжерона из стеклоленты, пропитанной эпоксидным составом.

11. Агрегатно-сборочный цех.

12. Здесь выполняется сборка агрегатов планера будущих вертолетов.

Например, в таком вертолёте как Ми-26 насчитывается более 20 тысяч заклёпок.

13. Здесь же осуществляется контроль готовых изделий, отработка и регулировка систем вертолётов.

14. В конструкции вертолета можно выделить следующие части:
- Планер (фюзеляж, крыло, стабилизатор, несущий и рулевой винты);
- Системы вертолета (гидравлическая, топливная, масляная, пневматическая, несущая и др.);
- Силовая установка;
- Радиоэлектронное оборудование;
- Авиационное оборудование;
- Вооружение и средства защиты.

15. Цех окончательной сборки.

В цехе окончательной сборки на вертолёт устанавливают двигатели, трансмиссию, навигационные системы, вооружение. В общем, делают всё то, что превращает пустой фюзеляж в летательный аппарат. Работа организована в определённой технологической последовательности.

16. Это огромный производственный корпус, условно разделённый на производственные участки, каждый из которых отвечает за определённый этап сборки вертолёта.

17. Первыми к сборке приступают специалисты винто-моторной группы.

18. Они устанавливают двигатели, главный редуктор, агрегаты трансмиссии, автомат перекоса, втулку несущего винта, отдельные элементы системы управления.

20. Настройка бортовой электроники происходит в соответствии с инструкциями, согласованными с заводом-изготовителем электронных систем и разработчиком вертолётов — МВЗ им. М.Л.Миля.

21. В технологическом процессе сборки вертолета участвуют специалисты по прокладке жгутов — монтажники электрооборудования.

22. Следующие — специалисты, монтирующие топливные баки, собирающие гидросистему и завершающие сборку системы управления. Пока идут сборочно-монтажные работы на вертолете, отдельный участок выполняет сборку пультов, приборных досок, далее выполняется их установка на вертолёт.

23. После этого вертолёт поступает на стенд отработки под током. Завершается этап сборки регулировкой управления.

24. В контрольно-испытательном цехе выполняется наземная отработка под током электрорадионавигационного, приборного и специального оборудования вертолёта.

25. Перемещение вертолёта по цеху с помощью радиоуправляемого автономного электрического тягача.

26. После окончания монтажа и проверки работы всех систем воздушное судно передают на лётно-испытательную станцию (ЛИС), где происходит дальнейшая отработка систем вертолёта.

Завершающим этапом являются контрольно-испытательные полёты вертолёта с проверкой работоспособности всех систем в воздухе.

27. Ми-26.

«Роствертол» выпускает самые грузоподъемные в мире серийные вертолеты семейства Ми-26, способные транспортировать до 20 тонн груза внутри грузовой кабины или на внешней подвеске.

28. Это единственный в мире вертолёт с 8-лопастным винтом диаметром 32 метра. Имеет два двигателя по 11 400 л.с. каждый. Двигатели Ми-26 потребляют по 3 тонны топлива в час.

29. Если Ми-26 поставить рядом с самолётом Boeing-737, то вертолёт окажется длиннее.

30. Кабина Ми-26Т. Экипаж этого тяжеловоза состоит из 5 человек.

31. А это для сравнения кабина Ми-26Т2 — модернизированной версии Ми-26Т. Основное отличие — управлять машиной могут три человека вместо пяти. При необходимости работы с внешней подвеской к экипажу присоединяется четвертый — бортмеханик.

32. В новой модификации Ми-26Т2 способен совершать ночные полёты и оборудован так называемой «стеклянной» кабиной. Вместо аналоговых приборов в кабине установлены многофункциональные дисплеи — это позволяет существенно снизить нагрузку на экипаж.

33. По высоте вертолёт сравним с трёхэтажным домом.

34. Вертолет не требует специальных аэродромных средств технического обслуживания и способен к длительному автономному базированию. Максимальная дальность полета вертолета - 1920 км.

35. Благодаря уникальной грузоподъёмности эти тяжеловозы пользуются большим спросом как в России, так и за рубежом.

36. Ми-28Н «Ночной охотник»

На «Роствертоле» также производится новейший ударный вертолёт Ми-28Н «Ночной охотник». Он предназначен для уничтожения бронетехники, поражения низколетящих малоскоростных воздушных целей, воздушной разведки. Для этого у вертолета есть все необходимое: высокая скорость полета, боевая живучесть, широкая номенклатура современных средств защиты и поражения.

37. Вертолёт способен выполнять полёты днём и ночью на предельно малых высотах (10-25 м), используя защитный рельеф местности. Обладает высокими лётно-техническими характеристиками, способностью обнаруживать и уничтожать цели в кратчайшее время, а также высокой боевой защищённостью от пуль и снарядов.

38. Первый Ми-28Н был изготовлен в августе 1996 года, а в ноябре новый вертолет совершил первый полет.

39. Ми-28Н за время эксплуатации в Российской армии был по достоинству оценен военными летчиками. Появление этого типа вертолетов значительно расширяет возможности отечественной армейской авиации. Знаком признания новой машины в российской армии можно назвать тот факт, что знаменитая пилотажная группа ВВС России «Беркуты» с 2012 года выступает, в том числе, и на «Ночных охотниках».

40. Бронекабина экипажа выполнена из 10-мм листов алюминия, на которые наклеены 16-мм бронеэлементы из керамики. Лобовые стекла кабины представляют собой прозрачные силикатные блоки толщиной 42 мм, боковые — 22 мм. Кабина лётчика отделена от кабины оператора 10-мм алюминиевой бронеплитой.

41. Ми-28Н оснащён внушительным арсеналом вооружения. Встроенная подвижная пушечная установка, комплекс управляемых ракет «Игла» и главная сила «Ночного охотника» — ракеты «Атака», против которых не выстоит ни один современный танк противника.

42. На вертолёте в шарообразном обтекателе над втулкой несущего винта установлена многофункциональная бортовая радиолокационная станция (РЛС). Она позволяет вертолёту вести поиск целей, используя для маскировки рельеф местности или деревья, выставив из укрытия только свою «макушку». РЛС Ми-28Н способна «видеть» врага на расстоянии 20 км даже в темноте и обеспечивать решение пилотажно-навигационных задач.

43. Все жизненно важные системы и агрегаты вертолета дублированы. Кабина экипажа надежно бронирована, что обеспечивает защиту от бронебойных пуль и снарядов калибра до 20 мм.

44. На «Роствертоле» с 2016 года серийно производятся две модификации «Ночного охотника»: Ми-28УБ (учебно-боевой вертолет для военно-космических сил РФ) и Ми-28НЭ с двойным управлением (экспортный вариант вертолета, отвечающий требованиям зарубежных заказчиков).

45. МИ-35М.

В течение многих лет «Роствертол» выпускал легендарный Ми-24В, который состоит на вооружении десятков стран мира. На его основе был создан новый многоцелевой ударный вертолёт Ми-35М, который собирают здесь с 2005 года.

46. Благодаря программе модернизации, вертолет Ми-35М стал многоцелевой машиной, способной выполнять боевые задачи в круглосуточном режиме. Вертолет оснащен несъемной подвижной пушечной установкой НППУ-23 с пушкой ГШ-23Л калибра 23-мм и вооружается противотанковыми управляемыми ракетами типа «Штурм» и «Атака». Одной из особенностей конструкции Ми-35М стало использование укороченного крыла и облегченного неубирающегося шасси, что положительно сказалось на массе вертолета. X-образный рулевой винт обеспечивает вертолету большую управляемость одновременно с уменьшением уровня шума. Получила машина и новые двигатели, что позволило увеличить высотность вертолета.

47. Вертолёт предназначен для поражения бронетанковой техники противника, огневой поддержки подразделений сухопутных войск на поле боя, десанта и эвакуации раненых. Помимо этого, Ми-35М может использоваться для перевозки различных грузов в грузовой кабине и на внешней подвеске.

48. Ми-35М отличается высокими лётными характеристиками. Он может выполнять боевые задачи в круглосуточном режиме даже в условиях высоких температур и высокогорья. Конструкция обеспечивает вертолёту повышенную боевую живучесть, а также снижает трудоёмкость технического обслуживания.

49. Главными эксплуатантами Ми-35М являются российские военные. Летчики армейской авиации различных военных округов постоянно совершенствуют навыки управления и применения нового вертолета в ходе учений.

50. Для круглосуточного боевого применения Ми-35М оснащён современным комплексом навигации и электронной индикации с многофункциональными цветными дисплеями. Обзорно-прицельная система включает в себя тепловизионный и телевизионный каналы, лазерный дальномер и пеленгатор.

51. Ми-35М стоит на вооружении России и ряда зарубежных стран.

52. Большое спасибо сотрудникам ЛИС за выполненные полёты!

Этот текст почти целиком написан Тимофеем. Я его только чуть подредактировал и запостил.

В авиации общего назначения стран Запада наиболее популярным вертолётом является Bell-206; в областях военного применения не менее массово присутствуют различные варианты UH-1 (Bell-204/205/212). Эти аппараты отличаются довольно высоко расположенным двухлопастным несущим винтом на длинной колонке.
Итак, почему у западных легких вертолетов такая высокая колонка?

Чаще всего на этот вопрос можно услышать ответ, что это сделано для безопасности людей, находящихся рядом с вертолетом. Подняв несущий винт выше, конструкторы сделали так, что человек может стоять во весь рост под вращающимся винтом, не опасаясь быть задетым даже в случае отклонения винта от конструктивной плоскости вращения (например, согласно отклонению ручки управления или под действием внешнего потока - ветра).

Но это будет не полный ответ на вопрос. Вторая часть ответа более сложна и кроется в улучшении управляемости вертолетов, имеющих несущие винты с совмещенными горизонтальными шарнирами. Для представления особенности таких несущих винтов удобнее всего будет рассмотреть работу обычного несущего винта (НВ) с разнесенными горизонтальными шарнирами (ГШ).
Обычные многолопастные НВ имеют горизонтальные шарниры, которые отстоят на некотором расстоянии от оси вращения винта – так называемый разнос ГШ. Это вынужденное конструктивное решение имеет побочный эффект, который выражается в положительном влиянии на управляемость вертолета.
Рассмотрим две противоположные лопасти несущего винта на режиме висения вертолета.

Как видно, лопасти отклонились вверх на некоторый угол, называемый углом конусности несущего винта. Это угол отклонения одинаков по обе стороны винта (у обеих лопастей), т.к. на них действуют одинаковые силы.
А теперь представим, что пилот отклонил ручку управления, желая наклонить вертолет и начать горизонтальный полет. Наша картина с положением лопастей изменится: через систему управления и автомат перекоса команда пилота поступит на лопасти, увеличив углы установки на одной стороне НВ и уменьшив на другой. В соответствии с этим, угол взмаха лопасти на одной стороне винта станет больше, а на другой меньше, из-за разницы подъемных сил.

Эта разница и наклоняет вертолет в нужную сторону, как того желал пилот. Но… не только она.

Если на режиме висения вертолета положение лопастей было симметричным и результирующие силы от противоположных лопастей сходились на валу в одной точке, то при их отклонении результирующие силы "расходятся вдоль оси" – пересекают вал винта в разных местах (см. Рисунок 2). А это создает дополнительный момент, наклоняющий вертолет в нужную сторону. Т.е. вертолет начинает лучше реагировать на управление.

Наглядно механизм действия разноса горизонтальных шарниров и перемещения результирующих сил при отклонении лопастей можно продемонстрировать на простом примере. Для этого нам понадобится карандаш и нитки. Возьмем две нитки и привяжем каждую одним концом к карандашу. Карандаш у нас будет изображать вал несущего винта, а нитками мы сымитируем действие результирующих сил от двух лопастей. Положим карандаш на стол так, чтобы нитки были по разные стороны от него: слева и справа. Совместим узелки, которыми нитки привязаны к карандашу, вместе как можно плотнее – это будет режим висения вертолета, когда результирующие силы лопастей встречаются на валу в одной точке. Потащим за ниточки в разные стороны. Как видим, карандаш никуда не поворачивается (если мы тянем с одинаковой силой и узелки плотно совпадают). Так происходит на вертолете: силы уравновешивают друг-друга. Теперь немного, на один-два миллиметра, раздвинем узелки на нашем карандаше. Потянем ниточки и сразу же получим то, что карандаш поворачивается вслед за нитками. Так и несовпадающие результирующие силы от лопастей поворачивают вал, а за ним и вертолет.

Как можно легко убедиться, чем больше мы разносим узелки, тем лучше поворачивается карандаш. Так же происходит и на вертолете: чем на большее расстояние расходятся результирующие силы от лопастей, тем лучше управляется вертолет, т.е. лучше реагирует на команды пилота.

В реальности величина разноса горизонтальных шарниров, которая и определяет насколько разойдутся силы, составляет всего несколько процентов от радиуса несущего винта. Но и этого оказывается достаточно, т.к. силы от лопастей очень большие – тысячи и десятки тысяч кгс.

Но вернемся к несущим винтам с совмещенными горизонтальными шарнирами, которые имеют большинство легких вертолетов. В их случае ГШ объединены в один шарнир, находящийся на оси вала винта. Таким образом у них отсутствует какой-либо разнос ГШ и результирующие силы лопастей всегда сходятся в одной точке на валу – добавки к управлению, которую мы рассмотрели выше, нет. Чтобы компенсировать ее отсутствие, конструкторы увеличили высоту колонки несущего винта. Т.е. увеличили расстояние от втулки НВ до центра масс вертолета, или плечо действия аэродинамических сил.

Вертолет стал выше, но у него улучшилась управляемость: при сохранении силы большее плечо ее действия дает больший момент.

Использование: изобретение относится к несущим винтам вертолета. Сущность изобретения: лопасти несущих винтов включают лонжерон, хвостовые отсеки и на задних кромках некоторых отсеков пластины, используемые при отработке соконусности несущих винтов. Иногда пластины устанавливают по всей длине лопасти с целью увеличения хорды лопасти а, следовательно, ее несущей способности. Однако влияние пластин на относительных радиусах на несущую способность лопасти мало. С целью увеличения несущей способности лопасти, увеличения максимальной и крейсерской скоростей полета, а также максимальной полетной массы вертолета на относительных радиусах устанавливают пластины, увеличивающие хорду лопасти на 10%. 6 ил.

Изобретение относится к вертолетостроению, а именно к несущим винтам вертолетов. Лопасти несущих винтов вертолетов обычно включают лонжерон и хвостовую часть в виде отсеков с сотовым заполнителем. На лопастях несущих винтов используются также пластины, установленные на нескольких хвостовых отсеках в задней кромке. Такие пластины установлены, в частности, на лопастях вертолета Ка-26 на относительных радиусах 0,8 - 0,9 и на отсеках N 16, 17 лопастей вертолетов Ми-8, Ми-8МТ и модификаций этих вертолетов . Эти пластины используют для выравнивания шарнирных моментов лопастей путем их отгиба при отработке несущих винтов. В качестве прототипа выбрана лопасть несущего винта вертолета Ми-8 , которая содержит лонжерон, хвостовые отсеки, причем на задней кромке части хвостовых отсеков установлены пластины. На ряде вертолетов, например на вертолетах Ми-8МТ, Ми-17 и их модификациях, после установки более мощного двигателя появилась возможность увеличения полетной массы вертолета, максимальной и крейсерской скоростей. Однако такая возможность ограничивалась недостаточной несущей способностью лопастей и появлением срыва потока на отступающей лопасти при больших скоростях полета, что приводит к недопустимому возрастанию нагрузок в лопасти и элементах забустерного управления. Технической задачей изобретения является усовершенствование лопастей несущего винта вертолета, которое не требовало бы больших затрат и обеспечивало бы возможность увеличения максимальной и крейсерской скоростей вертолета или его максимальной взлетной массы без существенного увеличения нагрузок в лопасти и забустерном управлении. Технический результат достигается тем, что в лопасти, содержащей лонжерон, хвостовые отсеки и пластины, которые установлены на задней кроме отсеков на относительных радиусах более примерно 0,5, увеличивают хорду приблизительно на 10%. На фиг. 1 изображена схема конструкции лопасти; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - граница срыва несущего винта вертолета Ми-8; на фиг. 5 - переменный поперечный момент на автомате перекоса вертолета Ми-8МТ с серийной и уширенной лопастями; на фиг. 6 - переменный продольный момент на автомате перекоса вертолета Ми-8МТ с серийной и уширенной лопастями. Лопасть содержит лонжерон 1, хвостовой отсек 2, пластины 3. Описанные выше пластины шириной 50 мм, увеличившие хорду лопасти с 520 до 570 мм, были установлены на отсеках N 10 - 21 лопастей вертолетов типа Ми-8МТ на длине L 4,8 м при относительных радиусах . Существенно, что это не потребовало изменения сборочной оснастки лопастей и поэтому может быть внедрено в серийное производство без существенных затрат. Проведены летные испытания вертолета Ми-8МТ с указанными лопастями. Некоторые результаты таких испытаний в виде зависимостей переменной нагрузки в забустерном управлении от скорости полета для серийного и доработанного комплектов лопастей приведены на фиг. 3, 4. Согласно этим результатам у доработанных лопастей резко уменьшился прирост переменных нагрузок на больших скоростях полета, связанный со срывом потока в лопастях. Напряжения в лопастях несущего винта изменились незначительно. Указанные результаты делают возможным увеличить максимальную и крейсерскую скорости вертолета Ми-8МТВ (Ми-17) на 20 км/ч (на 9%) либо увеличить максимальную взлетную массу и полезную нагрузку вертолета с модифицированными лопастями на 1 т (7,6% взлетной массы или на 25% массы груза), что на 9 - 20% повысит транспортную производительность и соответственно снизит стоимость перевозки тонно-километра груза. Технико-экономические характеристики вертолета приблизятся к уровню лучших мировых образцов и повысится конкурентоспособность вертолета.

Документы