Почему вертолеты не стали общедоступным транспортом? И станут ли им аэротакси?
«Согласно современным представлениям о воздухоплавании, для взлета и посадки судов почти всегда требуется большое поле. Как правило, человек не может взлететь рядом с домом и добраться до пункта назначения, как на автомобиле. Но мечты прошлого и обнадеживающие прогнозы на будущее рисуют другой летательный аппарат, способный безопасно подниматься в ограниченном пространстве между домов и деревьев или с маленьких платформ на крышах. Такой аппарат откроет многие возможности и может стать крайне ценным средством передвижения как для обычного человека, так и для государственных организаций», — рассуждал Сикорский в январе 1941 года, выступая с докладом об испытаниях VS-300. Он оказался прав лишь отчасти.
Игорь Сикорский инструктирует пилота во время испытаний вертолета VS-300, 1940 год
© Museum of Flight/CORBIS/Corbis via Getty Images
По всему миру находится в эксплуатации примерно 32 тыс. вертолетов (без учета военных машин). Для сравнения: в одном только Евросоюзе в 2017 году было 268 млн пассажирских и 40,2 млн коммерческих автомобилей. Разница — почти тысячекратная. С помощью вертолетов тушат лесные пожары, патрулируют улицы и побережье, проводят поисковые и спасательные операции, выполняют сельскохозяйственные работы и съемку местности, возят грузы. Но как пассажирский транспорт их используют разве что работники нефтяных и газовых компаний, фирм, занимающихся морскими ветрогенераторами, высокопоставленные менеджеры, чиновники и просто богатые люди.
«Когда Миль говорил, что Россия специально сделана для вертолетов, он имел в виду наши просторы, труднодоступные точки, куда можно летать только вертолетом, но, к сожалению, это и сейчас не реализовано», — рассуждает доцент кафедры «Проектирование вертолетов» Московского авиационного института (МАИ) Борис Артамонов. Впрочем, в других странах вертолеты тоже так и не стали значительной частью транспортной системы, как прогнозировали с 1950-х годов.
Что не так с вертолетами
Главное преимущество вертолетов — способность взлетать и садиться вертикально, а когда надо — зависать в воздухе. Но конструкция, которая позволяет это сделать, создает много трудностей в полете. Причина в винте: вращающиеся лопасти и удерживают машину в воздухе, служа крылом, и обеспечивают ее перемещение в пространстве.
Чтобы вертолет летел горизонтально, пилоты наклоняют его или винт вперед. Чем выше скорость, тем сильнее должен быть наклон — и тем тяжелее удержать аппарат в воздухе: подъемная сила уменьшается. Вдобавок в таком положении растет сопротивление, следовательно, и расход горючего. «Аэродинамика винта существенно сложнее, чем аэродинамика самолета. На порядок или даже несколько порядков», — говорит Борис Артамонов.
Читайте также
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
Вертолеты сравнительно медленные — редкая модель способна лететь с горизонтальной скоростью 350–400 км/ч (крейсерская скорость пассажирских самолетов — 800–900 км/ч). Если лететь еще быстрее, концы лопастей преодолеют звуковой барьер. «Работать на таких винтах — это неразумно, потому что сопротивление большое, нагрузки большие, это все передается на систему управления», — объясняет Борис Артамонов. Сопротивление можно снизить, утончив лопасти на концах, но полностью проблему этим не решить.
Другое препятствие — с увеличением скорости нарастает маховое движение лопастей. Из-за этого машина теряет устойчивость и управляемость, которые и так оставляют желать лучшего. «Без автопилота управлять вертолетом практически невозможно», — говорит Борис Артамонов. Чтобы винт не взмахивал, его крепят к втулке жестко, но тогда лопасти испытывают огромное напряжение. Эту проблему конструкторы пытаются решить с помощью композиционных материалов, но, опять же, пока это удалось не в полной мере.
Проблемы возникают на любой скорости полета. Какой бы она ни была, вертолет испытывает циклические нагрузки, из-за которых узлы машины быстро изнашиваются. «На самолете вы поднялись и летите. Ну, попадаются зоны турбулентности. Мы же проектируем вертолеты не только под статическую, но и под динамическую нагрузку», — рассказывает Борис Артамонов. По его словам, первые лопасти служили всего 100–200 часов, а сейчас ресурс достигает 2–3 тыс. часов.
Но пусть современным вертолетам реже нужна замена деталей, пользоваться ими все равно дорого. «Перевозить вертолетами людей или грузы не так выгодно, как самолетами. У них слишком маленькая вместимость, чтобы конкурировать на больших расстояниях. Другая причина — расход горючего: «тяжелые» вертолеты с 20 пассажирами на борту способны пролететь лишь около 500 морских миль (чуть менее 1 тыс. км — прим. ТАСС). По сравнению с самолетами они играют незначительную роль», — объясняет в письме аналитик консалтинговой компании International Bureau of Aviation Алистер Фэллон. Пассажирам вдобавок приходится мириться с шумом и тряской, которые тоже пока не получается снизить до комфортного уровня.
Все это запирает вертолеты в нишах, где им просто нет замены.
Как еще приспособить винты для полетов
Совершенствовать конструкцию вертолетов — это один путь. Другой — изменить их настолько, что получатся летательные аппараты другого класса. Еще в 1950-х годах британская компания Fairey Aviation создала аппарат под названием Rotodyne. Сверху у него располагался несущий винт, как у вертолета, а по бокам — короткие крылья с дополнительными пропеллерами, как у самолета. Подобные машины называются винтокрылами и были изобретены еще 100 лет назад. По идее, они способны развить большую скорость по сравнению с вертолетами, не теряя устойчивости.
Rotodyne задумывался как лайнер с вертикальным взлетом и для гражданских, и для военных нужд, но дальше прототипа дело не пошло. По рассказам очевидцев, машина шумела так, что людям было трудно разговаривать даже в 3 км от нее.
Аппарат Rotodyne, созданный компанией Fairey Aviation
© Johannes Thinesen/CC BY-SA 2.5/Wikimedia Commons
Впрочем, идею не забросили. В Airbus разрабатывают экспериментальный аппарат RACER, напоминающий Rotodyne, только меньшего размера и с двойными узкими крыльями, сходящимися на концах. На высоких скоростях крылья будут создавать подъемную силу, снимая часть нагрузки с несущего винта, а дополнительные пропеллеры позволят разогнать машину так, чтобы края лопастей не преодолевали звуковой барьер. Но пока это все теория: тестовые полеты RACER запланированы на 2020 год.
Другой родственник вертолетов — конвертоплан, еще больше напоминающий самолет. У таких машин винты установлены только на крыльях: располагаясь параллельно земле, они позволяют подниматься и опускаться вертикально, а в полете поворачиваются вперед. «Схема интересная, но в ней и проблем много. На винты ложится огромная нагрузка, если откажет силовая установка, то машина не сядет в режиме авторотации (когда лопасти вращаются сами по себе подобно семенам клена — прим. ТАСС), в пылевых условиях было несколько аварий, потому что летчики теряют ориентацию, не видя землю», — объясняет Борис Артамонов. Вдобавок, даже если наклоняется только винт, а не двигатель или крыло целиком, конструкция с поворотным механизмом сложнее и дороже, чем у обыкновенных самолетов.
В мире существует всего несколько моделей конвертопланов, большинство из них — экспериментальные. Чуть ли не единственный серийный аппарат — американский военный V-22 Osprey и его модификации.
Конвертоплан V-22 Osprey
© Mark Wilson/Getty Images/AP Photo
Правда, NASA, Leonardo, Karem Aircraft разрабатывают новые демонстраторы и даже серийные модели, которые покажут, стоит ли игра свеч. По словам Алистера Фэллона, в этой области лидирует Leonardo: ее гражданский конвертоплан AW609 должен быть готов самое позднее в начале 2020 года, производитель уже договорился о поставке двух аппаратов для Era Group. Их будут использовать для поисково-спасательных операций, транспортировки к прибрежным объектам, перевозки VIP-пассажиров и пациентов — иными словами, так же, как вертолеты.
Революционны ли коптеры
Но ни о вертолетах, ни о винтокрылах, ни о конвертопланах не говорят столько, сколько о летательных аппаратах с четырьмя и более винтами, пилотируемых и беспилотных. Хотя схема была известна давно, такие машины — прежде всего жужжащие над головой квадрокоптеры — получили распространение только в последние годы. «Считаю, причина в том, что на них можно реализовать электропривод винтов, появились шаговые двигатели, которые вращаются с приемлемыми оборотами, лопасти из композиционных материалов, электронные системы управления. Все это соединилось и дало толчок», — объясняет Борис Артамонов.
© Промо-ролик Uber о будущих летающих такси
Но одно дело — сконструировать квадрокоптер, помещающийся в рюкзак, другое — машину, которая способна поднять в воздух тяжелые грузы и пассажиров. Чем больше винтов, тем сложнее контролировать аппарат, ведь у каждого из них необходимо по отдельности регулировать скорость вращения и угол атаки (в простых аппаратах винты не поворачиваются, но от этого управлять ими даже труднее), не говоря уже о других параметрах полета. Человеку такое не под силу, поэтому требуется автоматика, в идеале — такая, чтобы летать вообще без летчика.
Технологии автопилотирования значительно усовершенствовались. В марте 2019 года корреспондент сайта Wired полетал на опытном вертолете компании Sikorsky с системой Matrix. Эта система позволяет выбрать на экране планшета место назначения, желаемую скорость, высоту и, нажав всего одну кнопку, отправиться в путь. «Kaman Aerospace испытала свой вертолет K-Max в беспилотном режиме со сбросом груза, но тесты проходили в безлюдном месте, где нет дорог», — рассказывает Алистер Фэллон. Корреспондент Wired тоже летал за городом. Не подведут ли эти системы, когда вокруг много помех, — это еще вопрос.
Впрочем, Борис Артамонов напомнил, что в августе 2019 года на праздновании юбилея ВДНХ рой квадрокоптеров рисовал в небе разные фигуры, выстраиваясь впритирку друг к другу, как по линейке. Это шоу не доказало, что сотни или даже тысячи аэромобилей спокойно поделят небо, хотя выглядело обнадеживающе.
Читайте также
Аэротакси в городе. Как сейчас работает сервис и есть ли у него будущее?
Кроме автоматизации инженерам предстоит разобраться еще с одной проблемой. В коптерах используются электрические двигатели, более надежные и простые в управлении, чем двигатели внутреннего сгорания. Питаются они от аккумуляторов, а емкости батарей на сегодняшний день хватает в лучшем случае на десятки минут полета. Аккумулятор можно установить и побольше, но тогда и масса летательного аппарата увеличится, а значит, ему потребуется больше энергии — получается замкнутый круг. Вдобавок перезарядка занимает больше времени, чем дозаправка, а время — деньги. «Когда сталкиваешься с этими вещами, ясно, что создать «чисто электрический» аппарат грузоподъемностью в тонну практически невозможно. Легче — можно, но тогда полет будет 10–20 минут. Далеко ли вы улетите?» — рассуждает Борис Артамонов.
«Если рынок не просядет и условия в мировой экономике позволят дальше инвестировать в аппараты с вертикальным взлетом и посадкой, то есть все шансы, что новые способы передвижения по воздуху станут реальностью», — считает Алистер Фэллон. Но планы производителей смелее, чем прогноз аналитика. Например, Uber уже в следующем году собирается испытать свое аэротакси (что-то среднее между конвертопланом и коптером), а в 2023-м — начать его коммерческую эксплуатацию. Уложиться в сроки компании будет трудно, и дело не только в технологиях.
Что не во власти инженеров
«Воздушное пространство ограничено. Не просто так борются с квадрокоптерами: возможны столкновения, аварии, не говоря уже о проблемах режимности и секретности. Над столицей если кто-то и летает, то вдоль русла Москвы-реки либо за окружной дорогой. Вы даже не полетите к себе на дачу, потому что у нас везде разрешительный принцип: вы должны запрашивать диспетчера», — объясняет Борис Артамонов.
В Китае, как сообщает агентство Reuters, регулирование воздушного пространства ослабили, но в крупных городах и поблизости от них все равно так просто не полетаешь. Европейское агентство авиационной безопасности (EASA) летом 2019 года утвердило основные требования к легким аппаратам с электродвигателем, которые взлетают и садятся вертикально, но полные спецификации еще не готовы. К тому же EASA отвечает только за машины, а лицензированием летчиков и контролем воздушного пространства занимаются органы Европейского союза и стран-членов. В США все эти полномочия — у Федерального управления гражданской авиации, но оно еще не определилось с нормативами для инновационного транспорта.
Для того чтобы многовинтовые аппараты — и вертолеты — стали массовыми, также нужна новая инфраструктура, прежде всего посадочные площадки в удобных местах. «Вы их не видите, но на современных домах есть такие площадки», — говорит Борис Артамонов. Вот только проектировали их для экстренных случаев, а не сотен или даже тысяч полетов в день. Хватит ли всем места — хороший вопрос, но также не ясно, согласятся ли люди терпеть шум и завихрения воздуха, создаваемые винтами (вездесущий предприниматель Илон Маск считает, что нет, не станут, поэтому следует развивать подземный транспорт).
Читайте также
Илон Маск достроил тестовый тоннель под Лос-Анджелесом. Что это за транспорт будущего?
«Для военных, правоохранительных органов и органов безопасности, поисковых и спасательных служб, медиков, в операциях по оказанию гуманитарной помощи, для перевозки VIP-пассажиров и некоторых других нужд вертолеты всегда будут незаменимы», — считает Алистер Фэллон. Если инженерам удастся устранить недостатки многовинтовых аппаратов с электродвигателями, то эти машины составят вертолетам конкуренцию. Соперничать с другими видами транспорта будет труднее. «Стоимость тонны-километра в любом случае будет выше у вертолета, чем у самолета. На квадрокоптерах точно так же, но экономику еще не считали. Но при этом вы имеете вертикальный взлет и посадку, за это надо платить», — говорит Борис Артамонов.
Возможно, летательные аппараты с электродвигателями сначала будут востребованы вообще не как транспорт в привычном смысле. «Мы с дипломником делаем проект — квадрокоптер-пожарник. Он поднимается и выстреливает ракету, пробивает стекло, и внутри распыляется огнегасящий порошок. Этому квадрокоптеру не нужен большой запас энергии. Он опускается, можно заменить аккумулятор. Или поднимается второй. Фактически это гранатомет, подвешенный к вертолету», — рассказывает Борис Артамонов. А вертолеты так и останутся в своих нишах, где им нет альтернативы.
Марат Кузаев
почему они никогда не поднимаются выше облаков — 27.
12.2021 — Lifestyle на РЕН ТВЗнаете ли вы, зачем вертолету нужен хвостовой винт? Некоторые считают, для того чтобы двигаться вперед. То есть несущий винт поднимает машину вверх, а хвостовой — обеспечивает горизонтальное движение. На самом деле это не так. Если попытаться полететь на вертолете с одним винтом, он начинает крутиться на месте. Именно для того, чтобы компенсировать это вращение, и нужен хвостовой винт. Как же вертолет летит вперед? Может ли он летать назад? Почему он не может забраться выше облаков? И что в меру упитанный мужчина с пропеллером скрыл от Малыша? На эти вопросы ответили эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Фигуры высшего пилотажа
Фото: Скриншот видео Рен тв
Совместный полет истребителя Су-30СМ и ударных вертолетов Ми-28Н. Несколько минут боевые машины держат в воздухе ровный строй. На первый взгляд ничего необычного. Но на самом деле это один из самых сложных приемов группового пилотажа.
«Это скорость порядка 220 километров в час. И особенность — выдерживание строя. Потому что, если, скажем, у самолетов все части неподвижны и они могут практически крыло в крыло лететь, то для вертолета полет строем — это полет на минимальных расстояниях с вращающимися лопастями», — отметил заслуженный летчик-испытатель РФ Владимир Хорев.
Дозаправка вертолета в воздухе
Фото: Скриншот видео Рен тв
Но зачем истребителю лететь со скоростью вертолета? Во время таких тренировок наши летчики оттачивают мастерство пилотирования, а иностранные — отрабатывают навыки выполнения дозаправки в воздухе.
Пилоту винтокрылой машины нужно держать одинаковую скорость с самолетом-заправщиком и соблюдать минимальную дистанцию. Одно неверное движение — и лопасти перебьют топливный шланг.
«Вы не представляете, как это сложно для всех — и для вертолета, и для самолета. Вертолет догоняет самолет, у него имеется длиннющая штанга. Заправочный шланг заканчивается специальным зонтиком, куда вертолет должен этой штукой попасть», — пояснил преподаватель Московского физико-технического института Дмитрий Кузякин.
Благодаря чему вертолет летит вперед?
Фото: Скриншот видео Рен тв
Как взлетает вертолет — понятно. Набегающий поток воздуха давит на лопасти, которые вращаются со скоростью до 350 оборотов в минуту. Но благодаря чему он летит вперед? За горизонтальное движение машины отвечает автомат перекоса.
Он меняет углы наклона лопастей и распределяет подъемную силу. Если тяга больше в носовой части, вертолет летит вперед. Если сместить ее к хвосту — машина полетит назад.
«Все за счет лопастей. Вертолет за счет лопастей и взлетает, и садится, и груз тащит. Даже больше — он рулит по бетонке перед взлетом тоже за счет лопастей», — отметил Дмитрий Кузякин.
Из чего делают лопасти вертолета?
Фото: Скриншот видео Рен тв
Лопасти первых винтокрылых машин делали из дерева, потом — из более надежного металла. Сейчас их изготавливают из композитных материалов. Разные по физическим свойствам компоненты укладываются слоями и пропитываются специальной смолой. В результате появляется новый материал с уникальными свойствами. Композитные лопасти очень прочные и прослужат гораздо дольше, чем металлические.
«Применяется как технология спиральной намотки, так и технология выкладки. Технология спиральной намотки заключается в намотке на специальном оборудовании заранее подготовленных ленточек из различных наполнителей, будь это стеклянный или гибридный материал», — сказала главный металлург лопастного цеха Ростовского вертолетного завода Мария Михеева.
Почему вертолет не может забраться выше облаков?
Фото: Скриншот видео Рен тв
Композитные лопасти не боятся даже прямых попаданий из стрелкового оружия. А еще такие лопасти за счет меньшего веса увеличивают подъемную силу вертолета на треть. Благодаря этому он может лететь выше. Но как заставить вертолеты покорить облака, инженеры до сих пор не придумали.
Почему вертолет не может взлететь над облаками? Что мешает ему подняться выше 4 километров над землей? На самом деле все достаточно просто. Там, где воздух сильно разрежен, винтам не от чего отталкиваться. На такой высоте из-за разреженного воздуха пилотам тоже придется несладко. Поскольку вертолет не герметичный, им просто будет нечем дышать.
Попытка покорить облака
Фото: Скриншот видео Рен тв
Впрочем, попытки заглянуть за облака были. Российский тяжелый многоцелевой вертолет Ми-26. Восемь лопастей. Диаметр несущего винта — 32 метра. В 2011 году этот летающий гигант эвакуировал военный Ми-8 со склона Эльбруса, с высоты 5 тысяч метров над уровнем моря. Руководил спасательной операцией Владимир Хорев, заслуженный летчик-испытатель.
«Для того чтобы работать на этой высоте, нам пришлось полностью задние створки снять, максимально облегчить вертолет. То есть все, что можно было из вертолета убрать, убрали — одну из лебедок, какие-то крепежные вещи», — сказал Владимир Хорев.
Но и этого оказалось мало. Даже на максимальных оборотах двигателя машина с трудом держалась в разреженном воздухе. Любой сильный порыв ветра — и лопасти заденут скалы. Чтобы сделать вертолет еще легче, пришлось выжечь почти все топливо.
«Плавненько протащили груз в этот распадок между ледником и скалами. Уже красные лампочки горели — аварийный остаток топлива. Но тем не менее доставили вертолет на площадку базовую благополучно», — отметил Владимир Хорев.
Возможности вертолета
Фото: Скриншот видео Рен тв
Вертолет — идеальная машина для спасательных и боевых операций. Он может взлетать с места, может двигаться в любом направлении и зависать над землей или водой. Но что если у вертолета откажут двигатели? Как спасти экипаж и пассажиров?
«У вертолета есть обалденное свойство: даже если выключаются оба двигателя, вертолет остается пригодным для того, чтобы на нем можно было опуститься и спокойно сесть. Называется «режим авторотации». Приходящий снизу поток раскручивает лопасти винта, и вы, разогнавшись при снижении, можете раскрутить лопасти достаточно сильно, чтобы потом, выходя в горизонтальный полет, осуществить плавную посадку», — сказал Дмитрий Кузякин.
Система катапультирования вертолета
Фото: Скриншот видео Рен тв
Пилотов боевых вертолетов с соосной компоновкой винтов, например, Ка-52, спасет система катапультирования. Аварийная автоматика при помощи пиропатронов за доли секунды отстрелит лопасти и запустит ракетно-парашютную систему.
«Пока буксировочный двигатель тащит летчика вверх, парашют раскрывается. И практически с нулевой скоростью и с нулевой высоты летчик может катапультироваться», — пояснил Владимир Хорев.
Сегодня маленький вертолет может позволить себе каждый. Дроны-беспилотники доставляют пиццу, следят за безопасностью и даже пасут овец. Но дружить с людьми и есть варенье пока ни один дрон не научился. Как никто до сих пор не разгадал и главный секрет Карлсона — человека и вертолета. Если у него всего один винт, то почему его не закручивает в противоположную сторону?
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты — об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко.
Вертолет | Факты, история и типы
вертолет; вертикальный полет
Смотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Игорь Сикорский Дик Смит Чарльз Уилфред Батлер Ханна Райч Александр Сергеевич Яковлев
- Похожие темы:
- пропеллер Реактивный рейнджер управление по каналу тангажа Добльхофф WNF 342 Маленький Генри
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое вертолет?
Вертолет — это летательный аппарат с одним или несколькими горизонтальными винтами или винтами с механическим приводом, которые позволяют ему взлетать и приземляться вертикально, двигаться в любом направлении или оставаться неподвижным в воздухе.
Кто разработал первый вертолет, способный к свободному полету с экипажем?
Поль Корню был французским инженером, который спроектировал и построил первый вертолет для выполнения свободного полета с экипажем.
Каков принцип полета вертолета?
Вертолет получает свою подъемную силу за счет вращающегося аэродинамического профиля (несущего винта). Его основной аэродинамический профиль представляет собой узел вращающихся лопастей, установленный на фюзеляже на шарнирном валу (мачте), соединенном с двигателем и органами управления полетом. Хвостовая часть вертолета несколько удлинена по сравнению с хвостовой частью самолета, а руль направления меньше и оснащен небольшим рулевым винтом.
Чем вертолет отличается от самолета?
Вертолет — это летательный аппарат, по крайней мере, с одним горизонтальным воздушным винтом или ротором, который позволяет аппарату взлетать и приземляться вертикально, двигаться в любом направлении и оставаться неподвижным в воздухе. Самолет, напротив, должен взлетать и садиться горизонтально, двигаться в одном направлении и не может оставаться неподвижным в воздухе.
Какова история развития вертолетов?
Конструкции и модели машин вертикального полета можно найти еще в 400 г. н.э. Первые вертолетоподобные моторизованные летательные аппараты, которые могли подниматься над землей (часто всего на фут или два и всего на несколько секунд), были запущены в 1919 г.07. Только в 1930-х годах технология была достаточно развита, чтобы позволить вертолетам совершать полеты на значительные расстояния.
вертолет , летательный аппарат с одним или несколькими горизонтальными винтами или винтами с механическим приводом, которые позволяют ему взлетать и приземляться вертикально, двигаться в любом направлении или оставаться неподвижным в воздухе. Другие летательные аппараты вертикального полета включают автожиры, конвертопланы и самолеты V / STOL ряда конфигураций.
Идея вертикального взлета, перехода в горизонтальный полет к месту назначения и вертикальной посадки веками была мечтой изобретателей. Это наиболее логичная форма полета, в которой отсутствуют большие посадочные площадки, расположенные далеко от центра города, и неизбежные промежуточные способы передвижения — автомобиль, метро, автобус — которые обычно требуются для полета на обычном самолете. Но вертикальный полет также является самой сложной задачей в полете, требующей большей сложности конструкции, мощности и управления, чем у обычных самолетов с неподвижным крылом. Эти трудности, со временем решенные целеустремленными инженерами и изобретателями, сделали развитие вертикального полета медленным по сравнению с обычным полетом, поскольку первые пригодные вертолеты появились только в начале 19 века.40с.
Одной из важных характеристик истории вертикального полета является всепроникающий человеческий интерес к этому предмету; изобретатели во многих странах приняли вызов на протяжении многих лет, достигнув разной степени успеха. История вертикального полета началась как минимум около 400 г. н.э.; есть исторические упоминания о китайском воздушном змее, который использовал вращающееся крыло в качестве источника подъемной силы. Игрушки, работающие по принципу вертолета — вращающейся лопасти, вращаемой натяжением веревки, — были известны еще в Средние века. Во второй половине 15 века Леонардо да Винчи нарисовал вертолет, который использовал спиральный воздушный винт для получения подъемной силы. Игрушечный вертолет с роторами, сделанными из птичьих перьев, был подарен Французской академии наук в 1784 году двумя мастерами, Лауной и Бьенвеню; эта игрушка предсказала более успешную модель, созданную в 1870 году Альфонсом Пено во Франции.
Первое научное изложение принципов, которые в конечном итоге привели к созданию успешного вертолета, было сделано в 1843 году сэром Джорджем Кейли, которого многие также считают отцом самолетов. С этого момента многочисленными изобретателями был порожден настоящий генофонд идей вертолетов, почти полностью в форме модели или эскиза. Многие из них были технически тупиковыми, но другие внесли свой вклад в окончательное решение. В 1907 году было сделано два значительных шага вперед. 29 сентября, братья Бреге, Луи и Жак, под руководством физиолога и пионера авиации Шарля Рише совершили короткий полет на своем автожире №1, оснащенном 45-сильным двигателем. У автожира была паутинообразная рама и четыре набора несущих винтов. Пилотируемый самолет оторвался от земли на высоту около полуметра, но был привязан и не находился под каким-либо управлением. Бреге стал известен во французской авиации, и со временем Луи вернулся к успешной работе в вертолетостроении. Позже, в ноябре, их соотечественник Поль Корню, который, как и братья Райт, был производителем велосипедов, совершил свободный полет продолжительностью около 20 секунд, достигнув высоты одного фута на двухроторном аппарате, оснащенном двигателем мощностью 24 лошадиных силы. . Другим человеком, который, как и Бреге, заигрывал с вертолетами, делал себе имя на самолетах с неподвижным крылом, а затем возвращался к задачам вертикального полета, был Игорь Сикорский, который провел несколько неудачных экспериментов примерно в то же время.
время.Викторина «Британника»
Рукотворные птицы в небе
Следующие 25 лет характеризовались двумя основными тенденциями вертикального полета. Одним из них было широкое распространение небольших успехов с вертолетами; вторым было появление и очевидный успех автожира (также пишется как автожир).
Вертолет добился постепенного успеха во многих странах, и в следующем кратком обзоре будут отмечены только те, чей вклад в конечном итоге был обнаружен в успешно разработанных вертолетах. В 1912 датский изобретатель Джейкоб Эллехаммер совершал короткие прыжки на вертолете с вращающимися в противоположных направлениях несущими винтами и циклическим управлением по тангажу, что является важным прозрением в проблеме управления. 18 декабря 1922 года сложный вертолет, разработанный Джорджем де Ботезатом для ВВС США, оторвался от земли чуть менее чем за две минуты при минимальном управлении. Во Франции аргентинский изобретатель Рауль Патерас Пескара, сконструировавший в 1920-х и 30-х годах несколько вертолетов с циклическим управлением по тангажу и авторотацией несущего винта в случае отказа двигателя, 18 и 19 апреля установил рекорд дальности полета по прямой.
24 из 736 метров (2415 футов). В том же году во Франции 4 мая Этьен Эмихен установил рекорд дальности для вертолетов, пролетев круг длиной в километр.Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас
В прошлом году, 9 января 1923 года, в Испании Хуан де ла Сьерва совершил первый успешный полет на автожире. Автожир работает по другому принципу, чем вертолет. Его ротор не приводится в действие, но получает подъемную силу за счет механического вращения, когда автожир движется вперед по воздуху. Преимущество его заключалось в относительно коротком взлете и почти вертикальном снижении, и последующий успех автожиров Сьервы и его конкурентов, казалось, омрачил будущее разработки вертолетов. Автожиры быстро совершенствовались и производились в нескольких странах, казалось, заняв настолько полезную нишу, что временно затмили вертолет. Однако по иронии судьбы технология головки несущего винта и лопасти несущего винта, разработанная для автожира, внесла важный вклад в разработку успешного вертолета, который со временем сделал автожир устаревшим.
В 1936 году Германия вышла на передовые позиции в разработке вертолетов, представив Focke Achgelis Fa 61 с двумя трехлопастными несущими винтами, установленными на выносных опорах, и оснащенным радиальным двигателем мощностью 160 лошадиных сил. Fa 61 имел управляемый циклический шаг и установил множество рекордов, в том числе в 1938 году полет на высоте 11 243 фута и полет по пересеченной местности на 143 мили. В 1938 году немецкий летчик Ханна Райч стала первой в мире женщиной-пилотом вертолета, совершив полет на Fa 61 в Немецком Галле в Берлине. Это был как технический, так и пропагандистский триумф. Германия продолжила разработку вертолетов во время Второй мировой войны и первой запустила серийное производство вертолета Flettner Kolibri.
В США, после многих успехов с коммерческими летающими лодками, Игорь Сикорский вновь обратил свое внимание на вертолеты и после длительного периода разработки совершил успешную серию испытательных полетов своего ВС-300 в 1939–41 гг. По сути, испытательный самолет, предназначенный для легкой и быстрой модификации, VS-300 был небольшим (весил 1092 фунта) и оснащался двигателем Lycoming мощностью 65 лошадиных сил. Тем не менее, он обладал характеристиками, характерными для большинства современных вертолетов: один основной трехлопастной несущий винт с общим шагом и хвостовой винт. Однако каким бы успешным ни был ВС-300, он также ясно показал трудности, с которыми столкнутся все последующие вертолеты в процессе разработки. В течение многих лет, по сравнению с обычными самолетами, вертолеты были маломощными, сложными в управлении и подвергались гораздо более высоким динамическим нагрузкам, что приводило к выходу из строя материалов и оборудования. Тем не менее, VS-300 привел к длинной линейке вертолетов Sikorsky и повлиял на их развитие в ряде стран, включая Францию, Англию, Германию и Японию.
После Второй мировой войны коммерческое использование вертолетов быстро развивалось во многих областях, включая пожаротушение, полицейскую работу, опрыскивание сельскохозяйственных культур, борьбу с комарами, медицинскую эвакуацию, а также перевозку почты и пассажиров.
Расширяющийся рынок привел к появлению новых конкурентов, каждый из которых по-своему подходил к проблеме вертикального полета. Корпорация Bell Aircraft Corporation под руководством Артура Янга начала свою долгую и выдающуюся историю самолетов вертикального полета с серии прототипов, которые привели к модели Bell Model 47, одному из самых значительных вертолетов всех времен, включающему шарнирно-сочлененную раму. гиростабилизированный двухлопастный несущий винт. Фрэнк Пясецкий создал Piasecki Helicopter Corporation; в его конструкции использовалась концепция тандемного ротора. Использование сдвоенных тандемных винтов позволило вертолетам вырасти почти в два раза по сравнению с предыдущими размерами без трудностей с созданием очень больших лопастей несущего винта. Кроме того, размещение сдвоенных винтов обеспечивало большой диапазон центровки. Соревнование было международным, с быстрым прогрессом в Советском Союзе, Великобритании, Франции, Италии и других странах.
В еще большей степени, чем у самолетов, разработка вертолета была ограничена мощностью двигателя. Поршневые двигатели были тяжелыми, шумными и менее эффективными на большой высоте. Первое применение технологии реактивных двигателей в вертолете было осуществлено в 1951 году на вертолете HTK-1 компании Kaman Aircraft Corporation, который имел запатентованные Kaman аэродинамические сервоуправляемые несущие винты в конфигурации «синхроптер» (т. траектории движения лезвия).
В обычных самолетах мощность реактивного двигателя использовалась главным образом для увеличения скорости. В вертолете тяга реактивной турбины должна была улавливаться редуктором, который вращал несущий винт. Реактивный двигатель имел много преимуществ для вертолета: он был меньше, весил меньше, чем поршневой двигатель сопоставимой мощности, имел гораздо меньшую вибрацию и использовал менее дорогое топливо. Французская SNCA-S.E. 3130 Alouette II совершил свой первый полет 12 марта 1955 года с газотурбинным двигателем Turbomeca Artouste II. Он быстро стал одним из самых влиятельных вертолетов в мире и начал повсеместное использование реактивных вертолетов.
В настоящее время на рынке доступно огромное количество типов вертолетов, начиная от небольших двухместных частных вертолетов и заканчивая большими пассажирскими вертолетами и рабочими транспортными средствами, способными перевозить огромные грузы в отдаленные места. Все они соответствуют основным принципам полета, но из-за уникальной природы несущего винта и систем управления вертолета методы управления ими различаются. Существуют и другие типы самолетов с вертикальной подъемной силой, средства управления и методы которых часто представляют собой смесь обычного самолета и вертолета. Они составляют небольшую часть общей картины полета, но приобретают все большее значение.
Определение и значение вертолета — Merriam-Webster
1 из 2
он·ли·коп·тер ˈhe-lə-ˌkäp-tər
ˈhē-
: летательный аппарат, подъемная сила которого создается аэродинамическими силами, действующими на один или несколько несущих винтов, вращающихся вокруг практически вертикальных осей
вертолет
2 из 2
непереходный глагол
: путешествовать на вертолете
переходный глагол
: перевозить на вертолете
Синонимы
Существительное
- Измельчитель
- коптер
- взбиватель яиц
- привет
- whirlybird
Просмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе
Примеры предложений
Существительное взял вертолет тур, чтобы лучше почувствовать величие Гранд-Каньона
Последние примеры в Интернете
Он был назначен пилотом вертолета медицинской эвакуации в армию. — Фил Гаст, CNN , 10 апреля 2023 г. Его взяли 9Вертолет 0137 в региональный медицинский центр Орландо. — Кристофер Канн, Орландо Сентинел , 8 апреля 2023 г. Неважно, что корабль находился так далеко, что каждый фунт имел значение для припасов, которые должны были быть доставлены вертолетом . — Менахем Векер, Sun Sentinel , 6 апреля 2023 г. Другой альпинист, 34-летний мужчина, упал примерно с 40 футов, когда столб льда раскололся при ударе, но его удалось поднять с горы на 9 метров.0137 вертолет и получил серьезные травмы. — Джон Хаворт, ABC News , 5 апреля 2023 г. Кэлхун был доставлен на вертолете в больницу в Скоттсдейле, ему восстановили челюсть с помощью операции, а затем он провел три месяца в изоляции от COVID-19, чтобы ничего не делать, кроме как думать о бобах. — Эван Грант, Dallas News , 5 апреля 2023 г. У одной женщины были рваные раны на лице и других частях тела, и ее унесло вертолет . — Адриан Сайнс, BostonGlobe.com , 3 апреля 2023 г. Пожарные округа Лос-Анджелес и сотрудники Калифорнийского дорожного патруля спасли 51 человека, некоторые из них на вертолете . — Луи Саагун, Los Angeles Times , 2 апреля 2023 г. У одной женщины были рваные раны на лице и других частях тела, и ее унесло вертолет . — Адриан Сайнс, Эндрю Демилло и Бен Финли, ajc , 2 апреля 2023 г.
Бригады ботаников отправляются к суровым берегам острова на лодке или 9Вертолет 0137 для удаления сорняков. — Тим Лайдон, Smithsonian Magazine , 13 апреля 2023 г. Ранним вечером в понедельник Байден направился в международный аэропорт Сан-Диего, чтобы сесть на вертолет Marine One и отправиться на сбор средств на ранчо Санта-Фе. — Гэри Роббинс, Сан-Диего Юнион-Трибьюн , 13 марта 2023 г. Есть родители-вертолеты, а есть родители, которые вертолет . — Дерек Бласберг, WSJ , 25 января 2023 г. В течение двух сезонов он смог доставить вертолет на тренировки «Клипперс» из своего дома недалеко от Сан-Диего. — Dallas News , 26 июля 2021 г. Фактически, ученые, наблюдающие за извержением, смогли вертолетов спасти пару приборов для мониторинга диоксида серы FutureVolc, которые были захвачены наступающей лавой ранее во время извержения. — Эрик Клеметти, 9 лет.0137 Журнал Discover , 20 января 2015 г. Есть частный причал для людей, прибывающих на лодке, в то время как посетители, которые предпочитают более драматичное и целесообразное прибытие, могут приземлиться на вертолете благодаря вертолетной площадке в близлежащем яхт-клубе Покипси. — Дэвид Кауфман, Robb Report , 17 августа 2022 г. В ближайшие 50 лет человек сможет поднять вертолет прямо со своего заднего двора на крышу своего офисного здания. — Редакция популярной механики, Популярная механика , 11 января 2022 г. Вертолет входит в игру, затем вертолет выходит, и все тебя любят. —Марк Хейм | [email protected], al , 27 ноября 2021 г. Узнать больше
Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «вертолет». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.
История слов
Этимология
Существительное
Французский helicoptère , от греческого heliko- + pteron wing — больше на перо
Первое известное использование
Существительное
1887, в значении, определенном выше
52, в значении, определенном в непереходном чувство
Путешественник во времени
Первое известное использование вертолет был в 1887 г.
Посмотреть другие слова того же года
Словарные статьи Рядом с
вертолетгеликоний
вертолет
родитель вертолета
Посмотреть другие записи рядом
Процитировать эту запись
Стиль
MLAЧикагоAPAMМерриам-Вебстер
«Вертолет. » Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/helicopter. По состоянию на 23 апреля 2023 г.
Ссылка на копию
Детское определение
Вертолет
существительное
он·ли·коп·тер
ˈhel-ə-ˌkäp-tər,
ˈhē-lə-
: летательный аппарат, поддерживаемый в воздухе винтами, вращающимися вокруг вертикальной оси 2 англ. : Перевод вертолета для говорящих на испанском языке
Britannica English: Перевод вертолета для говорящих на арабском языке
Britannica.