Почему вертолёты летают так медленно?
HTML-код
- Опубликовано: 21 янв 2022
- Скорость вертолёта ограничена двумя параметрами: во-первых, отношением вращательной скорости конца лопасти к поступательной скорости фюзеляжа, во-вторых тем, что скорость конца идущей вперёд лопасти относительно воздуха не может превышать скорость звука.
Ключевые слова: поступательное движение, вращательное движение, сложение движений, несущий винт, подъёмная сила, скорость звука, звуковой барьер, волновой кризис, helicopter rotor
К вопросу увеличения скорости зарубежных вертолетов aviadrive.ru/posts/163
Винт преодолел звуковой барьер epizodsspace.airbase.ru/bibl/...
Винтокрылые лошадки nplus1.ru/material/2015/06/24...
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Вычитал тут причину ограничения максимальной скорости полета вертолета. И она заключается в срыве потока с лопастей которые находятся в зоне компенсации асимметрии подъемной силы. Получается такая зависимость. При поступательном движении возникает асимметрия в подъемной силе о которой говорится в ролике, но для компенсации этого эффекта автоматом перекоса добавляют угол атаки лопасти в этой зоне что бы увеличить подъемную силу. Но с ростом скорости этот процесс прогрессирует и настигает такой момент когда угол атаки уже очень большой и вместо увеличение подъемной силы, появляется в рыв потока и резкое падение оной. Поэтому сверхзвуковая скорость концов лопастей, не единственная причина ограничения скорости полета… Ваш канал постоянно толкает меня что-то где то почитать и в чем-то разобраться… это замечательно..
@@Ezer2000 Понимаю , что вы троль, но напишу. Это не подлизывание, так оно и есть. Собственно, канал и создан для того, чтобы люди, узнав основы, интересовались и развивались дальше. Огромное спасибо человеку, которому небезразлична судьба будущего поколения.
Для одновинтовой машины справедливо. А у двухвинтовой это компенсируется и не надо делать критический угол атаки. И всё же они незначительно летят быстрее. Отсюда вывод - основным камнем преткновения является сверхзвуковая скорость на краях винта и дозвуковая возле оси.
Я в игры не играю, и не понимаю, о чем вы говорите. Могу задать только вопрос - вы умнее современных учёных и инженеров?
@@denikos4216 полностью согласен. Ну, это и ребёнку понятно
@@Ezer2000 В СССР строили вертолет с турбинами на концах лопастей, но особого преимущества перед обычным вертолетом не достигли, насколько я знаю.
Сделайте пожалуйста видео про физику полёта автожира. Мне кажется это было бы прекрасным продолжением темы про вертолёт.
у автожира другое управление ротора
Гироплан звучит красивше.)
@@schetnikov а экраноплан уже был?
@@user-yh8lc6zw1m да хоть винтоплан, только не автоЖИР. )
@@schetnikov нужны Ваши пояснения по поводу этого видео ruclips.net/video/UlcKjbM1Z9g/видео.html
У лопастей вертолета переменный угол атаки, т.е. если начертить окружность с радиусом лопости, и поделить ее на 4 части, то у одной и той же лопасти, в каждой из частей может быть разный угол атаки, за счет этого вертолет и может летать не только вверх-вниз, а еще и крениться, рыскать и изменять тангаж.
Рысканье на вертолётах классической схемы производится рулевыми винтом
это и ограничивает его скорость в горизонтали
@@ace-chaman что "это"? Переменный угол атаки? Вроде как в ролике объяснили, что ограничивает линейную скорость, при чем тут угол атаки?
Профиль крыла, или лопасти работает в определенном диапазоне линейных скоростей и углов атаки. При снижении скорости происходит "срыв потока" и подъемная сила скачком падает. При увеличении угла атаки плюсом уменьшается "аэродинамическое качество" - отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению, еще и срыв потока происходит при бОльших скоростях. Итого управлением циклического шага можно выправить крен, но не до бесконечности.
@@user-sm3fq1ct9y я так полагаю, автор предлагает уменьшать угол атаки лопасти в момент, когда она имеет наибольшую скорость и увеличивать угол с уменьшением скорости. Так с одной стороны лопасть будет иметь большую скорость, но небольшой угол атаки, что позволит уравновешивать противоположную лопасть с большим углом атаки и меньшей скоростью
Финальный вопрос, как и вопрос движения вперед, должен решаться при помощи автомата перекоса. Поворот (угол наклон) наступающих лопастей должен быть меньше угла наклона отстающих.
Красота и сложность концепции полёта современного вертолёта "классической" схемы заключена в его главном узле - автомате перекоса. Именно он позволяет менять угол атаки лопастей ротора на разных участках их движения. Он и задаёт уникальную "фишечку" вертолёта - возможность не просто зависать, но и двигаться в любом направлении.
Углы атаки лопастей могут меняться при неизменном положении автомата перекоса... т.е при одном и том же угле установки, угол атаки лопасти, в зависимости от азимутальног роложения лопасти и скоросьи полета может быть совершенно различным...
Когда знаешь ответ, он кажется очевидным)
Но я помню, в каком восторге был, когда узнавал об этих проблемах вертолетостроения и найденных решениях
Зачем тебе?
@@user-lp8xj6cb3w что?
Спасибо Вам за Ваши видеоролики! Очень интересно узнать что то новое для себя
Внесу поправку, с одновинтовым вертолетом все верно сказано, но у двухвинтового скорость ограниченна по другой причине, просто механика (автомат перекоса лопостей)не позволяет при таких скоростях и соответствеено больших оборотах винта за один оборот наклонить лопость в низ и в верх.
Поднимите в топ, пусть увидят и объяснят если я не прав.
Не вполне прав...
У каждого ротора свой автомат перекоса.
Очень интересно!!!
Спасибо большое за информацию
Для классической схемы, только автомат перекоса. Набегающая лопость должна иметь меньший угол атаки и соответственно меньшую подъемную силу.
А так для максимальной скорости нужна двухвинтавая схема в любом её просчвление (соосная, перекрещивающиеся или разнесенные винты). Тогда и опрокидывания не будет, а подъёмная сила отступающей лопасти может быть даже нулевой. Поскольку подъёмная сила от отступающей лопасти винта становится более не нужна. Следовательно и её скорость относительно вертолёта становится возможной даже околонулевой, а набегающая лопость может иметь скорость почти двойной. Следовательно скорость вертолёта может быть близка к половине скорости звука.
С другой стороны, чтобы вертолёт так быстро двигался, ему нужен либо толкающий винт, либо иной движитель (например, турбовинтовой двигатель, как у самолёта). А поскольку у вертолёта задача не только быстро летать, но и зависать, то у данного движителя должны быть свои возможности изменения тяги, например, это может быть свой автомат перекоса у толкающего винта.
Толкающему винту автомат перекоса не нужен - достаточно обычного изменения только общего шага, как на любом самолётном ВИШ или хвостовом винте классического вертолёта.
Вообще в видео показано не так много, три проблемы у НВ, это волновое сопротивление на конце лопасти, срыв потока от радиальной скорости вращения и набегающего потока, и зона обратного обтекания. Для уменьшения волнового эффекта на конце лопасти делают или законцовки с большим углом стреловидности или увеличивают лопасть и ее геометрию, срыв потока или скорость уменьшить или крутку другую сделать чтобы увеличить кпд винта, для уменьшении обратной зоны обтекания, всю трансмиссию как это сделано на Ми-24 "заваливают" в сторону возникновения этой самой зоны, посмотри те на фото ми-24 на стоянке она валится на правый бок, так у нее еще и редуктор завален вперед и вправо.
@@tomankt
Ну пожалуй и шага достаточно. Автомат перекоса будет излишне усложнять конструкцию.
Хотя и от автомата перекоса толк будет, тогда тяга справа и слева может быть разной.
У двухвинтовых соосных есть другая проблема. Опрокидывающий момент на корпус вертолета скомпенсирован, это да, но на каждый винт он продолжает действовать. И при определенной скорости сами лопасти изгибает так, что они пытаются задеть лопасти соседа. Это и стало ограничением на скорость Ка-50.
@@Lex_Liven на виражах, а не на скорости, так на классике есть вероятность что нв ударит по балке.
Очень просто объяснили, желаю вам удачи
Афигеть сколько людей шарят в аэродинамике))) Знают что такое автомат перекоса, и зачем лопасти меняют угол атаки относительно наступающей и отступающей))) Пытался ответить но это уже сделали за меня)))
Спасибо за очередное классное видео! Для интересности можно было взять характеристики известных вертолётов (того же Ми-8 или Робинсона), посмотреть их крейсерские воздушные скорости, частоту вращения ротора и диаметр ротора и все выкладки применить к данной конкретной марке)))) Было бы интереснее)
А почему бы не МИ-6? его максимальная скорость больше МИ-8
Я смотрю Ваши ролики с огромным наслаждением! Очень и очень интересно. Всегда задумывался о том, что же ограничивает скорость вертолёта. А тут Вы все так классно рассказали! Спасибо огромное! :)
Во тут прямо классно получилось, я авиастроитель и лучше вас бы не объяснил. Браво.
Класс! Хорошее позитивное видео и доходчиво рассказано! Приятно смотреть! И вертолетик зачетный)) Подписался.
Спасибо за работу
Очень интересно! Продолжайте, это здорово!
Очень качественно все рассказано, в ВУЗе так понятно не объясняют) Есть теоретическая схема, как поднять скорость до 700 км/ч - это конструкция, внешне напоминающая ракету с винтами - взлетает как соосный вертолет, в воздухе переходит в горизонтальное положение и винты работают уже как пропеллеры самолета, а не как несущие винты вертолета (такой принцип использует конвертоплан Osprey).
В США проектировали такой палубный самолёт, проблема возникла в том, что винты работали в сверхзвуковом режиме устойчиво, но от уровня шума пилотам становилось плохо, а скорость всё равно не дотягивала до требуемых величин, позволявших продолжение проекта.
Это уже будет не вертолет.
Смесь бульдога с носорогом....
Спасибо, очень познавательно.
Большое спасибо за ликбез.
очень интересный канал, особенно радует, что из родного города ))) про мосты вообще топ видео !
У них ещё про геометрию, алгебру есть.. Смотрю давно, давно. Тоже училась в Новосибирске немного.
Большое спасибо!
Спасибо, очень познавательно!)
Спасибо за ролик, как всегда интересно и поздновато.
обалдеть! Всё оказалось намного сложнее, чем я себе представлял! Андрей, огромное вам спасибо за такой отличный познавательный контент!
Ну, так Первый полёт Братьев Райт 1903, а первый серийный вертолёт Сикорский построил только в 1942.
это очень примитивное объяснение проблемы.
Вот это подача материала ! 👍👍👍
слишком упрощённая подача материала...
Классный познавательный канал!
Отличное видео! Мне понравилрсь!
Огромное спасибо за сталь ясный и обстоятельный ролик! Мне было очень интересно и всё встало на свои места.
Эх, а я думал что вертолёты теоретически способны дотянуться до сверхзвука...
Для уменьшения несимметричной подъёмной силы диска несущего винта существует автомат перекоса. Чтобы увеличить скорость нужно сделать так, чтобы угол атаки лопастей был как можно меньше, т.е. разгрузить винт. Разгрузить его можно крыльями. Причём при классической схеме крыльям лучше быть несимметричными, т.е. с одной стороны. Много чего можно изобрести, но в основном будет меняться схема.
Несимметричность крыльев лучше достигать механизацией... А это вес.
крылья создают помеху для режима висения...
Система управления сконструирована таким образом,что шаг наступающей лопасти существенно меньше отступающей. Еще лопасть имеет геометрическую крутку,то есть угол установки лопасти больше у комля и плавно уменьшается к законцовке. Этим достигается выравнивание подъёмной силы по длине лопасти,так как участки с меньшей окружной скоростью,имют больший угол установки,и чем выше скорость участка ,тем меньше будет угол относительно воздуха. Но это к обсуждаемой теме не относится.
На вертолёте сильно лопасть не скрутишь, авторотации не будет.
@@user-cw1sp4ni1l тем не менее геометрическая крутка есть. Для самовращения важна косая обдувка.
Это не система управления, а сама втулка винта так сконструирована! Там есть шаровой шарнир, между тягой от тарелки автомата перекоса и Г - образным поводком лопасти на осевом шарнире, центр шарового, специально смещён от оси горизонтального шарнира втулки, на определённое расстояние, из - за чего, шаг наступающей автоматически уменьшается, при её взмахе! С отступающей происходит обратное! Я так думаю!!!
@@freightlinercenturyclass6829 то,что Вы описали,называется компенсатором взмаха лопасти. Но это немного не о том.
@@user-to7tk5tc4c Так ведь от этого она и взмахивает! Чем больше скорость, - тем выше, а этот компенсатор, циклически уменьшает угол атаки на наступающей лопасти и увеличивает на отступающей, до тех пор, пока их подъёмные силы не сравняются, при этом, толкающая сила при косой обдувке тоже уменьшается, что и заставляет аппарат снижать скорость, точнее, не позволяет ему разгоняться в установившемся режиме! Саморегулирующаяся система! Разве не так?
отлично, спасибо! теперь можно поднять вопрос и про вертолетик, который летает по Марсу ;)
Огонь, не знал про это!
У вертолёта есть, так называемый, автомат перекоса. При необходимости, Он меняет угол атаки лопастей, тем самым меняет подъёмную силу лопасти и удерживает вертолёт в нормальном положении.
И этот автомат никоим образом не поможет, если половина отступающей лопасти будет работать "задом наперёд"... Специально недавно сидел рядом с пилотом Робинсона Р-66, и поверьте, что при малой скорости, что при крейсерской скорости около 160 км/ч (относительно воздуха) никакого ощутимого смещения "в сторону" ручки циклического шага не было..... Если что - видео есть на моём канале, одно из последних. Интересно - можете глянуть)
@@ShandlRu , скольжение привносит астатизм в систему, поэтому смещения рычагов были на очень малое время, и вы даже не поняли зачем они и как они сказались на разных силах и моментах вертолёта.
@@RobotN001 Если прямолинейный полёт и скольжения нет, то в этом случае отклонение ручки в моём примере вправо должно быть заметным относительно вертикали... Почему вправо - я говорю относительно пилота вертолёта Р-66, вот видео ruclips.net/video/WH0eYCN9_oY/видео.html и видно, в какую сторону лопасти вращаются))) Может это убирается триммированием, но я не помню, есть ли в Р-66-ом триммирование по крену. По тангажу кажется есть. Во всяком случае ради прикола сегодня Алексею (вертолётчику) письмо написал с этими вопросами))) Пусть ответит, как с командировки вернётся (он снова где-то летает) По крайней мере скажет, на самом ли деле наклоняется вертолёт при увеличении путевой воздушной скорости и это надо компенсировать или это незаметно...
@@ShandlRu Я могу Вам сказать, что на скорости при резком изменении шага, вертолет может себе хвост отрубить несущим винтом, потому что лопасть изгибается быстрее чем компенсируется угол самого вертолета.
@@user-wq1jn3yy2b А при чём здесь это? К теме это совсем не относится. Тема про крен вертолёта а не про тангаж. И да, такое может произойти при резком сбросе шага с одновременным (точнее - на секунду-три раньше) движением ручки циклического шага от себя. То есть ручку циклика - от себя и почти сразу - ручку общего шага вниз до конца. Делать это никто в здравом уме не будет. Тем более, что на вертолётах с двухлопастным ротором движение ручки от себя - строжайше запрещено из-за почти сразу возникающего из-за особенностей простой втулки ротора на двухлопастных роторах эффекта must bumping и почти 100% следующего за этим эффектом разрушения ротора...
Можно с помощью автомата перекоса регулировать подъемную силу лопастей, плюс в добавок сделать наклон хвостового винта так, что бы он поворачивал вертолет в сторону лопасти с меньшей подъемной силой.
Автомат перекоса же?
Вообще гениальное изобретение!
позитивный, но очень ехидный дядька :)
Так там же специальный механизм для изменения наклона лопасти в зависимости от её радиального движения. В своё время был шокирован гением инженерной мысли, читая про этот механизм. Интересно было как вертолёт рулит в полёте. Шок-контентом была информация, что направление полёта меняется не хвостовым винтом. А теперь свежая информация о ещё одном нюансе и функции механизма вертолётного винта. Забыл как он называется. Большое спасибо за чрезвычайно интересный ролик!
Нашёл - автомат перекоса. Гениально.
Я как раз из-за этого эффекта сейчас проектирую соосник. Спасибо за фотографию Сикроского. Теперь я знаю, как ещё увеличить скорость =))
учите аэродинамику по учебнику Ромасевича... тогда останетесь живым... ограничение скорости полета вертолета любой схемы имеет одинаковую физику... в основном это зона обратного обтекания лопасти и увеличение углов установки лопастей приводящее к запредельным углам атаки лопасти и соответственно к срыву потока воздуха на лопасти... что касается соосного вертолета то запредельное увеличение скорости приводит к таким маховым движениям лопасти которые приводит к схлёсту (столкновению) лопастей нижнего винта с лопастями верхнего винта...
Вертолеты крутые. Мой любимый вид транспорта
На Сикорском применена концепция наступающей лопасти и замедление вращения несущего винта при разгоне.
замедление вращения несущего винта приводит к увеличению зоны обратного обтекания лопасти... что требует дополнительного увеличения углов установки лопастей, который тоже не безграничен...
Автомат перекоса может поставить? )
Отличное видео, наглядное.
Чтобы ответить на ваш вопрос, надо очень хорошо разбираться в механизме перекоса
У вертолета имеется автомат перекоса винта. Он и выравнивает векторы сил за счёт изменения в разных положениях угла атаки лопастей. Ещё векторы уравниваются из-за изгиба лопастей, благодаря специальной конструкции ламели.
Спасибо за выпуск . В любом случае при достижении скорости звука у вертолета отвалятся лопасти . Другая аэродинамика .
Вертолёты пока даже 0.75 маха достигают с трудом (имею в виду скорость конца лопасти), потому что после этого резко падает подъёмная сила и резко возрастает сила лобового сопротивления для лопасти.
За Сикорского даже гордость берёт.
Как инженер-ракетчик, я бы добавил "ветрозащиту" для винта :D Почти как защита винтов у многих мультикоптеров
Помимо автомата перекоса, проблемму решают два соосных винта. Один винт создает подъемную силу к примеру справа , а второй слева, получается равновесие в этом случае автомат перекоса не особо нужен.
Угол лопасти можно менять, чтобы регулировать подъемную силу
Угол атаки одной лопасти измерить нельзя
@@rockykid3785 никто не говорит одной. Можно добавить механический узел, разворачивающий немного лопость, которая, например, находится справа, а как только она уходит ближе к середине, опять можно ее разворачивать в обратное положение
@@rockykid3785 ???
Можно и нужно.
Автомат перекоса: важнейший элемент управления.
Нужен крен влево - увеличивается угол атаки справа и уменьшается слева.
И так в любую сторону.
+ компенсация перекоса подьёмных сил, описанных в ролике осуществляет этот же механизм
@@mazur_vg ну именно так и происходит.
Лопасти имеют переменный управляемый угол атаки штурвал между ног пилота управляет этими углами.
@@EvgrafovLev между ног у пилота ручка циклического шага, ею он воздействует на автомат перекоса. А изменение угла атаки лопасти в зависимости от места положения происходит автоматически с помощью механизма, который так и называется - компенсатор. И пилот им не как не управляет.
Перекос ротора, т.е. изменение угла атаки лопасти в зависимости от того где она находится, меньше когда лопасть идет вперед, больше когда таже лопасть идет назад.
Что бы не было опракидывающего момента, есть вертолеты схемы синхроптеп, впервые придуманный немцами в 30-е годы
не стоит забывать и о проблемах хвостового винта с увеличением поступательной скорости вертолета...
Блеск! 👍
кстати, стоит разъяснить разницу между углом установки лопасти и углом атаки лопасти...
Эту проблему решил ещё Хуан Антонио Де Ла Сиерва. Шарниры лопастей(горизонтальный и вертикальный) которые дают лопасти две степени свободы(в плоскости взмаха и в плоскости вращения) уравновешенные центробежной силой. Если двухлопастной ротор, тогда можно один общий шарнир(типа качеля). Но сейчас уже делают безшарнирные втулки(на торсионах и за щьёт гибкости самих лопастей в плоскости взмаха).
Интересно было бы разобрать механику полета вертолета с двумя соосными винтами
И ещё интересно на примере, когда противоположно вращающиеся винты находятся в одной плоскости, но разнесены влево и вправо соответственно (как на конвертоплане o-sprey, например, только конвертопланить при этом не надо)
Ответ: Надо изменять угол атаки лопасти при её вращении
Смотрю, в комментах очень многие упоминают в первую очередь автомат перекоса/циклический шаг. Но с этим есть одна большая проблема. Ведь, как мы видели из картинки, корневая часть идущей назад лопасти движется вперёд, т.е. "задом наперёд" своим профилем относительно воздуха. Т.е. и так уже создаёт отрицательную подъёмную силу. А задрав ей угол установки через автомат перекоса, мы ещё увеличиваем её угол атаки и эту отрицательную подъёмную силу. Если лететь со скоростью чуть более 1/2 окружной скорости концов лопастей, и при симметричном профиле лопастей и отсутствии крутки, подъёмная сила лопасти уже станет практически нулевой, какой угол установки ей ни давай. При 1/3 окружной скорости и каких-то несимметричных профилях, конечно, чуть лучше, и какую-то положительную подъёмную силу получить можно, но не очень-то большую, и весьма неэффективно. Так что циклический шаг - далеко не лучший вариант борьбы с кренящим моментом от горизонтальной скорости.
прецессия гироскопа. винт вращается и имеет довольно большую массу, а значит силы, направленные ортогонально плоскости вращения винта, будут "отставать" на 90 градусов от точки их применения, так что для компенсации крена имеет смысл увеличивать угол атаки лопасти не в точке, противоположной наклону крена, а на 90 градусов раньше, а там проблем с обгоном лопастью вертолёта уже нет.
@@CJRimshot Гироскопический эффект означает только то, что проявляться несимметричность подъёмной силы будет не чисто креном, а ещё и изменением тангажа. Но компенсировать избытки и недостатки сил (и соотв. момент) нужно, конечно же, именно в направлении этого момента, а не поперёк его.
@@CJRimshot указанная вами проблема уже давно решена поворотом автомата перекоса на определенный угол в противоположном вращению несущего винта направлении...
Проблему неравномерного распределения подъёмной впервые удалось решить Хуану де ла Сьерве на своем автожире, и автоматов перекоса там не было
Угол атаки наступающей лопасти отличается от угла атаки отступающей.
Разность в подъемной силе в разных частях вертолета можно компенсировать тем, что добавляется второй пропеллер, который вращается в обратную сторону
Для увеличения скорости можно полностью отказаться от получения подъёмной силы на стороне отступающей лопасти (автомат перекоса должен поворачивать эту лопасть горизонтально и лопасти должны иметь симметричный профиль). Для устранения опрокидывания необходимо иметь два (либо другое чётное число) несущих ротора (желательно соосных), вращающихся противоположно. Для исключения выхода наступающей лопасти на сверхзвук (хотя есть и сверхзвуковые пропеллеры, но это не наш случай) необходимо уменьшить длину лопастей (оставить их большими и уменьшить скорость вращения - совсем плохой вариант), а для компенсации уменьшения ометаемой ротором площади надо увеличить количество роторов. Получим что-то типа квадрокоптера с четырьмя винтомоторными группами по два пропеллера в каждой. Варианты с импеллерами, эжекторами и пр. не рассматриваем, т.к. это уже не классические вертолёты.
Квадрокоптер - это тоже НЕ классический вертолёт.
"Классическая схема" - это один несущий винт и один рулевой. Отечественные Ка-50 и Ка-52, имеющие два соосных винта - НЕ классические, американские CH-47 Chinook с продольным расположением двух несущих винтов и конвертоплан V-22 Osprey - тоже НЕ классические вертолёты.
@@YARSCORPG Понятие "классический" очень сильно зависит от контекста (не только для техники, но и для других применений), так что тот же Ка-52 вполне может считаться классическим по отношению к V-22, но при этом не попадать в список "классических" рядом с Ми-2 и Ми-6. А Ми-6, в свою очередь, может не считаться классическим за счет того, что часть подъёмной силы создаёт крыльями. В общем, смотря по какому параметру классифицировать. Вы используете классификацию по схеме вертолета, но эта классификация далеко не единственная, хотя при упоминании слов "классический вертолет", действительно, первой приходит на ум. Согласен, мне следовало бы не писать "классически вертолёты", а указать конкретно, что я имею ввиду аппараты с открытыми несущими винтами с управляемым циклическим шагом. Это исключило бы разночтения (да, с телепатией у нас пока не очень...). Но я поленился.
Можно уменьшить радиус винта, разнести винты как у ми-12, притом сделать их удвоенными по соосной схеме, плюс автомат перекоса... Но по энергозатратам после 300 км/ч эффективнее полёт самолёта.
Ну да. Можно, но в определённый момент десяток управляемых ракет становится проще и дешевле сверхсложного вертолёта)))
Именно "по энерго затратам" Ми 12 и "не пошёл"
Самолёт энергоэффективнее на любых скоростях (разумеется, учитывая, что каждому диапазону скоростей - свой самолёт, универсальных в этом смысле нет).
@@tomankt на нулевой скорости самолёт сверхмалоэффективен, по сравнению с вертолёт ом
@@EvgrafovLev На нулевой самолёт просто не летает. Разумеется, речь о тех скоростях, на которых полёт возможен.
появились следующие вопросы:
1) Может винт быть маховиком гироскопа и стабилизировать вертолёт?
2) Не разрушится ли винт при сверхзвуковой скорости?
3) Если скорость вращения винта в 2 раза меньше поступательной, будет лопасть работать от набегающего сзади потока?
1 - вряд ли, т.к. он слишком лёгкий и малооборотистый. Хотя, если винт окаймить неким увесистым "бубликом", придав винту вид велосипедного колеса... 🤔хммм... Но тогда управляемость/манёвренность пострадает, а такой вертолёт нафиг никому будет не нужен;
2 - скорее всего, разрушится (по крайней мере, если речь о классическом винте), но скорее двигатель рассыплется от таких оборотов, я думаю;
3 - [выбираю помощь зала] 😁
1 винт связан с вертолетом и он дает так называемый реактивный момент, а как летать и управлять, кариолисова сила не даст вам отклонить ось от центра вращения
2. так у вертолета лопасти на концах вращаются на сверх звуке или близко к этим скоростям при вращении винта порядка 240 обортов в мин.
3. убегающая лопасть от потока не создает тягу из-за профиля, для того чтобы она не падала на ней увеличивают угол атаки.
@@sept4774 спасибо
@@sept4774 1. - вообще не правильное объяснение. и называть гироскопический момент реактивным ну вообще 🙄
@@RobotN001 причем тут это, человек спросил почему нв не гироскоп, при вращении нв в связанной системе вертолет нв, возникает реактивный момент направленный в противоположную сторону от вращения нв
Сместить центр масс вбок, к наступающей лопости.
Нигде такой причины не видел, но мне ещё кажется, что причина в том, что для наращивания скорости вертолёту нужно и угол атаки несущего винта увеличивать. Если бесконечно разгонять вращение, даже без влияния описанного тут эффекта, он скорее будет вверх лететь, а не вперёд. Вертолёт же летит вперёд за счёт того, что вектор тяги направлен и вверх и в сторону.
Это наиболее отчётливо видно по полётам дронов. У них нет автомата перекоса, поэтому, для движения им приходится наклонять весь корпус. И если обычные дроны вроде покупных DJI летят свои 50-70кмч с относительно небольшим углом атаки, а на 30кмч вовсе практически горизонтально. то гоночные дроны, развивающие и 200 и 300кмч, на максимальной скорости наклоняются практически под 90 градусов. Считай встают.
С вертолётом было бы аналогично. Автомат перекоса даёт всего несколько градусов.
Не совсем понятно: откуда взялось ограничение, что скорость вращения лопастей должна быть ниже скорости звука?
Потому что при этом на порядок растет давление на лопасть. Обрати внимание на крылья сверхзвуковых самолетов. Они треугольные, потому что при сверхзвуке обычные крылья обламываются. Так и винт мгновенно сломается, если достигнет скорости звука. Ну и по пути еще и подъемную силу потеряет.
дозвуковой профиль лопасти не работает на сверхзвуке... на сверхзвуковой скорости совсем другая аэродинамика... на таких скоростях уже происходит сжимаемость воздуха, которая на дозвуковых скоростях не проявляется...
Попробую порассуждать. Если нужно увеличить скорость вертолета, то нужно уменьшать скорость вращения законцовок лопастей, при этом не теряя подъемную силу. Можно попробовать укоротить лопасти, увеличив их количество, но я слышал, что лопасти должны быть на определенном расстоянии друг от друга, чтобы они не попадали в турбулентные следы друг друга, и тем самым не терялся подъемная сила. Поэтому увеличивать количество лопастей будет проблемно.
Тогда можно попробовать увеличить площадь лопастей, при этом уменьшить скорость их вращения, но опять же, из-за увеличенной подъемной силы, турбулентный след от лопастей будет больше и они будут попадать в него. Возможно, остается только решение укоротить лопасти, и сделать схему с двумя винтами. Тогда и подъемная сила не упадет, и скорость вращения законцовок уменьшится.
Судя по конструкции представленных в видео быстрых вертолетов, кажется конструкторы именно так и поступили - короткие лопасти, соосная схема. Если посмотреть на другие быстрые вертолеты то они сделаны по такому-же принципу (взять Камовские например)
Логично сделать переменный угол атаки лопости при изменении положения в пространстве и нагрузки.
Но ведь для двух соосных винтов это ограничение должно перестать работать, так как винты крутятся симметрично, а, следовательно, крен будет отсутствовать при любой скорости.
но заканцовки все равно будут на звуковой барьер натыкатся. мне интересно, что будет если увеличивать диаметр винта.. тогда законцовки смогут вращаться медленнеее. вопрос не раскрыли.
@@vladlv2 тогда законцовки превысить скорость звука при меньших оборотах и скоростях.
@@vladlv2 от диаметра винта зависит только угловая скорость, при которой будет достигаться та или иная линейная скорость законцовки.
Опрокидывающего момента не будет, но ограничение, связанное со скоростью звука, никуда не денется. И если при повышении скорости замедлять винт, то в какой-то момент он превратиться из винта в очень плохое крыло.
У вертолета Сикорский, последнее фото, лопасти малого диаметра,и соосный винт по двум координата неподвижный и работает только на подъём, движение вперёд создаёт кормовой винт. Возможно перекос винтов и есть, но он только для компенсаций возмущений. А раз диаметр мал, значит и скорость можно увеличить. А как летают вертолеты с вентиляторами на псевдокрыльях?
Решение есть нужно уравновесить лопасти относительно набегающего потока. А это конвертоплан. За ними будущее.
Для этих целей придумали автомат перекоса. С помощью которого и просходит балансировка вертолёта в вертикальном положении. Если использовать двух винтовую схему как у вертолётов типа КА то автомат перекоса все равно нужен так как нужна регулировка подъёмной силы винтов и наклон вертолёта. А вот у квадрокоптеров без автомата перекоса можно обойтись.
Автомат перекоса придумали не для компенсации этих моментов, а для управления вертолетом в принципе, ибо в противном случае пришлось бы наклонять всю силовую установку, смещая центр тяжести аппарата.
@@tech_eng можно было бы и отдельно винт наклонять без силовой установки. Но карданы хз как это будут переносить, ведь в отличие от автомобилей добавится осевая нагрузка. Для шрусов вообще надо отдельный узел для осевой нагрузки. Ну и самое главное - гироскопический эффект, с ним наклонить быстро винт - проблема.
@@tech_eng +
@@TrasherFCR об этом никто не думает благодаря Юрьеву и его автомату перекоса, который появился задолго до появления проблемы больших скоростей у вертолетов
У лопастей есть автомат перекоса. Вертикальные тяги увеличивают угол атаки убегающей лопасти, а у набегающей - уменьшают. У показанного Сикорского очень маленький диаметр несущих винтов и их скорость вращения значительно выше, чем у того же Ми-8, например. У которого с горем пополам 190 в минуту.
В теории, площадь лопасти можно изменить, тем самым она будет пропорционально укорачиваться со стороны имеющей большую подъёмную силу и удлинятся со стороны меньшей, тем самым компенсируя разницу и превращая полёт в поход в вибросалон на массаж.
Я думаю, там угол атаки постоянно меняется. плюс задний винт помогает сохранять положение вертолета в пространстве и направление движения.
Вертолёт из пеноплекса огонь... 🤣🤔🔥
Всё уже придумано. Автомат перекоса называется.
вот только он решает иную задачу
на наступающей лопасти бы уменьшил бы угл атаки а отступающей наоборот бы увеличил бы угол атаки лопасти, это то что в первую очередь приходит на ум, ну и можно немного задействовать курсовой винт если его поставить не только что бы он противостоял моменту вращения машины по оси против вращения винта, но и продольной оси самого вертолета, хотя толку от этого будет мало
Самое простое, что приходит на ум по заданному вопросу: сделать уравновешивающий противовес на рычажном механизме. Механизм должен иметь возможность управлять плечом этого противовеса. Правда, у такого решения есть большие недостатки.
к чему будет крепиться точка опоры рычага?
не пойдёт...
Если не ошибаюсь, там используется автомат перекоса, который регулирует наклон плоскости вращения по отношению к её оси.
1) Два винта, врачающиеся навстречу.
2) Механизм перекоса, учитывающий этот опрокидывающий момент.
Ответ: работает автомат перекоса. Компенсирует разность подъемных сил в режиме косой обдувки НВ. Но в теории полета вертолета есть много интересного, связанного с моментами и реакциями, которые должен парировать пилот.
Наиболее перспективной в плане лётных характеристик мне кажется схема с двумя разнесенными по сторонам винтами противоположного вращения. Но вот в плане надёжности и безопасности эта же схема, видимо, самая неудачная, любое повреждение одного из винтов делает вертолёт практически неуправляемым.
Таких схем две: с продольным и поперечным расположением винтов. Главная их проблема это сложность конструкции. А у поперечной схемы ещё и габариты большие.
такая схема вертолетной компоновки не отменяет аэродинамических ограничений скорости полета вертолета...
Спс
Соосный винт с жестким креплением лопастей со стреловидными законцовками позволяет увеличить скорость полета и отодвинуть срыв на отступающей лопасти (он все равно будет, поскольку лопасть упругая и прогибается вниз) , но вот огромный стабилизатор, который приходится, ставить из-за необходимости парировать момент на пикирование от обоих винтов на скорости - это плата в весе. Ну и само жесткое крепление лопастей увеличивает вибрации. Поэтому дорогу к высокой скорости протоптали конвертопланы типа Оспри. На шарнирном винте больше проблем со срывом отступающей лопасти. И компенсатор взмаха подбирают под это дело. От срыва растут вибрации на экипаж и оборудование. Такие вот дела...
Я думаю что это решается изменением шага винта. Спасибо.
У тяжёлых вертолётов винт наклоняется вперёд(Ми8,Ми26...),А лёгкие вертолёты сами наклоняются и это частично решает проблему, плюс автомат перекоса, угол атаки у набегающих лопастей меньше,чем у сбегающих.
Так лопасти ведь не жестко фиксированы, а имеют возможность менять угол атаки. Собственно вертолет и получает способность крениться в разные стороны.
Существует горизонтальный шарнир, на нем лопасти вращаются относительно втулки несущего винта. А чтобы не создавать крен, изменяется угол атаки лопасти. У наступающей выставляется заданный угол атаки, а на отступающей угол уменьшен. Этим управляет автомат перекоса.
Эту проблему - повышение скорости решили Сикорский и Миль на конвертопланах поворотом несущих винтов - переводом их в тянущие возд. винты , т.е. конвертированием вертолёта в самолёт после взлета.
Другое - автоматом перекоса, увеличивая угол установки на подветренной лопасти, что даёт увеличение угла атаки, но чуть меньше критического.
Да, и теперь про Автожир не плохо было бы рассказать. Ведь это чудо вертосамолет))))
Кроме разгона по горизонтали винт ещё удерживает сам аппарат в воздухе. Т.е. горизонтальная тяга меньше всей тяги винта. Для увеличения горизонтальной скорости придётся ещё увеличить наклон аппарата и обороты винта.
Дополнительный толкающий винт отчасти снижает необходимость наклонять и разгонять основной.
это не отменяет проблемы зоны обратного обтекания отступающих лопастей...
У лопастей есть общий шаг и циклический шаг (угол атаки лопасти): общий шаг играет на подъемную силу и он одинаковый для всех лопастей, а циклический шаг изменяется в зависимости от положения лопасти (азимута) - по средством которого пилот и управляет вертолётом по тангажу и крену. На набегающей лопасти его можно уменьшить а на отстающей увеличить, но у всего есть пределы...
На вертолетах стоит автомат перекоса. Благодаря этому вертолет не только двигается во все стороны, но и по видимому компенсирует силу опрокидывания. Если в двух словах: автомат перекоса устройство позволяющее изменять угол атаки лопастей
Сорян. Пока писал, меня опередили))
В ролике подразумевается, что вертолёт летит с нулевым углом атаки, а на деле плоскость вращения несущего винта во время поступательного движения находится под определённым углом чтобы обеспечивать и подъёмную силу и поступательное движение. И если наклонить вертолёт слишком сильно вперёд он просто упадёт. Вот этот момент надо тоже брать в расчёт.
6:40 Ми-24 спроектирован "кривым", для компенсации опрокидывающего момента. Ещё его можно компенсировать крыльями и стабилизаторами - на вертолетах Сикорского (Си Стелион) хвостовой стабилизатор ассиметричный и причудливой формы. Ну и естественно момент частично можно компенсировать наклоном редуктора винта в нужную сторону или шарнирным поворотом лопастей.
Где это ми-24 кривой?
Не для этого Ми-24 "кривой"
@@dmitriyzakirov9748 Для этого. Вернее цель была обеспечить стабильность для пуска ракет. Но эту стабильность решили достичь радикально - на этапе проектирования корпуса. Корпус не 100% симметричный. Ось крыла под углом от оси корпуса. Вертолет "кривой", как восстановленная после дтп машина.
@@user-ob5wj3nv1j да, на Ми-24 конструктивно заложен наклон главного редукотра относительно поперечной оси вертолета, для того чтобы в полете не было крена самого фюзеляжа вертолета... например, на Ми-8 такого конструктивного приема не применили, поэтому вертолет балансируется с некоторым креном,или с некоторым "скольжением"...
Скажу посто: слышал или читал где-то про автомат перекоса,вероятно он контролирует и момент опракидывания у вертолёта.
По всей видимости, хвостовой винт, который держит корпус самолёта от раскручивания, расположен не по центральной продольной оси, а выше её как раз для того, чтобы компенсировать ещё и силу опрокидывания
мысль интересная, но я думаю, что это сделано в основном для того, чтобы уменьшить вероятность удара лопастями о землю при продольных кренах вертолета, и, возможно, высокое положение винта также немного повышает безопасность при нахождении рядом с вертолетом.
Как я понимаю изменить угол атаки аппаратом перекоса. Тогда и будет компенсирована подъёмная сила. Ещё я тут видел комментарий, что можно поставить крыло, так вот на мой взгляд оно работать не будет так как на него будет действовать нисходящей поток воздуха от винта и соответственно не будет возникновения подъёмной силы.