На этот раз, друзья-товарищи, предлагаю переместиться в иную стихию транспортных средств – воздушную.
Несмотря на всеобъемлющий ад и погибель на земле, мы с вами не теряем надежды и мечтаем покорять небеса. А относительно недорогим средством для этого нам послужит чудо-коляска с пропеллером, имя коей - автожир .
Автожир (autogyro) - винтокрылый сверхлегкий летательный аппарат, в полёте опирающийся на несущую поверхность свободновращающегося в режиме авторотации несущего винта.
По-другому эта штука именуется как Гироплан (gyroplane), Гирокоптер (gyrocopter), и иногда Ротоплан (rotaplane).
Немного истории
Автожиры изобрёл испанский инженер Хуан де ла Сиерва в 1919 году. Он так же как и многие авиаконструкторы того времени пытался создать летающий вертолет и как это обычно бывает, создать создал, но не то, что хотел изначально. Но особо по этому факту не расстроился и в 1923 году запустил свой личный аппарат, который летал за счет эффекта авторотации. Далее запилил собственную фирму и клепал потихоньку свои гирокоптеры пока не умер. А потом был сконструирован полноценный вертолет, интерес к автожирам пропал. Хотя они все это время продолжали выпускаться, но использовались (и используются) для узких целей (метеорология, аэрофотосъемка и проч.).
Технические характеристики
Масса: от 200 до 800 кг
Скорость: до 180 км/ч
Расход топлива: ~15 л на 100 км
Дальность полета: от 300 до 800 км
Конструкция
По конструкции автожир ближе всего находится к вертолетам. По сути, он и является вертолетом, только с предельно упрощенной конструкцией.
Собственно сама конструкция включает следующие ключевые элементы: несущая конструкция - «скелет» аппарата, к которому крепится двигатель, 2 винта, сиденье пилота, приборы управления и навигации, хвостовое оперение, шасси и некоторые другие элементы.
Непосредственное управление осуществляется двумя педалями и рычагом управления.
Самым простым гирокоптерам для взлета необходим небольшой разбег в 10 - 50 метров. Это расстояние уменьшается в зависимости от увеличения силы встречного ветра и степени раскрутки несущего винта к моменту начала разбега.
Особенностью автожира является то, что он летит, пока имеется набегающий на несущий винт поток воздуха. Этот поток обеспечивается малым толкающим винтом. Именно по этому автожиру необходим хотя бы небольшой разбег.
Однако более сложные и дорогие автожиры, оснащенные механизмом изменения угла атаки лопасти, способны взлетать с места вертикально вверх (т.н. подскоком).
Изменение положения автожира в горизонтальной плоскости достигается при помощи изменения угла наклона всей плоскости несущего винта.
Автожир так же как вертолет способен зависать в воздухе.
Если у автожира отказывает двигатель, это не значит верную гибель пилота. Если двигатель выключается, ротор автожира переходит в режим авторотации, т.е. продолжает вращаться от набегающего потока воздуха, пока аппарат движется со скоростью вниз. В результате автожир медленно спускается, а не падает камнем.
Разновидности
Несмотря на простоту конструкции, гирокоптеры обладают некоторой вариативностью конструкции.
Во-первых, данные летательные аппараты могут быть оснащены как тянущим винтом, так и толкающим. Первые характерны для исторически самых первых моделей. Второй винт у них расположен спереди, как у некоторых самолетов.
Вторые – имеют винт в задней части аппарата. Автожиров с толкающим винтом – абсолютное большинство, хотя обе конструкции имеют свои преимущества.
Во-вторых, автожир хоть и очень легкое воздушное средство передвижения, но он может перемещать еще пару пассажиров. Естественно для этого должны иметься соответствующие конструктивные возможности. Встречаются автожиры с возможностью перевозки до 3-х человек, включая пилота.
В-третьих, автожир может обладать полностью закрытой кабинкой для пилота и пассажиров, частично закрытой, или может вообще не иметь кабины, которая убирается в целях грузоподъемности или же лучшего обзора.
В-четвертых, может оснащаться дополнительными ништяками, типа автомата перекоса и проч.
Боевое применение
Эффективность автожира как ударного средства конечно невысока, но побывать некоторое время на вооружении СА он успел. В частности в начале XX века, когда весь мир был охвачен вертолетной лихорадкой, военные наблюдали за развитием в этой отрасли. Когда полноценных вертолетов еще не существовало, были попытки применять гирокоптер в военных целях. Первый гирокоптер в СССР был разработан в 1929 году под названием КАСКР-1 . Затем в течении десяти последующих лет вышли еще несколько моделей автожиров, в т.ч. автожиры А-4 и А-7. Последний принимал участие в войне с финнами в качестве разведчика, ночного бомбардировщика и эвакуатора. Хоть в использовании автожира были определенные преимущества, все это время военное руководство сомневалось о его необходимости и на серийное производство А-7 так и не был поставлен. Затем в 1941-м началась война и было не до этого. После войны все силы были брошены на создание настоящего вертолета, а про автожир так и забыли.
Советский автожир А-7 был вооружен 7,62 пулеметами ПВ-1 и ДА-2. Так же была возможность крепить бомбы ФАБ-100 (4 шт.) и неуправляемые реактивные снаряды РС-82 (6 шт.)
История применение автожиров в других странах примерно такая же - аппараты использовались в начале XX века французами, англичанами, японцами, но при появлении вертолетов, практически все автожиры были списаны.
Сабж и ПА
Наверное и так понятно почему сабжем "Техники ПА" стал именно автожир. Очень простой, легкий, маневренный - его при определенной прямости рук и можно собрать в домашних условиях (видимо отсюда появились байки о зеках и вертолете из бензопилы "Дружба").
Несмотря на все его достоинства, мы получаем хорошую возможность покорять воздушное пространство в очень хреновых окружающих условиях.
Помимо банального перемещения по воздуху и перевозки мало-мальского груза, мы получаем неплохую боевую единицу, которую можно тактично использовать в разведывательных и патрульных операциях. Более того, вполне возможна установка автоматического оружия, а также использования боевых снарядов для бомбометания. Как говорится, голь на выдумки хитра, было бы желание.
Итак, подведем итоги. Преимущества сабжа я разделил на абсолютные и относительные. Относительные - сравнительно с другими летательными аппаратами, абсолютные - сравнительно с транспортными средствами вообще, в т.ч. и наземными.
Абсолютные преимущества
Простота изготовления и ремонта
Простота эксплуатации
Простота управления
Компактность
Низкий расход топлива
Относительные преимущества
Высокая маневренность
Устойчивость к сильным ветрам
Безопасность
Посадка без пробега
Низкие вибрации в полете
Недостатки
Низкая грузоподъемность
Низкая защищенность
Высокая чувствительность к обледенению
Достаточно сильный шум толкающего винта
Специфические недостатки (разгрузка ротора, кувырок, мертвая зона авторотации и др.)
ЮТруб о сабже
Большинство из людей, не имеющих прямого отношения к авиации, увидев это летательный аппарат в полете или стоящим на земле, скорее всего подумают: «Какой забавный маленький вертолетик! » — и сразу совершат ошибку. Внешним сходством, по сути, все и заканчивается. Дело в том, что для полета автожира и вертолета используются совершенно различные принципы.
У вертолета подъемная и движущая сила создаются вращением несущего винта (одного или нескольких), постоянный привод на который передается от двигателя через сложную систему трансмиссии. Автомат перекоса изменяет плоскость вращающегося винта в нужном направлении, обеспечивая поступательное движение и маневрирование, регулируя скорость.
Рассказ о другом виде летательного аппарата сверхлегкой авиации — , читайте так же на нашем сайте.
Рассказ о мотопараплане и аэрошюте находится . Узнайте какие бывают аппараты с мягким крылом и тягой на двигателе.
Конструкция и принцип действия автожира совершенно иной, и, наверное, более схож даже с самолетом (планером, мотодельтапланом).
Подъемная сила обеспечивается встречным потоком воздуха, а вот в роли крыла выступает свободно вращающийся винт (его принято называть ротором). Поступательное движение обеспечивается тянущим или толкающим усилием маршевого двигателя, расположенного, соответственно, впереди или сзади летательного аппарата. А что же придает вращение ротору – всего лишь встречный воздушный поток. Это явление называется авторотацией .
Вне всякого сомнения, принцип был подсказан самой природой. Можно обратить внимание на семена некоторых деревьев (клена, липы), которые снабжены своеобразным пропеллером. Созрев, высохнув и отделившись от ветки, они не падают вертикального вниз. Сопротивление воздуха раскручивает их «роторы», и семена могут достаточно длительное время планировать , улетая от родного дерева на очень значительные расстояния. Сила тяжести, конечно, берет свое, и приземление их неминуемо. Но в том то и состоит задача человеческого гения, чтобы найти средства управлять подобным полетом.
У автожира отбор мощности от двигателя на ротор производится только в самой начальной фазе полета, для придания ему необходимой для взлета частоты вращения. Далее – короткий разбег, подъем – и все, вступает в силу закон авторотации – ротор вращается совершенно самостоятельно, вплоть до полной посадки аппарата. Расположенный под определенным углом атаки, он и создает необходимую для полета подъемную силу.
Первым, кто всерьез занялся исследованиями и практическим применением принципа авторотации, был испанский инженер-конструктор Хуан де ла Сиерва
. Начавшему заниматься самолетостроением на самой заре авиации, ему пришлось пережить катастрофу своего детища – трёхмоторного биплана, и он полностью переключился на совершенно не исследованный раздел воздухоплавания.
Им же был, после длительных испытаний в аэродинамической трубе, сформулирован и теоретически обоснован принцип авторотации. К 1919 году первая модель была разработана в чертежах, а в 1923 году автожир С-4 впервые поднялся в воздух . По конструкции это был обычный самолетный корпус, вместо крыльев оснащенный ротором. После ряда доработок был даже налажен небольшой серийный выпуск подобных аппаратов во Франции, Англии, США.
Практически параллельным курсом шли и советские авиаконструкторы. В специально созданном отделе особых конструкций (ООК) ЦАГИ велась разработка собственных автожиров. В итоге первый советский аппарат КАСКР-1 поднялся в воздух в 1929 году
.
Разработан он был группой молодых инженеров, в состав которой входил Николай Ильич Камов , позже – выдающийся авиаконструктор вертолетов серии «Ка». Примечательно, что Камов, как правило, всегда принимал участие и в летных испытаниях своего детища.
КАСКР-2 был уже более доведенной и надежной машиной, что было продемонстрировано представительной правительственной комиссии на Ходынском аэродроме в мае 1931 года .
Дальнейшие изыскания и конструкторские доработки привели к созданию серийной модели, которая получила название Р-7 . Этот аппарат был создан по схеме крылатого автожира, что позволяло значительно снизить нагрузку на ротор, повысить скоростные качества.
Н.И. Камов не только разрабатывал и совершенствовал свой аппарат, но и постоянно искал ему практическое применение. Уже в те годы с автожиров Р-7 проводилось опыление сельскохозяйственных угодий .
Во время спасательной операции по снятию с льдины первой полярной экспедиции Папанина в 1938 году, на ледоколе «Ермак» стоял готовый к взлету Р-7. Хотя помощь подобной палубной авиации тогда не понадобилась, сам факт говорит о высокой надежности машины.
К сожалению, Вторая Мировая война прервала многие конструкторские начинания в этой области. Последовавшее позднее повальное увлечение вертолетной техникой отодвинуло автожиры на задний план.
Понятно, что в первой половине прошлого века, в это чрезвычайно милитаризованный период, любые новые разработки рассматривались в плоскости применения их для военных нужд. Не избежал этой участи и автожир.
Первой боевой винтокрылой машиной стал тот же Р-7 . Учитывая его способность поднимать в воздух полезную нагрузку в 750 кг, на него ставили 3 пулемета, фотоаппаратуру, средства связи и даже небольшой бомбовый комплект.
Боевая эскадрилья автожиров А-7-ЗА в составе 5 единиц принимала участие в боях на Ельнинском выступе . К сожалению, полное на тот момент господство противника в небе не дало возможности использовать эти тихоходные аппараты для настоящего ведения разведки днем – они использовались только в ночное время, в основном – для разбрасывания агитационных материалов над вражескими позициями. Знаменателен тот факт, что инженером эскадрильи был никто иной, как М.Л. Миль , будущий конструктор вертолетов серии «Ми» .
Использовали автожиры и наши противники. Специально для нужд подводного флота Германии был разработан безмоторный аппарат «Фокке-Ахгелис» ФА-330 , по сути – автожир-змей. Собирался он за считанные минуты, затем принудительно раскручивался ротор, и автожир взлетал на высоту до 220 метров, буксируемый идущей на полном ходу субмариной. Такая высота полета позволяла вести наблюдение в радиусе до 50 километров.
Смелые попытки были и у англичан. Готовясь к предстоящему вторжению в Северной Франции, они вообще планировали совместить автожир с боевым армейским джипом для десантирования с борта тяжелого бомбардировщика. Правда, даже после достаточно успешных испытаний, вопрос был снят.
Достоинства и недостатки автожира
Создателям автожира удалось решить массу вопросов безопасности и экономичности полетов, которые не удается воплотить на самолетах или вертолетах:
Есть конечно, и ряд недостатков , над устранением которых постоянно работают конструкторы-энтузиасты:
В целом же, преимущества значительно перевешивают недостатки , что позволяет отнести автожир к разряду самых безопасных летательных аппаратов.
Поклонники этого вида мини-авиации на подобный вопрос дружно отвечают, что «эра автожиров» только начинается. Интерес к ним возродился с новой силой, и сейчас во многих странах мира выпускаются серийные модели таких летательных аппаратов.
По своей вместимости, скорости и даже расходу топлива автожир смело конкурирует с привычными легковыми автомобилями, превосходя их в своей многофункциональности и не привязанностью к дорогам.
Кроме чисто перевозочной функции, автожиры находят свое применение, выполняя задачи по патрулированию лесных массивов, морских побережий, гор, оживленных автострад, вполне могут применяться для проведения аэрофотосъёмок, видеозаписи или наблюдения.
Некоторые современные модели оснащаются механизмом «прыжкового» взлета, другие позволяют осуществить успешный взлет с места при наличии ветра более 8 км/час, что еще больше повышает функциональность автожиров.
Ведущим производителем на современном рынке таких аппаратов является немецкая компания «Autogyro» , выпускающая до 300 машин в год. Стараются не отстать и россияне – в нашей стране производят целый ряд серийных моделей: «Иркут» Иркутского авиазавода, «Твист» аэроклуба «Твистер-клуб», «Охотник» НПЦ «Аэро-Астра» и другие.
Число поклонников такого вида покорения неба постоянно растет.
Ребенка в детстве обязательно спрашивают – кем он хочет быть? Конечно же, многие отвечают, что хотят быть летчиками или космонавтами. Увы, но с приходом взрослой жизни, детские мечты испаряются, в приоритете семья, заработок денег и реализация детской мечты отходит на второй план. Но если сильно захотеть, то можно почувствовать себя пилотом – хоть и ненадолго, а для этого мы будем конструировать автожир своими руками.
Автожира может смастерить любой человек, нужно немного разбираться в технике, хватит общих представлений. На этот счет есть много статей и подробных руководств, в тексте мы разберем автожиры и их конструкцию. Главное – это качественная авторотация при первом полете.
Автожир-планер поднимается в небо с помощью автомобиля и троса – конструкция похожая на летательного змея, которого многие, будучи детьми, запускали в небо. Высота полету в среднем составляет 50 метров, когда трос отпускается, пилот на автожире способен некоторое время планировать, понемногу теряя высоту. Такие небольшие полеты дадут навык который пригодится при управлении автожиром с двигателем, он может набирать высоту до 1,5 км и скорость 150 км/час.
Для полета, нужно сделать качественную основу, чтобы на нее монтировать остальные части конструкции. Килевая, осевая балка и мачта из дюралюминия. Спереди колесо, снятое с гоночного карта, которое прикреплено к килевой балке. ИЗ двух сторон колеса от скутера, прикрученные к осевой балке. Спереди на килевой балке установлена ферма, изготовлена из дюралюминия, применяется для сброса троса при буксировке.
Там же находятся самые простые воздушные приборы – измеритель скорости и бокового сноса. Под приборной панелью размещена педаль и трос от нее, который идет к рулю. На другом конце килевой балки находится стабилизирующий модуль, руль и страховое колесо.
На килевой балке прикреплена мачта с помощью 2 кронштейнов, около нее находится место пилота – сиденье со страховочными ремнями. На мачте установлен ротор, прикрепляется он также 2 дюралюминиевыми кронштейнами. Ротор и винт крутятся за счет потока воздуха, таким образом, получается авторотация.
Планерная ручка для управления, которая установлена возле пилота, наклоняет автожира в любую сторону. Автожиры – это особенный вид воздушного транспорта, их система управления проста, но есть и особенности, если наклонить ручку вниз, то вместо потери высоты они ее набирают.
На земле, автожиры управляются с помощью носового колеса, пилот меняет его направление ногами. Когда автожир переходит в режим авторотации, то за управления отвечает руль направления.
Руль направления – это планка тормозного устройства, которая меняет осевое направление при надавливании пилота ногами на ее стороны. При посадке пилот нажимает на доску, которая создает трения об колеса и гасит скорость – такая примитивная тормозная система очень дешевая.
Автожиры имеют маленькую массу, что позволяет собрать его в квартире или гараже, а потом перевозить на крыше машины в нужное вам место. Авторотация – это то, чего нужно добиться при конструировании этого летательного средства. Построить идеальный автожир после прочтения одной статьи, будет сложно, рекомендуем посмотреть видео по сборке каждой части конструкции отдельно.
Чертежи автожира Hornet. 1997 год – дата разработки. В конструкции используется двигатель мощностью более 45 лошадиных сил. Используется любой тип двигателя, например: лодочный; мотоциклетный; снегохода. В случае, выхода из строя двигателя, включается аварийное самостоятельное вращение несущего винта, и посадка выполняется, что обеспечивает высокую безопасность пилота.
Масса, т – 0,160;
- максимальная скорость, км/ч – 102;
- рабочая скорость, км/ч – 80;
- вместимость бака, л – 20;
- дальность полета, км – 90.
Легкий автожир ДАС-2М.
Разработчик: В.Данилов, М.Анисимов, В.Смерчко
Страна: СССР
Первый полет: 1987 г.
Впервые автожир ДАС поднялся в воздух в безмоторном варианте, буксируемый автомобилем «Жигули». Произошло это на одном из аэродромов сельхозавиации под Тулой. Но потребовались еще годы, в течение которых конструкторы работали над двигателем, прежде чем опытнейший летчик-испытатель ЛИИ В.М.Семенов после всего одной пробежки поднял ДАС-2М в воздух. Это событие было отмечено в дальнейшем на смотрах-конкурсах СЛА специальным призом ОКБ имени М.Л.Миля. Аппарат, по мнению летчика-испытателя, имеет хорошие летные характеристики и эффективное управление.
Конструкция.
Фюзеляж — ферменный, трубчатый, разборной конструкции. Основным элементом фюзеляжа является рама, состоящая из горизонтальной и вертикальной (пилона) труб диаметром 75 x 1, выполненных из стали 30ХГСА. К ним крепятся буксировочное устройство с замком и приемником воздушного давления, панель приборов, сиденье пилота, снабженное привязным ремнем, устройство управления, трехколесное, с носовым управляемым колесом шасси, установленный на мотораме силовой агрегат с толкающим винтом, стабилизатор, киль с рулем направления, шаровой шарнир несущего винта. Под килем установлено вспомогательное хвостовое колесо диаметром 75 мм. Пилон совместно с подкосами диаметром 38 x 2 длиной 1260 мм, трубчатыми балками главных колес диаметром 42×2 длиной 770 мм, выполненными из титанового сплава ВТ-2, и раскосами диаметром 25 x 1 длиной 730 мм из стали 30ХГСА образуют пространственный силовой каркас, в центре которого размещается пилот. С горизонтальной трубой фюзеляжа и шаровым шарниром несущего винта пилон соединяется с помощью титановых косынок. В районе установки косынок в трубках установлены бужи из дюралюминия В95Т1.
Силовой агрегат — с толкающим винтом. Он состоит из двухцилиндрового оппозитного двухтактного двигателя рабочим объемом 700 см3 с редуктором, толкающим винтом и электростартером, фрикционной муфты сцепления системы предварительной раскрутки несущего винта, бензобака емкостью 8 литров и электронной системы зажигания. Силовой агрегат размещается за пилоном, на моторной раме.
Двигатель снабжен дублированной электронной бесконтактной системой зажигания и настроенной выпускной системой.
Толкающий деревянный винт приводится в движение с помощью клиноременного редуктора, состоящего из ведущего и ведомого шкивов и шести ремней. Для снижения неравномерности крутящего момента на редукторе установлены демпферы.
Несущий винт диаметром 6,60 м -двухлопастный. Лопасти, состоящие из стеклопластикового лонжерона, пенопластового заполнения и покрытые стеклопластиком, установлены с одним горизонтальным шарниром на втулке, размещенной на пилоне. У концов лопастей расположены неуправляемые триммеры для регулировки соконусности несущего винта. На оси несущего винта установлены ведомая шестерня редуктора предварительной раскрутки и датчик тахометра несущего винта. Привод редуктора осуществляется с помощью карданно-шлицевых валов, углового редуктора, установленного на пилоне, и фрикционной муфты сцепления, расположенной на двигателе. Фрикционная муфта сцепления состоит из ведомого резинового ролика, закрепленного на оси карданно-шлицевого вала, и ведущего дюралюминиевого барабана, находящегося на оси двигателя. Управление фрикционной муфтой осуществляется с помощью рычага, установленного на ручке управления.
Изменения по крену и тангажу осуществляются ручкой, влияющей на положение нижней вилки управления, связанной тягами с верхней вилкой, что, в свою очередь, приводит к изменению наклона плоскости вращения несущего винта.
Путевое управление осуществляется рулем направления, соединенным тросовой проводкой с педалями, которыми управляется и носовое колесо. Для компенсации шарнирного момента руль направления снабжен компенсатором рогового типа. Руль направления и киль симметричного профиля выполнены наборными из 16 фанерных нервюр толщиной 3 мм, сосновых стрингеров 5 x 5 мм, обтянуты перкалем и покрыты нитролаком. Киль установлен на горизонтальной трубе фюзеляжа с помощью анкерных болтов и двух тросовых расчалок.
Шасси автожира — трехколесное. Переднее управляемое колесо размерами 300 x 80 мм связано с педалями с помощью зубчатого редуктора, имеющего передаточное отношение 1:0,6, и снабжено стояночным тормозом барабанного типа диаметром 115 мм.
Панель приборов расположена на ферме буксировочного устройства. На приборной панели установлены указатель скорости, вариометр, высотомер, соединенные с приемником воздушного давления, тахометры несущего и толкающего винтов. На ручке управления находятся тумблер экстренной остановки двигателя и рукоятка управления фрикционной муфтой. Рычаги управления дроссельной заслонкой карбюратора и устройством принудительного разобщения шестерен редуктора системы предварительной раскрутки установлены на сиденье пилота слева. Справа размещен выключатель зажигания. Слева от приборной доски находится тормозной рычаг стояночного тормоза. Привод всех механизмов автожира осуществляется с помощью тросов с боуденовскими оболочками.
Диаметр несущего винта, м: 6,60
Макс. взлетный вес, кГс: 280
Вес пустого автожира, кГс: 180
Вес топлива, кГс: 7
Удельная нагрузка, кГс/м2: 8,2
Силовая установка,
-мощность, л.с.: 52
-макс. обороты винта, об/мин: 2500
-диаметр винта, м: 1,46
Скорость, км/ч,
-взлетная: 40
-посадочная: 0
-крейсерская: 80
-максимальная: 100
Скороподъемность, м/с: 2,0.
Автожир ДАС-2М.
