Що таке автожир — принцип роботи, застосування, сучасні моделі та спеціальні властивості
Зміст
Серед сучасних літальних апаратів особливою популярністю користується безкрила техніка. Що таке автожир (autogyro) або, як ще його називають, вертоплан, жироплан? Всі ці терміни відносяться до одного і того ж бескрылому літальному апарату з двома гвинтами (горизонтальним і вертикальним оперенням). На Заході легкий винтокрылый агрегат прийнято називати ґіроплан, ротоплан, ґірокоптер. Всі назви відображають принцип, завдяки якому ця унікальна техніка успішно утримується в повітряному просторі.
Винахідник автожиров
Цей літальний апарат був винайдений в 1919 році іспанським інженером Хуаном де ла Сієрва. Його автожир вперше побачив небо навесні 1923 року. Відновився інтерес до ротопланам з кінця 1950 рр завдяки Ігорю Бенсену, який продавав гвинтокрилі літальні апарати власного виробництва. Його винаходи були найпростішими одномісними жиропланами полегшеної конструкції і продавалися комплектами для самостійної збірки. Єдина модель ґіроплану, перейменована на pegasus, яка збереглася до наших днів, знаходиться у жителя Каліфорнії.
Принцип роботи автожира
Конструктивні особливості та принцип дії жироплана схожі з планером, літаком, дельталетом або мотодельтапланом. Підйомна потужність забезпечується зустрічним повітряним потоком, а роль крил виконує несе свободновращающийся гвинт (ротор). Ця особливість забезпечує горизонтальний політ автожира, за рахунок чого він тримається на повітрі. Загальний крок гвинта регулюється виробником, при експлуатації зміні не підлягає.
Поступальний рух здійснюється тягне зусиллям маршового двигуна ґіроплану, якщо він розташований спереду, і штовхає дію, коли мотор знаходиться ззаду. Щоб запустити рух лопатей ротора, тобто для обертання гвинта, потрібно тільки повітряний потік, що і називається режимом авторотації. Опір гвинта в повітрі розкручує пропелер, завдяки чому спрацьовує аеродинамічний принцип, що запускає трансмісію, і ґіроплан починає вільно планувати.
Управління
Стандартні автожири з вертикальним зльотом можуть управлятися і переміщатися щодо трьох просторових осей: подовжньої, поперечної, вертикальної. Шляхове управління винтокрылого літального апарату здійснюється кермом напряму, який закріплений на хвостовій частині фюзеляжу. Нахил площини обертання несучого гвинта, за рахунок чого виконується необхідний кут тангажа, досягається відхиленням ручки управління жироплана.
Принцип руху педалей і ручки ґіроплану підпорядкований інстинктивним маніпуляціям людини для збереження рівноваги під час польоту, як і при керуванні літаком. Переміщення ручки в яку-небудь сторону тягне за собою відхилення осі несучого гвинта в тому ж напрямку, за рахунок чого здійснюється поворот жироплана. У механізмі управління ґіроплану задіяні ще виделки з наконечниками.
Швидкість польоту
Класичні автожири пересуваються в повітряному просторі зі швидкістю в середньому 120 км/год при витраті палива близько 15 л на 100 км. Розвивати швидкість польоту жиропланы здатні від 25 до 180 км/год, рекордна позначка темпу переміщення в повітрі була зафіксована в 207 км/ч. У зв’язку з цими характеристиками, автожир можна порівняти з автомобілем економічності витрати палива і швидкості з тією лише різницею, що пересувається винтокрылый літальний апарат по повітрю.
Режими польоту
В основному аеродинамічний політ на автожир проходить у штатному режимі. Не дарма жироплан зараховується до найбезпечнішим, проміжним між вертольотом та літаком, літальним апаратам. Однак трапляються і з автожиром нештатні ситуації, такі як розвантаження ротора, обледеніння, мертва зона авторотації, перекид. Головним достоїнством жироплана є те, що при втраті швидкості, відмови двигуна або будь-яких збоях в управлінні він здатний здійснити безпечну посадку.
Використання автожиров
Жиропланы використовують для швидкого переміщення замість автомобілів. Перевагою автожира перед наземними транспортними засобами виступає повна свобода при здійсненні маневрів і відсутність пробок. Жироплан ідеально підходить для короткочасних розважальних та туристичних повітряних прогулянок. Для цих цілей краще моделі, розраховані на двох чи трьох пасажирів.
Ґіроплани застосовують для військових і ділових польотів з метою огляду певній території, контролювання нафтопроводів, охорони прикордонних зон, моніторингу загоряння у лісових масивах. Сучасний ґірокоптер з камерою застосовують для аерофотознімання або повітряних відеозйомок, завдяки широкому огляду і низькою вібрації на відміну від вертольотів.
Розробка в СРСР і Росії
Стрімкий розвиток авіації на початку XX століття привело до появи різноманітних літальних агрегатів. Радянський жироплан був розроблений і сконструйований Н.І. Камова. Перший політ на цьому автожир під назвою КАСКР-1 «Червоний інженер» був здійснений у 1929 році пілотом-випробувачем в компанії самого конструктора. У цей період у Росії розробка автожиров проводиться кількома провідними компаніями: «хмари», «Аеро-Астра», «АвиаМастер».
Сучасні автожири
Через кілька десятків років після створення перших жиропланов філософія постійного вдосконалення спричинила за собою винахід автожира з закритою кабіною. Сучасні ґіроплани, крім елегантного дизайну, відрізняє вдосконалена конструкція механізмів зльоту, посадки і управління винтокрылым літальним апаратом під час польоту, що забезпечує йому безпеку.
Класифікація
За принципом розміщення маршового гвинта ґіроплани класифікуються на два типу: з тягне і штовхає гвинтом. Перший варіант літальних агрегатів має кращу можливість охолодження двигуна, завдяки гвинтовому охолодженню. Перевагою моделей автожиров з тягнучим гвинтом є їх безпеку при механічному впливі на носову частину під час аварії. Перевагою конструкції жиропланов з штовхає гвинтом виступає кращий огляд з кабіни.
Спеціальні властивості
Більшість сучасних автожиров обладнані механізмом попередньої розкрутки втулки ротора. При подібному варіанті конструкції ротор розкручується до розбігу винтокрылого літального апарату. Попередня розкрутка гвинта жироплана істотно скорочує його розбіг і при зустрічному потоці вітру підйом можливий з місця. Короткий зліт ґіроплану є найбільш прийнятним варіантом при відсутності в Росії легкодоступних аеродромів. Моделі з стрибковим злетом, приміром, як жироплан Cartercopter, універсальні.
