Среда, 26.04.2017, 18:49
Приветствую Вас Гость | RSS
Четырнадцатая олимпиада посвящена 100-летию выдающегося советского авиаконструктора Р.Е.Алексеева
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Десятая олимпиада (2012/13 уч.год)

Дудов Виктор. Какие преимущества имеют автожиры перед другими аппаратами
Дудов Виктор
Какие преимущества имеют автожиры перед другими аппаратами?

Содержание

Введение
1.    Что такое автожир?
2.    История создания автожира
3.    Особенности автожиров
4.    Виды автожиров
5.    Преимущество автожиров
6.    Разработка автожиров в СССР и России
Заключение
Используемая информация

Введение
   Итак, начнём  с основ: секрет успеха в любой профессии предельно прост – профессия должна нравиться. Выбирая профессию, я тоже руководствовался этим правилом и ничуть не прогадал. Моя профессия – Слесарь –сборщик летательных аппаратов.  Мы живем в то время, когда наблюдается дефицит рабочих специальностей. Со временем это может измениться, но я точно знаю, что никогда не останусь без работы. Моё учебное заведение готовит кадры для ОАО «Иркут». Изготовление летательных аппаратов представляет собой очень сложный, терпеливый комплекс работ. На Иркутском авиационном заводе выпускают автожир А-002М. Мне хотелось бы подробнее рассмотреть, чем особенен автожир и каковы преимущества автожира перед другими летательными аппаратами.
1.Что такое автожир?
 "Что такое автожир? Это летательный аппарат тяжелее воздуха, дальний родственник вертолетов. Он тоже не имеет крыльев, которые заменяет ему воздушный винт большого диаметра (ротор). Но, в отличие от вертолетов, ротор которых постоянно вращается двигателем, а угол наклона лопасти может меняться, ротор автожира не связан с двигателем, и является самовращающимся (auto-gyro) под действием набегающего потока воздуха (рис. 1)

Угол наклона лопасти фиксированный. Вертолет может зависнуть в воздухе и взлетать вертикально, а автожир нет, так как ему для создания подъемной силы необходимо, чтобы ротор постоянно обдувался набегающим потоком. Автожиру нужна более-менее приличная полоса для взлета (25-100 метров), и минимальных размеров поляна для посадки (пробег 0-5 метров). Для создания горизонтальной скорости автожир использует толкающий винт. Если двигатель автожира выйдет из строя, он продолжает полет, неспешно пла-нируя (парашютируя) туда, куда вы его направляете.
2.История создания автожира
Автожиры изобрёл испанский инженер Хуан де ла Сиерва в 1919 году, его автожир С-4 совершил свой первый полёт 9 января 1923 года.
Основное развитие теория автожиров получила в 1930-е годы. С изобретением и массовым строительством вертолётов интерес к практическому применению автожиров упал настолько, что разработки новых моделей были прекращены. Новый этап интереса к автожирам начался в конце 1950-х — начале 1960-х годов. В это время Игорь Бенсен в США активно пропагандировал гирокоптеры собственной конструкции — лёгкие одноместные простейшие автожиры, которые продавались в виде наборов для самостоятельной сборки и были доступны по цене широкому кругу желающих. Кроме того, на рубеже 1960-х годов в США и Канаде были разработаны и получили сертификаты типа три модели двухместных автожиров с прыжковым взлётом.
3. Особенности автожиров
Как и вертолёты, автожиры обладают несущим винтом для создания подъём-ной силы, однако винт автожира вращается под действием аэродинамических сил в режиме авторотации. Винт автожира упрощённой схемы без автомата перекоса, в полёте наклонён назад, против потока — подобно крылу с положительным углом атаки (вертолёты наоборот, наклоняют винт в сторону движения). Кроме того, автожир обычно обладает ещё и тянущим/толкающим винтом (пропеллером), как и у обычного самолёта времён поршневой авиации. Этот маршевый винт и сообщает автожиру горизонтальную скорость.
Автожиры также отличаются от винтокрылов, которые имеют постоянный привод несущего винта от двигателя, позволяющий им использовать как режим авторотации, так и режим вертолётного полёта. На больших скоростях их роторная система действует сходным с автожиром образом (в режиме авторотации шага), обеспечивая только подъёмную силу, но не тягу. Можно сказать, что винтокрылы занимают промежуточное положение, сочетая в себе качества автожиров и вертолётов. Рис 3

Первые автожиры управлялись с помощью аэродинамических рулей, поэтому вертикальная посадка получалась неуправляемой и обычно считалась чрезвычайным режимом. Современные системы управления наклоном плос-кости несущего винта (втулка обладает двумя степенями свободы) позволяют производить посадку без пробега, так как управляемость аппарата не зависит от его воздушной скорости. Для реализации вертикального старта (подскоком) возможна предварительная раскрутка несущего винта с нулевым шагом на земле (от двигателя), с последующим отключением его привода и установкой рабочего шага винта.
 Достоинства
•    Аппарат в среднем гораздо дешевле лёгких самолётов и вертолётов;
•    Управлять автожиром проще, чем самолётом и вертолётом;
•    Один из самых безопасных летательных аппаратов, что обусловливают следующие его особенности:
•    не подвержен штопору;
•    способен совершать мягкую посадку с неработающим двигателем;
•    малы требования к площадке для посадки;
•    гораздо менее чувствителен к термическим потокам (по сравнению с дельтапланом и парапланом);
•    менее чувствителен к болтанке (по сравнению с самолётом).
Недостатки
•    У автожира есть несколько специфичных опасных режимов полета (разгрузка ротора, кувырок, мертвая зона авторотации и пр.), которые нельзя допускать при полете во избежание падения. Кувырок характерен в основном для аппаратов с неправильно расположенными относительно друг друга центром тяжести и вектором тяги маршевого винта, а также с недостаточно развитым хвостовым оперением.
•    Полеты на автожире в условиях обледенения представляют большую опасность, поскольку при обледенении ротора он быстро выходит из режима авторотации, что приводит к падению.
4. Виды автожиров
Автожиры бывают разных конструкций: одно- и двухместные, без кабины и с кабиной. В настоящее время наиболее активно автожиры используются в США, Канаде, Австралии, в некоторых европейских странах (Германии) в основном любителями или в рамках клубов. В России, к сожалению, пока нет серийных образцов, но есть некоторые энтузиасты, собирающие эксперимен-тальные модели (ЕЭВС) на базе импортных основных узлов и силовых установок (роторы, двигатели). Есть действующие экземпляры, собранные из КИТ-ов заграничных моделей ("Доминатор", США), либо привезенные из-за границы (RAF-2000, Канада).  На сегодня в России летает, примерно, 65 моделей различной конструкции и компоновки, собранных самодельщиками автожиров. Необходимо отметить, что в настоящее время решен вопрос по устранению основного конструктивного недостатка всех моделей автожиров, связанного с неправильным положением вектора тяги маршевого двигателя относительно центра тяжести аппарата. Поэтому все современные модели выпускаются на высоких шасси, позволяющих совместить вектор тяги двигателя с центром тяжести аппарата, обеспечивая максимальную безопасность в некоторых нештатных режимах полета (в нисходящих потоках и на малых скоростях). Рис 2.

 Что касается габаритных размеров, то автожир пройдет в ворота ангара высотой 3 метра. Если вы хотите не снимать при этом ротор, то длина помещения должна быть не менее 10 метров. Двадцатиметровой площадки перед ангаром хватит, чтобы улететь в одиночку даже при отсутствии ветра. Главным преимуществом автожира является высокая безопасность полетов на малых высотах 3-30 м, в диапазоне скоростей 30-120 км/ч, при скорости ветра до 15 м/с. Для самолетов и вертолетов такие режимы полета считаются опасными.
Эксплуатация автожира возможна вдалеке от аэродромов базирования, для взлета и посадки не требуется подготовленной площадки. Поэтому можно рассчитывать на высокую экономическую целесообразность применения автожиров для мониторинга с воздуха и других задач.  Существенным является также то, что пилотирование автожира гораздо проще, поэтому время подготовки пилота меньше, также как и утомляемость пилота при полетах.
 5.  Преимущества автожира по сравнению с другими легкими летательными аппаратами:
•    сравнительная легкость в обучении и управлении;
•    маневренность на разворотах и в полете (разворот на 180 град. занимает 1-2 сек. с радиусом 5м);
•    отсутствие сваливания;
•    отсутствие вибраций по сравнению с вертолетом;
•    великолепный обзор с переднего кресла;
•    широкий диапазон эксплуатационных скоростей горизонтального полета (от 25 до 250 км/час);
•    короткий разбег (до 70 м, при ветре 7-8 м/сек - без разбега);
•    пробег при посадке 0-5 м;
•    отсутствие проблем при отказе двигателя практически на любом этапе по-лета;
•    значительно меньшая, по сравнению с другими типами летательных аппаратов,
•    реакция на турбулентность и порывистый ветер;
•    возможность круглогодичного использования.
•    широкий обзор и гораздо меньшая, чем в вертолётах, вибрация, что делает их очень удобными для аэрофотосъёмок, видеосъёмок и наблюдения.

6. Разработка автожиров в СССР и России

Автожир КаСкр-1 «Красный инженер» рис 4

Современный лёгкий автожир Arrow-Copter AC-10
Первый советский автожир КаСкр-1 «Красный инженер» разработки Н. И. Камова и Н. К. Скржинского поднялся в воздух 25 сентября 1929 года. Пилотировал автожир И. В. Михеев, а в задней кабине находился его создатель Н. И. Камов.
После этого в ОКБ Камова был создан ещё ряд моделей. Автожир А-7 прохо-дил лётные испытания по применению на авиахимработах, в том числе на опылении в предгорьях Памира.
В 1936 году на заседании специальной комиссии при Политбюро ЦК ВКП(б), курировавшей создание первой дрейфующей станции в Северном Ледовитом океане, обсуждались варианты доставки полярников на льдину. Сын В. Чапаева Аркадий Чапаев (1914—1939) предложил изготовить автожиры. Их следовало подвесить под крылья тяжёлого транспортного самолёта. Идея не прошла]
В настоящее время разработками автожиров в России занимаются несколько групп и предприятий:
ИАПО — модель А002 «Иркут»
«Аэро-Астра» — модель «Охотник»
Твистер-клуб — модель «Твист»
АвиаМастер — модель «Инспектор»
Кроме того, уже 12-й год разрабатывает модели автожиров энтузиаст воздухоплавания Борис Половинкин (Новосибирск)
Автожир А-002М
Одной из самых удачных отечественных разработок летательных аппаратов такого класса стал автожир «Иркута» А-002М. Свой первый полет он совершил в далеком 1999 году. С тех пор машину постоянно совершенствовали. Сейчас этот аппарат заканчивает летные испытания. При этом машина получилась многофункциональной.
При небольших изменениях комплектации А-002М (рис. 5)

может производить контроль коммуникаций, аэрофотосъемку, доставлять грузы и пассажиров в труднодоступные районы или применяться для начального обучения летчиков.
В настоящее время в разной степени готовности находятся две версии авто-жира: пилотируемая пассажирская и пилотируемый автожир-разведчик, оснащенный оптической системой наблюдения и аппаратурой передачи сигнала на землю. В перспективе в «Иркуте» собираются сделать и беспилотный вариант А-002М, предназначенный для целей наблюдения.
Для избегания традиционных проблем для всех автожиров – низкая эффективность силовой установки – инженеры Иркута отказались от авиационного двигателя и избрали специально доработанный автомобильный. Такой двигатель на 210 лошадиных сил способен давать необходимую мощность и в то же время потреблять сравнительно немного топлива, которое к тому же относительно дешево – А-002М «ест» бензин АИ-98. На одной заправке в 150 литров автожир может пролететь до 430 километров. Скорость полета А-002М лежит в пределах от 40 до 200 километров в час. Таким образом, конструкторам корпорации «Иркут» удалось довольно оригинально решить топливную проблему малыми силами, пусть даже и, не исправив врожденные недостатки самой концепции автожира.
Главное же преимущество этого автожира в его минимальных инфраструк-турных запросах. Такой аппарат может взлетать и садиться на площадки ограниченных размеров, садиться с неработающим двигателем, не сваливаться в штопор и не попадать в т.н. вихревое кольцо и так далее. И нельзя сказать, что все эти плюсы конструкции являются сугубо «лабораторными». К примеру, посадка на ограниченной площадке может помочь при проведении поисково-спасательных операций, а сравнительно небольшая стоимость автожира позволит соответствующей структуре закупить больше такой техники и, как следствие, «перекрыть» больший район поиска.
Длина разбега – 5-30 метров, что соизмеримо с размерами самого аппарата. Полезная нагрузка – 3 человека, включая пилота. Дальность полета – 500 км. Скорость от 40 -200 км/ч.  Стоимость такого автожира – 150 тыс. долл.
Также Автожир прост в управлении и нечувствителен к атмосферной турбулентности. Этот аппарат может останавливаться в воздухе и разворачиваться с радиусом, соизмеримым с размером самого аппарата. На автожире можно производить энергичные разгоны и торможения в воздухе, можно использовать его в условиях горной и лесистой местности при отсутствии аэродромов. Автожир позволяет легко производить точечные посадки на неподготовленные площадки в случае отказа двигателя.
Сейчас на Иркутском авиационном производственном объединении создан задел для серийного производства автожира А-002М. В этом году планируется завершить испытания аппарата и, наконец, получить сертификат летной годности, который авиаторы пытаются заполучить вот уже на протяжении 5 лет. Если все пройдет успешно, российские авиалюбители получат возможность заполучить не просто дешевый летательный аппарат, а транспортное средство будущего.  

Заключение
На сегодняшний день автожир является, пожалуй, наиболее безопасным средством передвижения по воздуху. Он легко управляется на всех режимах полета, в том числе и на нулевой скорости. Даже при отказе двигателя, аппаратом можно полностью управлять, спланировав на подходящее место для посадки без дополнительного пробега. Управлять такой техникой действительно приятно и не сложно, но это не означает, что всем надо летать на автожирах. Всем тем, кто чувствует в себе не потухшую тягу к небу – есть реальная возможность с помощью автожира достаточно безопасно и с максимальным удовольствием ее осуществить.

Источники информации:
1.http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1234003979/0
2.https://docs.google.com/leaf?id=0B0v8ppE_BifQNDQ0OWZmMzEtZGZiMy00NDA5LWE...
3.http://news.ngs.ru/more/809088
4.http://ru.wikipedia.org



Источник: http://ru.wikipedia.org;http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1234003979/0
Категория: Десятая олимпиада (2012/13 уч.год) | Добавил: Service (01.02.2013) | Автор: Дудов Виктор E W
Просмотров: 4880 | Теги: преимущества автожиров, Иркут, ИАЗ, автожир | Рейтинг: 3.7/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
14-Я ОЛИМПИАДА ЗАВЕРШЕНА!
ИТОГИ ПОДВЕДЕНЫ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ В 15-Й ОЛИМПИАДЕ НАЧНЕТСЯ
1 ОКТЯБРЯ 2017 ГОДА!

Google+
Их многие читают
Щур Илья Андреевич (8836)
Бадакова Анастасия (6311)
Кузьминова Анастасия Олеговна (6211)
Чеховская Алена Алексеевна (4392)
Кошманов Илья Игоревич (4136)
Иванов Семен Владимирович (3883)
Пушинская Кристина Валерьевна (3811)
Беляева Александра Сергеевна (3734)
Ахметшин Тимур (3567)
Рафаэль (3380)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017