Вторник, 22.08.2017, 00:30
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 » Свободные публикации » Свободные статьи

Какие преимущества имеют автожиры по сравнению с другими летательными аппаратами?
"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. Угол наклона лопасти фиксированный.



Какие преимущества имеют автожиры по сравнению с другими летательными аппаратами?
Историко-исследовательская работа.
 Выполнил: Константинов Ярослав учащийся второго курса, училища №2. г. Иркутск 2012 год. 

Содержание:
 Введение 
Основная часть 
· Более подробно: «Что же представляет собой автожир?» 
· Особенности 
· История 
· Свойства 
· Классификация 
· Специальные свойства 
· Достоинства 
· Недостатки 
· В культуре 
· Разработка автожиров в СССР и России Заключение Источники 

Введение 
Найдя на сайте тему про автожиры, мне стало интересно что же представляет он собой. Этот агрегат носит довольно странное, на первый взгляд, для русского уха название — автожир. На самом деле ничего странного в этом слове нет. Просто оно имеет нерусское происхождение и образовано от греческих слов αύτός — сам и γύρος — круг. Название автожир чаще применяется в России. Способный летать самостоятельно автожир кроме свободного несущего винта имеет двигатель с толкающим или тянущим винтом, который обеспечивает аппарату горизонтальную тягу. При движении вперед как раз и создается встречный воздушный поток, обтекающий несущий винт определенным образом и заставляющий его авторотировать, то есть вращаться, создавая при этом подъемную силу. И именно поэтому зависать на месте (за исключением особых условий большого встречного ветра) или же подниматься строго вертикально подобно вертолету автожир, увы, не может. Считается, таким образом, что автожир занимает промежуточное положение между самолетом и вертолетом. Для того, чтобы держаться в воздухе ему нужно движение вперед, но саму подъемную силу создает несущий винт, подобный вертолетному (только без двигателя ). Картина обтекания несущего винта у этих аппаратов отличается. Если у вертолета встречный воздушный поток поступает сверху, то у автожира снизу. Плоскость вращения винта при горизонтальном полете у автожира наклонена назад ( у вертолета вперед). Картина обтекания лопастей при этом следующая….
Основная часть
 · Более подробно: «Что же представляет собой 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. 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 планируя (парашютируя) туда, куда вы его направляете. 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 экспериментальные 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). Преимуществами автожира является больший срок службы агрегатов (до 2000 часов) ввиду отсутствия мягкого крыла, и малое время подготовки к транспортировке и обратно. Существенным является также то, что пилотирование автожира гораздо проще, поэтому время подготовки пилота меньше, также как и утомляемость пилота при полетах. 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 полета; – значительно меньшая, по сравнению с другими типами летательных аппаратов, реакция на турбулентность и порывистый ветер; – возможность круглогодичного использования. 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. Все выше сказанное - это сухая техническая проза, и она не стоит даже ломаного гроша, если за всем этим не стоит человек, и не просто человек, а человек – пилот, поэт-художник, который по тем или иным земным причинам еще не успел реализовать себя таковым в нашей не простой российской действительности... Эти слова и летная лирика уже относятся напрямую к Ивану Маковка (Минусинск), который в течение многих лет воплощал свои давние мечты и скрупулезные расчеты в грубом и холодном металле. По словам некоторых специалистов автожирного дела, Иван предстал перед нами, как самый профессиональный непрофессионал в постройке своего автожира-первенца. Наблюдая за Иваном и его детищем почти два года, которые собственно и понадобились для воплощения его теоретических расчетов, аппарат с самого начала вызывал уважение и источал некую математическую и геометрическую гармонию. Не было ни малейшего сомнения в том, что он полетит. И, честно говоря, постоянно "чесались" руки, чтобы сесть за его штурвал. В итоге все так и случилось. Первые пробежки и подлеты показали что "ОН" готов и так и просится в воздух. После устранения на земле некоторых технических нюансов "ОН" просто с удовольствием оторвался от нашей грешной земли в аэропорту в Шушенском (04.07.2010) и уверенно окунулся в свою стихию безбрежного голубого пятого океана… Сомнений в том, что все получится, не было. Главной задачей было – понять основные взлетные параметры: обороты ротора, двигателя и скорость. Продолжая подлеты на полосе уже в Шушенском, все постепенно становилось на свои места. На взлете обороты ротора – 270, двигателя – от 4800 до максимальных, скорость – от 50 км/ч. Единственное, что привносило свои особенности на взлете – это небольшой боковой ветер, который периодически переходил в штиль. Еще, к чему пришлось привыкать, так это к раздельному управлению ногами передним колесом и хвостовым оперением, что в большинстве моделей связано друг с другом. Может и это еще вместе с боковым ветром иногда создавало эффект сноса аппарата в момент взлета. Поскольку общая взлетная масса составляла не более 300 кг, аппарат слушался "ручку" без особого напряжения. Первые несколько стартов и полетов показали, что аппарат летать будет. Следующим шагом станет испытания маневренности и скоростных значений и показателей. Есть первый сибирский автожир! Желающих построить и освоить этот вид СЛА хватало всегда, но Иван с его "Первенцем" стал здесь катализатором целого направления, которое ждет большое будущее не только в Сибири, но и в России в целом. Все достаточно реально и понятно, чтобы строить и осваивать такую технику. Как пилот автожиров, имея пока собственный налет около 30-ти часов, хочу отметить, что управлять такой техникой действительно приятно и не сложно, но это не означает, что всем надо летать на автожирах. Конечно же, нет. Просто всем тем, кто чувствует в себе непотухшую тягу к небу – есть реальная возможность с помощью автожира достаточно безопасно и с максимальным удовольствием ее осуществить". 
· Особенности: 
Ротор, вал и двигатель автожира VPM M-16 Как и вертолёты, автожиры обладают несущим винтом для создания подъёмной 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. Первые автожиры управлялись с помощью аэродинамических рулей, поэтому вертикальная посадка получалась неуправляемой и обычно считалась чрезвычайным режимом. Современные системы управления наклоном плоскости 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. · История Rotabuggy — лёгкий автомобиль с установленным ротором 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: Umbaugh 18A (позже известный как Air & Space 18A) McCulloch J-2 Avian 2/180 Из этих трёх моделей первые две выпускались серийно. Несколько аппаратов этих моделей летают до сих пор. Avian 2/180 был построен в количестве нескольких прототипов разной конфигурации, но серийно не выпускался. Единственный сохранившийся (нелетающий) аппарат этой модели сейчас находится в частном владении в Калифорнии, причём владелец изменил его название на Pegasus. 
· Свойства: 
Современный легкий автожир с закрытой кабиной Большинство автожиров не могут взлетать вертикально, но им требуется гораздо более короткий разбег для взлёта (10—50 м, с системой предраскрутки ротора), чем самолётам. Почти все автожиры способны к посадке без пробега или с пробегом всего несколько метров, к тому же эти аппараты способны висеть при сильном встречном ветре. Таким образом, по маневренности они находятся между самолётами и вертолётами, несколько уступая вертолётам и абсолютно превосходя самолёты. Автожиры, в некотором отношении, превосходят самолёты и вертолёты по безопасности полёта. Самолёту опасна потеря скорости, поскольку он сваливается при этом в штопор. Автожир при потере скорости начинает снижаться. При отказе мотора автожир не падает, вместо этого он снижается (планирует), используя эффект авторотации (несущий винт вертолёта при отказе двигателя также переводится в режим авторотации, но на это теряется несколько секунд, важных при вынужденной посадке). Пилот может в полной степени управлять направлением снижения, используя все системы управления автожиром. При посадке автожиру не требуется посадочная полоса, что тоже важно для безопасности полёта, особенно при вынужденной посадке в незнакомом месте. Скорость автожира сравнима со скоростью лёгкого вертолёта и несколько уступает лёгкому самолёту. По расходу топлива они уступают и самолётам, и вертолётам, но техническая себестоимость лётного часа автожира в несколько раз меньше, чем у вертолёта, благодаря отсутствию сложной трансмиссии. Типичные автожиры летают со скоростью до 180 км/ч (рекорд 207,7 км/ч), а расход топлива составляет 15 л на 100 км при скорости 120 км/ч. Таким образом, по скорости и экономичности автожир напоминает автомобиль, с той разницей, что не застревает в пробках. Ещё одним их преимуществом является широкий обзор и гораздо меньшая, чем в вертолётах, вибрация, что делает их очень удобными для аэрофотосъёмок, видеосъёмок и наблюдения. Автожир также имеет существенное преимущество перед другими типами лёгких летательных аппаратов: на нём можно летать даже в сильный (до 20 м/с) ветер. Большинство автожиров одно- и двухместные. Существуют и трёхместные модели — российский автожир «Охотник-3», выпускающийся научно-производственным центром Аэро-Астра-Автожир[2], и автожир А002, серийно выпускающийся ИАПО «Иркут»[3]. При скорости ветра более 8 м/с взлетает с места, в штиль нужен разбег до 15 м. Самыми массовыми в последние годы стали автожиры немецкой компании Autogyro. Начиная с 2003 года выпуск этих аппаратов быстро увеличивался и сейчас составляет более 300 машин в год.[источник не указан 1075 дней] · Классификация Автожир Avro Rota Mk 1 (Cierva Autogiro C30 A) - классический автожир с тянущим винтом, 1930-е По расположению маршевого винта автожиры делятся на 2 типа: с тянущим винтом (исторически первые аппараты) и с толкающим винтом (наиболее распространённые в настоящее время). Преимущества схемы с тянущим винтом: лучшее охлаждение двигателя за счёт обдува винтом, и несколько большая безопасность при аварии с ударом носовой частью (в схеме с толкающим винтом при такой аварии двигатель, расположенный за кабиной, может завалиться вперёд и травмировать пилота). В то же время, в схеме с толкающим винтом лучше обзор из кабины. У обеих схем есть и другие присущие им преимущества и недостатки. 
· Специальные свойства:
Некоторые автожиры способны к прыжковому взлёту. При этом лопасти несущего винта ставятся горизонтально (в малый общий шаг), винт раскручивается до оборотов, превышающих номинальные полётные, затем его лопасти поворачиваются в полётный шаг. Взлёт происходит по вертикали за счет накопленной энергии винта. Осуществление такой схемы требует значительного усложнения конструкции втулки ротора и утяжеления лопастей, поэтому автожиры с прыжковым взлётом мало распространены. Многие автожиры оснащены предварительной раскруткой ротора. В этом случае ротор раскручивается до начала разбега автожира (через передачу от маршевого двигателя или от отдельного привода). Предварительная раскрутка значительно сокращает длину взлётного разбега автожира, а при встречном ветре взлёт происходит почти «с места». Разрабатываемый американским энтузиастом Джеем Картером шестиместный автожир CarterCopter (англ.)русск. с прыжковым взлётом обладает уникальной возможностью замедлять вращение несущего винта на больших скоростях, при этом несущая сила обеспечивается крылом небольшого размаха, разница в подъёмной силе идущих вперёд и назад лопастей становится неактуальна. За счёт этого возможен разгон до уникальных для винтокрылой техники скоростей за 600 км/ч. · 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. · В культуре Автожир присутствует в Фэнтези вселенной Warcraft у расы гномов (Gnomes), под названием Гирокоптер. Используется как средство разведки. Вследствие созвучности слов Гирокоптер (автожир) и Геликоптер (вертолет) большинство игроков считает их вертолетами. Тем не менее, в русской версии был переведен как ветролет. Также данный летательный аппарат можно встретить в игре «Commandos: Behind Enemy Lines» в миссии «Слепое правосудие», где одной из целей является отход группы диверсантов с использованием автожира. Ещё одна игра, где есть автожир - GTA Vice City Stories (Sony PSP). Правда управляется он и ведёт себя как обычный вертолёт. Автожиры являются распространённым транспортным средством в серии произведений о Конфедерации Меганезия современного российского автора Александра Розова. Присутствовал в качестве секретного транспорта в Saints Row 2. В фильме «Живёшь только дважды» (You Only Live Twice) - Джеймс Бонд в исполнении Шона Коннери. Название автожира - Little Nellie, WA-116, спроектирован и построен Кеном Воллисом (Ken Wallis). Во втором фильме «Безумный Макс» (Mad Max, The Road Warrior). · Разработка автожиров в СССР и России Автожир КаСкр-1 «Красный инженер» 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 проходил 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.[4] 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). 
· Заключение 
В мире авиации всегда происходили значимые или незначимые изменения. На смену старым появлялись новые летательные аппараты, которые своими качествами были лучше прежних, и поэтому прекращалось проектирование и создание последних. Но ведь старые идеи по-прежнему могут иметь немалые перспективы. В их число и входят автожиры, у которых интересная и достаточно длинная история. Ведь значение этих аппаратов не стоит недооценивать. С автожиров началась история всех винтокрылх - машин в нашей стране, они - важная часть истории отечественной авиации и являются одним из возможных вариантов перспективного транспорта будущего. 

· Источники
1. Источник: авиационный журнал "Крылья. Новости легкой авиации".
Июль-август 2010 г. Сайт "Крылья" http://www.wing.com.ua 
2. Братухин И. П. Автожиры. Теория и расчёт. — Госмашметиздат, 1934. — 110 с. 
3. Жабров А. А. Автожир и геликоптер. — 2-е изд. — ЦС ОСОАВИАХИМа СССР, 1939. «http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Автожир&oldid=49692294»


Источник: http://«http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Автожир&oldid=49692294», http://www.wing.com.ua
Категория: Свободные статьи | Добавил: Mark (15.01.2013) | Автор: Константинов Ярослав Александрович E
Просмотров: 3302 | Теги: 1930-е, Автожир КаСкр-1 «Красный инженер», VPM M-16, Rotabuggy, Автожир Avro Rota Mk 1 (Cierva Auto | Рейтинг: 5.0/1
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
Збарский Даниил Павлович (12318)
Щур Илья Андреевич (11617)
Кузьминова Анастасия Олеговна (9073)
Бадакова Анастасия (9035)
Чеховская Алена Алексеевна (5257)
Рафаэль (4793)
Иванов Семен Владимирович (4724)
Кошманов Илья Игоревич (4599)
Беляева Александра Сергеевна (4584)
Пушинская Кристина Валерьевна (4058)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017