ვერტმფრენის ძირითადი ნაწილები. როგორ მუშაობს ვერტმფრენი? გამოყენებული ძრავების ტიპის მიხედვით
განათლების ფედერალური სააგენტო
დამატებითი პროფესიული განათლების სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება
საავიაციო ინდუსტრიის მენეჯმენტისა და ინოვაციების ინსტიტუტი
ვ.ვ. ანჟელიკა
ვერტმფრენის დიზაინი
დონის როსტოვი
UDC 629.7 (075)
D 81
დ 81 დუდნიკ ვ.ვ. ვერტმფრენის დიზაინი. – Rostov n/d: გამომცემლობა IUI AP, 2005. – 158 გვ.
ISBN 5-94596-015-2
IN სახელმძღვანელოასახავს: ძირითადი ერთეულებისა და სისტემების შემადგენლობას, დანიშნულებას, სტრუქტურას და დიზაინის პროცესს; ერთეულების კონსტრუქციულ-ძალა და კინემატიკური დიაგრამები, ნაწილების კონსტრუქციები და ერთეულების ერთეულები.
პროფესიული გადამზადების პროგრამის სტუდენტებისთვის „ვერტმფრენის ინჟინერიის“ მიმართულებით, ასევე პრაქტიკოსებისთვის.
გამოქვეყნებულია მენეჯმენტისა და ინოვაციების ინსტიტუტის სარედაქციო და საგამომცემლო საბჭოს გადაწყვეტილებით
საავიაციო ინდუსტრია
სამეცნიერო რედაქტორი:
ტექნიკურ მეცნიერებათა დოქტორი, პროფესორი ი.ვ
ISBN 5-94596-015-2
© Dudnik V.V., 2005 © გამომცემლობა IUI AP, 2005 წ.
შესავალი
IN ამ დღეებში ძნელი წარმოსადგენია კაცობრიობა თვითმფრინავების გარეშე. თვითმფრინავებს შორის ღირსეული ადგილი უკავია ვერტმფრენებს - ჰაერზე მძიმე თვითმფრინავებს, რომლებიც ჰაერში გადაადგილებისთვის მთავარ როტორს იყენებენ. ვინაიდან შვეულმფრენების წარმოება არის შედარებით ახალგაზრდა საქმიანობის სფერო, აქტიური ცვლილებებია დანაყოფების დიზაინისა და წარმოების ტექნოლოგიაში. ბოლო წლებში დაიწყო ინოვაციების გამოყენება, როგორიცაა სუპერკრიტიკული გადამცემი ლილვები, აქტიური ხმაურისა და ვიბრაციის ამომრთველები, მრავალ დახურული პირების სპარსები, მონოკოკის ფიუზელაჟები, კუდის ბუმის ქედები და მრავალი სხვა. სამწუხაროდ, რუსეთი, რიგი მიზეზების გამო, ჩამორჩა ზოგიერთი ინოვაციის გამოყენებას. ამის შესაბამისად, აუცილებელია ვიბრძოლოთ, რომ მაქსიმალურად გამოვიყენოთ გლობალური ვერტმფრენების ინდუსტრიაში დაგროვილი გამოცდილება.
IN ეს სახელმძღვანელო ცდილობს შეავსოს ხარვეზები თანამედროვე ტექნოლოგიების გაშუქებაში, ამიტომ მათ ცოტა მეტი ყურადღება ექცევა.
მე-5 და მე-8 თავები დაიწერა ოლეინიკ ნიკოლაი ივანოვიჩთან ერთად.
1. ზოგადი ინფორმაცია შვეულმფრენების შესახებ
1.1. ვერტმფრენის კლასიფიკაცია
IN ამჟამად მსოფლიოში რამდენიმე ათეული ტიპის ვერტმფრენი იწარმოება. მათ აქვთ სხვადასხვა დანიშნულება, ზომები და მახასიათებლები, მაგრამ ვერტმფრენის კლასიფიკაციის მთავარი კრიტერიუმი მისი ასაფრენი წონაა. წონის კლასიფიკაციის შესახებ რამდენიმე მოსაზრება არსებობს. ხშირად ის დადგენილია კონკრეტული სახელმწიფოს საკანონმდებლო აქტებით. ამრიგად, რუსეთის სამოქალაქო ავიაციაში, ვერტმფრენები იყოფა ოთხ კლასად, მათი მაქსიმალური ასაფრენი წონის მიხედვით.
1 კლასი - 10 ტ ან მეტი,
მე-2 კლასი - 5-დან 10 ტონამდე,
3 კლასი - 2-დან 5 ტონამდე,
მე-4 კლასი – 2ტ-მდე.
პრაქტიკაში, ვერტმფრენები ხშირად იყოფა ულტრამსუბუქად, მსუბუქად, საშუალოდ და მძიმედ. აქ არის გაყოფის ერთ-ერთი ვარიანტი.
700 კგ-მდე - ულტრა მსუბუქი; 700-5000 კგ – მსუბუქი; 5000-15000 კგ – საშუალო;
15000 კგ-ზე მეტი - მძიმე.
მსოფლიოში ყველაზე მძიმე ვერტმფრენი იყო საბჭოთა Mi-12 ვერტმფრენი (105t), ხოლო წარმოების მანქანებს შორის - Mi-26 (56t).
ამ სერიისგან გარკვეულწილად განცალკევებით დგას უპილოტო ვერტმფრენები, რომლებიც გამოიყენება დაზვერვისა და მონიტორინგისთვის. გარემოდა სოფლის მეურნეობის გადამუშავება, რომლის ასაფრენი წონა 80-დან 1000 კგ-მდე მერყეობს.
გარდა ამისა, ვერტმფრენები დანიშნულების მიხედვით იყოფა:
მგზავრი; საბრძოლო; ტრანსპორტი; სასოფლო-სამეურნეო;
ძებნა და გადარჩენა და სხვა.
ბორტზე ძრავების არსებობა საშუალებას აძლევს თვითმფრინავებს კლასიფიცირდეს ძრავების რაოდენობით - ერთი, ორი და სამი ძრავით, ხოლო ტიპის მიხედვით - დგუში და გაზის ტურბინა.
Კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელიარის ვერტმფრენის დიაგრამა. ვერტმფრენის განლაგება განსაზღვრავს რეაქციის ბრუნვის დაბალანსების მეთოდს მთავარი როტორი. ამჟამად გამოიყენება ერთი და ორმაგი ხრახნიანი სქემები. საბჭოთა კავშირსა და შეერთებულ შტატებში შემუშავებულმა სამმა და ოთხხრახნიანმა კონსტრუქციებმა ფართო გამოყენება არ ჰპოვა.
ერთი როტორის დიზაინი - ვარაუდობს ერთი მთავარი როტორის და მოწყობილობის არსებობას, რომელიც ანაზღაურებს მთავარი როტორის რეაქტიულ მომენტს. კუდის როტორი ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც მოწყობილობა რეაქტიული ბრუნვის კომპენსაციისთვის, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში სხვა მექანიზმებიც გამოიყენება (სურათი 1a, b).
ორმაგი როტორის დიზაინი ითვალისწინებს ორი როტორის არსებობას, რომლებსაც აქვთ ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებები. ასეთი ხრახნების რეაქტიული მომენტები ურთიერთკომპენსირებულია. თავის მხრივ, ტყუპ-როტორული ვერტმფრენები, ძირითადი როტორების ადგილმდებარეობის მიხედვით, შეიძლება ჰქონდეთ:
∙ კოაქსიალური სქემა - საწინააღმდეგო მბრუნავი როტორები განლაგებულია ერთმანეთის ზემოთ (სურათი 1c);
∙ გრძივი სქემა - ერთმანეთთან სინქრონიზებული ხრახნები მოთავსებულია ერთმანეთის წინ მცირე გადახურვის ზონით (სურათი 1დ);
∙ განივი დიაგრამა - პროპელერები განლაგებულია ფიუზელაჟის მარჯვნივ და მარცხნივ (სურათი 1დ);
∙ სქემა გადამკვეთი ხრახნებით - ბრუნვის ორი ღერძი დახრილია ერთმანეთის მიმართ კუთხით (სურათი 1f).
IN ამჟამად რუსეთში სჭარბობს ვერტმფრენები Kamov და Mil. პირველი ვერტმფრენები საკუთარი განვითარებაყაზანის ვერტმფრენის ქარხანაში გამოჩნდა. უკრაინაში მსუბუქი ვერტმფრენების შემუშავების მცდელობები მიმდინარეობს. მთავარი ევროპული ვერტმფრენების მწარმოებლები არიან კონსორციუმი - Eurocopter, რომელიც შედგება ფრანგული კორპორაციის Eurocopter Franz-ისგან და გერმანული Eurocopter Deutschland-ისა და AgustaWestland-ისგან, რომელიც შედგება იტალიური კომპანიისგან.
პანია აგუსტა და ინგლისური ვესტლენდი. Boeing, Sikorsky და Bell კორპორაციები ყველაზე დიდია აშშ-ში. კომპანიები პოლონეთიდან და სამხრეთ აფრიკიდან ბოლო წლებში ძალიან აქტიურები არიან ბაზრის ამ სექტორში. კომპანიები, როგორიცაა აშშ, ბელგია, იტალია და კანადა, წარმატებით მოქმედებენ ულტრამსუბუქი ვერტმფრენების კლასში. იაპონური ფირმები Yamaha და Fuji აქტიურად ახორციელებენ უპილოტო სასოფლო-სამეურნეო ვერტმფრენების პოპულარიზაციას.
გარდა ამისა, უნდა აღინიშნოს, რომ ჩრდილოეთ ამერიკის კონტინენტზე სხვა მბრუნავი ფრთიანი თვითმფრინავები - ერთ და ორადგილიანი გიროპლანები - ძალიან პოპულარულია. მათ წარმოებაში რამდენიმე კომპანიაა ჩართული.
მსოფლიოში ვერტმფრენების მწარმოებლების აბსოლუტური უმრავლესობა იყენებს ერთი როტორის დიზაინს. ამ პრინციპების მიხედვით აშენებული თვითმფრინავები კომპანია Mil-ის მიერ არის შექმნილი. კოაქსიალური გამოიყენება კამოვის ვერტმფრენებზე და ზოგიერთ უცხოურ უპილოტო საფრენ აპარატზე. განივი სქემა ამჟამად გამოიყენება მხოლოდ Bell tiltrotor თვითმფრინავზე, რომელიც შემუშავებულია დამოუკიდებლად და კომპანია Agusta-სთან თანამშრომლობით. გრძივი დიზაინი გამოიყენება Boeing-ის სატრანსპორტო ვერტმფრენებით. გადაჯვარედინებული ხრახნებიანი სქემა ძალიან რთულია და გამოიყენება მხოლოდ კამანის მიერ (აშშ).
1.2. ვერტმფრენების დამზადება
ახალი ვერტმფრენის შექმნის ან არსებულის მოდიფიცირების პროცესი საკმაოდ რთულია და შედგება რამდენიმე ეტაპისგან (სურათი 2). ვერტმფრენის დიზაინის ან მოდიფიკაციის დაწყების გადაწყვეტილების მისაღებად, მოთხოვნების "კრიტიკული" მასა უნდა დაგროვდეს. ეს მოთხოვნები შემუშავებულია სხვადასხვა სერვისების მიერ:
∙ ინჟინერია - ეფუძნება სხვა კომპანიების და ჩვენი კომპანიის განვითარების ანალიზს კვლევითი სამუშაო, განსახორციელებლად მომზადებული;
∙ მარკეტინგი - ეფუძნება ბაზრის მიმდინარე და სამომავლო საჭიროებების ანალიზს;
∙ ოპერაცია - მოქმედი ორგანიზაციების კომენტარებისა და წინადადებების ანალიზზე დაყრდნობით;
∙ სტილისტი (დიზაინერი) - ეფუძნება დიზაინის მიმდინარე ტენდენციების ანალიზს, რათა შეიქმნას ვერტმფრენის მიმზიდველი გარეგნობა.
ნახაზი 1. როტორის სხვადასხვა განლაგება.
a – ერთი როტორის კონფიგურაცია კუდის როტორით (Mi-28 ვერტმფრენი, რუსეთი), b – ერთროტორიანი კონფიგურაცია NOTAR სისტემით (MD500, აშშ), c – კოაქსიალური (Ka-50, რუსეთი), d – გრძივი ( CH-47, აშშ) , d – განივი (BA609, აშშ-იტალია), f – დიაგრამა გადამკვეთი ხრახნებით (K-MAX, აშშ).
მოთხოვნები ხშირად ეწინააღმდეგება ერთმანეთს, ამიტომ მათი მნიშვნელობის, აქტუალობისა და ღირებულების გაანალიზების შემდეგ შემუშავებულია კომპრომისული ვარიანტი, რომელიც საუკეთესოდ მოერგება ყველა სერვისს. მასზე დაყრდნობით ტარდება წინასწარი დიზაინი, რომლის დროსაც ხდება აეროდინამიკური და სხვა გამოთვლები, განისაზღვრება აღჭურვილობის ზოგადი გეომეტრია და შემადგენლობა და მიიღება გადაწყვეტილებები ყველაზე მნიშვნელოვანზე. ტექნიკური გადაწყვეტილებები, მუშავდება თვითმფრინავის განლაგება. წინასწარი სამუშაოების დასრულების შემდეგ ხორციელდება დეტალური დიზაინი. ამ ეტაპზე შემუშავებულია ნაწილების, შეკრებებისა და შეკრებების სამგანზომილებიანი მოდელები, ხორციელდება მათი სიძლიერის გამოთვლები, რის საფუძველზეც მიიღება გადაწყვეტილება სტრუქტურული ელემენტების შემსუბუქების ან გაძლიერების შესახებ. საბოლოო სამგანზომილებიანი მოდელის საფუძველზე დგება სამუშაო დოკუმენტაცია. საავიაციო წარმოების კომპიუტერიზაციის მაღალი ხარისხის გათვალისწინებით, ზოგჯერ მწარმოებლები იყენებენ გამარტივებულ დოკუმენტაციის სისტემას, რომელშიც, მაგალითად, ნაწილის ნახაზი აჩვენებს ზოგადი ფორმა, მაგრამ არ აქვს განზომილებიანი მონაცემები. ასეთი ნახაზის მომხმარებლებს ყოველთვის შეუძლიათ მიიღონ საჭირო ინფორმაცია შემუშავებული კომპიუტერული მოდელისგან, რომელიც მდებარეობს კორპორატიულ ქსელში. დიზაინის შედეგები გადადის წარმოებაში, სადაც ჯერ პროტოტიპი მზადდება, შემდეგ კი ნამდვილი ვერტმფრენი. თუ თვითმფრინავის მოდიფიკაცია არ ითვალისწინებს მნიშვნელოვან ცვლილებებს, პროტოტიპის დამზადების ეტაპი შეიძლება არ იყოს.
ფრენის და სტატიკური ტესტები ადასტურებს გამოთვლების სისწორეს. უნდა აღინიშნოს, რომ დიზაინის შემდგომი ყოველი ეტაპი იწვევს დიზაინის ნაწილობრივ ცვლილებას გამოვლენილი ხარვეზების აღმოფხვრის გამო. მთელი ამ სამუშაოს შედეგია სერთიფიკატი, რომელიც ამტკიცებს თვითმფრინავის ექსპლუატაციას მსოფლიოს კონკრეტულ ქვეყანაში. სერთიფიკატის მისაღებად საჰაერო ხომალდი უნდა შეესაბამებოდეს მოცემულ ტერიტორიაზე მოქმედი ფრენისუნარიანობის სტანდარტებს. როგორც წესი, არსებობს ცალკე წესები სამოქალაქო და
სამხედრო ვერტმფრენები. ეს დოკუმენტები არეგულირებს ინდიკატორებს, რომლებიც უნდა აკმაყოფილებდეს მთელ მოწყობილობას ან მის ცალკეულ ერთეულებს. მაგალითად, მითითებულია, რამდენ ქარს უნდა გაუძლოს ვერტმფრენმა კონკრეტულ რეჟიმში.
სურათი 2. ვერტმფრენის შექმნის პროცესის გამარტივებული დიაგრამა.
ფრენის ხანგრძლივობა ან რა ხმაურის დონე არ შეიძლება აღემატებოდეს აფრენის წონას. სტანდარტების მნიშვნელოვანი ნაწილი სიძლიერის სტანდარტებია. ისინი განიხილავენ მოწყობილობის ჩატვირთვის სხვადასხვა ვარიანტს ფრენისას, აფრენისა და დაფრენისას, პარკირებისა და აეროდრომის გარშემო გადაადგილებისას. შესაბამისად, ყველა შემთხვევა იყოფა ფრენად, სადესანტო და მიწაზე.
ბოლო დროს, ვერტმფრენის ტექნოლოგიების სამყაროში რამდენიმე მნიშვნელოვანი მოვლენა მოხდა. ამერიკულმა კომპანიამ Kaman Aerospace-მა გამოაცხადა სინქროპტერების წარმოების განახლების განზრახვა, Airbus Helicopters-მა დაჰპირდა პირველი სამოქალაქო fly-by-wire შვეულმფრენის შემუშავებას, ხოლო გერმანული e-volo დაჰპირდა 18 როტორიანი ორადგილიანი მულტიკოპტერის გამოცდას. იმისათვის, რომ არ დავბნედეთ ამ მრავალფეროვნებაში, გადავწყვიტეთ შეგვედგინა მოკლე საგანმანათლებლო პროგრამა ვერტმფრენის ტექნოლოგიის ძირითად დიაგრამებზე.
მთავარი როტორის მქონე თვითმფრინავის იდეა პირველად ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 400 წელს გაჩნდა ჩინეთში, მაგრამ ის უფრო შორს არ წასულა ვიდრე საბავშვო სათამაშოს შექმნა. ინჟინერებმა სერიოზულად დაიწყეს ვერტმფრენის შექმნა მე-19 საუკუნის ბოლოს და ახალი ტიპის თვითმფრინავის პირველი ვერტიკალური ფრენა შედგა 1907 წელს, ძმები რაიტების პირველი ფრენიდან მხოლოდ ოთხი წლის შემდეგ. 1922 წელს თვითმფრინავის დიზაინერმა გეორგი ბოტეზატმა გამოსცადა აშშ-ს არმიისთვის შემუშავებული კვადკოპტერის ვერტმფრენი. ეს იყო ისტორიაში ამ ტიპის აღჭურვილობის პირველი მუდმივად კონტროლირებადი ფრენა. ბოტეზატის კვადკოპტერმა ხუთ მეტრის სიმაღლეზე ფრენა მოახერხა და ფრენაში რამდენიმე წუთი გაატარა.
მას შემდეგ ვერტმფრენის ტექნოლოგიამ მრავალი ცვლილება განიცადა. გაჩნდა მბრუნავი ფრთიანი თვითმფრინავების კლასი, რომელიც დღეს დაყოფილია ხუთ ტიპად: გიროპლანი, ვერტმფრენი, მბრუნავი, ტილტროტორი და X-ფრთა. ისინი ყველა განსხვავდებიან დიზაინით, აფრენისა და ფრენის მეთოდით და როტორის კონტროლით. ამ მასალაში გადავწყვიტეთ ვისაუბროთ კონკრეტულად ვერტმფრენებზე და მათ ძირითად ტიპებზე. ამავდროულად, საფუძვლად იქნა მიღებული კლასიფიკაცია როტორების განლაგებისა და ადგილმდებარეობის მიხედვით და არა ტრადიციული - როტორის რეაქტიული მომენტის კომპენსაციის ტიპის მიხედვით.
ვერტმფრენი არის მბრუნავი ფრთიანი თვითმფრინავი, რომელშიც ამწევი და მამოძრავებელი ძალები იქმნება ერთი ან მეტი როტორით. ასეთი პროპელერები განლაგებულია მიწის პარალელურად, ხოლო მათი პირები დამონტაჟებულია ბრუნვის სიბრტყის გარკვეული კუთხით, ხოლო ინსტალაციის კუთხე შეიძლება განსხვავდებოდეს საკმაოდ ფართო დიაპაზონში - ნულიდან 30 გრადუსამდე. პირების დაყენება ნულ გრადუსზე ეწოდება უსაქმურიპროპელერი ან ბუმბული. ამ შემთხვევაში, მთავარი როტორი არ ქმნის ამწეს.
როდესაც პირები ბრუნავს, ისინი იჭერენ ჰაერს და ისვრის მას პროპელერის მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით. შედეგად, ხრახნის წინ იქმნება დაბალი წნევის ზონა, ხოლო მის უკან მაღალი წნევის ზონა. ვერტმფრენის შემთხვევაში, ეს ქმნის ლიფტს, რომელიც ძალიან ჰგავს თვითმფრინავის ფიქსირებული ფრთის მიერ წარმოქმნილ ლიფტს. რაც უფრო დიდია პირების დამონტაჟების კუთხე, მით მეტია როტორის მიერ შექმნილი ამწევი ძალა.
ძირითადი როტორის მახასიათებლები განისაზღვრება ორი ძირითადი პარამეტრით - დიამეტრი და სიმაღლე. პროპელერის დიამეტრი განსაზღვრავს ვერტმფრენის ასაფრენ-დაფრენის შესაძლებლობებს, ასევე ნაწილობრივ აწევის რაოდენობას. პროპელერის სიმაღლე არის წარმოსახვითი მანძილი, რომელსაც პროპელერი გაივლის შეკუმშვადი გარემოში დანის გარკვეული კუთხით ერთი ბრუნვის განმავლობაში. ბოლო პარამეტრი გავლენას ახდენს როტორის აწევასა და ბრუნვის სიჩქარეზე, რომელიც პილოტები ცდილობენ უცვლელად შეინარჩუნონ ფრენის უმეტესი ნაწილი, ცვლიან მხოლოდ პირების კუთხეს.
როდესაც ვერტმფრენი დაფრინავს წინ და მთავარი როტორი ბრუნავს საათის ისრის მიმართულებით, შემომავალი ჰაერის ნაკადი უფრო ძლიერ გავლენას ახდენს მარცხენა მხარეს პირებზე, რის გამოც იზრდება მათი ეფექტურობა. შედეგად, პროპელერის ბრუნვის წრის მარცხენა ნახევარი ქმნის უფრო მეტ აწევას, ვიდრე მარჯვენა, და ჩნდება ქუსლის მომენტი. ამის კომპენსაციის მიზნით, დიზაინერებმა გამოიგონეს სპეციალური სისტემა, რომელიც ამცირებს პირების კუთხეს მარცხნივ და ზრდის მას მარჯვნივ, რითაც გაათანაბრდება აწევა პროპელერის ორივე მხარეს.
ზოგადად, ვერტმფრენს აქვს რამდენიმე უპირატესობა და რამდენიმე უარყოფითი მხარე თვითმფრინავთან შედარებით. უპირატესობებში შედის ვერტიკალური აფრენისა და დაშვების შესაძლებლობა იმ ადგილებში, რომელთა დიამეტრი ერთნახევარჯერ აღემატება მთავარი როტორის დიამეტრს. ამავდროულად, ვერტმფრენს შეუძლია დიდი ზომის ტვირთის გადაზიდვა გარე სლანგზე. ვერტმფრენები ასევე გამოირჩევიან უკეთესი მანევრირებით, ვინაიდან მათ შეუძლიათ ვერტიკალურად ჩამოკიდება, გვერდით ან უკან ფრენა და ადგილზე ტრიალი.
ნაკლოვანებები მოიცავს საწვავის უფრო მეტ მოხმარებას, ვიდრე თვითმფრინავებს, უფრო დიდ ინფრაწითელ ხილვადობას ძრავის ან ძრავების ცხელი გამონაბოლქვის გამო და გაზრდილი ხმაური. გარდა ამისა, ზოგადად ვერტმფრენი უფრო რთული სამართავია რიგი მახასიათებლების გამო. მაგალითად, ვერტმფრენის პილოტები კარგად იცნობენ მიწისზედა რეზონანსის, ფრიალის, მორევის რგოლისა და როტორის ჩაკეტვის ეფექტს. ამ ფაქტორებმა შეიძლება გამოიწვიოს მანქანის გატეხვა ან დაცემა.
ნებისმიერი ტიპის ვერტმფრენის აღჭურვილობას აქვს ავტოროტაციის რეჟიმი. ეს ეხება საგანგებო რეჟიმებს. ეს ნიშნავს, რომ თუ, მაგალითად, ძრავა მწყობრიდან გამოდის, მთავარი როტორი ან პროპელერები გათიშულია გადაცემათა კოლოფიდან გადახურული გადაბმულობის გამოყენებით და იწყებენ თავისუფლად ტრიალს შემომავალი ჰაერის ნაკადით, რაც ანელებს აპარატის სიმაღლიდან ვარდნას. ავტოროტაციის რეჟიმში შესაძლებელია ვერტმფრენის კონტროლირებადი გადაუდებელი დაშვება და მბრუნავი მთავარი როტორი აგრძელებს კუდის როტორისა და გენერატორის ტრიალებს გადაცემათა კოლოფში.
კლასიკური სქემა
დღესდღეობით ყველა ტიპის ვერტმფრენის დიზაინიდან ყველაზე გავრცელებულია კლასიკური. ამ დიზაინით, მანქანას აქვს მხოლოდ ერთი მთავარი როტორი, რომელიც შეიძლება მართოს ერთი, ორი ან თუნდაც სამი ძრავით. ეს ტიპი, მაგალითად, მოიცავს თავდასხმის AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Mi-28N, სატრანსპორტო-საბრძოლო Mi-24 და Mi-35, სატრანსპორტო Mi-26, მრავალფუნქციური UH-60L Black Hawk და Mi- 17, მსუბუქი Bell 407 და Robinson R22.
როდესაც მთავარი როტორი ბრუნავს კლასიკურ ვერტმფრენებზე, წარმოიქმნება რეაქტიული ბრუნი, რის გამოც აპარატის სხეული იწყებს ბრუნვას როტორის ბრუნვის საწინააღმდეგო მიმართულებით. მომენტის კომპენსაციის მიზნით, კუდის ბუმზე გამოიყენება საჭის მოწყობილობა. როგორც წესი, ეს არის კუდის როტორი, მაგრამ ასევე შეიძლება იყოს ფენესტრონი (პროპელერი რგოლში ფენით) ან რამდენიმე საჰაერო საქშენი კუდის ბუმზე.
კლასიკური სქემის მახასიათებელია ჯვარედინი კავშირები საკონტროლო არხებში, იმის გამო, რომ კუდის როტორს და მთავარ როტორს ამოძრავებს ერთი და იგივე ძრავა, ისევე როგორც სარეცხი ფირფიტის არსებობა და მრავალი სხვა ქვესისტემა, რომელიც პასუხისმგებელია კონტროლზე. ელექტროსადგური და როტორები. ჯვარედინი დაწყვილება ნიშნავს, რომ თუ პროპელერის მუშაობის რომელიმე პარამეტრი შეიცვლება, ყველა დანარჩენიც შეიცვლება. მაგალითად, როგორც მთავარი როტორის სიჩქარე იზრდება, ასევე გაიზრდება საჭის სიჩქარე.
ფრენის კონტროლი ხორციელდება როტორის ბრუნვის ღერძის დახრით: წინ - მანქანა იფრინავს წინ, უკან - უკან, გვერდით - გვერდით. როდესაც ბრუნვის ღერძი დახრილია, წარმოიქმნება მამოძრავებელი ძალა და მცირდება ამწევი ძალა. ამ მიზეზით, ფრენის სიმაღლის შესანარჩუნებლად, პილოტმა ასევე უნდა შეცვალოს პირების კუთხე. ფრენის მიმართულება დგინდება კუდის როტორის სიმაღლის შეცვლით: რაც უფრო მცირეა ის, მით ნაკლებია რეაქციის ბრუნვის კომპენსირება და ვერტმფრენი ბრუნავს მთავარი როტორის ბრუნვის საწინააღმდეგო მიმართულებით. და პირიქით.
თანამედროვე ვერტმფრენებში, უმეტეს შემთხვევაში, ჰორიზონტალური ფრენის კონტროლი ხორციელდება სასხლეტის გამოყენებით. მაგალითად, წინსვლისთვის, პილოტი ავტომატური აპარატის გამოყენებით ამცირებს ფრთების ბრუნვის სიბრტყის წინა ნახევრის პირების კუთხეს და ზრდის უკანა მხარეს. ამრიგად, ამწე ძალა იზრდება უკანა მხარეს და მცირდება წინ, რის გამოც იცვლება პროპელერის დახრილობა და ჩნდება მამოძრავებელი ძალა. ფრენის მართვის ეს სქემა გამოიყენება თითქმის ყველა ტიპის ყველა ვერტმფრენზე, თუ მათ აქვთ სამაჯური.
კოაქსიალური სქემა
მეორე ყველაზე გავრცელებული ვერტმფრენის დიზაინი არის კოაქსიალური. მას არ აქვს კუდის როტორი, მაგრამ არის ორი ძირითადი როტორი - ზედა და ქვედა. ისინი განლაგებულია იმავე ღერძზე და ბრუნავენ სინქრონულად საპირისპირო მიმართულებით. ამ გადაწყვეტის წყალობით, ხრახნები ანაზღაურებენ რეაქტიულ ბრუნვას და თავად მანქანა აღმოჩნდება გარკვეულწილად უფრო სტაბილური კლასიკურ დიზაინთან შედარებით. გარდა ამისა, კოაქსიალურ ვერტმფრენებს პრაქტიკულად არ აქვთ ჯვარედინი კავშირი საკონტროლო არხებში.
კოაქსიალური ვერტმფრენების ყველაზე ცნობილი მწარმოებელია რუსული კომპანია"კამოვი". იგი აწარმოებს გემებზე მრავალ დანიშნულების შვეულმფრენებს Ka-27, თავდასხმას Ka-52 და სატრანსპორტო Ka-226-ს. ყველა მათგანს აქვს ორი ხრახნი, რომელიც მდებარეობს იმავე ღერძზე, ერთი მეორის ქვემოთ. კოაქსიალური დიზაინის მანქანებს, განსხვავებით კლასიკური დიზაინის ვერტმფრენებისგან, შეუძლიათ, მაგალითად, ძაბრის გაკეთება, ანუ წრეში სამიზნის გარშემო ფრენა, მისგან იმავე მანძილზე დარჩენა. ამ შემთხვევაში მშვილდი ყოველთვის მიზნისკენ მიბრუნებული რჩება. დახრის კონტროლი ხორციელდება ერთ-ერთი მთავარი როტორის დამუხრუჭებით.
ზოგადად, კოაქსიალური ვერტმფრენების კონტროლი გარკვეულწილად უფრო ადვილია, ვიდრე ჩვეულებრივი, განსაკუთრებით ჰოვერირების რეჟიმში. მაგრამ ასევე არის გარკვეული თავისებურებები. მაგალითად, ფრენის დროს მარყუჟის შესრულებისას, ქვედა და ზედა როტორის პირები შეიძლება გადაფარონ. გარდა ამისა, დიზაინსა და წარმოებაში, კოაქსიალური დიზაინი უფრო რთული და ძვირია, ვიდრე კლასიკური დიზაინი. კერძოდ, გადაცემათა კოლოფის გამო, რომელიც გადასცემს ძრავის ლილვის ბრუნვას პროპელერებზე, ასევე სვაშპლატზე, რომელიც სინქრონულად ადგენს პროპელებზე პირების კუთხეს.
გრძივი და განივი დიაგრამები
მესამე ყველაზე პოპულარულია ვერტმფრენის როტორების გრძივი მოწყობა. ამ შემთხვევაში პროპელერები განლაგებულია მიწის პარალელურად სხვადასხვა ღერძზე და ერთმანეთისგან დაშორებული - ერთი მდებარეობს ვერტმფრენის მშვილდის ზემოთ, მეორე კი კუდის ზემოთ. ამ ტიპის მანქანების ტიპიური წარმომადგენელია ამერიკული მძიმე სატრანსპორტო ვერტმფრენი CH-47G Chinook და მისი მოდიფიკაციები. თუ პროპელერები განლაგებულია ვერტმფრენის ფრთების წვერებზე, მაშინ ამ განლაგებას განივი ეწოდება.
განივი ვერტმფრენების სერიული წარმომადგენლები დღეს არ არიან. 1960-1970-იან წლებში Mil-ის საპროექტო ბიურომ შეიმუშავა მძიმე ტვირთის ვერტმფრენი V-12 (ასევე ცნობილი როგორც Mi-12, თუმცა ეს მაჩვენებელი არასწორია) განივი დიზაინით. 1969 წლის აგვისტოში B-12-ის პროტოტიპმა დაამყარა რეკორდი შვეულმფრენებს შორის ამწე ტევადობის თვალსაზრისით, 44,2 ტონა წონის ტვირთი 2,2 ათასი მეტრის სიმაღლეზე ასწია. შედარებისთვის, მსოფლიოში ყველაზე მძიმე შვეულმფრენს, Mi-26-ს (კლასიკური დიზაინი) შეუძლია 20 ტონამდე ტვირთის აწევა, ხოლო ამერიკულ CH-47F-ს (გრძივი დიზაინი) შეუძლია 12,7 ტონამდე ტვირთის აწევა.
გრძივი დიზაინის მქონე ვერტმფრენებში, მთავარი როტორები ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით, მაგრამ ეს მხოლოდ ნაწილობრივ ანაზღაურებს რეაქციის მომენტებს, რის გამოც ფრენისას მფრინავებმა უნდა გაითვალისწინონ შედეგად მიღებული გვერდითი ძალა, რომელიც მანქანას კურსიდან აშორებს. გვერდითი მოძრაობა დგინდება არა მხოლოდ როტორის ბრუნვის ღერძის დახრილობით, არამედ პირების დამონტაჟების სხვადასხვა კუთხით, ხოლო ბორცვის კონტროლი ხორციელდება როტორის სიჩქარის შეცვლით. გრძივი ვერტმფრენების უკანა როტორი ყოველთვის მდებარეობს წინა როტორზე ოდნავ მაღლა. ეს კეთდება მათი ჰაერის ნაკადების ურთიერთგავლენის აღმოსაფხვრელად.
გარდა ამისა, გრძივი ვერტმფრენების ფრენის გარკვეული სიჩქარით, ზოგჯერ შეიძლება მოხდეს მნიშვნელოვანი ვიბრაცია. საბოლოოდ, აღჭურვილია გრძივი ვერტმფრენები რთული გადაცემა. ამ მიზეზით, ეს ხრახნიანი მოწყობა არ არის ძალიან გავრცელებული. მაგრამ გრძივი დიზაინის მქონე ვერტმფრენები ნაკლებად მგრძნობიარეა მორევის რგოლის გამოჩენის მიმართ, ვიდრე სხვა მანქანები. ამ შემთხვევაში, დაღმართის დროს, პროპელერის მიერ შექმნილი ჰაერის ნაკადები აირეკლება მიწიდან ზევით, პროპელერით შეყვანილი და ისევ ქვევით მიმართული. ამ შემთხვევაში, მთავარი როტორის ამწევი ძალა მკვეთრად მცირდება, ხოლო როტორის სიჩქარის შეცვლა ან პირების კუთხის გაზრდა პრაქტიკულად არ მოქმედებს.
სინქროპტერა
დღეს სინქროპტერის დიზაინის მიხედვით აშენებული ვერტმფრენები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც უიშვიათესი და ყველაზე საინტერესო მანქანები დიზაინის თვალსაზრისით. 2003 წლამდე მათ წარმოებას ახორციელებდა მხოლოდ ამერიკული კომპანია Kaman Aerospace. 2017 წელს კომპანია გეგმავს განაახლოს ასეთი მანქანების წარმოება K-Max დასახელებით. სინქროპტერები შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც განივი ვერტმფრენები, რადგან მათი ორი როტორის ლილვები განლაგებულია სხეულის გვერდებზე. ამასთან, ამ ხრახნების ბრუნვის ღერძი განლაგებულია ერთმანეთის კუთხით და ბრუნვის სიბრტყეები იკვეთება.
სინქროპტერებს, ისევე როგორც ვერტმფრენებს კოაქსიალური, გრძივი და განივი დიზაინით, არ აქვთ კუდის როტორი. როტორები ბრუნავს სინქრონულად საპირისპირო მიმართულებით და მათი ლილვები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ხისტით. მექანიკური სისტემა. ეს გარანტირებულია, რომ თავიდან აიცილოს დანის შეჯახება ფრენის სხვადასხვა რეჟიმისა და სიჩქარის პირობებში. სინქროპტერები პირველად გამოიგონეს გერმანელებმა მეორე მსოფლიო ომის დროს მასობრივი წარმოებაუკვე განხორციელდა აშშ-ში 1945 წლიდან კომპანია Kaman-ის მიერ.
სინქროპტერის ფრენის მიმართულება კონტროლდება მხოლოდ პროპელერის პირების კუთხის შეცვლით. ამ შემთხვევაში, პროპელერების ბრუნვის სიბრტყეების გადაკვეთის გამო და, შესაბამისად, გადაკვეთის წერტილებზე ამწევი ძალების დამატების გამო, ხდება აწევის მომენტი, ანუ მშვილდის აწევა. ეს მომენტი კომპენსირდება კონტროლის სისტემით. ზოგადად, მიჩნეულია, რომ სინქროტერის მართვა უფრო ადვილია ჰოვერის რეჟიმში და საათში 60 კილომეტრზე მეტი სიჩქარით.
ასეთი ვერტმფრენების უპირატესობებში შედის საწვავის დაზოგვა კუდის როტორის აღმოფხვრისა და დანაყოფების უფრო კომპაქტური განლაგების შესაძლებლობის გამო. გარდა ამისა, სინქროპტერებს ახასიათებთ კოაქსიალური ვერტმფრენების დადებითი თვისებების უმეტესობა. ნაკლოვანებები მოიცავს ხრახნიანი ლილვების მექანიკური ხისტი შეერთების არაჩვეულებრივ სირთულეს და სასხლეტის მართვის სისტემას. ზოგადად, ეს აძვირებს ვერტმფრენს კლასიკურ დიზაინთან შედარებით.
მულტიკოპტერი
მულტიკოპტერების განვითარება თითქმის ერთდროულად დაიწყო ვერტმფრენზე მუშაობასთან ერთად. სწორედ ამ მიზეზით იყო პირველი ვერტმფრენი, რომელმაც შეასრულა კონტროლირებადი აფრენა და დაშვება, იყო ბოტეზატა კვადკოპტერი 1922 წელს. მულტიკოპტერები მოიცავს მანქანებს, რომლებსაც ჩვეულებრივ აქვთ ლუწი რაოდენობის როტორები და უნდა იყოს ორზე მეტი. დღეს წარმოების ვერტმფრენებში მულტიკოპტერის დიზაინი არ გამოიყენება, მაგრამ ის უკიდურესად პოპულარულია მცირე უპილოტო მანქანების მწარმოებლებს შორის.
ფაქტია, რომ მულტიკოპტერები იყენებენ პროპელერებს მუდმივი სიმაღლით და თითოეული მათგანი მართავს საკუთარი ძრავით. რეაქტიული ბრუნვის კომპენსირება ხდება ხრახნების სხვადასხვა მიმართულებით მობრუნებით - ნახევარი ბრუნავს საათის ისრის მიმართულებით, ხოლო მეორე ნახევარი, რომელიც მდებარეობს დიაგონალზე, საპირისპირო მიმართულებით. ეს საშუალებას გაძლევთ მიატოვოთ swashplate და, ზოგადად, მნიშვნელოვნად გაამარტივოთ მოწყობილობის კონტროლი.
მულტიკოპტერის ასაფრენად ყველა პროპელერების ბრუნვის სიჩქარე თანაბრად იზრდება, რათა გვერდით გაფრინდეს, მოწყობილობის ერთ ნახევარზე პროპელერების ბრუნვა აჩქარებს, მეორეზე კი ნელდება. მულტიკოპტერი ბრუნავს ბრუნვის შენელებით, მაგალითად, ხრახნების ბრუნვა საათის ისრის მიმართულებით ან პირიქით. დიზაინისა და კონტროლის ეს სიმარტივე იყო მთავარი სტიმული Botezata კვადკოპტერის შესაქმნელად, მაგრამ კუდის როტორისა და სვაშპლატის შემდგომმა გამოგონებამ პრაქტიკულად შეანელა მუშაობა მულტიკოპტერებზე.
მიზეზი, რის გამოც დღეს არ არსებობს მულტიკოპტერები, რომლებიც შექმნილია ადამიანების გადასაყვანად, არის ფრენის უსაფრთხოება. ფაქტია, რომ ყველა სხვა შვეულმფრენისგან განსხვავებით, რამდენიმე როტორის მქონე მანქანებს არ შეუძლიათ ფრენა სასწრაფო დაშვებაავტოროტაციის რეჟიმში. თუ ყველა ძრავა ვერ ხერხდება, მულტიკოპტერი უკონტროლო ხდება. თუმცა, ასეთი მოვლენის ალბათობა დაბალია, მაგრამ ავტოროტაციის რეჟიმის არარსებობა არის მთავარი დაბრკოლება ფრენის უსაფრთხოების სერთიფიკატის გავლისთვის.
თუმცა გერმანული კომპანია e-volo ამჟამად ავითარებს მულტიკოპტერს 18 როტორით. ეს ვერტმფრენი განკუთვნილია ორი მგზავრის გადასაყვანად. სავარაუდოდ, ის პირველ რეისს უახლოეს თვეებში შეასრულებს. დიზაინერების გათვლებით, ავტომობილის პროტოტიპს ჰაერში გაჩერება არაუმეტეს ნახევარი საათის განმავლობაში შეეძლება, თუმცა ამ მაჩვენებლის გაზრდა მინიმუმ 60 წუთამდე იგეგმება.
აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ვერტმფრენების გარდა ლუწი რაოდენობის პროპელერებით, არსებობს ასევე მულტიკოპტერების კონსტრუქციები სამი და ხუთი პროპელებით. მათ აქვთ ერთ-ერთი ძრავა განთავსებული პლატფორმაზე, რომელიც შეიძლება გვერდებზე დახრილი იყოს. ამის წყალობით ფრენის მიმართულება კონტროლდება. თუმცა, ასეთ სქემაში უფრო რთული ხდება რეაქტიული ბრუნვის ჩახშობა, რადგან სამიდან ორი ან ხუთიდან სამი ხრახნი ყოველთვის ერთი და იმავე მიმართულებით ბრუნავს. რეაქტიული ბრუნვის შესამცირებლად, ზოგიერთი პროპელერი უფრო სწრაფად ბრუნავს და ეს ქმნის არასაჭირო გვერდითი ძალას.
სიჩქარის სქემა
დღეს, ვერტმფრენის ტექნოლოგიაში ყველაზე პერსპექტიული არის მაღალსიჩქარიანი სქემა, რომელიც საშუალებას აძლევს ვერტმფრენებს ფრენა მნიშვნელოვნად მაღალი სიჩქარით, ვიდრე თანამედროვე მანქანები. ყველაზე ხშირად, ამ სქემას უწოდებენ კომბინირებულ ვერტმფრენს. ამ ტიპის მანქანები აგებულია კოაქსიალური დიზაინით ან ერთი პროპელერით, მაგრამ აქვთ პატარა ფრთა, რომელიც ქმნის დამატებით აწევას. გარდა ამისა, ვერტმფრენები შეიძლება აღიჭურვოს კუდში მწკრივი როტორით ან ფრთების წვერებზე ორი გამწევით.
კლასიკური AH-64E დიზაინის თავდასხმის შვეულმფრენებს შეუძლიათ საათში 293 კილომეტრამდე სიჩქარე, ხოლო კოაქსიალურ Ka-52 ვერტმფრენებს - 315 კილომეტრამდე საათში. შედარებისთვის, კომბინირებული ტექნოლოგიის დემონსტრატორი Airbus Helicopters X3 ორი გამწევი პროპელერით შეიძლება აჩქარდეს 472 კილომეტრს საათში, ხოლო მის ამერიკელ კონკურენტს, რომელსაც აქვს მჭიდრო პროპელერი, Sikorksy X2, შეუძლია აჩქარდეს 460 კილომეტრს საათში. პერსპექტიული მაღალსიჩქარიანი სადაზვერვო ვერტმფრენი S-97 Raider შეძლებს ფრენა საათში 440 კილომეტრამდე სიჩქარით.
მკაცრად რომ ვთქვათ, კომბინირებული ვერტმფრენები ეხება არა შვეულმფრენებს, არამედ სხვა ტიპის მბრუნავი ფრთების თვითმფრინავს - როტორკრაფტს. ფაქტია, რომ ასეთი მანქანების მამოძრავებელი ძალა იქმნება არა მხოლოდ და არა იმდენად როტორებით, არამედ ბიძგებით ან წევით. გარდა ამისა, ორივე როტორები და ფრთა პასუხისმგებელნი არიან ამწევის შექმნაზე. ფრენის მაღალი სიჩქარის დროს კი, კონტროლირებადი გადამკეტი წყვეტს როტორებს ტრანსმისიიდან და შემდგომი ფრენა მიმდინარეობს ავტოროტაციის რეჟიმში, რომელშიც როტორები რეალურად მუშაობენ თვითმფრინავის ფრთის მსგავსად.
ამჟამად მსოფლიოს რამდენიმე ქვეყანა ავითარებს ჩქაროსნულ შვეულმფრენებს, რომლებიც მომავალში 600 კილომეტრს საათში აჭარბებენ სიჩქარეს. Sikorsky-ისა და Airbus Helicopters-ის გარდა, ასეთ სამუშაოებს რუსული კამოვის და მილის საპროექტო ბიურო (შესაბამისად, Ka-90/92 და Mi-X1), ასევე ამერიკული Piacesky Aircraft-ი ახორციელებს. ახალ ჰიბრიდულ ვერტმფრენებს შეეძლებათ გააერთიანონ ტურბოპროპური თვითმფრინავების ფრენის სიჩქარე და ჩვეულებრივი ვერტმფრენების ვერტიკალური აფრენა-დაფრენის შესაძლებლობები.
ფოტო: ოფიციალური აშშ. საზღვაო ძალების გვერდი / flickr.com
ერთი როტორიანი ვერტმფრენის დიზაინი ნაჩვენებია
(სურ. 159)
1-მთავარი როტორის პირი, 2-კერამიკული და ავტომატური საშრობი, 3-მთავარი გადაცემათა კოლოფი, 4-შემაერთებელი ლილვი, 5-შუალედური გადაცემათა კოლოფი, 6-ლილვი მიმავალი კუდის როტორამდე, 7-კუდიანი როტორი, 8-კუდიანი როტორის გადაცემათა კოლოფი, 9- საყრდენი, 10-კუდიანი ბუმი, 11-ბენზინის ავზი, 12-ვენტილატორი, 13-ძირითადი სადესანტო მექანიზმი, 14-გამონაბოლქვი კოლექტორი მაყუჩით, 15-ზეთის ავზი, 16-ძრავი, 17-წინა სადესანტო მექანიზმი, 18-ინსტრუმენტული დაფა, 19 - სავარძლების პილოტები
დგუშის ძრავები გამოიყენება როგორც ვერტმფრენის ელექტროსადგურები. ჰაერის გაგრილებაან ტურბოპროპის რეაქტიული ძრავები. მთავარი ვერტმფრენი აკონტროლებს კაბინაში
(სურ. 160)
1-ინსტრუმენტების დაფა, 2-საკონტროლო სახელური, 3-პედალები, 4-საფრიანი ბერკეტი, 5-მთავარი როტორის სამუხრუჭე სახელური, 6-გადაბმული მართვის სახელური, 7-საკონტროლო პანელი, 8-პილოტის სავარძელი, 9-ადგილიანი მგზავრები
არის საკონტროლო სახელური, ფეხის მართვის პედლები, კოლექტიური სიმაღლის კონტროლის ბერკეტი და გაზის კორექტორი (ნაბიჯ-დროლის ბერკეტი). საკონტროლო ჯოხი მოთავსებულია პილოტის სავარძლის წინ და დაკავშირებულია ავტომატურ სამაჯურთან. სახელურის ნეიტრალური პოზიციიდან წინ გადახრით, ვერტმფრენი იხრება ჩაყვინთვისკენ და მიიწევს წინ; tilting back - ვერტმფრენის დახრილობა დახრილობის პოზიციაზე და უკან გადაწევა; მარჯვნივ - დახარეთ ვერტმფრენი მარჯვნივ და გადაიტანეთ მარჯვნივ; მარცხნივ - დახარეთ ვერტმფრენი მარცხნივ და გადაიტანეთ მარცხნივ.
ფეხის მართვის პედლები განთავსებულია პილოტის სავარძლის წინ. პედლების დაჭერით პილოტი ცვლის კუდის როტორის სიმაღლეს, რითაც ახორციელებს ვერტმფრენის მიმართულების კონტროლს. მოედნის მართვის კოლექტიური ბერკეტი ჩვეულებრივ მდებარეობს პილოტის სავარძლის მარცხნივ. მისი დახმარებით, პილოტი ერთდროულად აკონტროლებს ყველა ძირითადი როტორის დანის სიმაღლის (ინსტალაციის კუთხის) ცვლილებას. ბერკეტის ზევით მოძრაობა შეესაბამება ვერტმფრენის სიმაღლისა და ამაღლების ზრდას. კოლექტიური საყრდენი ბერკეტის პოზიციის შეცვლა ერთდროულად იწვევს ძრავის სიჩქარის ცვლილებას. , ასევე მოუწოდა blade მოედანზე
(სურ. 161, ა)
ჰორიზონტალური საკინძების ირგვლივ, საქანელური მოძრაობები (ნახ. 161, ბ) და ზევით და ქვევით საქანელა სტრუქტურულად შემოიფარგლება გაჩერებებით (ქვედა გაჩერება ზღუდავს დანის გადახურვას, როდესაც ვერტმფრენი გაჩერებულია); ვერტიკალური ანჯის გარშემო (სურ. 161, გ). ამჟამად, ვერტმფრენების უმეტესობის მთავარი როტორი კონტროლდება B.N. Yuryev-ის მიერ გამოგონილი swashplate აპარატის გამოყენებით. ჩართულია
(სურ. 162)
1.12-განივი და გრძივი მართვის ღეროების ამძრავი, 2.13-ღერძი, 3-მბრუნავი რგოლი, 4-ბურთები, 5.6-არამბრუნავი რგოლები, 7.8-სლაინური საკინძების ბერკეტები, 9-სლაიდერი, 10.11-ამძრავი და ღერძული სამაგრის ღერო. პირები, 14 ლილვის როტორი, 15 ბერკეტიანი კოლექტიური მოედანი
Swashplate მოწყობილობა ნაჩვენებია სქემატურად. მთავარი როტორის (როტორის) მბრუნავ ლილვზე 14 არის სლაიდერი 9, რომელიც არ ბრუნავს, მაგრამ შეუძლია მაღლა და ქვევით გადაადგილება. ბეჭედი 5 შეჩერებულია სლაიდზე უნივერსალური სახსრის გამოყენებით 2 და 13 ღერძებით. ბურთების 4-ის მეშვეობით, არამბრუნავი რგოლი 5 უკავშირდება მბრუნავ რგოლს 3, ანუ ბეჭედი 5, ბურთები 4 და ბეჭედი 3 ქმნიან ბურთულ საკისარს. ბეჭედი 3 უკავშირდება მთავარ როტორის ლილვს დაწნული სახსრის გამოყენებით (ბერკეტები 7 და 8) და ბრუნავს იმავე სიხშირით, როგორც ლილვი. 11-ე ღეროების მეშვეობით მბრუნავი რგოლი უკავშირდება პირების ღერძული ღერძების 10-ს მილებს. როდესაც სლაიდერი 9 მოძრაობს ზემოთ, პირების დამონტაჟების კუთხე გაიზრდება, ხოლო როდესაც სლაიდერი მოძრაობს ქვემოთ, ის მცირდება. იმის გასაგებად, თუ როგორ მოქმედებს პირების სიმაღლის შეცვლა ვერტმფრენის ფრენაზე, განიხილეთ ვერტიკალური ფრენა. ვერტიკალური ფრენა მიიღწევა პირების საერთო სიმაღლის შეცვლით. ამ შემთხვევაში, ყველა დანის შეტევის კუთხე ერთდროულად იზრდება ან მცირდება იმავე რაოდენობით, რაც შეესაბამება აწევის ზრდას ან შემცირებას და, შესაბამისად, ვერტმფრენის აწევას ან დაცემას. ნახატიდან ჩანს, რომ თუ კოლექტიური მოედნის ბერკეტი 15 მაღლა აწეულია, მაშინ ორივე რგოლი - არა მბრუნავი და მბრუნავი - მაღლა აიწევს; პირების სიმაღლე გაიზრდება, რაც იწვევს ვერტმფრენის აწევას. თუ ბერკეტი ჩამოიშლება, ვერტმფრენი დაეშვება.
MI-8T ვერტმფრენის ზოგადი მახასიათებლები
1. ზოგადი ინფორმაცია შვეულმფრენის შესახებ
Mi-8 შვეულმფრენი განკუთვნილია ტვირთის განყოფილების შიგნით და გარე ბორტზე, ფოსტაზე, მგზავრებზე სხვადასხვა ტვირთის გადასატანად, ასევე რთულად მისადგომ ადგილებში სამშენებლო, სამონტაჟო და სხვა სამუშაოების შესასრულებლად.
ბრინჯი. 1.1. Mi-8 ვერტმფრენი (ზოგადი ხედი)
ვერტმფრენი (ნახ. 1.1) დაპროექტებულია ერთ-როტორიანი დიზაინის გამოყენებით ხუთფრანიანი მთავარი როტორით და სამფრთიანი კუდის როტორით. ვერტმფრენი აღჭურვილია ორი TV2-117A ტურბოპროპის ძრავით, აფრენის სიმძლავრით 1500 ცხ.ძ. თითოეული, რაც უზრუნველყოფს ფრენის მაღალ უსაფრთხოებას, რადგან ფრენა შესაძლებელია მაშინაც კი, თუ რომელიმე ძრავა მწყობრიდან გამოდის.
ვერტმფრენი მუშაობს ორი ძირითადი ვერსიით: სამგზავრო Mi-8P და სატრანსპორტო Mi-8T. ვერტმფრენის სამგზავრო ვერსია განკუთვნილია მგზავრთა, ბარგის, ფოსტისა და მცირე ზომის ტვირთის რეგიონთაშორისი და ადგილობრივი ტრანსპორტირებისთვის. ის განკუთვნილია 28 მგზავრის გადასაყვანად. ტრანსპორტირების ვარიანტი ითვალისწინებს 4000 კგ-მდე წონის ტვირთის ან 24 ადამიანის ოდენობით მგზავრების გადაზიდვას. დამკვეთის მოთხოვნით, ვერტმფრენის სამგზავრო სალონი შეიძლება გადაკეთდეს 11 მგზავრზე გაზრდილი კომფორტით.
შვეულმფრენის სამგზავრო და სატრანსპორტო ვერსიები შეიძლება გადაკეთდეს სასწრაფო დახმარების ვერსიად და გარე სლინგთან მუშაობის ვერსიად.
ვერტმფრენის სასწრაფო დახმარების ვერსია საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ 12 საწოლიანი პაციენტი და თანმხლები სამედიცინო მუშაკი. გარე სლინგთან მუშაობის ვერსიაში, დიდი ტვირთი, რომლის წონაა 3000 კგ-მდე, ტრანსპორტირდება ფიუზელაჟის გარეთ.
შორ მანძილზე ვერტმფრენის ფრენისთვის შესაძლებელია სატვირთო განყოფილებაში ერთი ან ორი დამატებითი საწვავის ავზის დაყენება.
შვეულმფრენის არსებული ვერსიები აღჭურვილია ელექტრული ჯალამბარით, რომელიც საშუალებას იძლევა საბორტო ბუმის გამოყენებით აწიოს (დააწიოს) ტვირთი, რომლის წონაა 150 კგ-მდე ვერტმფრენზე და ასევე, თუ არსებობს საბურავები, ბორბლებიანი ტვირთის გაყვანა. 3000 კგ-მდე წონა ტვირთის განყოფილებაში.
ვერტმფრენის ეკიპაჟი შედგება ორი პილოტისა და ფრენის მექანიკოსისგან.
ვერტმფრენის შექმნისას განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმო მაღალ საიმედოობას, ეფექტურობას, მოვლისა და ექსპლუატაციის სიმარტივეს.
Mi-8 ვერტმფრენზე ფრენის უსაფრთხოება უზრუნველყოფილია:
ვერტმფრენზე ორი TV2-117A(AG) ძრავის დაყენება, ამ ძრავების მუშაობის საიმედოობა და VR-8A ძირითადი გადაცემათა კოლოფი;
ფრენის შესაძლებლობა ერთ-ერთი ძრავის გაუმართაობის შემთხვევაში, ასევე ავტოროტაციის რეჟიმზე გადასვლა (მთავარი როტორის თვითბრუნვა) ორივე ძრავის გაუმართაობის შემთხვევაში;
კუპეების არსებობა, რომლებიც იზოლირებენ ძრავებს და მთავარ გადაცემათა კოლოფს ხანძარსაწინააღმდეგო ბარიერების გამოყენებით;
საიმედო ხანძარსაწინააღმდეგო სისტემის დაყენება, რომელიც უზრუნველყოფს ხანძრის ჩაქრობას მისი გაჩენის შემთხვევაში, როგორც ერთდროულად ყველა განყოფილებაში, ასევე თითოეულ განყოფილებაში ცალ-ცალკე;
ვერტმფრენის ძირითად სისტემებსა და აღჭურვილობაში სარეზერვო დანაყოფების დაყენება;
სანდო და ეფექტური ყინვაგამძლე მოწყობილობები ძირითადი და კუდის როტორის პირებისთვის, ძრავის ჰაერის ამღებებისა და კაბინის საქარე მინებისთვის, რაც ყინვის პირობებში ფრენის საშუალებას იძლევა;
ტექნიკის დაყენება, რომელიც უზრუნველყოფს შვეულმფრენის მარტივ და საიმედო პილოტსა და დაშვებას სხვადასხვა მეტეოროლოგიურ პირობებში;
სისტემების ძირითადი ერთეულების გადატანა ძირითადი გადაცემათა კოლოფიდან, რაც უზრუნველყოფს სისტემების ფუნქციონირებას ძრავის უკმარისობის შემთხვევაში:
საგანგებო სიტუაციებში მგზავრებისა და ეკიპაჟის მიერ დაშვების შემდეგ ვერტმფრენის სწრაფად დატოვების შესაძლებლობა.
2. შვეულმფრენის ძირითადი მონაცემები
ფრენის მონაცემები
(სატრანსპორტო და სამგზავრო ვარიანტები)
ასაფრენი წონა (ნორმალური), კგ................. 11100
ფრენის მაქსიმალური სიჩქარე (ინსტრუმენტი), კმ/სთ, 250
სტატიკური ჭერი, მ........................ 700
ინსტრუმენტის კრუიზის სიჩქარე სიმაღლეზე
500 მ, კმ/სთ ………………………………………………220
ფრენის ეკონომიკური სიჩქარე (ინსტრუმენტი), კმ/სთ. 120
საწვავი 1450 კგ, კმ................................ 365
ვარიანტი საწვავის შევსებით 2160 კგ, კმ. . .620
ფრენის დიაპაზონი (500 მ სიმაღლეზე) ბორნით
ვარიანტი საწვავის შევსებით 2870 კგ კმ... 850
ფრენის დიაპაზონი (500 მ სიმაღლეზე) საწვავის შევსებით
საწვავი 2025 კგ (გამავალი ავზები გაიზარდა
სიმძლავრე), კმ................................................. ..... ..575
ფრენის დიაპაზონი (500 მ სიმაღლეზე) ბორნით
ვერსია საწვავის შევსებით 2735 კგ (გარე ტანკები
გაზრდილი ტევადობა), კმ.... 805
ფრენის დიაპაზონი (500 მ სიმაღლეზე) ბორნით
ვერსია საწვავის შევსებით 3445 კგ (გარე ტანკები
გაზრდილი ტევადობა), კმ.... 1035
Შენიშვნა. ფრენის დიაპაზონი გამოითვლება დაშვების შემდეგ დარჩენილი საწვავის 30 წუთის გათვალისწინებით
გეომეტრიული მონაცემები
ვერტმფრენის სიგრძე, მ:
ძირითადი და კუდის როტორების გარეშე................... 18.3
მბრუნავი მთავარი და კუდის როტორებით ...25,244
ვერტმფრენის სიმაღლე, მ:
კუდის როტორის გარეშე ................................... 4.73
მბრუნავი კუდის როტორით................ 5.654
მანძილი მთავარი როტორის დანის წვერიდან
კუდის ბუმი გაჩერებისას, მ.................. 0.45
მანძილი მიწიდან ფიუზელაჟის ძირამდე
(კლირენსი), მ............................................. ...... ...... 0,445
ჰორიზონტალური კუდის ფართობი, მ 2 ..... 2
ვერტმფრენის პარკირების კუთხე................. 3°42"
ფიუზელაჟი
ტვირთის განყოფილების სიგრძე, მ:
ტვირთის კარების გარეშე.......................... 5.34
სატვირთო კარებით 1მ სართულიდან 7.82
ტვირთის განყოფილების სიგანე, მ:
იატაკზე............................................... ... 2.06
გამათბობელი არხებისთვის.......................... 2.14
მაქსიმუმი................................ 2.25
ტვირთის განყოფილების სიმაღლე, მ.................. 1.8
მანძილი ელექტრო იატაკის სხივებს შორის, მ ... 1.52
გაქცევის ლუქის ზომა, მ……………………… 0.7 X1
ჩატვირთვის პანდუსიანი ბილიკი, m.............. 1.5±0.2
სამგზავრო სალონის სიგრძე, მ............ 6.36
სამგზავრო სალონის სიგანე (სართული), მ... 2.05
სამგზავრო სალონის სიმაღლე, მ 1,8
სავარძლის მოედანი, მ................................................. ..... .... 0.74
გასასვლელის სიგანე სკამებს შორის, მ... 0.3
გარდერობის ზომები (სიგანე, სიმაღლე, სიღრმე), მ 0.9 X1.8 X 0.7
» მოცურების კარი (სიგანე, სიმაღლე), მ. 0.8 X1.4
» გახსნა, მგზავრში უკანა შესასვლელი კარის გასწვრივ
ვარიანტი (სიგანე, სიმაღლე), მ.......... 0.8 X1>3
გადაუდებელი ლუქების ზომა სამგზავრო განყოფილებაში
ოფციონი, მ........................................ 0, 46 X0.7
ეკიპაჟის სალონის ზომა, მ................... 2.15 X2.05 X1.7
რეგულირების მონაცემები
მთავარი როტორის პირების დამონტაჟების კუთხე (როტორის სიმაღლის ინდიკატორის მიხედვით):
მინიმალური................................................. 1°
მაქსიმალური................................................ 14°±30"
პროპელერის პირების ტრიმერის ფირფიტების გადახრის კუთხე -2 ±3°
» კუდის როტორის პირების მონტაჟი (r=0.7-ზე) *:
მინიმალური ( მარცხენა პედალიმთელი გზა) ................... 7"30"±30"
მაქსიმუმი (მარჯვენა პედალი ბოლომდე)………….. +21°±25"
* r- ფარდობითი რადიუსი
წონა და ცენტრის მონაცემები
ასაფრენი წონა, კგ:
მაქსიმალური სატრანსპორტო ვარიანტისთვის....... 11100
» გარე სლანგზე დატვირთვით …………… 11100
სატრანსპორტო ვარიანტი ................................ 4000
გარე სლინგზე.............................. 3000
სამგზავრო ვერსია (პირი).......... 28
ვერტმფრენის ცარიელი წონა, კგ:
სამგზავრო ვერსია................................ 7370
ტრანსპორტი »................................ 6835
სერვისის დატვირთვის წონა, მათ შორის:
ეკიპაჟის წონა, კგ ................................... 270
» ზეთი, კგ................................................. ............. 70
პროდუქტის წონა, კგ................................................. ...... 10
» საწვავი, კგ................................................. ..... .......... 1450 - 3445 წწ
» კომერციული დატვირთვა, კგ............................ 0 - 4000
ვერტმფრენის ცარიელი განლაგება, მმ:
სატრანსპორტო ვარიანტი................................. +133
მგზავრი » ..................................... +20
დატვირთული ვერტმფრენისთვის მისაღები განლაგება, მმ:
წინა ................................................ .. ............. +370
უკანა ................................................ .. .................. -95
3. ვერტმფრენის აეროდინამიკური და გეომეტრიული მახასიათებლები
აეროდინამიკური დიზაინის მიხედვით, Mi-8 ვერტმფრენი არის ფიუზელაჟი ხუთპირიანი მთავარი როტორით, სამფრთიანი კუდის როტორით და ფიქსირებული სადესანტო მექანიზმით.
მთავარი როტორის პირები გეგმით მართკუთხაა, რომლის აკორდი ტოლია 0,52 მ. მართკუთხა გეგმა ითვლება აეროდინამიკურად უარესად, ვიდრე სხვები, მაგრამ მისი დამზადება მარტივია. პირებზე ტრიმერის ფირფიტების არსებობა საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ მათი ბრუნვის მახასიათებლები.
დანის პროფილი როტორის ყველაზე მნიშვნელოვანი გეომეტრიული მახასიათებელია. ვერტმფრენს აქვს სხვადასხვა პროფილები დანის სიგრძის გასწვრივ, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს არა მხოლოდ მთავარი როტორის აეროდინამიკურ მახასიათებლებს, არამედ ვერტმფრენის ფრენის თვისებებს. 1-დან მე-3 განყოფილებამდე გამოიყენება NACA-230-12 პროფილი, ხოლო მე-4-დან 22-მდე - NACA-230-12M პროფილი (შეცვლილი) *. NACA-230-12M აეროდრომს აქვს Mkr = 0,72 შეტევის კუთხით ნულოვანი აწევის კუთხით. შეტევის კუთხის a° მატებასთან ერთად (ნახ. 1.2), Mcr ასევე მცირდება შეტევის ყველაზე ხელსაყრელი კუთხით, რომლის დროსაც ამწევის კოეფიციენტი C y = 0.6, Mcr = 0.64. ამ შემთხვევაში, ზღვის დონიდან სტანდარტულ ატმოსფეროში კრიტიკული სიჩქარე იქნება:
V KP == a Mkr = 341 0,64 = 218 მ/წმ, სადაც a არის ბგერის სიჩქარე.
შესაბამისად, პირების ბოლოებზე შესაძლებელია 218 მ/წმ-ზე ნაკლები სიჩქარის შექმნა, რომლის დროსაც დარტყმითი ტალღები და ტალღის წინააღმდეგობა არ გამოჩნდება. როტორის ოპტიმალური სიჩქარით 192 ბრ/წთ, დანის წვერების პერიფერიული სიჩქარე იქნება:
U = wr = 2 prn / 60 = 213,26 მ/წმ, სადაც w არის კუთხური სიჩქარე;
r არის წრის რადიუსი, რომელიც აღწერილია დანის წვერით.
ბრინჯი. 1.2. ამწევის კოეფიციენტის ცვლილება C y შეტევის კუთხიდან a° და NACA-230-12M პროფილის M რიცხვიდან
ეს აჩვენებს, რომ პერიფერიული სიჩქარე ახლოს არის კრიტიკულ სიჩქარესთან, მაგრამ არ აღემატება მას. ვერტმფრენის მთავარი როტორის პირებს აქვთ უარყოფითი გეომეტრიული შემობრუნება, რომელიც იცვლება ხაზოვანი 5°-დან მე-4 მონაკვეთზე 0°-მდე 22-ე მონაკვეთზე. 1-ლი და მე-4 განყოფილებებს შორის მონაკვეთში არ არის შემობრუნება და ამ მონაკვეთში დანის მონაკვეთების დაყენების კუთხე არის 5°. დანის ამხელა რაოდენობით გადახვევამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა მისი აეროდინამიკური თვისებები და ვერტმფრენის ფრენის მახასიათებლები და, შესაბამისად, ამწე ძალა უფრო თანაბრად ნაწილდება დანის სიგრძეზე.
* კუპე მე-3-დან მე-4 განყოფილებამდე გარდამავალია. მთავარი როტორის დანის პროფილი - იხილეთ ნახ. 7.5.
პროპელერის პირებს აქვთ ცვლადი პროფილის აბსოლუტური და ფარდობითი სისქე. პროფილის c ფარდობითი სისქე არის 13% კონდახში, არეში r =_0.23-დან 7-მდე = 0.268 - 12%, ხოლო r = 0.305-დან დანის ბოლომდე - 11.38%. დანის სისქის შემცირება მის ბოლოში აუმჯობესებს პროპელერის აეროდინამიკურ თვისებებს მთლიანობაში, კრიტიკული სიჩქარისა და დანის ბოლო ნაწილების Mkr-ის გაზრდით. დანის სისქის შემცირება წვერისკენ იწვევს წევის შემცირებას და საჭირო ბრუნვის შემცირებას.
ვერტმფრენის მთავარ როტორს აქვს შედარებით დიდი შევსების ფაქტორი - 0,0777. ეს კოეფიციენტი შესაძლებელს ხდის ზომიერი პროპელერის დიამეტრით უფრო დიდი ბიძგის შექმნას და ამით ფრენის დროს პირების შენარჩუნებას ინსტალაციის მცირე კუთხით, რომლის დროსაც შეტევის კუთხეები უახლოვდება ყველაზე ხელსაყრელებს ფრენის ყველა რეჟიმში. ამან შესაძლებელი გახადა პროპელერის ეფექტურობის გაზრდა და უფრო მაღალი სიჩქარით გაჩერების შეფერხება.
ბრინჯი. 1.3. ვერტმფრენის როტორის პოლარობა ჰოვერირების რეჟიმში: 1 - მიწის გავლენის გარეშე; 2 - დედამიწის გავლენით.
ვერტმფრენის მთავარი როტორის აეროდინამიკური მახასიათებლები წარმოდგენილია მისი პოლარულის სახით (ნახ. 1.3), რომელიც გვიჩვენებს ბიძგის კოეფიციენტის Cp და ბრუნვის კოეფიციენტის tcr დამოკიდებულებას მთავარი როტორის მთლიან სიმაღლეზე.<р. По поляре видно, что чем больше общий шаг несущего винта, тем больше коэффициент крутящего момента, а следовательно, больше коэффициент тяги. При наличии «воздушной подушки» тяга несущего винта будет больше, чем без нее при том же шаге винта и коэффициенте крутящего момента.
კუდის როტორის პირები გეგმაში მართკუთხაა NACA-230M პროფილით და არ აქვთ გეომეტრიული გრეხილი. "კარდანის" ტიპის კომბინირებული ჰორიზონტალური სახსრისა და კუდის როტორის კერაზე აფრქვევის კომპენსატორის არსებობა საშუალებას იძლევა უფრო თანაბრად გადანაწილდეს ამწევი ძალის ზედაპირზე პროპელერის მიერ ფრენისას.
ვერტმფრენის ფიუზელაჟი აეროდინამიკურად ასიმეტრიულია. ეს ჩანს ფიუზელაჟის ამწე C 9f და წევის კოეფიციენტის C ცვლილებების მრუდებით, რაც დამოკიდებულია შეტევის a f კუთხიდან (ნახ. 1.4). ფიუზელაჟის აწევის კოეფიციენტი არის ნულოვანი შეტევის კუთხით 1-ზე ოდნავ მეტი, ამიტომ ამწე ძალა იქნება დადებითი G-ზე მეტი შეტევის კუთხით და უარყოფითი 1-ზე ნაკლები შეტევის კუთხით. ფიუზელაჟის წევის კოეფიციენტის C მინიმალური მნიშვნელობა შეტევის კუთხით იქნება ნულის ტოლი. გამომდინარე იქიდან, რომ შეტევის კუთხით ნულზე მეტი ან ნაკლები, C f კოეფიციენტი იზრდება, ხელსაყრელია ფიუზელაჟის შეტევის კუთხით ფრენა ნულთან ახლოს. ამ მიზნით, 4.5°-იანი დახრის კუთხე გათვალისწინებულია მთავარი როტორის ლილვისთვის.
ფიუზელაჟი სტაბილიზატორის გარეშე სტატიკურად არასტაბილურია, რადგან ფიუზელაჟის შეტევის კუთხის მატება იწვევს გრძივი მომენტის კოეფიციენტის ზრდას და, შესაბამისად, გრძივი მომენტს, რომელიც მოქმედებს აწევაზე და ცდილობს კიდევ უფრო გაზარდოს კუთხე. ფიუზელაჟის შეტევა. სტაბილიზატორის არსებობა ფიუზელაჟის კუდის ბუმზე უზრუნველყოფს ამ უკანასკნელის გრძივი სტაბილურობას მხოლოდ მცირე სამონტაჟო კუთხით +5-დან -5°-მდე და ფუზელაჟის შეტევის მცირე კუთხით -15-დან +10°-მდე. სტაბილიზატორის დაყენების დიდი კუთხით და ფიუზელაჟის შეტევის დიდი კუთხით, რომელიც შეესაბამება ავტოროტაციის რეჟიმში ფრენას, ფიუზელაჟი სტატიკურად არასტაბილურია. ეს აიხსნება სტაბილიზატორიდან ნაკადის დარღვევით. იმის გამო, რომ ვერტმფრენს აქვს კარგი კონტროლირებადი და საკმარისი კონტროლის მინდვრები ფრენის ყველა რეჟიმში, ის იყენებს სტაბილიზატორს, რომელიც არ არის კონტროლირებადი ფრენისას ინსტალაციის კუთხით 6°.
ბრინჯი. 1.4. აწევის კოეფიციენტის დამოკიდებულება Suf და წევის კოეფიციენტი Схф ფიუზელაჟის შეტევის კუთხეზე a°.
განივი მიმართულებით, ფიუზელაჟი მდგრადია მხოლოდ შეტევის დიდი უარყოფითი კუთხით -20° სრიალის კუთხეების დიაპაზონში -2-დან +6°-მდე. ეს განპირობებულია იმით, რომ მოცურების კუთხეების ზრდა იწვევს მობრუნების მომენტის კოეფიციენტის ზრდას და, შესაბამისად, გვერდითი მომენტის ზრდას, რაც მიდრეკილია კიდევ უფრო გაზარდოს მოცურების კუთხე.
მიმართულების მხრივ, ფიუზელაჟი არამდგრადია შეტევის თითქმის ყველა კუთხით მცირე მოცურების კუთხით -10-დან +10°-მდე ამ კუთხით, სტაბილურობის მახასიათებლები უმჯობესდება. 10° სრიალის კუთხით< b < - 10° фюзеляж нейтрален, а при скольжении больше 20° он приобретает путевую устойчивость.
თუ ვერტმფრენს მთლიანობაში განვიხილავთ, მიუხედავად იმისა, რომ მას აქვს საკმარისი დინამიური სტაბილურობა, ის არ იწვევს დიდ სირთულეებს ავტოპილოტის გარეშეც პილოტირებისას. Mi-8 ვერტმფრენი ზოგადად შეფასებულია სტაბილურობის დამაკმაყოფილებელი მახასიათებლებით და ჩართული ავტომატური სტაბილიზაციის სისტემებით, ეს მახასიათებლები მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, ვერტმფრენს ენიჭება დინამიური სტაბილურობა ყველა ღერძზე და, შესაბამისად, პილოტირება მნიშვნელოვნად გამარტივებულია.
4. ვერტმფრენის განლაგება
Mi-8 ვერტმფრენი (ნახ. 1.5) შედგება შემდეგი ძირითადი ნაწილებისა და სისტემებისგან: ფიუზელაჟი, ასაფრენი და სადესანტო მოწყობილობები, ელექტროსადგური, ტრანსმისია, მთავარი და კუდის როტორები, ვერტმფრენის კონტროლი, ჰიდრავლიკური სისტემა, ავიონიკა და ელექტრონული აღჭურვილობა, სალონის გათბობა და სავენტილაციო სისტემები, კონდიცირების სისტემები, ჰაერის და ყინვაგამძლე სისტემები, მოწყობილობები გარე დატვირთვის დასაკიდრისთვის, გაყალბება, სამაგრი და საყოფაცხოვრებო ტექნიკა. ვერტმფრენის ფიუზელაჟი მოიცავს ცხვირს 2 და ცენტრალურ 23 ნაწილს, კუდს 10 და ბოლოს 12 სხივს. მშვილდში, რომელიც არის კაბინეტი, არის პილოტის სავარძლები, ინსტრუმენტული პანელები, ელექტრო კონსოლები, AP-34B ავტოპილოტი და ბრძანების მართვის ბერკეტები. მოჭიქული კაბინეტი უზრუნველყოფს კარგ ხილვადობას; მარჯვენა 3 და მარცხენა 24 ბლისტერი აღჭურვილია სასწრაფო გამოშვების მექანიზმებით.
ფიუზელაჟის წინა ნაწილში არის ნიშები ბატარეებით კონტეინერების დასაყენებლად, აეროდრომის დენის შესაერთებლები, ჰაერის წნევის მიმღების მილები, ორი ტაქსის და სადესანტო შუქი და ლუქი საფარით 4 ელექტროსადგურზე წვდომისთვის. ფიუზელაჟის წინა ნაწილი გამოყოფილია ცენტრალური ნაწილისგან შემაერთებელი ჩარჩო No5N, რომლის კედელში არის კარიბჭე. კარის გასაღებში დამონტაჟებულია დასაკეცი ფრენის მექანიკოსის სავარძელი. წინა მხარეს, No5N ჩარჩოს კედელზე განთავსებულია თაროები რადიო და ელექტრო მოწყობილობებისთვის, უკანა მხარეს არის კონტეინერი ორი აკუმულატორისთვის, ყუთი და ელექტრო ჯალამბარის მართვის პანელი.
ფიუზელაჟის ცენტრალურ ნაწილში არის სატვირთო განყოფილება, რომლის შესასვლელად მარცხნივ არის მოცურების კარი 22, რომელიც აღჭურვილია გადაუდებელი გაშვების მექანიზმით. გვერდითი ბუმი მიმაგრებულია მოცურების კარის გახსნის ზედა წინა კუთხის გარედან. ტვირთის განყოფილებაში დასაკეცი სავარძლები დამონტაჟებულია მარჯვენა და მარცხენა მხარეს. სატვირთო განყოფილების იატაკზე განთავსებულია სამაგრი დანადგარები და ელექტრო ჯალამბარი. სატვირთო განყოფილების ზემოთ არის ძრავები, ვენტილატორი, მთავარი გადაცემათა კოლოფი სასხლეტით და მთავარი როტორით, ჰიდრავლიკური პანელი და მოხმარებადი საწვავის ავზი.
ამორტიზატორები და საყრდენები ძირითადი 6, 20 და წინა სადესანტო, გარე საწვავის ავზები 7, 21 მიმაგრებულია ფიუზელაჟის კომპონენტებზე. ნავთის გამაცხელებელი მდებარეობს მარჯვენა საწვავის ავზის წინ.
ტვირთის განყოფილება მთავრდება უკანა განყოფილებაში ტვირთის კარებით. უკანა განყოფილების ზედა ნაწილში არის რადიო განყოფილება, რომელშიც დამონტაჟებულია რადიო და ელექტრო მოწყობილობების პანელები. არის ლუქი რადიოს განყოფილებაში შესასვლელად და კუდის ბუმი ტვირთის განყოფილებიდან. ტვირთის კარები ფარავს სატვირთო განყოფილების ღიობებს, რომლებიც განკუთვნილია ბორბლიანი მანქანების შემოსვლისა და გადმოსვლისთვის, დიდი ტვირთის დატვირთვისა და გადმოტვირთვისთვის.
სამგზავრო ვერსიაში, 28 სამგზავრო ადგილი დამაგრებულია სპეციალურ პროფილებზე, რომლებიც განლაგებულია ფიუზელაჟის ცენტრალური ნაწილის იატაკის გასწვრივ. მარჯვენა მხარეს სალონის უკანა მხარეს არის კარადები. მარჯვენა მხარეს აქვს ექვსი მართკუთხა ფანჯარა, მარცხენა - ხუთი. უკანა გვერდითი ფანჯრები ჩაშენებულია გადაუდებელი ლუქის გადასაფარებლებში. სამგზავრო ვერსიაში ტვირთის კარები დამოკლებულია, ბარგის განყოფილება მდებარეობს მარცხენა კარის შიგნით, ხოლო კონტეინერების ყუთები ბატარეებით არის განთავსებული მარჯვენა კარში. სატვირთო კარებში არის გახსნა უკანა შესასვლელი კარისთვის, რომელიც შედგება კარისა და კიბისაგან.
ბრინჯი. 1.5 ვერტმფრენის განლაგების სქემა.
1-წინა შასის ფეხი; 2-ცხვირის ფიუზელაჟი; 3, 24-სრიალი ბლისტერი; 4-ძრავიანი გასასვლელი ლუქის საფარი; 5, 21 ძირითადი სადესანტო ფეხი; 6-hood გამათბობელი KO-50; 7, 12-გარე საწვავის ავზები; 8-კაპოტები; 9 სიჩქარიანი ჩარჩო; ფიუზელაჟის 10-ცენტრალური ნაწილი; 11-ლუქის საფარი მარჯვენა სატვირთო კარში; 12, 19-ჩატვირთვის კარები; 13-კუდიანი ბუმი; 14-სტაბილიზატორი; 15 ბოლო სხივი; 16-ფერინგი; 17-კუდის საყრდენი; 18 კიბე; 20-საფარიანი ფარფა; 23-სრიალო კარი; 25-ავარიული ლუქი-ფანჯარა.
კუდის ბუმი მიმაგრებულია ფიუზელაჟის ცენტრალურ ნაწილზე, რომლის კომპონენტებზე დამაგრებულია კუდის საყრდენი და უკონტროლო სტაბილიზატორი. გადაცემის კუდის ლილვი გადის კუდის ბუმის შიგნით მის ზედა ნაწილში. კუდის ბუმზე მიმაგრებულია ბოლო სხივი, რომლის შიგნით დამონტაჟებულია შუალედური გადაცემათა კოლოფი და გადის გადამცემი კუდის ლილვის ბოლო ნაწილი. ზემოდან ბოლო სხივზე მიმაგრებულია კუდის გადაცემათა კოლოფი, რომლის ლილვზე დამონტაჟებულია კუდის როტორი.
შვეულმფრენს აქვს არასაკეცი სამციკლიანი სადესანტო მოწყობილობა. თითოეული სადესანტო მოწყობილობა აღჭურვილია თხევადი აირის ამორტიზატორებით. წინა საყრდენის ბორბლები თვითორიენტირებულია, ძირითადი საყრდენების ბორბლები აღჭურვილია ფეხსაცმლის მუხრუჭებით, რომელთა სამართავად ვერტმფრენი აღჭურვილია საჰაერო სისტემით.
ელექტროსადგური მოიცავს ორ TV2-117A ძრავას და სისტემას, რომელიც უზრუნველყოფს მათ მუშაობას.
ძრავებიდან სიმძლავრის მთავარ და კუდის როტორებზე გადასაცემად, აგრეთვე მრავალი ერთეულის გადასაყვანად, გამოიყენება ტრანსმისია, რომელიც შედგება ძირითადი, შუალედური და კუდის გადაცემათა კოლოფისგან, კუდის ლილვისგან, ვენტილატორის ამოძრავების ლილვისაგან და მთავარი როტორის მუხრუჭისგან. . თითოეულ ძრავას და მთავარ გადაცემათა კოლოფს აქვს საკუთარი ავტონომიური ზეთის სისტემა, რომელიც დამზადებულია პირდაპირი ერთი წრიული დახურული მიკროსქემის მიხედვით, ზეთის იძულებითი მიმოქცევით. ძრავის ზეთის გამაგრილებლებისა და ძირითადი გადაცემათა კოლოფის, დამწყებ გენერატორების, ალტერნატორების, ჰაერის კომპრესორისა და ჰიდრავლიკური ტუმბოების გასაგრილებლად, ვერტმფრენი აღჭურვილია გაგრილების სისტემით, რომელიც შედგება მაღალი წნევის ვენტილატორისა და საჰაერო მილებისაგან.
ძრავები, ძირითადი გადაცემათა კოლოფი, ვენტილატორი და პანელი ჰიდრავლიკური ბლოკებით დაფარულია კაპოტით. როდესაც კაპოტის გადასაფარებლები ღიაა, უზრუნველყოფილია ელექტროსადგურის, გადამცემი და ჰიდრავლიკური სისტემის ბლოკებთან თავისუფალი წვდომა, ხოლო ძრავების და ძირითადი გადაცემათა კოლოფის ღია ქუდის საფარი არის სამუშაო პლატფორმა ვერტმფრენის სისტემების შესასრულებლად.
ვერტმფრენი აღჭურვილია პასიური და აქტიური სახანძრო დაცვის საშუალებებით. გრძივი და განივი ხანძარსაწინააღმდეგო ტიხრები ძრავის განყოფილებას ყოფს სამ განყოფილებად: მარცხენა ძრავა, მარჯვენა ძრავა და ძირითადი გადაცემათა კოლოფი. აქტიური ხანძარსაწინააღმდეგო სისტემა აწვდის ჩაქრობის აგენტს ოთხი ცილინდრიდან დამწვრობის განყოფილებაში.
ვერტმფრენის მთავარი როტორი შედგება კერისა და ხუთი დანისგან. ბუჩქს აქვს ჰორიზონტალური, ვერტიკალური და ღერძული ანჯები და აღჭურვილია ჰიდრავლიკური დემპერებით და ცენტრიდანული დანის გადახურვის შემზღუდველებით. მთლიანად ლითონის კონსტრუქციის პირებს აქვს ვიზუალური სპარის დაზიანების სიგნალიზაცია და ელექტროთერმული ყინვის საწინააღმდეგო მოწყობილობა.
კუდის როტორი არის ფრენის დროს ცვლადი ბიძგი. იგი შედგება კარდანის ტიპის კერისგან და სამი მთლიანად ლითონის დანისგან, რომლებიც აღჭურვილია ელექტროთერმული ყინვის საწინააღმდეგო მოწყობილობით.
ვერტმფრენის ორმაგი კონტროლი შედგება გრძივი-განივი კონტროლისგან, მიმართულების მართვისგან, კომბინირებული "Pitch-throttle" კონტროლისა და მთავარი როტორის სამუხრუჭე კონტროლისგან. გარდა ამისა, არსებობს ძრავის სიმძლავრის და ძრავის გამორთვის ცალკე კონტროლი. მთავარი როტორის მთლიანი სიმაღლის შეცვლა და შვეულმფრენის გრძივი-განივი კონტროლი ხორციელდება სასხლეტის გამოყენებით.
შვეულმფრენის კონტროლის უზრუნველსაყოფად, გრძივი, განივი, მიმართულების მართვის და კოლექტიური სიმაღლის კონტროლის სისტემა მოიცავს შეუქცევად ჰიდრავლიკურ გამაძლიერებლებს, რომელთა ძრავებისთვისაც ვერტმფრენს აქვს ძირითადი და სარეზერვო ჰიდრავლიკური სისტემები.
Mi-8 ვერტმფრენზე დაყენებული ოთხარხიანი AP-34B ავტოპილოტი უზრუნველყოფს შვეულმფრენის სტაბილიზაციას ფრენის დროს, მიმართულებით, მოედანზე და სიმაღლეზე.
ნორმალური ტემპერატურული პირობებისა და სუფთა ჰაერის შესანარჩუნებლად სალონებში, ვერტმფრენი აღჭურვილია გათბობისა და ვენტილაციის სისტემით, რომელიც აწვდის გაცხელებულ ან ცივ ჰაერს ეკიპაჟისა და მგზავრების კაბინებს. ცხელი კლიმატის მქონე ადგილებში შვეულმფრენის ექსპლუატაციისას, ნავთის გამაცხელებლის ნაცვლად შეიძლება დამონტაჟდეს ორი ბორტ ფრეონის კონდიციონერი.
ვერტმფრენის ყინვაგამძლე სისტემა იცავს როტორის მთავარ და კუდის პირებს, კაბინის ორ წინა ფანჯარას და ძრავის ჰაერის მიმღებს ყინულისგან.
პროპელერის პირებისა და კაბინის ფანჯრებისთვის ყინვის საწინააღმდეგო მოწყობილობა ელექტროთერმულია, ხოლო ძრავის ჰაერის მიმღები ჰაერ-თერმული.
ვერტმფრენზე დამონტაჟებული საავიაციო და რადიოელექტრონული აღჭურვილობა უზრუნველყოფს ფრენებს დღე და ღამე მარტივ და რთულ ამინდის პირობებში.
ვერტმფრენი არის მბრუნავი ფრთიანი თვითმფრინავი, რომელშიც საჭირო ამწე ძალა იქმნება ერთი ან მეტი ხრახნით ან პროპელერით, რომლებიც ამოძრავებს ძრავებს.
თვითმფრინავი დაფრინავს მისი ფრთების ქვეშ ჰაერის გაზრდილი წნევის და მათ ქვემოთ ჰაერის დაბალი წნევის გამო. ვერტმფრენი იყენებს იმავე პრინციპს: ფრთის როლს ასრულებს როტორი პირებით.
მბრუნავი, მთავარი როტორი ქმნის დიდ ამწევ ძალას. ეს როტაცია ასევე ქმნის ბრუნვის ან რეაქტიულ მომენტს, რომელიც მიდრეკილია თავად ვერტმფრენის ფიუზელაჟის საპირისპირო მიმართულებით ბრუნვისკენ. ამ რეაქტიული მომენტის როგორმე კომპენსაციის მიზნით, როგორც წესი, გამოიყენება დამატებითი კუდის როტორი ვერტიკალურ მდგომარეობაში. თუ კუდის როტორს აქვს ვენტილატორის ფორმა, რომელიც დამონტაჟებულია ვერტიკალურ კუდის ერთეულში, მას ჩვეულებრივ უწოდებენ ფენესტრონს.
ყველა შემთხვევაში, შვეულმფრენის მთავარ როტორს აქვს სვაშ ფირფიტა, რომელიც შექმნილია ფრენის კონტროლისთვის როტორის წნევის ცენტრის პოზიციის ცვლილების უზრუნველსაყოფად (აქ გამონაკლისი არის სქემები, რომლებშიც არის სამი ან მეტი მთავარი როტორი მექანიზმები).
იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს მხოლოდ ერთი წამყვანი როტორი, სავალდებულოა გქონდეთ მოწყობილობა ამ როტორის ბრუნვის შესამცირებლად (ჩვეულებრივ, კუდის როტორი ან ფენესტრონი, გაცილებით ნაკლებად ხშირად რეაქტიული მოწყობილობები და სხვა). რამდენიმე პროპელერის მქონე სქემებში, ბრუნვის მომენტი ხშირად კომპენსირდება არსებული როტორების ჩვეულებრივი საწინააღმდეგო ბრუნვით. თუ პროპელერი ბრუნავს უშუალოდ პროპელერის პირებზე დაყენებული რეაქტიული ძრავების წყალობით, ბრუნი, ზოგადად, თითქმის სრულიად შეუმჩნეველია და ადვილად ანაზღაურდება აეროდინამიკური საჭეებით.
როტორის მთავარ მექანიზმზე და თავად როტორზე დატვირთვის უკეთ შესამსუბუქებლად მაღალი სიჩქარით, ვერტმფრენი შეიძლება აღიჭურვოს საკმაოდ ძლიერი და კარგად განვითარებული ფრთით, რაც უზრუნველყოფს მიმართულების სტაბილურობას. ქლიავი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმავე მიზნით.
ვერტმფრენში რეაქტიული მომენტების კომპენსაციის კიდევ ერთი მეთოდია ორი როტორის დაყენება, რომლებიც ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით და განლაგებულია საერთო ღერძზე (კოაქსიალურად). შემდეგ მეორე როტორს დაერქმევა აეროდინამიკურად სიმეტრიული კოაქსიალური როტორი (ეს ვარიანტი, მაგალითად, შეგიძლიათ ნახოთ რუსულ Ka-50 ვერტმფრენზე). უნდა აღინიშნოს, რომ ამ დიზაინის მქონე ვერტმფრენებს აქვთ უფრო დაბალი ეფექტურობა ერთ-როტორიან დიზაინებთან შედარებით, ვერტმფრენის როტორების ჩარევის გამო. ეს გახდა მიზეზი ასეთი მფრინავი მოწყობილობების გამოყენების დაძაბულ სივრცულ პირობებში, მაგალითად, გადამზიდავზე დაფუძნებულ თვითმფრინავებში.
