Вертолеты с двумя горизонтальными роторами: принцип работы, преимущества тандемной схемы. Отсутствие хвостового винта за счет встречно вращающихся роторов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Вертолет с двумя горизонтальными роторными агрегатами
Helicopter with two horizontal rotor assemblies
Самолет с тандемной схемой роторов – это летательный аппарат с двумя большими роторными агрегатами, расположенными один за другим в горизонтальной плоскости. В настоящее время эта схема в основном используется на крупных грузовых вертолетах.
A tandem rotor aircraft is an aircraft with two large helicopter rotor assemblies mounted one in front of the other in the horizontal plane. Currently this configuration is mainly used for large cargo helicopters.
Дизайн
Однороторным вертолетам необходим механизм для нейтрализации рыскания, создаваемого одним большим несущим винтом. Обычно это достигается с помощью хвостового винта, соосных винтов и систем NOTAR. Однако в вертолетах тандемной схемы используются встречно вращающиеся винты, каждый из которых компенсирует крутящий момент другого. Таким образом, вся мощность двигателей может быть использована для создания подъемной силы, в то время как однороторный вертолет расходует часть мощности двигателя на противодействие крутящему моменту. Вертолеты тандемной схемы управляют рысканием, применяя противоположные значения циклического шага к каждому винту, эффективно отклоняя оба конца вертолета в противоположные стороны. Для управления тангажом к каждому винту применяется противоположное изменение общего шага; уменьшается подъемная сила на одном конце, одновременно увеличиваясь на противоположном, что приводит к наклону вертолета вперед или назад. Вертолеты тандемной схемы имеют преимущество в возможности нести больший вес при использовании более коротких лопастей, поскольку имеется два комплекта несущих винтов. Однако задний винт работает в аэродинамической тени переднего винта, что снижает его эффективность. Эти потери можно минимизировать, увеличив расстояние между осями винтов и подняв одну ось над другой. Вертолеты тандемной схемы, как правило, имеют меньшую нагрузку на диск, чем однороторные вертолеты. Обычно вертолетам тандемной схемы требуется меньше мощности для зависания и выполнения полета на малой скорости по сравнению с однороторными вертолетами. Обе конфигурации обычно требуют одинаковой мощности для достижения высокой скорости полета.
Single rotor helicopters need a mechanism to neutralize the yawing movement produced by the single large rotor. This is commonly accomplished by a tail rotor, coaxial rotors, and the NOTAR systems. Tandem rotor helicopters, however, use counter rotating rotors, with each cancelling out the other's torque. Therefore, all of the power from the engines can be used for lift, whereas a single rotor helicopter uses some of the engine power to counter the torque. Tandem rotor designs achieve yaw by applying opposite left and right cyclic to each rotor, effectively pulling both ends of the helicopter in opposite directions. To achieve pitch, opposite collective is applied to each rotor; decreasing the lift produced at one end, while increasing lift at the opposite end, effectively tilting the helicopter forward or back. Tandem rotor helicopters have the advantage of being able to hold more weight with shorter blades, since there are two sets. However, the rear rotor works in the aerodynamic shadow of the front rotor, which reduces its efficiency. This loss can be minimized by increasing the distance between the two rotor hubs, and by elevating one hub over the other. Tandem rotor helicopters tend to have a lower disk loading than single rotor helicopters. Tandem rotor helicopters typically require less power to hover and achieve low speed flight as compared to single rotor helicopters. Both configurations typically require the same power to achieve high speed flight.