Введение
Самолет с вращающимися крыльями - это самолет с вращающимися крыльями или лопатками ротора, которые генерируют подъем, вращаясь вокруг вертикальной мачты. Несколько лопаток ротора, установленных на одной мачте, называются ротором. Международная организация гражданской авиации (ИКАО) определяет винтовой самолет как "поддерживаемый в полете реакциями воздуха на одном или нескольких винтовых двигателях". Роторные летательные аппараты обычно включают в себя самолеты, в которых один или несколько роторов обеспечивают подъем в течение всего полета, такие как вертолеты, автогиросы и гиродины. Соединенные винтовые самолеты дополняют ротор дополнительными двигателями тяги, винтами или статическими подъемными поверхностями. Некоторые типы, такие как вертолеты, способны к вертикальному взлету и посадке. Самолет, который использует роторный подъемник для вертикального полета, но переходит на подъемник только с фиксированным крылом в горизонтальном полете, не является роторным самолетом, а конвертируемым.
A rotorcraft or rotary wing aircraft is a heavier than air aircraft with rotary wings or rotor blades, which generate lift by rotating around a vertical mast. Several rotor blades mounted on a single mast are referred to as a rotor. The International Civil Aviation Organization (ICAO) defines a rotorcraft as "supported in flight by the reactions of the air on one or more rotors". Rotorcraft generally include aircraft where one or more rotors provide lift throughout the entire flight, such as helicopters, autogyros, and gyrodynes. Compound rotorcraft augment the rotor with additional thrust engines, propellers, or static lifting surfaces. Some types, such as helicopters, are capable of vertical takeoff and landing. An aircraft which uses rotor lift for vertical flight but changes to solely fixed wing lift in horizontal flight is not a rotorcraft but a convertiplane.
Вертолет
Вертолет - это двигатель, на котором вращаются роторы, приводимые в движение двигателем (или двигателями) на протяжении всего полета, что позволяет ему взлетать и приземляться вертикально, парить и летать вперед, назад или в боковой стороне. Вертолеты имеют несколько различных конфигураций одного или нескольких основных роторов. Вертолеты с одним главным ротором подъема требуют какого-то антимоторного устройства, такого как хвостовой ротор, фантайл или НОТАР, за исключением некоторых редких примеров вертолетов, использующих наконечник реактивного движения, который не генерирует почти никакого крутящего момента.
Автогиро
Автогироскоп (иногда называемый гирокоптером, гиропланом или ротапланом) использует недвижущийся ротор, приводящийся аэродинамическими силами в состоянии авторотации для развития подъема, и двигатель, управляемый винтом, похожим на двигатель самолета с фиксированным крылом, для обеспечения тяги. Хотя внешне он похож на вертолетный ротор, для ротации ротор автогиро необходимо, чтобы воздух текла вверх и через диск ротора. Ранние автогирополиты напоминали самолеты с фиксированными крыльями того времени, с крыльями и передним двигателем и винтом в тракторной конфигурации, чтобы тянуть самолет по воздуху. Автогиро поздней модели имеют задний двигатель и винт в конфигурации толкателя. Автогиро изобрёл в 1920 году Хуан де ла Сиерва. Автогироскоп с толкательным винтом был впервые протестирован Этьеном Дормой на его автогироскопе Buhl A 1.
Гиродин
Ротор гиродина обычно приводит в движение его двигатель для взлета и посадки, двигаясь как вертолет, с анти-крутящим моментом и движением вперед, обеспечиваемым одним или несколькими винтами, установленными на коротких или коротких крыльях. По мере увеличения мощности пропеллера, ротору требуется меньше мощности для обеспечения тяги вперед, что приводит к уменьшению углов наклона и трепетания лопастей ротора. При круизных скоростях, при которых большая часть или вся тяга обеспечивается винтами, ротор получает мощность, достаточную только для преодоления профильного сопротивления и поддержания подъема. Эффект заключается в том, что роторный самолет работает более эффективно, чем свободно вращающийся ротор автогиро в авторотации, минимизируя неблагоприятные последствия отступающего лопасти вертолетов при более высоких скоростях.
Роторный змея
Роторный воздушный змея или гиропланер - это самолет с вращающимися крыльями без двигателя. Как автогироскоп или вертолет, он полагается на подъем, созданный одним или несколькими наборами роторов, чтобы летать. В отличие от вертолета, автогиро и роторные воздушные змеи не имеют двигателя, приводящего в движение их роторы, но в то время как у автогиро есть двигатель, обеспечивающий движение вперед, который поддерживает вращение ротора, у роторного воздушного змея нет двигателя вообще, и он полагается либо на то, чтобы его несли вверх и сбрасывали с другого самолета, либо на то, чтобы его буксировали в воздух за автомобилем или лодкой.
Количество лезвиев
Для вращающегося крыла характерно количество лопастей. Обычно это от двух до шести на один приводной вал.
Количество роторов
Роторный корабль может иметь один или несколько роторов. Используются различные конфигурации ротора: один ротор. Для двигательных роторов требуется компенсация реакции крутящего момента, вызывающей отклонение, за исключением двигателя с откидной наклоной. Однороторные вертолеты обычно называют монокоптерами. Два ротора. Они обычно вращаются в противоположных направлениях, отменяя реакцию крутящего момента, так что нет необходимости в хвостовом роторе или другом стабилизаторе наклона. Эти роторы могут быть расположены как TandemOne перед другим. Поперечно, бок о бок. КоаксиальныйОдин роторный диск над другим, с концентрическими приводами. Смешивание Двойные роторы под острым углом друг от друга, почти вертикальные приводы которых приспособлены друг к другу для синхронизации лопаток ротора так, чтобы они смешивались, также называемые синхроптерами. Три ротора. Необычная конфигурация; 1948 Cierva Air Horse имел три ротора, поскольку не считалось, что один ротор достаточной прочности может быть построен для его размера. Все три ротора вращались в одном направлении, и компенсация поворота обеспечивалась наклоном каждой оси ротора для генерации компонентов тяги ротора, которые противопоставляли крутящий момент. Четыре ротора. Также называется квадрокоптером или квадротором. Обычно два ротора вращаются по часовой стрелке и два против часовой стрелки. Больше четырех роторов. Эти конфигурации, которые обычно называют мультироторами или иногда отдельно гексакоптерами и октокоптерами, обычно имеют соответствующие наборы роторов, вращающихся в противоположных направлениях. Они не являются обычными в полноразмерных пилотируемых самолетах, но популярны для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
One rotor. Powered rotors require compensation for the torque reaction causing yaw, except in the case of tipjet drive. One rotor rotorcraft are typically called monocopters. Two rotors. These typically rotate in opposite directions cancelling the torque reaction so that no tail rotor or other yaw stabiliser is needed. These rotors can be laid out as
TandemOne in front of the other. TransverseSide by side. CoaxialOne rotor disc above the other, with concentric drive shafts. IntermeshingTwin rotors at an acute angle from each other, whose nearly vertical driveshafts are geared together to synchronise their rotor blades so that they intermesh, also called a synchropter. Three rotors. An uncommon configuration; the 1948 Cierva Air Horse had three rotors as it was not believed a single rotor of sufficient strength could be built for its size. All three rotors turned in the same direction and yaw compensation was provided by inclining each rotor axis to generate rotor thrust components that opposed torque. Four rotors. Also referred to as the quadcopter or quadrotor. Usually two rotors turn clockwise and two counter clockwise. More than four rotors. Referred to generally as multirotors, or sometimes individually as hexacopters and octocopter, these configurations typically have matched sets of rotors turning in opposite directions. They are uncommon in full size manned aircraft but are popular for unmanned aerial vehicles (UAVs).
Остановившиеся роторы
Некоторые самолеты с вращающимися крыльями предназначены для остановки ротора для полета вперед, чтобы он затем действовал как фиксированное крыло. Для вертикального полета и зависания он вращается, чтобы действовать как вращающееся крыло или ротор, а для полета вперед со скоростью он останавливается, чтобы действовать как фиксированное крыло, обеспечивающее часть или весь необходимый подъем. Дополнительные фиксированные крылья могут быть также предусмотрены для помощи в стабильности и управлении и для обеспечения вспомогательного подъема. Ранним американским предложением была конверсия Lockheed F 104 Starfighter с треугольным крылом ротора. Позже эту идею пересмотрел Хьюз. Исследовательский самолет Сикорский С 72 прошел обширные летные испытания. В 1986 году исследовательский самолет Sikorsky S 72 Rotor Systems Research Aircraft (RSRA) был оснащен четырехлопастным остановленным ротором, известным как X-крыло. Программа была отменена два года спустя, до того, как ротор полетел. Позднее концепция "канардного ротора/крыла" (CRW) добавила передний план "канарда", а также обычный хвостовой план, снимая нагрузку с крыльев ротора и обеспечивая управление во время полета вперед. Для вертикального и низкоскоростного полета главный профиль воздуха управляется на кончике, как ротор вертолета, выхлопными газами реактивного двигателя, и нет необходимости в хвостовом роторе. При высокой скорости воздушный профиль остановлен в положении на расстоянии, как главное крыло трех поверхностных самолетов, и двигатель выпускается через обычный реактивный сопла. Два прототипа Boeing X 50 Dragonfly с двумя лопастями ротора были запущены в 2003 году, но программа закончилась после того, как оба разбились, не сумев успешно перейти. В 2013 году ВМС США опубликовали метод перехода от вертикального к горизонтальному полету и связанную с ним технологию, запатентованную 6 декабря 2011 года, которую они называют Stop Rotor Rotary Wing Aircraft. Австралийская компания StopRotor Technology Pty Ltd разработала прототип гибридного самолета с роторным крылом (HRW). Конструкция использует высокий альфа-поток воздуха для обеспечения симметричного потока воздуха по всем лопастям ротора, требуя, чтобы он падал почти вертикально во время перехода. Другой подход предполагает конфигурацию хвостового сиденья, в которой подъемные поверхности действуют как роторы во время взлета, самолет наклоняется для горизонтального полета, а ротор перестает действовать как фиксированное крыло.