Их появление стало ответом на проблему звукового удара. Скорость потока воздуха на несущем винте может достичь 1 Маха, даже когда сам вертолет движется относительно медленно, на скоростях в районе 300 км/ч. Винт крутится, поэтому лопасти движутся быстрее самого вертолета. Перетекая выгнутую верхнюю поверхность лопастей, поток воздуха еще ускоряется по закону Бернулли — вот и набирается целый Мах. На сверхзвуковой скорости волновое сопротивление резко возрастает, а значит, увеличиваются потери энергии двигателя.
Почему лопасти британских вертолетов такие странные: интересный факт для самых наблюдательных
У вертолетостроителей из разных стран можно найти уникальные фишки, которых нет у конкурентов. Советские вертолеты Камова легко узнать по двум соосным винтам. Американский Robinson единственный в мире делает вертолеты с поршневыми двигателями. Британский Westland разработал необычные лопасти.
На фото Westland Lynx. (c) Tony Hisgett - Wikipedia.
Содержание
Глядя на фотографии, трудно даже понять, какую форму имеют законцовки лопастей вертолетов этой фирмы — настолько она замысловата.
Глядя на лопасти, трудно понять, какую форму имеют законцовки. На фото AgustaWestland AW101.
А если придать стреловидность?
Конструкторы первых сверхзвуковых самолетов открыли еще в 1950-х, что крыло с большой стреловидностью легче преодолевает звуковой барьер.
Вертолетчики позаимствовали это решение. У таких американских вертолетов, как UH-60 Blackhawk and the AH-64 Apache, дальние от втулки 15% длины лопастей отогнуты назад. А чтобы стреловидный участок не скручивал лопасть, его несколько сместили вперед.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Apache AH-64 саудовских ВВС.
Решили проблему потерь энергии — усилили опасность штопора
Вертолет, как и самолет, может сорваться в штопор: в этой ситуации воздушный поток отрывается от винта, тот резко теряет подъемную силу, и аппарат летит к земле, неуправляемо кувыркаясь.
Оказалось, что стреловидность законцовок лопастей увеличивает риск отрыва воздушного потока от лопасти.
В 1970-х британские инженеры из фирмы Westland Helicopters и Королевского авиационного научно-исследовательского института решили поискать решение этой проблемы, при этом не отказываясь от плюсов стреловидных лопастей. Так родилась Британская программа экспериментальных винтов (British Experimental Rotor Programme — BERP).
Секрет британских лопастей
Результатом программы стала законцовка очень сложной формы. Как и у более ранних вертолетов, ее законцовка получила стреловидность и смещена вперед. Изменение состоит в том, что ее передняя кромка на самом конце загибается с еще большей стреловидностью, около 70°. Конец лопасти еще и загнут вниз по задней кромке.
В полете такой конец лопасти работает как предохранитель от отрыва воздушного потока. Воздух перетекает прямо через эту кромку из зоны повышенного давления под лопастью в зону разрежения над ней. При этом над концом лопасти образуется жгут закрученного воздуха. Чем быстрее вращается лопасть и чем больше угол атаки, тем шире площадь, занимаемая этим вихрем.
На испытаниях лопасти проверяли даже на сверхбольших углах атаки до 22°, и отрыв потока не наблюдался.
Мировой рекорд
Разработка нашла практическое применение. По итогам первого этапа программы Westland разработала улучшенный винт для своего вертолета Sea King, лицензионной версии Sikorsky S-61.
Третий этап BERP внес вклад в создание знаменитого вертолета Westland Lynx, нынешнего держателя официального мирового рекорда скорости для классических вертолетов.
Westland Super Lynx
И это еще не было концом программы — после четвертой фазы исследований были разработаны лопасти для многоцелевого вертолета AgustaWestland AW101.
Загружаем