НЕСУ́ЩИЙ ВИНТ

НЕСУ́ЩИЙ ВИНТ вер­то­лё­та, пред­на­зна­чен для соз­да­ния аэ­ро­ди­на­мич. сил (подъ­ём­ной и про­пуль­сив­ной), не­об­хо­ди­мых для осу­ще­ст­в­ле­ния по­лё­та и управ­ле­ния ЛА. Со­сто­ит из двух или боль­ше­го чис­ла ло­па­стей, за­кре­п­лён­ных на втул­ке, ус­та­нов­лен­ной на ва­лу. В за­ви­си­мо­сти от схе­мы вер­то­лё­та Н. в. ус­та­нав­ли­ва­ют в верх­ней час­ти фю­зе­ля­жа, на кон­це крыль­ев ли­бо ферм (вер­то­лё­ты по­пе­реч­но­го се­че­ния). Раз­ли­ча­ют Н. в. с ме­ха­нич. и ре­ак­тив­ным (не по­лу­чи­ли рас­про­стра­не­ния из-за вы­со­ко­го рас­хо­да то­п­ли­ва) при­во­да­ми. С по­мо­щью сис­те­мы управ­ле­ния, по­зво­ляю­щей из­ме­нять соз­да­вае­мые Н. в. ве­ли­чи­ну и на­прав­ление рав­но­дей­ст­вую­щей аэ­ро­ди­на­мич. си­лы (см. Аэ­ро­ди­на­ми­че­ские си­ла и мо­мент), вер­то­лёт мо­жет за­ви­сать не­по­движ­но в воз­ду­хе, пе­ре­ме­щать­ся в про­стран­ст­ве в лю­бом на­прав­ле­нии. При от­ка­зе дви­га­те­лей Н. в. мо­жет быть пе­ре­ве­дён в ре­жим ав­то­ро­та­ции (при этом ло­па­сти вра­ща­ют­ся за счёт энер­гии на­бе­гаю­ще­го по­то­ка).

Шарнирный несущий винт вертолёта: 1 – лопасть; 2 – осевой шарнир; 3 – вертикальный шарнир; 4 – горизонтальный шарнир; 5 – вал винта; ω – угловая скорость вра...

В за­ви­си­мо­сти от спо­со­ба кре­п­ле­ния ло­па­стей к втул­ке раз­ли­ча­ют шар­нир­ные и жё­ст­кие Н. в. Втул­ка шар­нир­но­го Н. в. име­ет в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев три шар­ни­ра – осе­вой, го­ри­зон­таль­ный и вер­тикаль­ный. Из­ме­не­ние ве­ли­чи­ны и на­прав­ле­ния соз­да­вае­мой Н. в. си­лы осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём по­во­ро­та ло­па­стей от­но­си­тель­но осе­во­го шар­ни­ра, со­еди­нён­но­го с ав­то­ма­том пе­ре­ко­са (АП). Го­ри­зон­таль­ный шар­нир по­зво­ля­ет ло­па­сти со­вер­шать ко­ле­ба­ния от­но­си­тель­но плос­ко­сти вра­ще­ния Н. в., раз­гру­жая при этом её ком­ле­вую (кор­не­вую) часть от из­ги­баю­ще­го мо­мен­та, обу­слов­лен­но­го не­сим­мет­рич­ным об­те­ка­ни­ем при дви­же­нии по ази­му­ту в го­ри­зон­таль­ном по­лё­те вер­то­лё­та. Вер­ти­каль­ный шар­нир не­об­хо­дим для раз­груз­ки ло­па­сти от из­ги­баю­ще­го мо­мен­та, воз­ни­каю­ще­го при её ко­ле­ба­ни­ях от­но­си­тель­но го­ри­зон­таль­но­го шар­ни­ра, и по­зво­ля­ет ло­па­сти со­вер­шать ка­ча­ние в плос­ко­сти вра­ще­ния (рис.). Из­ме­няю­щие­ся по вре­мени аэ­ро­ди­на­ми­че­ские и инер­ци­он­ные си­лы соз­да­ют ди­на­мич. на­гру­же­ние ло­па­стей. На­груз­ки пе­ре­да­ют­ся на фю­зе­ляж, вы­зы­вая виб­ра­ции эле­мен­тов кон­ст­рук­ции вер­то­лё­та, для умень­ше­ния ко­то­рых на ло­па­стях или втул­ке ус­та­нав­ли­ва­ют­ся га­си­те­ли ко­ле­ба­ний.

В шар­ни­рах ис­поль­зу­ют­ся под­шип­ни­ки ка­че­ния, сколь­же­ния, эла­сто­мер­ные под­шип­ни­ки (от греч. ἐλαστός  – гиб­кий, тя­гу­чий), а так­же уп­ру­гие эле­мен­ты, вы­пол­нен­ные из ме­тал­ла или из ком­по­зиц. ма­те­риа­лов. Кон­ст­рук­тив­но ло­пасть Н. в. обыч­но со­сто­ит из лон­же­ро­на, яв­ляю­ще­го­ся её осн. си­ло­вым эле­мен­том, и хво­сто­вых от­се­ков. Лон­же­рон из­го­тав­ли­ва­ет­ся из ме­тал­ла (алю­ми­ние­вые, сталь­ные и ти­та­но­вые спла­вы) или из во­лок­ни­стых ком­по­зиц. ма­те­риа­лов. Для за­щи­ты от об­ле­де­не­ния ло­па­сти име­ют про­ти­во­об­ле­де­ни­тель­ную элек­трич. сис­те­му. Ло­па­сти с ме­тал­лич. лон­же­ро­на­ми снаб­жа­ют­ся сис­те­мой сиг­на­ли­за­ции по­вре­ж­де­ний. Для умень­ше­ния га­ба­ри­тов вер­то­лё­тов при транс­пор­ти­ров­ке, а так­же при раз­ме­ще­нии их на авиа­не­су­щих ко­раб­лях втул­ки обо­ру­ду­ют­ся сис­те­мой скла­ды­ва­ния ло­па­стей.

Осн. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми Н. в. яв­ля­ют­ся: его ра­ди­ус $R$, уг­ло­вая ско­рость вра­ще­ния ва­ла ω, ско­рость кон­цов ло­па­стей $ωR$ и соз­да­вае­мая Н. в. си­ла тя­ги $T$. Напр., Н. в. рос. вер­то­лё­та Ми-26 име­ет во­семь ло­па­стей ра­диу­сом $R = 16$ м и раз­ви­ва­ет наи­боль­шую сре­ди се­рий­ных вер­то­лё­тов си­лу тя­ги $T = 520$ кН. Для эле­мен­тов Н. в. ус­та­нав­ли­ва­ет­ся ре­сурс экс­плуа­та­ции в ча­сах по­лё­та. Аэ­ро­ди­на­мич. со­вер­шен­ст­во Н. в. оп­ре­де­ля­ет­ся его гео­мет­рич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми (чис­лом ло­па­стей, их фор­мой в пла­не и гео­мет­рич. крут­кой), а так­же на­бо­ром спец. аэ­ро­ди­на­мич. про­фи­лей, ус­та­нов­лен­ных по ра­диу­су ло­па­сти.

Н. в. ус­та­нав­ли­ва­ет­ся так­же на ав­то­жи­рах, вин­то­кры­лах и др. Для уве­ли­че­ния макс. ско­ро­сти по­лё­та вин­то­кры­лых ЛА раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся Н. в. с жё­ст­ким кре­п­ле­ни­ем ло­па­стей к втул­ке, с ре­гу­ли­руе­мой в по­лё­те уг­ло­вой ско­ро­стью вра­ще­ния, из­ме­няе­мым ра­диу­сом и гео­мет­рич. крут­кой ло­па­стей и др.