СПОСОБ ВЗЛЕТА БЕЗ РАЗБЕГА ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С АВТОРОТИРУЮЩИМ НЕСУЩИМ ВИНТОМ И КРЫЛОМ
METHOD OF ROTORCRAFT NO-RUN TAKEOFF WITH AUTOROTATING ROTOR AND WING

Заявленное изобретение относится к области авиации.
Винтокрылый летательный аппарат с авторотирующим несущим винтом и крылом по принципу создания подъемной силы на малых скоростях полета относится к автожиру. Автожир является промежуточным типом летательного аппарата между вертолетом и самолетом [1]. В связи с этим целесообразно рассмотреть существующие способы взлета, применяемые на вертолете и автожире.
Известен вертикальный способ взлета вертолета. Наиболее распространенным является вертикальный способ взлета с использованием экранного эффекта земли («воздушной подушки») для увеличения тяги несущего винта [2]. В результате увеличения пилотом общего шага несущего винта вертолет поднимается вертикально над площадкой для осуществления контрольного зависания на заданной высоте. Затем вертолет переводится на разгон до достижения требуемого значения скорости на заданной высоте.
Известен также вертикальный «прыжковый» способ взлета бескрылого автожира с предварительно раскрученным авторотирущим несущим винтом до заданной частоты вращения на старте с целью приобретения им необходимого запаса кинетической энергии. После раскрутки несущего винта в результате увеличения пилотом общего шага до требуемой величины за счет его избыточной тяги автожир «подпрыгивает» вертикально вверх на несколько метров. Под действием воздушного винта (пропеллера) автожир разгоняется со снижением для достижения заданной скорости на взлете, после этого переходит на обычный для автожира набор высоты. Для примера, «прыжковым» способом взлета обладал бескрылый автожир С-30Р, построенный испанским инженером Сиервой [1].
Данный способ взлета нашел ограниченное применение на автожирах из-за сложной техники пилотирования. Для обеспечения необходимого пространственного положения автожира в процессе выполнения «прыжка» и последующего его разгона со снижением требуются своевременные и на необходимую величину отклонения пилотом рычагов управления. Кроме того, использование «прыжкового» взлета на крылатом автожире оказалось неприемлемым из-за значительных затрат тяги несущего винта для преодоления аэродинамического сопротивления крыла, обдуваемого потоком воздуха с большой скоростью от несущего винта в процессе выполнения «прыжка».
Технической задачей заявленного изобретения является способ взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом, в котором отсутствуют такие сложные по технике пилотирования этапы, как «прыжок» и последующий разгон со снижением. Кроме того, данный способ взлета должен обеспечить максимальное использование экранного эффекта земли для увеличения тяги несущего винта на малой высоте поступательного движения аппарата на начальном этапе его разгона.
Технический результат способа взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом достигается тем, что осуществляют раскрутку несущего винта на минимальном общем шаге до заданной частоты вращения на старте, затем вертикальный подъем аппарата до отрыва колес шасси от поверхности площадки увеличением общего шага и тяги несущего винта, после этого его разгон переводом во взлетное положение рычагов управления двигателями до достижения заданных значений скорости и высоты на взлете.
Пример реализации способа взлета без разбега винтокрылого летательного аппарата с авторотирующим несущим винтом и крылом состоит в следующем:
- осуществляют на старте раскрутку несущего винта на минимальном общем шаге для минимизации профильного сопротивления с целью достижения заданной частоты вращения и приобретения им необходимого запаса кинетической энергии;
- затем выполняют вертикальный подъем аппарата до отрыва колес шасси от поверхности площадки увеличением общего шага и тяги несущего винта за счет накопленного запаса кинетической энергии;
- после этого переводят рычаги управления двигателями во взлетное положение и производят разгон аппарата до достижения заданных значений скорости и высоты на взлете.
При этом в процессе разгона обеспечивают реализацию максимальной тяги движителей и одновременно максимальной тяги несущего винта за счет наиболее полного использования экранного эффекта земли на малой высоте поступательного движения аппарата. Необходимую частоту вращения авторотирующего несущего винта для создания им требуемой величины подъемной силы совместно с крылом обеспечивают как за счет накопленного запаса кинетической энергии при его раскрутке на старте, так и за счет возрастающей энергии набегающего потока воздуха в процессе взлета.
Проведенный заявителем анализ уровня техники показал, что совокупность существенных признаков заявленного технического решения является новой и соответствует условию патентоспособности изобретения.
Источники информации
1. Свищев Г.П. Авиация, энциклопедия. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», ЦАГИ, Москва, 1994 г. (стр.34, 35).
2. Инструкция экипажу вертолета Ми-4А. Военное издательство Министерства обороны СССР, Москва, 1972 г. (стр.47).