Игорь Сикорский. Четыре войны и две родины знаменитого авиаконструктора

Есть и еще один вариант компенсации вращательного момента, использующий так называемый эффект Коанда (прилипание струи воздуха к лопасти), но это экзотика и такие вертолеты — редкость. Это явление, названное в честь румынского ученого Генри (Анри) Коанда, состоит в том, что струя жидкости, вытекающая из любого сопла, стремится отклониться по направлению к стенке и при некоторых условиях к ней прилипает. Эффект применяют, например, в кондиционерах с целью прилепить к потолку струи воздуха и тем самым обеспечить более эффективную циркуляцию воздуха в помещении. Эффект Коанда используют и в вертолетах без хвостового винта. Фирма «McDonnell Douglas» (поглотившая «Hughes Helicopters») выпускает вертолеты MD 520N, использующие этот эффект.

Автомат перекоса Юрьева, автожир, винтокрыл, конвертоплан и турболет

Первые вертолеты, в том числе построенные Игорем Сикорским в начале XX века, стремились завалиться набок (это называется крен), поскольку скорость лопастей, движущихся вперед, больше скорости лопастей, движущихся назад (это, конечно, одни и те же лопасти, но в разный момент времени). В результате одна из половин винта (например, правая) создает большую подъемную силу, чем другая половина (левая), и обеспечивает сваливание. То же самое относится и к заваливанию вертолета вперед или назад, если рассматривать переднюю и заднюю половины вращающегося винта, — такое заваливание называется тангаж (от фр. tangage — килевая качка).

Для устранения этих эффектов был придуман так называемый автомат перекоса, и сделал это русский изобретатель Борис Николаевич Юрьев в 1911 году. Этот замечательный ученый-авиатор родился в дворянской семье, учился в Московском техническом училище (будущая «Бауманка»). После революции работал в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора М. И. Жуковского (ЦАГИ). Позже в МАИ он основал и возглавил кафедру экспериментальной аэродинамики и гребных винтов, а потом стал заведующим лабораторией прикладной аэродинамики в Институте механики АН СССР, в звании генерал-лейтенанта инженерных войск.

За всю свою жизнь Борис Юрьев подал свыше сорока заявок на изобретения, получил 11 патентов, два авторских и два охранных свидетельства. Среди его изобретений — ручка управления одновременно несколькими двигателями многовинтового вертолета, привязной геликоптер с реактивным винтом, реактивный винт, новая схема самолета-вертолета.

Свою схему и свои теоретические расчеты Юрьев опубликовал в 1911 году, а через год построил модель вертолета с этой схемой, но, как это постоянно происходило в России, не позаботился о патенте на изобретение, и потому за границей не признается автором схемы, применяемой повсеместно и сегодня.

Как ни странно, устанавливать автомат перекоса начали гораздо позже его изобретения. Механизм работает так: углы наклона лопастей на правой половине винта и на левой половине винта постоянно принудительно изменяются, и этим компенсируется различие в подъемных силах. Необходимо отметить, что Сикорский усовершенствовал и это устройство. Автомат перекоса Игоря Сикорского легко отличить от автомата перекоса Юрьева по внешнему виду: конструкция Сикорского содержит дополнительные, так называемые серволопасти, а у автомата перекоса Юрьева их нет.

Что касается движущей силы вертолета, то она создается все тем же несущим винтом, для чего вертолет наклоняется несколько вперед. В общем, именно так летает вертолет, снабженный двигателем для вращения несущего винта, или даже несколькими двигателями для вращения несущего и рулевого винтов, либо даже нескольких несущих и рулевых винтов.

Иначе летает автожир — изобретение испанца Хуана де ла Сиерва, который построил и испытал этот первый в мире аппарат в 1919 году. У автожира (от греч. «самокруг») нет несущего двигателя, а лопасти, в принципе такие же, как у вертолета, вращаются сами по себе под действием набегающего воздуха и создают при этом подъемную силу. Этот режим называется авторотацией, несущий винт движущей силы не создает. Разумеется, набегающий воздух появляется не ниоткуда, а в результате работающего маршевого (хвостового или переднего) винта, который приводит в движение небольшой двигатель. Понятно, что автожиру в отличие от вертолета требуется некоторый разбег по взлетной полосе, которая все же намного короче, чем у самолетов. Горизонтальный полет автожира обеспечивается все тем же маршевым двигателем. Автожир настолько отработанная и простая машина, что одноместные автожиры совершенно спокойно можно сделать, что называется, своими руками: продаются специальные наборы деталей.