ВВЕДЕНИЕ
САМОЛЕТ, ПЛАНЕР, ГЕЛИКОПТЕР, АВТОЖИР
Наблюдая природу, мы видим, как летают птицы и насекомые. Мы знаем, что те и другие тяжелее воздуха; в самом деле, воробей и муха одинаково беспомощно падают на землю, если они почему-либо не могут махать своими крылышками. Значит, птицы и насекомые поднимаются в воздух и летают исключительно благодаря силе своих мышц. Такой полет называется поэтому динамическим полетом (от греческого слова dynamis — сила).
Развитие науки и техники позволило блестяще разрешить задачу динамического или механического полета лишь за последние три-четыре десятка лет. За этот короткий срок летательные м а ш и н ы, т. е. летательные аппараты тяжелее воздуха, победили недосягаемый раньше для человека воздушный океан. Летание на этих машинах получило общее название а в и а ц и и (от латинского слова avis — птица) 1.
Современными летательными машинами тяжелее воздуха являются: самолет (аэроплан), планер, геликоптер и а в т о ж и р.
В настоящее время найдется едва ли много людей, которые не видели бы аэроплана, или, как его у нас в СССР обычно называют, самолета (фиг. 1). Людей же, которые даже ничего не слышали об этой машине, вряд ли можно найти в самых глухих углах нашей огромной страны. Да и мудрено ничего не знать об этой замечательной машине нашего века. Ведь куда только не залетает теперь самолет!
Какие же достоинства способствовали широкому распространению самолета?
Главные из них: огромная скорость, большая грузоподъемность, способность подниматься на большую высоту и пролетать без спуска тысячи километров.
Читатель вероятно знает, как устроен самолет; поэтому мы напомним только основную идею этой машины, имеющей, как сказано, много достоинств, но не лишенной, к сожалению, и существенных недостатков. "
Главной частью самолета являются неподвижные крылья, которые устанавливаются под некоторым углом к направлению движения. В корпусе (фюзеляже) самолета находится мотор, который вращает воздушный винт (пропеллер),
Фиг. 1. Современный самолет
насаженный на горизонтальную ось. Когда машина под действием развиваемой винтом силы тяги начинает разбег, ее крылья оказываются под действием встречного воздушного потока, вследствие чего у них и возникает необходимая для взлета подъемная сила.
Итак, у крыльев самолета подъемная сила возникает только в том случае, если самолет имеет достаточную поступательную скорость. Отсюда ясно, что самолет не может держ а т ь с я в воздухе не по д в и ж н о (“висеть”).
Планер есть по существу тот же
самолет, но только без мотора и воздушного
винта (фиг. 2). Необходимое для взлета
поступательное движение сообщается
планеру при помощи сильно натянутого
резинового амортизатора, действующего
подобно дет
ской рогатке. Запущенный таким образом с
горы планер летит
затем по наклонной линии вниз под действием
силы тяжести
т. е. своего веса. При наличии восходящих
воздушных потоков
планер может летать и горизонтально (парить),
и даже набирать
большую высоту.
Фиг. 2. Современный планер-паритель.
Напомним еще раз, что у самолета и планера крылья неподвижны и подъемная сила у них возникает исключительно благодаря поступательному движению машины.
Такова идея самолета и планера.
Идея геликоптера совсем иная. Геликоптер (от греческих слов helicos — спираль, винт и рterоп — крыло) есть летательная машина с крыльями, имеющими вид воздушного винта насаженного на вертикальную ось (фиг. 3). При вращении этого винта мотором каждая из лопастей, являющаяся по существу крылом, встречает воздушный поток под некоторым углом вследствие чего испытывает давление воздуха, направленное снизу вверх.
Итак, подъемная сила геликоптера
возникает не вследствие
горизонтального поступательного движения
крыльев, как у само
лета, а исключительно благодаря вращению
крыльев. Следовательно, геликоптеру для
взлета не нужен
разбег, он может взлетать вертикально
вверх (с места) и может “висеть” в воздухе
неподвижно.
Мы познакомились в общих чертах с тремя летательными машинами тяжелее воздуха: самолетом, планером и геликоптером. Из следующей главы, содержащей краткий исторический очерк развития этих машин, мы увидим, что геликоптер “старше” и самолета и планера. Однако мы видим также, что геликоптер все еще находится в стадии изучения и практического применения пока не получил. Что касается планера, то область применения его как безмоторной машины ограничена. Следовательно, из указанных
Фиг. 3. Современный геликоптер
трех машин транспортным воздушным средством является
пока только самолет.Выше было сказано, что наряду с большими достоинствами самолет имеет и несколько существенных недостатков. Главнейшими из них являются: а) необходимость значительного разбега при взлете и пробега при посадке, б) неспособность “висеть” в воздухе и в) способность к так называемой потере скорости.
Эти недостатки зависят от самой природы самолета, т. е. от идеи, положенной в основу этой машины. Поэтому даже при дальнейшем совершенствовании самолета избавиться от них будет трудно. Для того чтобы вполне избавиться от этих недостатков, необходимо создать другую летательную машину с иным принципом полета, чем у самолета. Путь создания такой машины очень труден. Автожир — первый большой шаг на этом пути.
Автожир (фиг. 4) представляет собой летательную машину тяжелее воздуха, построенную одновременно и на принципе самолета, и на принципе геликоптера.
Корпус автожира (фюзеляж) ничем не отличается от обычного самолетного; кроме того, у автожира имеются такие же, как у самолета, шасси с колесами и мотор с воздушным винтом. Для поддержания же машины в воздухе служат крылья, вращающиеся подобно геликоптерному винту, на вертикальной оси. Эти вращающиеся крылья автожира называются ротором. Вращаясь, ротор создает ту подъемную силу, которая нужна для полета автожира,
Фиг. 4. Современный автожир
На первый взгляд ротор автожира напоминает геликоптерный винт. Однако дальше мы увидим, что по принципу своего устройства и действия ротор существенно отличается от геликоптерного. винта.
В чем же их различие?
Дело в том, что винт геликоптера вращается мотором, ротор же автожира, раскрученный перед взлетом какой-либо механической силой, в дальнейшем вращается в воздухе сам, исключительно под действием потока воздуха (подобно крыльям ветряной мельницы). Отсюда и название машины, несколько странно звучащее для нашего уха; слово “автожир” состоит из двух слов: греческого autos — сам и испанского girar — вращаться. Следовательно, автожир значит самовращающийся.
Но мы видим, что у автожира имеется впереди, как и у самолета, воздушный винт. Этот винт, вращаемый мотором, создает, как и у самолета, тягу вперед. Когда под действием этой тяги автожир начинает разбег, то от давления встречного воздушного потока ротор начинает вращаться на своей неподвижной оси; при этом у лопастей его возникает подъемная сила, которая и дает возможность машине взлететь.
Итак, если автожиру и нужен разбег, то этот разбег у него значительно короче, чем у самолета.
У автожиров последних лет ротор приводится во вращение еще на земле — перед взлетом (при помощи мотора, вращающего воздушный винт). Благодаря этому удается осуществлять взлет автожира на высоту нескольких метров даже “с места”, т. е. без всякого разбега.
Особенно важно то, что пробег после посадки у автожира почти отсутствует, и автожир в противоположность самолету может спускаться почти по вертикали.
О других достоинствах автожира мы расскажем в дальнейшем.
