Глава V

Автожир по своему устройству и принципу полета похож, как мы видели, и на самолет, и на геликоптер. Естественно поэтому, что и полет его имеет сходство с полетом этих машин.

Для того чтобы самолет мог оторваться от земли, подъемная сила его крыльев должна стать равной его весу. Так как подъемная сила у неподвижных крыльев возникает лишь при наличии мощного встречного воздушного потока, то ясно, что самолет не может взлететь без предварительного разбега. А автожир? Нужен ли и ему разбег?

На первый взгляд кажется, что автожиру разбег для взлета не нужен. Достаточно, казалось бы, сообщить ротору на земле (на месте) то число оборотов, при котором в полете он “несет” всю машину (или несколько большее), и автожир, подобно геликоптеру, должен оторваться от земли без всякого разбега. Но это только кажется. В действительности же дело обстоит не так просто.

Дело в том, что при одних и тех же оборотах подъемная сила ротора в полете и на земле далеко не одинакова; в полете она значительно больше, так как в полете лопасти ротора, вследствие поступательного движения автожира, встречают воздух под более выгодными углами атаки, чем на земле (на месте).

Таким образом, если ротор делает в полете 150 об/мин. развивая, следовательно, подъемную силу, равную весу автожира, то ни земле при тех же 150 об/мин., сообщенных ему с помощью стартера, он хотя и разовьет некоторую подъемную силу, но она будет значительно меньше веса автожира, почему последний и не сможет взлететь без разбега.

Невольно возникает вопрос, не разовьет ли ротор необходимую для вертикального взлета подъемную силу, если его чрезвычайно сильно раскрутить, сообщив ему (с помощью стартера) в два-три раза большее число оборотов, чем он имеет в полете. Теоретически может развить, но практически осуществить это очень трудно, так как значительное увеличение числа оборотов возможно лишь при очень большой мощности мотора, необходимой для преодоления лобового сопротивления. Дальше мы увидим, что здесь был найден весьма остроумный выход.

Итак, автожир с обычным ротором не может взлететь вертикально и требует, следовательно, разбега.

Разбег автожира, как и самолета, всегда производится против ветра (если последний имеется). При разбеге против ветра скорость встречного воздушного потока скорее достигает необходимой для взлета величины, чем при разбеге в безветрие и, тем более, чем при разбеге по ветру. Иными словами, встречный ветер сокращает разбег. Следовательно, чем сильнее ветер, тем меньше разбег. Так как разбег, как сказано, всегда производится против ветра, то можно сказать, что длина разбега автожира очень сильно зависит от силы ветра.

Разбег автожира в сильной мере зависит еще от степени первоначальной раскрутки ротора. Обычно при наличии механического стартера ротор перед взлетом раскручивают примерно
до того числа оборотов, которое он имеет в полете. После выключения стартера обороты, конечно, немного падают, но при разбеге они снова увеличиваются.

Разбег автожира значительно короче разбега равного ему по весу и мощности самолета. У рассмотренных нами автожиров постройки 1930 — 1932 гг. разбег в среднем не превышал 50 м, а при наличии значительного ветра уменьшался до 30 м и менее.

Теперь посмотрим, как производится взлет автожира.

Для взлета необходимо, понятно, прежде всего запустить мотор. Затем летчик, как и на самолете, рулит (едет) на старт, т. е. на то место аэродрома, откуда производится взлет. Рулежка на автожире требует от летчика еще большей осторожности, чем на самолете, особенно при наличии сильного ветра, так как вследствие высокого расположения ротора при неосторожной рулежке боковой ветер может опрокинуть машину. Во время рулежки летчик держит ротор заторможенным.

Подрулив к старту, летчик разворачивает машину против ветра и сбавляет обороты мотора. Теперь надо раскрутить ротор. Летчик, затормозив колеса и отпустив тормоз ротора, включает с помощью специального рычага механический стартер. Ротор начинает медленно вращаться. Теперь остается довести скорость его вращения до необходимой для взлета величины.

На автожире, как и на самолете, перед летчиком на приборной доске расположен целый ряд приборов: счетчик оборотов мотора (тахометр), указатель скорости, высотомер (альтиметр), компас, креномер и др. Но кроме этих приборов, на автожире имеется еще и специальный прибор, показывающий число оборотов ротора в минуту, благодаря которому летчик в любой момент может видеть, с какой скоростью вращается ротор.

Итак, включив стартер и постепенно прибавляя газ, летчик следит за счетчиком оборотов ротора. Ротор все ускоряет вращение. Так как мотор вращает не только ротор, но и пропеллер, то и последний, разумеется, тоже ускоряет свое вращение. Тяга его, конечно, увеличивается, и машина рвется вперед, но тормоза колес не позволяют ей раньше времени тронуться с места.

Когда летчик видит по прибору, что ротор уже дает необходимое для взлета число оборотов, он выключает стартер; ротор продолжает быстро вращаться по инерции. Теперь можно начинать взлет.

Выключив стартер, летчик одновременно отпускает тормоза колес и начинает взлет.

Как летчик управляет автожиром на взлете?

Из предыдущего мы знаем, что автожиры типа С-19 Мк IV и С-24 имеют самолетные органы управления: элероны, руль поворотов и руль высоты. Как и на самолете, на автожирах указанных типов летчик управляет элеронами и рулем высоты при помощи “ручки” или штурвала, а рулем поворотов — при помощи ножных педалей.

Дав полный газ и начав разбег, летчик, чтобы скорее набрать скорость, “дает ручку от себя”, т. е. отклоняет руль высоты вниз (фиг. 107). Вследствие этого на нижнюю поверхность руля высоты начинает давить встречный воздушный поток, и хвост приподнимается. При разбеге с приподнятым хвостом углы атаки лопастей ротора уменьшаются, вследствие чего уменьшается лобовое сопротивление ротора, и быстро может быть набрана необходимая для взлета скорость.

При разбеге ротор, несколько замедливший свое вращение после выключения стартера, снова увеличивает обороты, но теперь уже исключительно под действием давления встречного потока воздуха. Когда это давление возрастает настолько, что подъемная сила ротора станет равной весу автожира, последний и оторвется от земли.

В последний момент перед отрывом машины от земли летчик держит ручку нейтрально (фиг. 107), т. е. в это время руль высоты не отклонен ни вверх, ни вниз. После же отрыва от земли

летчик чуть-чуть “берёт ручку на себя”, т. е. слегка отклоняет руль высоты вверх. Благодаря этому встречный поток воздуха начинает теперь давить на верхнюю поверхность руля высоты, хвост опускается, и автожир начинает подъем (фиг. 108).

Фиг. 108. Подъем автожира

Мы видим, что при взлете летчику приходится действовать, рулем высоты. Однако этого недостаточно. Одновременно летчик управляет и рулем поворотов и элеронами. При помощи первого он сохраняет взятое направление разбега, а с помощью элеронов удерживает машину в положении поперечного равновесия, если какие-нибудь внешние силы (толчки от неровности почвы, боковой ветер и др.) стремятся нарушить это равновесие.

Подъем автожира, как и самолета, происходит за счет избытка тяги винта, т. е. избытка мощности мотора. Как и самолет, автожир поднимается под некоторым углом к горизонту, причем подъем автожира может быть значительно круче, чем самолета. Но из этого не следует, что автожир лучше, чем самолет, забирает высоту. Наоборот, если взять автожир и самолет примерно одинакового веса и с моторами равной мощности, то скороподъемность самолета будет больше, чем автожира. В сказанном как будто имеется противоречие, но на самом деле никакого противоречия нет.

Дело в том, что подъем автожира, как и полет его вообще, возможен на значительно меньшей скорости, чем подъем самолета. Благодаря этому летчик без опасности “потерять скорость” может на автожире итти на высоту более круто, чем на самолете, но при этом автожир забирает все же меньшую высоту, чем самолет за то же время. Сказанное очевидно из фиг. 109,. на которой дана простейшая сравнительная диаграмма подъема автожира и самолета за одно и то лее время.

Итак, скороподъемность автожира несколько меньше, чем самолета. Несколько меньше у автожира и потолок (напомним, что потолком данной летательной машины называется наибольшая высота, на которую эта машина может подняться).

Причина того и другого: несколько худшее “качество” ротора в сравнении с крылом самолета. Однако потолок последних из рассмотренных нами автожиров все же достигает 4000—5000 м.