Глава VII
НОВЕЙШИЕ АВТОЖИРЫ (1935—1938 гг.)
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВЗЛЕТ АВТОЖИРА (ВЗЛЕТ-ПРЫЖОК)
В марте 1935 г. инженер Сиерва сделал доклад в Английском, королевском авиационном обществе о новом усовершенствовании автожира, которое разрешает проблему взлета на автожире без всякого предварительного разбега, иными словами, вертикального взлета. Эта проблема в основном была решена еще в 1933 г., но изобретение держалось в секрете до тех пор, пока не были получены результаты, окончательно подтверждающие возможность практического осуществления вертикального взлета на автожире. Эти результаты были получены в конце 1934 г.
Идея нового изобретения и ее практическое осуществление очень просты.
Предположим, что при раскручивании ротора на земле удалось бы каким-либо способом уменьшить углы атаки лопастей до нуля. К чему бы это привело? Как нетрудно понять, это -привело бы, во-первых, к тому, что у лопастей никакой подъемной силы (или почти никакой) не возникло бы; во-вторых, к тому,, что лобовое сопротивление их значительно уменьшилось бы. Нетрудно понять, что благодаря последнему .обстоятельству удалось
бы значительно увеличить угловую скорость вращения, ротора по сравнению с той, которую ротор имеет в полете.Итак, предположим, что пилот автожира имеет возможность каким-либо способом перед взлетом уменьшить углы атаки лопастей ротора до нуля и благодаря этому сильно раскрутить ротор. Предположим далее, что перед самым моментом взлета, одновременно с выключением стартера, пилот мог бы каким-либо способом сразу увеличить углы атаки лопастей снова до нормальных. Очевидно, что в таком случае у ротора, сильна
раскрученного и вращающегося со скоростью, значительно большей, чем в полете, возникла бы подъемная сила, тоже значительно большая, чем в полете, т. е. появилась бы подъемная сила, превышающая вес автожира. Ясно, что эта сила заставила бы автожир подняться в воздух с места, без всякого разбега, прыгнуть вертикально вверх.Само собой понятно, что избыточную подъемную силу ротор развил бы только в течение нескольких секунд, пока он по инерции вращался бы со скоростью, большей, чем в полете. Лишь только скорость вращения ротора уменьшится настолько, что его подъемная сила станет равна весу автожира, последний прекратит подъем и как бы повиснет на мгновение в воздухе, а в следующий момент, когда подъемная сила ротора станет меньше силы веса, автожир начнет
опускаться — парашютировать.
Фиг. 148. Схема изменения угла атаки при отставании
и забегании лопасти при наличии наклона вертикального
шарнира
Но если, не дожидаясь этого момента, пилот еще при старте даст газ и обеспечит тягу воздушного винта, достаточную для горизонтальной скорости, при которой автожир может держаться в воздухе, то последний, не успев после прыжка опуститься на землю, перейдет, очевидно, в нормальный полет. Эта, изложенная здесь, простая идея и была осуществлена. Мы знаем, что лопасти ротора соединены с его втулкой при помощи горизонтальных и вертикальных шарниров. Мы знаем также, что благодаря вертикальным шарнирам лопасти в полете могут слегка отставать или забегать вперед (относительно втулки). У изобретателя явилась мысль сделать оси вертикальных шарниров наклонными наружу (фиг. 148, /). Вследствие этого лопасти при отставании и забегании вперед не остаются в одной плоскости, а описывают некоторую коническую поверхность и, следовательно, углы атаки лопастей не остаются постоянными, а изменяются, причем при отставании углы атаки уменьшаются, при забегании же вперед— увеличиваются (фиг. 148, //). Теперь посмотрим, что произойдет во время раскручивания ротора стартером.
Фиг. 149. Схема взлета-прыжка автожира
Во время раскручивания ротора втулка его, соединенная с приводным валом стартера, вращаясь, “ведет” за собой лопасти; при этом лопасти немного отстают от втулки (фиг. 148, ///), во-первых, вследствие инерции, а во-вторых, под действием силы лобового сопротивления. Но, как сказано выше, при отставании
лопастей их углы атаки (благодаря наклону вертикальных шарниров) уменьшаются. Таким образом," во время раскручивания ротора углы атаки лопастей уменьшаются, вследствие этого уменьшается и лобовое сопротивление лопастей, а это и позволяет раскрутить ротор до такой скорости вращения, которая будет примерно в полтора-два раза больше, чем в полете.Посмотрим теперь, что произойдет тотчас же после выключения муфты сцепления стартера.
Когда летчик выключит муфту сцепления, на втулке уже не будет крутящего момента. Поэтому отставание лопастей прекратится и они станут по радиусам, тем самым увеличив свои углы атаки. Таким образом тотчас же после выключения муфты сцепления углы атаки лопастей сразу резко увеличиваются и, значит, сразу и быстро нарастает подъемная сила. А так как скорость вращения ротора в этот момент примерно вдвое больше, чем в полете, то возникающая подъемная сила оказывается тоже значительно большей, чем в полете, т. е. больше, чем вес автожира, вследствие чего последний и поднимается в воздух по
вертикали — делает прыжок (фиг. 149). В то же время воздушный винт сообщает автожиру необходимую для полета поступательную скорость, и дальнейший набор высоты происходит уже нормально.