ДЕТАЛИ НЕСУЩИХ ВИНТОВ ГЕЛИКОПТЕРА БРЕГЕ-ДОРАН
Теперь взглянем на устройство и работу механизма тянущих винтов, благодаря которому обеспечивается устойчивость и поступательное движение геликоптера Бреге-Доран и осуществляется управление им. Заметим, что на этом устройстве влияние автожира весьма заметно, чего, впрочем, не отрицает и сам Бреге.
Каждая лопасть (каждого из двух винтов) присоединена к втулке посредством кардана, состоящего из двух шарниров — горизонтального и вертикального. Упрощенная перспективная схема карданного соединения лопасти со втулкой дана на фиг. 165. Мы видим, что лопасть может свободно подниматься и
опускаться, вращаясь вокруг оси ХУ, т. е. оси горизонтального шарнира (ось вертикального шарнира ради простоты схемы не показана). Кроме того, лопасть может поворачиваться около своей продольной оси (лонжерона), вращаясь в муфте М, изменяя таким образом свой угол атаки. Посредством выступа В и стержня АВ лопасть соединена с точкой А (допустим сначала, что точка А неподвижна).
Фиг. 165. Упрощенная схема карданного соединения лопасти со втулкой у геликоптера Бреге-Доран
Предположим, что лопасть в полете оказалась под действием случайного восходящего потока. При этом подъемная сила лопасти увеличится, и лопасть, повернувшись около оси ХУ, несколько поднимется, как это и показано на нашей схеме. Нетрудно понять, что благодаря рычагу АВ (точка В — шарнир) лопасть, вращаясь в муфте М, несколько повернется около своего лонжерона и угол атаки лопасти соответственно уменьшится. Тем самым будет уменьшена и подъемная сила лопасти, и, следовательно, действие восходящего потока будет парализовано.
Наоборот, если под действием случайного атмосферного возмущения подъемная сила лопасти уменьшится, то лопасть опустится; нетрудно увидеть, что при этом угол атаки ее увеличится, а следовательно, увеличится и подъемная сила.
Итак, даже при неспокойной атмосфере (рему, порывистый ветер) подъемная сила лопастей (обоих винтов) автоматически регулируется и остается все время более или менее постоянной. Заметим, что благодаря карданному соединению лопастей с втулкой последняя не испытывает изгибающих моментов (т. е. вредных напряжений).
Таким образом, описанное устройство представляет собой не что иное, как автоматический регулятор углов атаки лопастей. Но мы дальше увидим, что некоторое дополнительное устройство делает его одновременно и управляемым по воле пилота.
Автоматический регулятор углов атаки обеспечивает автоматическую устойчивость геликоптера в полете. Он играет также решающую роль и в случае остановки мотора.
Заметим прежде всего, что в случае остановки мотора сцепление его с валом винтов тотчас же отсоединяется (автоматически) и винты получают возможность вращаться свободно в ту
Фиг. 166. Перспективная схема карданного соединения лопасти со
втулкой и лопасти с барабаном Т, служащим для регулирования
пилотом угла атаки лопасти у геликоптера Бреге-Доран
же сторону, что и раньше (подобно
“свободному колесу” велосипеда). Но хотя они и будут первые
мгновения продолжать вращение (замедленное) по инерции, все же их
подъемная сила
резко уменьшится и геликоптер начнет
падать вертикально вниз (как парашют перед раскрытием).
Вследствие этого лопасти винтов сильно поднимутся вверх, углы атаки
их, как это понятно из предыдущего (фиг. 165), уменьшатся до
отрицательных, что вызовет авторотацию винтов. Таким
мотора, , и геликоптер перейдет в режим парашютирования, т. е. плавного спуска.
Теперь посмотрим, как осуществлен управляемый регулятор углов атаки лопастей и каковы его функции.
Выше, рассматривая автоматическое изменение углов атаки, мы предполагали, что точка А неподвижна (фиг. 165). Если же точка А сможет по воле летчика перемещаться вдоль
оси вращения винтов (т. е. вверх и вниз), то благодаря этому, как нетрудно видеть из схемы, летчик сможет сам изменять углы атаки лопастей, никак не нарушая в то же время автоматического регулирования углов атаки. Таким образом, если через а обозначить угол атаки лопасти в некоторый момент полета, то этот
угол можно рассматривать как алгебраическую сумму двух углов, а1 и а2, где а1 подчинен управлению пилота, а а2 получается в результате положения равновесия, автоматически принимаемого лопастью.Перемещение точки А пилот может осуществлять двумя способами: во-первых, заставляя ее описывать некоторую плоскую кривую ,в плоскости, наклонной к оси вращения винтов (благодаря этому угол атаки лопасти будет периодически меняться, следуя определенному закону), во-вторых, перемещая упомянутую плоскость вдоль оси винтов. Практически то и другое достигается следующим образом.
Точка А осуществлена (фиг. 166 и 167) в виде шарового шарнира, расположенного по окружности металлического барабана Т, причем .шарниру А для одной лопасти соответствует диаметрально противоположный шарнир А для другой лопасти (фиг. 166). Барабан Т вращается вокруг центральной оси посредством шарикового подшипника и карданного подвеса с муфтой С, причем плоскость вращения барабана может быть наклонена к оси вращения винтов. Наклон плоскости вращения барабана Т пилот осуществляет посредством рычага L. Из наших схем легко видеть, что при наклоне барабана Т точка А в течение одного оборота поднимется и опустится, вызывая тем самым периодические изменения угла атаки лопасти (цель этого будет объяснена ниже). Заметим еще, что каждый из двух винтов имеет свой барабан Т (фиг. 168), причем рычаги L, с помощью которых
пилот осуществляет наклон барабанов, соединены между собой, гак что периодическое изменение углов атаки обоих винтов происходит одновременно.Перемещение вверх и вниз точки А (фиг. 167), а следовательно, и изменение углов атаки лопастей пилот может осуществлять, как было указано, и другим способом. Дело в том, что барабан Т вместе со своим подшипником может скользить вдоль цен-
Фиг. 168. Общий вид втулок винтов и регуляторов углов атаки лопастей у геликоптера Бреге-Доран
тральной оси. Иными словами, пилот с помощью специального рычага (на схеме не показан) может немного поднимать и опускать барабан Т. Из наших схем на фиг. 166 и 167 нетрудно понять, что при подъеме барабана Т углы атаки лопастей будут увеличиваться, а при опускании уменьшаться, причем это изменение углов атаки будет носить уже не периодический характер (как при наклоне барабана), а постоянный. Заметим еще, что рычаги, которыми пилот осуществляет подъем и опускание барабанов обоих винтов, независимы друг от друга (т. е. пилот по желанию может увеличить или уменьшить углы атаки только одного из винтов).
Таким образом, ротор геликоптера Бреге-Доран управляется при помощи того же “автомата-перекоса”, который применен на автожире Хафнера и был применен в 1908 г. на геликоптере Б. Н. Юрьева.
