| Для обеспечения полета автожира необходимо перемещение его относительно воздушной среды, при котором создается самовращение несущего винта. Поэтому автожир не способен, в отличие от вертолета, осуществлять висение и вертикально маневрировать в течение продолжительного времени. Однако использование предварительной раскрутки несущего винта на земле позволяет использовать "прыжковый" взлет за счет запасенной инерции несущего винта, а динамические характеристики несущего винта дают возможность осуществлять парашютирующую посадку. Следует отметить, что термин "вертолет", введенный Н.И. Камовым, первоначально обозначал летательные аппараты, которые в настоящее время мы называем вертолетом и автожиром.
Создателем автожира является испанский инженер Хуан де ла Сиерва. Созданный им в 1919 г. трехдвигательный биплан потерпел крушение вследствие потери скорости. Де Сиерва, в то время заинтересовавшийся авторотирующим винтом, решил использовать его в качестве несущей поверхности. Первый созданный им автожир имел соосные жесткие винты и самолетные органы управления. Методом проб и ошибок установилась конструктивная схема автожира, обеспечивающая безопасную эксплуатацию. Несущий винт получил вначале горизонтальные шарниры для осуществления махового движения лопастями, а затем и вертикальные шарниры с демпферами для разгрузки комля лопасти от действия переменных сил в плоскости винта. Применение предварительной раскрутки несущего винта в одном из вариантов привело к использованию осевых шарниров. Использование управления общим шагом позволило эффективнее управлять "прыжковым" взлетом и парашютированием. Органы управления самолетного типа были отвергнуты, а их функции были переданы несущему винту. Однако сохранилось оперение, улучшающее устойчивость автожира, а также руль направления, позволивший эффективнее осуществлять путевое управление.
С 30-х годов интерес к автожирам стал заметно ослабляться. Причиной явилась неспособность конкурировать с вертолетами, которые обладали расширенным диапазоном летных характеристик и к этому времени пережили "детские болезни" не без помощи опыта, накопленного в автожиростроении. В конце 40-х - начале 50-х интерес к автожирам практически иссяк на фоне успехов, продемонстрированных вертолетами. Следует отметить, что автожиры оказались скованными границами диапазона скоростей от 30-35 до 220-250 км/час. Кроме того, вертолеты позволяли осуществлять любое маневрирование, включая вертикальное. Преимущество автожиров по энергозатратам перед вертолетами оказалось несущественным на фоне их недостатков. Да не обидятся любители автожиров, но эта схема органично соединила в себе недостатки вертолетов и самолетов. А потому была обречена на забвение в коммерческой и военной сферах использования.
Возобновление интереса к автожирам последовало в 50-е годы в США благодаря усилиям доктора Игоря Бенсена. Работая в компании "General Electric", он занимался исследованием "роташюта" Хафнера - небольшого планирующего безмоторного летательного аппарата с авторотирующим винтом. Разработанная им конструкция небольшого автожира с толкающим винтом и непосредственным управлением втулкой несущего винта стала успешной в коммерческом плане благодаря простоте, дешевизне, простоте управления и изготовления.
Созданная им фирма Bensen Aircraft разрабатывала автожиры, названные "жирокоптерами", для преимущественно некоммерческого использования. В отличие от автожиров де ла Сиерва "жирокоптеры" Бенсена имели простую ферменно-балочную конструкцию фюзеляжа, толкающий двигатель McCulloch (позднее - модифицированный VW), непосредственное управление несущим винтом при помощи расположенной вверху ручки, делающей управление "обратным", трехопорное шасси с носовым колесом и хвостовой дополнительной опорой.
В настоящее время подавляющее большинство автожиров создается по подобию "жирокоптера" Бенсена. Отличием является применение системы предварительной раскрутки, а также совершенствование конструктивного исполнения. Лишь аппараты Roto-Pup, LW-2, LW-3 фирмы Little Wing Autogyros и Pitbull фирмы Nort American Rotorwerks используют тянущий винт и трехопорное шасси с хвостовой опорой. Рынок легких автожиров поражает разнообразием конструкций, не имеющих, тем не менее, принципиального отличия друг от друга. Желающий может купить за небольшую сумму проект автожира на свой вкус и создать его из покупных же или самостоятельно изготовленных деталей. Возможна покупка как комплектного кит-набора, так и отдельных его частей. Некоторые фирмы предлагают окончательно собранные, отлаженные и облетанные аппараты.
При всем разнообразии проектов удобнее было бы классифицировать современные автожиры по происхождению агрегатов. Стандартный автожир состоит из несущего винта (лопасти и втулка), двигателя, винта, конструкции фюзеляжа, оперения, шасси и, иногда, систем раскрутки и торможения.
Лопасти, которые производят несколько фирм, не отличаются большим разнообразием. Подавляющее большинство представляет собой тянутый дюралевый лонжерон в виде носка профиля и приклеенный к нему хвостовой отсек с дюралевой или пластиковой обшивкой. Фирма Showers Aero выпускает цельнотянутые в виде профиля лопасти. Практически все лопасти имеют несимметричный ламинарный профиль NACA 8-H-12 и нулевую крутку. Диапазон хорд - от 5.7 до 8 дюймов. Диаметр ротора может быть любым, но обычно предлагается в диапазоне от 22 до 31 фута.
В качестве двигателей применяются авиационные и модифицированные автомобильные двигатели, применяемые в сверхлегкой авиации. Среди них ПД Rotax, Hirth, Lycoming, Continental, International, McCulloch, Volkswagen, Subaru EA-82, EA-81 или EJ-22, Honda, а также роторно-поршневые Mazda 13B.
О воздушных винтах можно и не упоминать, настолько универсальны они в применении вне зависимости от типа летательного аппарата. Следует отметить, что встречаются как деревянные моноблочные, так и пластиковые с переставным шагом. Чаще применяются винты фирм Warp Drive, Ivoprop, GSC.
Системы раскрутки производят несколько фирм, из которых чаще применяется механизм фирмы Dick Wunderlich.
Настоящее разнообразие царит в конструктивном исполнении фюзеляжа и оформлении конструкции (обтекатели, зашивка). По этому параметру автожиры можно сравнивать с мотодельтапланами. Да и сама конструкция автожира бенсеновского типа весьма напоминает тележку мотодельтаплана. Встречаются балочные, ферменно-балочные или ферменные конструкции. Зашивка может быть полной, частичной, либо отсутствовать напрочь.
Диапазон летно-технических характеристик автожиров относительно узок, а также имеет стабильные, строго обусловленные границы. Минимальная скорость горизонтального полета составляет от 8-12 миль/час (13-20 км/час) у аппаратов с малой удельной нагрузкой на несущую поверхность (Air Command Single Place, Bumble Bee, Gyrobee, Dominator, SnoBird Exciter, Sport Copter Lightning и Vortex), до 30-35 миль/час (48-54 км/час) при большой удельной нагрузке (Commander 147A, Barnett J4B и J4B2, Super Bandit, Sycamore Mk1). Максимальная скорость определяется, прежде всего, удельной нагрузкой на несущую поверхность, сопротивлением ненесущих частей и располагаемой мощностью силовой установки и лежит в пределах от 60-63 миль/час (96-104 км/час) для ультралайтов, отвечающих FAR-103 (Air Command Single Place, Ken Brock KB-2, KB-3, Bumble Bee, Gyrobee, Little Wing Rotor-Pup, SnoBird Explorer, Sport Copter Lightning, RotorwWing 3D-RV), до 100-125 миль/час (160-200 км/час) для автожиров с мощными двигателями и обтекателями (Commander 147A, Air & Space 18A, Barnett J4B и J4B2, Falcon, Magni M-14, M-16, Marchetti Avenger, Montgomerie Merlin, RAF-200, Sport Copter Vortex, Sportster, Sycamore Mk1).
О.М.Джоган
|