لماذا تطير طائرة جيروبلين؟ ما هي الجيروبلان أو الجيروكوبتر؟ المعلمات الهندسية الأساسية للطائرة الجيروسكوبية التي تحتوي على جهاز هبوط بعجلة مقدمة

خاتمة.

مصادر.

هل سبق لك أن طارت؟ الكثير منا سوف يجيب على هذا السؤال بالإيجاب. في الوقت الحاضر، لم يعد السفر الجوي للركاب غريبًا منذ فترة طويلة. ماذا عن قيادة الطائرة شخصيا؟ الجواب هو "نعم"، القليل فقط من سيعطي. ومع ذلك، فقد أصبح الآن أكثر سهولة من أي وقت مضى!

أولئك الذين هم على دراية بالطيران بشكل مباشر يعرفون أن نقطة تحول قد وصلت الآن، على غرار ظهور سيارة هنري فورد ذات الإنتاج الضخم قبل مائة عام. لقد حان الوقت للطائرات الخفيفة وغير المكلفة التي يمكن أن تصبح وسيلة نقل شخصية. لقد أصبحت الساعات الطويلة من الاختناقات المرورية في المدن الحديثة هي القاعدة منذ فترة طويلة؛ وقد وصل النقل البري إلى ذروته. ولكن هناك طريقة للخروج! الطائرات الخفيفة للغاية - الطائرات الجيروسكوبية - يمكنها أن تنقذنا من ازدحام مروري كوكبي!

يعود تاريخ الطائرات الجيروسكوبية إلى الوقت الذي فكر فيه المخترع الشاب من إسبانيا، خوان دي لا سيرفا، في عام 1919، بعد أن عانى من سلسلة من الإخفاقات في اختبار الطائرات القاذفة، بجدية في إنشاء طائرة لن تدخل في حالة من الفوضى إذا فشل المحرك. لا يعرف من أين يبدأ في بناء طائرة جيروسكوبية، فقد درس بعناية ظاهرة الدوران التلقائي. جاء خوان دي لا سيرفا بفكرة رائعة تتمثل في استبدال جناح الطائرة بمروحة ذاتية الدوران. وهكذا، ظهرت لأول مرة طائرة بأجنحة مقطوعة ومروحة سحب، تم ربط دوار بجسم الطائرة بها، يدور تحت تأثير تدفقات الهواء القادمة. كان على مصمم الطائرات الإسباني أن يعمل بجد لعدة سنوات لتحسين النموذج قبل أن تقوم الطائرة الجيروسكوبية كاملة الحجم بأول رحلة لها في 10 يناير 1923. واصل خوان دي لا سيرفا العمل الذي بدأه، وفي ديسمبر 1924، تمكن الطيار الإسباني خواكين لوريغا من الطيران لمسافة 10 كيلومترات في الهواء أثناء التحكم في طائرة جيروسكوبية والهبوط بأمان في موقع مطار آخر. لقد كان هذا إنجازًا حقيقيًا في تاريخ الطيران ذو الأجنحة الدوارة. وفي وقت لاحق، كانت تطورات سيرفا هي التي مهدت الطريق للإبداعهليكوبتر. إن تأثير الدوران التلقائي والتعليق المفصلي للشفرات، المستعارة من طائرة جيروبانية، يمنع السيارة من السقوط بسرعة عند إيقاف تشغيل المحرك.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1929، أنشأ المهندسون السوفييت كاموف وسكرجينسكي أول طائرة عمودية KASKR-1، والتي تلقت فيما بعد اسم "المروحية". خارجيًا، كانت الطائرة الجيروسكوبية مشابهة للنموذج المبكر لطائرة Sierra S-8 Mk-III. أثناء التطوير، تم استخدام محرك M-2 بقوة 120 حصان. وجسم طائرة U-1 بوحدة ذيل. تم تصنيع الأجنحة لتكون على شكل صينية، وتم إعادة تصميم الهيكل لمسار واسع جدًا. تم تركيب دوار رئيسي على الهرم رباعي السطوح، وكانت شفراته تحتوي على مفصلات أفقية ورأسية متصلة ببعضها البعض بواسطة كابلات ذات أوزان، مما جعل من الممكن تخفيف الاهتزازات في مستوى الدوران. لم يكن للشفرات الجيروسكوبية أي حدود في الأسفل، وفي حالة السكون، تم الاحتفاظ بها في وضع أفقي على المعلقات مع سلك مطاطي لامتصاص الصدمات في الأعلى.

نيكولاي كيريلوفيتش سكرجينسكي نيكولاي إيليتش كاموف

أوتوجيرو KASKR-1

بعد ذلك، على مدار عشر سنوات، تم إنشاء 15 نوعًا وتعديلًا من الطائرات الجيروسكوبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم بناؤها في الغالب في TsAGI من قبل نفس المهندسين الذين عملوا على طائرات الهليكوبتر.

على عكس طائرات الهليكوبتر، فإن الطائرة الجيروسكوبية أقل اعتمادًا على المحرك نظرًا لحقيقة أن الدوار - "البرغي الكبير الموجود في الأعلى" - يلعب دور الجناح في تصميمها، وليس جهاز الدفع. إذا كان الدوران التلقائي لطائرة الهليكوبتر هو وضع الطوارئ والخلاص المحتمل، فهو وضع طيران عادي بالنسبة للطائرة الجيروسكوبية، وفشل المحرك ليس قاتلاً. إذا حدث ذلك، فسوف يخطط الجهاز ببساطة. في حالة ارتفاع درجة حرارة المحرك، يمكنك إيقاف تشغيل المحرك والتحليق في وضع الدوران التلقائي حتى يبرد، وهو أمر غير ممكن في طائرات الهليكوبتر التي يكون حجم دوارها بالنسبة إلى هيكل الطائرة أصغر بشكل ملحوظ. الطريقة الوحيدة لوقوع حادث على طائرة جيروسكوبية مصممة بشكل صحيح هي انتهاك صارخ لقواعد الطيران والتشغيل، والإقلاع أو الهبوط "بسلاح الفرسان" تمامًا.

تم تجهيز العديد من الطائرات الجيروسكوبية بدوار ما قبل الدوران. في هذه الحالة، يدور الدوار قبل إقلاع الطائرة الجيروسكوبية (عن طريق ناقل الحركة من المحرك الرئيسي أو من محرك منفصل). يقلل الدوران الأولي بشكل كبير من طول مسار إقلاع الطائرة الجيروسكوبية، وفي حالة وجود رياح معاكسة، يحدث الإقلاع تقريبًا "من حالة توقف تام".

الدوار والعمود والمحرك للطائرة الجيروسكوبية VPM M-16

نطاق سرعة واسع (25-200 كم/ساعة).

خصائص أداء الطيران للطائرة الجيروسكوبية Calidus 09 MTO Sport

طول الجيروكوبتر م 5.08 4.80

سعة خزان الوقود، لتر 34 (68) 45 (90)

محرك روتاكس 912 يو إل إس/914 روتاكس 912 يو إل إس/914 إس

بيانات الرحلة

أقصى سرعة، كم/ساعة 240

رحلة V، كم/ساعة 210

دراجة ثلاثية العجلات "ZHUK-42"

الموديل: دراجة ثلاثية العجلات للتدريب الترفيهي "ZHUK-42"

سعة 2 شخص

جيروبلان، طائرة أثقل من الهواء، حيث يتم إنشاء الرفع فيها، على عكس الطائرة، بواسطة دوار يدور على محور عمودي. خلال الرحلة بأكملها، يدور الدوار بحرية من تدفق الهواء القادم. يتم تحقيق الحركة الانتقالية باستخدام محرك مزود بمروحة طائرة تقليدية. الأجزاء الرئيسية للطائرة الجيروسكوبية، باستثناء الدوار، أي جسم الطائرة ومعدات الهبوط والذيل وعناصر التحكم، لا تختلف كثيرًا عن أجزاء الطائرة. في التين. يُظهر الشكل 1 رسمًا تخطيطيًا للطائرة الجيروسكوبية A-4، حيث a هو المحرك، b هي المروحة، c هي البداية الميكانيكية للدوار، d هو محور الدوار، d هي شفرات الدوار، f هي الأقواس بين الشفرات ، g هو الأقواس الداعمة، h هو العارضة، i هو دوران الدفة، k - المصعد، l - المثبت، m - الجناح مع الجنيح، n - جهاز الهبوط. مع النفخ المائل للمروحة، تتم إضافة السرعة الطرفية للشفرة التي تتحرك على طول الحركة إلى سرعة الطيران، وسرعة الشفرة التي تتحرك ضد الحركة تساوي الفرق بين هذه السرعات. نظرًا للاختلاف الناتج في قوى الرفع للشفرات الموجودة في مواضع زاويّة مختلفة، تظهر لحظة عرضية تميل إلى قلب المروحة. تحدث هذه اللحظة على جميع المراوح التي تحتوي على شفرات متصلة بالمحور بشكل صارم (معظم مراوح طائرات الهليكوبتر). في الطائرة الجيروسكوبية، للتخلص من هذه اللحظة، يتم تثبيت الشفرات الدوارة بشكل مفصلي على المحور بحيث يمكنها، تحت تأثير القوى الخارجية، أن ترفرف بحرية لأعلى ولأسفل بالقرب من المفصلة ذات المحور الأفقي.

للتخلص من الضغط على صاري الشفرة الناتج عن الانحناء في مستوى الدوران، يتم إدخال مفصل ذو محور رأسي في تثبيت الشفرة على الجلبة، حيث يمكن للشفرة أن تدور بحرية في مستوى الدوران. في كل هذه اللحظةأثناء الطيران، يتم ضبط الشفرات وفقًا لقوى الرفع والطرد المركزي الناتجة. يؤدي التثبيت المفصلي للشفرات أيضًا إلى منع حدوث لحظات جيروسكوبية على الدوار. يأخذ الجناح الصغير للطائرة الجيروسكوبية 7-8% عند السرعات المنخفضة، وما يصل إلى 30% من إجمالي الرفع عند السرعات العالية. الغرض الرئيسي منه هو حمل الجنيحات التي يتم من خلالها التحكم الجانبي بالجهاز. أحدث الطائرات الجيروسكوبية، والتي تختلف عن تلك الموضحة في الشكل. 1 لا يتم التحكم عن طريق الأجهزة المعتادة للطائرة، ولكن عن طريق إمالة محور دوران الدوار في الاتجاه الطولي والعرضي (ما يسمى بالتحكم المباشر)، ليس لديهم جناح على الإطلاق.

قصة . اخترع المهندس الإسباني جواو دي لا سيرفا الطائرة الجيروسكوبية في عام 1920. وكانت الفكرة الرئيسية للمخترعين هي إنشاء طائرة لا يكون فقدان السرعة والدوران اللاحق لها أمرًا فظيعًا. قام ببناء العديد من الأجهزة غير الناجحة، وكان لدى بعضها أعداد مختلفة من الشفرات والهياكل، حتى عام 1923 تم إدخال تثبيت مفصلي لشفرات الدوار على المحور، مما يضمن رحلات جوية ناجحة للطائرة الجيروسكوبية. بعد أن قامت ببناء عدد من الطائرات الجيروسكوبية، طارت سييرفا في عام 1928 من باريس إلى لندن في رحلة دائرية حول إنجلترا باستخدام الطائرة الجيروسكوبية C-8. في نهاية عام 1928، قامت شركة Sierva ببناء الطائرة الجيروسكوبية S-19 MII، والتي كانت تحتوي على جهاز لتدوير الدوار قبل الطيران، والذي كان يتطلب في التصميمات السابقة تحركًا طويلًا قبل الإقلاع. يتكون هذا الجهاز من وحدة ذيل خاصة ذات سطحين. عندما تنحرف الدفة والمثبت إلى الأعلى، يتم تشكيل صندوق - "منحرف" يعكس الطائرة التي ألقتها المروحة لأعلى على شفرات الدوار. السيارة التالية، S-19 M-IV، لديها بالفعل تشغيل ميكانيكي للدوار قبل الإقلاع من المحرك، والذي حل محل المنحرف بالكامل فيما بعد. وبحلول عام 1933، أي خلال 10 سنوات من وجودها، تم بناء 130 طائرة جيروبلية، طارت حوالي 30 ألف ساعة، وتنقل عشرات الآلاف من الركاب وتقطع أكثر من 4 ملايين كيلومتر. في عام 1933، قامت شركة Sierva ببناء واختبار طائرة جيروبانية بدون أجنحة ذات مقعدين مع تحكم مباشر S-30، والتي تم بناؤها في عام 1934 بواسطة مصنع دي هافيلاند (إنجلترا) بشكل متسلسل تحت اسم العلامة التجارية S-30R (الشكل 2). في الاتحاد السوفيتي، تم بناء أول طائرة جيروسكوبية في عام 1929 من قبل المهندسين N.I Kamov وN.K Skrzhinsky على حساب Osoaviakhim. وقد تم تجهيز هذا الجهاز بمحرك تيتان بقوة 230 حصان. مع. قامت بعدد من الرحلات الجوية الناجحة، والتي أظهرت سرعات تصل إلى 110 كم/ساعة على ارتفاع 450 مترًا.

بعد سلسلة من الأعمال النظرية والتجريبية، قامت TsAGI في عام 1931 ببناء الطائرة الجيروسكوبية 2-EA، والتي أظهرت بيانات ليست أقل شأنا من البيانات الأجنبية: السرعة القصوى 160 كم / ساعة، السرعة الدنيا 55 كم / ساعة، السقف 4200 م. في عام 1932، أنتجت تصاميم القسم الخاص TsAGI طائرة جيروبلين A-4 ذات مقعدين بمحرك M-26 بقوة 300 حصان. ص، والذي تم إنتاجه في سلسلة صغيرة في عام 1933 (الشكل 3).

وفي نفس العام، تم إصدار طائرة جيروبلين A-6 ذات مقعدين بمحرك بقوة 100 حصان. s. ، وجود دوار ناتئ ثلاثي الشفرات. الطائرة الجيروسكوبية A-6 قابلة للحمل للغاية؛ ويمكن طي أجنحتها ودوارها بسهولة (الشكل 4).

تم تجهيز هذه الطائرة الجيروسكوبية، مثل A-4، ببدء تشغيل ميكانيكي وفرامل دوارة. وفي عام 1933، تم إنتاج الطائرات الجيروسكوبية A-7 بمحرك بقوة 100 حصان. مع. و A-8 - جهاز تجريبي بمحرك بقوة 100 حصان. s.، والتي، بالإضافة إلى أدوات التحكم المعتادة، لديها أيضًا التحكم عن طريق إمالة رأس الدوار. نقدم أدناه بيانات التصميم للطائرات الجيروسكوبية الأكثر شيوعًا (انظر الجدول).

تصميم الجيروسكوب. في التين. في الشكل 5، أ، ب، ج، تم تقديم التفاصيل الرئيسية للطائرة الجيروسكوبية S-30؛ في التين. 5، A هو منظر للطائرة الجيروسكوبية، حيث a هو عمود الإطلاق، b هو خزان البنزين، c هو القابض وعلبة التروس، d هو الخانق، d هو الإصدار المشترك لعجلة الإطلاق والفرامل، f هو قفل مقبض التحكم، g و h هو ضبط عناصر التحكم الجانبية والطولية، و- فرامل العجلة، فرامل المشاركة والدوار، k - تعديل زاوية الانحشار؛ في التين. 5، B يُظهر جلبة يتم التحكم فيها، حيث a و b هما المفصلات الرأسية والأفقية للشفرة، c هو مقبض التحكم، d و d هما نوابض الضبط الطولية والعرضية، e هو عجلة التروس، g هو التحكم في الفرامل ، h هو المفصلة المستعرضة، و - جلبة البداية الميكانيكية، k - بكرة البداية الميكانيكية، l - مخمد الاحتكاك؛ في التين. 5، عروض B: قابض الاشتباك أ، الترس ب، بما في ذلك الأسطوانة ج، زنبرك الاشتباك د ورافعة الاشتباك د.

تحتوي الشفرات الدوارة (الشكل 5، أ) عادةً على صاري أنبوبي مصنوع من الفولاذ المقسى بالكروم والموليبدينوم مع أضلاع خشبية أو معدنية موضوعة عليه. الحافة الأمامية مغطاة بالخشب الرقائقي أو دورالومين، وتتكون الحافة الخلفية من سترينجر معدني. الجزء العلوي من الشفرات مغطى بالقماش ومطلي. في إنجلترا، تُصنع الشفرات الصلبة أيضًا من خشب البلسا الخفيف، مع بقاء الساريات على شكل أنبوب. يتم دعم الشفرات الدوارة المسننة (الشكل 1) عند ركنها على الأرض باستخدام كابلات متصلة بصرح مثبت على المحور، مع وجود زاوية متدلية للأسفل تبلغ 5-7 درجات. وترتبط ببعضها البعض عن طريق "كابلات بين الشفرات"، والتي تشمل ممتصات الصدمات المطاطية ويتم ربطها بالشفرات باستخدام مخمدات الاحتكاك.

تهدف الكابلات بين الشفرات إلى ضمان التوزيع الموحد لعزم الدوران على جميع الشفرات أثناء التشغيل الميكانيكي وظروف التشغيل غير المستقرة الأخرى. وعلى النقيض من الجزء الدوار المدعم، فإن الجزء الدوار الكابولي (الشكل 5) [على سبيل المثال. A-6 (الشكل 4)، S-30R (الشكل 2)] لا تحتوي على كابلات دعم، والتي يتم استبدالها بمحدد عند جذر الشفرة، بالإضافة إلى كابلات بين الشفرات، يتم استبدالها بكابلات احتكاك. لأو مخمدات أخرى في المفصلة الرأسية أ، الحد من وتليين حركات الشفرات في مستوى الدوران (الشكل 5، ب). يعد التشغيل السليم لهذه المخمدات، وكذلك موضع المفصل الرأسي بالنسبة لمحور الدوران، أمرًا في غاية الأهمية دور كبيرفي ضمان التشغيل السلس للدوار. بفضل التركيب المفصلي، فإن القوة الرئيسية المؤثرة على الشفرة هي قوة الطرد المركزي (حوالي 10 أضعاف قوة رفع الشفرة)، وهي القوة التصميمية للأضلاع والأوتار. الحالة التصميمية لساريات الشفرة هي حالة الانحناء عند السقوط والاصطدام بالمحدد بعد هبوب رياح عرضية على الأرض وحالة الالتواء الناتجة عن قوى القصور الذاتي أثناء الطيران. تؤدي الصلابة الالتوائية غير الكافية للشفرة، بالإضافة إلى الزيادة غير المرغوب فيها في زاوية الالتواء، إلى حدوث اهتزاز وتدفق للدوار أثناء الطيران. لضمان التشغيل السلس للدوار، من الضروري الحفاظ على التشابه الكامل في موقع الكتلة ليس فقط على طول الشفرات، ولكن أيضًا عبرها. يحتوي محور الدوار، الذي يدور على محور متصل بالخنزير، على آذان ذات محامل كروية أو تقليدية، حيث يتم إدخال دبابيس المفصلات الأفقية لنصائح الشفرة. تحتوي الجلبة عادةً على محامل شعاعية ومحامل دعم واحدة تحمل الحمولة بأكملها. مادة البطانة مصنوعة من الفولاذ عالي الجودة. في التين. يُظهر الشكل 6 محور الطائرة الجيروسكوبية السوفيتية A-7 والشكل. 5، ب - جلبة يتم التحكم فيها للطائرة الجيروسكوبية S-30R.

يحتوي الأخير على مفصلين متعامدين أ و ب، ويمكن أن يدور حولهما. وضع البطانة مع مقبض التحكم في الوضع المحايد الخامسقابل للتعديل مع الينابيع الخاصة زو د، مما يجعل أيضًا التحكم في الجهاز أسهل وأبسط. تظهر دائرة التحكم في الشكل. 7.

يتمتع جهاز الهبوط بمسار واسع ليمنح الطائرة ثباتًا أكبر ضد الرياح الجانبية أثناء الهبوط. يتم استخدام امتصاص الصدمات الزيتية بضربة كبيرة (120-150 مم) وعجلات البالون. زاوية الهبوط خاصة بالطائرات الجيروسكوبية ذات التحكم المباشر تكون كبيرة جدًا (تصل إلى 30 درجة). من المستحسن أن تكون زاوية الهبوط 13 درجة على الأقل. عادة ما يتم تصنيع العكاز، الذي يتحمل أحمالًا ثقيلة أثناء الهبوط الحاد، على شكل عجلة على حامل مع امتصاص الصدمات الزيتية. لتحسين القدرة على المناورة على الأرض، وهو أمر مهم في الظروف غير المستعدة مواقع الهبوط، يصبح من الممكن التحكم فيه.

ريش. نظرًا لوجود الدوار، فإن الذيل العمودي للطائرة الجيروسكوبية يتميز بارتفاع منخفض، وفي الوقت نفسه، كفاءة منخفضة من حيث ثبات المسار. غالبًا ما يتم حل هذه المشكلة عن طريق تثبيت زعانف جانبية صغيرة على المثبت أو عن طريق تثبيت ذيل رأسي ذو سطحين. يختلف الذيل الأفقي للطائرة الجيروسكوبية عن ذيل الطائرة فقط في النسبة المئوية بين الدفة والمساحة الإجمالية للذيل. بالنسبة للطائرة الجيروسكوبية، تصل هذه النسبة إلى 55. بالنسبة للطائرة الجيروسكوبية بدون أجنحة، تكون المساحة الإجمالية للذيل الأفقي أكبر قليلاً لخلق استقرار جانبي ثابت كافٍ.

جناح. يتم اختيار مساحتها من ظروف سرعة الدوار الثابتة أثناء الطيران ويجب ألا تتجاوز 0.8 من المساحة الفعلية للشفرات. من أجل ضمان الاستقرار الطولي المناسب للطائرة الجيروسكوبية، يجب أن يتمركز الجناح ضمن 25-85% من متوسط ​​الوتر الديناميكي الهوائي. تم التخلص من الانحناءات الموجودة في نهايات الأجنحة (الشكل 1)، والتي عملت على زيادة الثبات الجانبي الثابت ومقاومة الانزلاق الجانبي، في أحدث الطائرات الجيروسكوبية، وتم تعويض تأثيرها من خلال زيادة عرضية V للأجنحة إلى 8-10 درجة. تم إرجاع الجناح إلى المخطط، وهو مفيد من الناحية الهيكلية، ربما. مفيد لأسباب الاستقرار الطولي والجانبي. جميع المكونات الأخرى للطائرة الجيروسكوبية (جسم الطائرة، مجموعة المروحة) لا تختلف بشكل كبير عن تلك الموجودة في الطائرة.

الديناميكا الهوائية. في جميع أوضاع الطيران، تظل سرعة الدوار ثابتة تقريبًا (للتصميمات التقليدية 150-160 دورة في الدقيقة). نظرًا لدوران الدوار، حتى عند زوايا الهجوم الكبيرة، المقاسة بين التدفق والمستوى المتعامد مع محور الدوران، فإن أقسام الشفرات تعمل بزوايا هجوم صغيرة. تتراوح نسبة السرعة الانتقالية إلى السرعة المحيطية لطرف الشفرة lect من 0 أثناء الهبوط الرأسي إلى قيمة 0.5-0.7 عند السرعات القصوى. لذا. وصول. حتى في أقصى سرعة طيران، فإن النصف الخارجي للشفرة يتحرك للخلف في ظروف تدفق عادية. نظرًا لوضعها في كل لحظة وفقًا لمحصلة جميع القوى، تقوم الشفرات بحركة رفرفة بالنسبة لمحور المفصلة الأفقية. المخروط الموصوف بالشفرات، والذي يسمى "التوليب"، يكون متماثلًا فقط أثناء الهبوط العمودي. أثناء الحركة الأمامية للطائرة الجيروسكوبية، يؤدي عدم تناسق السرعات في مستوى الدوران (السرعة النسبية للشفرة التي تتبع حركة الجهاز أكبر من سرعة الشفرة التي تتحرك عكس الحركة) إلى عدم تناسق القوى. يميل محور المخروط إلى الخلف وإلى الجانب. الذي - التي. يتكون التفاعل الديناميكي الهوائي الإجمالي للدوار من 3 مكونات: الدفع الموجه على طول محور الدوران، والقوة الطولية المتعامدة معه والواقعة في اتجاه الحركة، والقوة الجانبية الموجهة نحو الشفرة المتحركة للأمام. للتعويض عن هذا الأخير، في تصميمات الطائرات الجيروسكوبية، يميل محور الدوار قليلاً في الاتجاه المعاكس (بمقدار 1-2.5 درجة). لتحديد سبب الدوران التلقائي للدوار، دعونا نفكر في القوى المؤثرة على عنصر الشفرة (الشكل 8) أثناء الهبوط الرأسي للجيروسكوب.

السرعة الحقيقية التي تقترب من العنصر بزاوية الهجوم α هي نتيجة السرعة المحيطية وسرعة تدفق الهواء عبر القرص الدوار. التفاعل الديناميكي الهوائي الإجمالي R، كما هو معروف، سوف ينحرف مرة أخرى من العمودي إلى السرعة الحقيقية بزاوية γ = arc tg (Q/P)، أي بزاوية ذات جودة عكسية للملف الجانبي. كما نرى من الشكل. 8، القوة R، عند إسقاطها على محور الدوران، تعطي القوة P 1 - الدفع الأولي، وفي مستوى الدوران - القوة L، التي تتسبب في تدوير الشفرة إلى الأمام. يحدث الدوران الثابت عندما يتم توجيه القوة R على طول محور الدوران. ومع ذلك، مع الدوران التلقائي الثابت للدوار، يوجد هذا الموضع فقط في قسم واحد من الشفرة، يقع تقريبًا عند 2R/3. في أجزاء من الجزء الداخلي للشفرة، يميل الناتج إلى الأمام ويخلق عزم دوران يمتصه الجزء الخارجي من الشفرة، حيث ينحرف الناتج إلى الخلف. إذا تم إبطاء أحد العناصر في حالة الدوران التلقائي الثابت، فنتيجة لانخفاض السرعة الطرفية، تزداد زاوية الهجوم، ويميل الناتج إلى الأمام، ويظهر مكون يستعيد الدوران. وبنفس الطريقة، عندما يتسارع الدوران، تنشأ قوة الكبح، مما يستعيد حالة الدوران التلقائي المستقر. تحدد زاوية تركيب الشفرة زاوية الهجوم لملف تعريف معين لظروف الدوران التلقائي الثابت. لا يكون الدوران التلقائي ممكنًا إلا مع نطاق ضيق من زوايا تثبيت الشفرة الموجبة، القيمة النظرية العليا لها بالنسبة لملف تعريف Gottingen هي 429 Ɵ = 7°. في التين. 9 يوضح الخصائص الديناميكية الهوائية للدوار. للمقارنة، يتم رسم خصائص الجناح.

لا ترتبط جميع معاملات الجزء الدوار بالمساحة الفعلية للشفرات، بل بمساحة القرص التي تقوم بمسحها. وفي الوقت نفسه، نلاحظ أن القيمة القصوى لمعامل الرفع C للدوار قريبة من قيمة معامل الرفع للجناح. إذا كانت C y مرتبطة بالمساحة الفعلية للشفرات، فستكون قيمتها القصوى أكبر بمقدار 8-10 مرات من قيمة الجناح. لا يحتوي الدوار على وضع المماطلة الذي يحدث بالقرب من الجناح عند زوايا هجوم تتراوح بين 15 و17 درجة ويسبب الدوران. يزداد معامل القوة الإجمالية للدوار باستمرار مع زيادة زاوية الهجوم. بالانتقال إلى زوايا الهجوم العالية (20-30 درجة)، تدخل الطائرة الجيروسكوبية بهدوء في منحدر حاد بسرعة منخفضة.

الحد الأقصى لجودة الدوار هو حوالي 8-10 (اعتمادًا على زاوية التثبيت وعامل التعبئة k، أي نسبة المساحة الفعلية للشفرات إلى المساحة المسحوبة)، وتتناسب الجودة بشكل مباشر مع الأول وتتناسب عكسيًا إلى الثانية. تحدث الجودة القصوى عند زوايا الهجوم المنخفضة، وبالتالي عند قيم منخفضة لـ Cy، أي في ظروف السرعة القصوى (الشكل 10).

عندما يكون طول الجناح مساويًا لقطر الدوار، يمكن اعتبار القوة المنفقة للتغلب على المقاومة الحثية لكليهما، بالإضافة إلى المقاومة الضارة للطائرة الجيروسكوبية والطائرة، متساوية. إن الطاقة المستهلكة للتغلب على السحب الجانبي للجناح، كما هو معروف، تتناسب مع مكعب السرعة (N p = C p ϱSV 3)، والطاقة المستهلكة للتغلب على السحب الجانبي للدوار، بسبب إن الثبات شبه الكامل لعدد دوراته في جميع السرعات ليس سوى القوة الأولى للسرعة. الذي - التي. يجب أن نفترض أنه مع وجود حمل صغير على قوة المحرك، أي مع جهاز عالي السرعة، فإن الطائرة الجيروسكوبية، ذات الوزن المتساوي وقوة المحرك، سيكون لها سرعة قصوى أعلى من الطائرة. ويتضح هذا الوضع من خلال تلك المبينة في الشكل. 11. منحنيات بينود للجيروسكوب والطائرة.

خصائص الطيران للطائرة الجيروسكوبيةتتدفق منه الخصائص الديناميكية الهوائية: معامل الرفع العالي يجعل الطيران الأفقي ممكنًا بسرعات منخفضة جدًا تتراوح بين 30-40 كم / ساعة، بينما في نفس الوقت طائرة جيروبلية بحمولة صغيرة تبلغ 1 لتر. مع. ليست أقل شأنا من الطائرة في السرعة القصوى. يصل مدى سرعة الطائرة الجيروسكوبية إلى 5-6 بدلاً من 2.5-3 للطائرة. من الممكن حدوث مسار هبوط شديد الانحدار، حتى الهبوط العمودي، الذي تبلغ سرعته، المقاسة في اختبارات الطيران، 10 م / ثانية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الطائرة الجيروسكوبية بالقدرة على الانزلاق بشكل مسطح، مثل الطائرة. مع الدوران المناسب للدوار قبل الإطلاق، تتمتع الطائرة الجيروسكوبية بمدى قصير جدًا (حوالي 25-40 مترًا أو أقل)، ويبلغ مدى إقلاع الطائرة الجيروسكوبية S-30 ذات التحكم المباشر 11 مترًا، وهذه الحالة معًا مع إمكانية الهبوط دون تشغيل، فإنه يقلل بشكل كبير من حجم المطار المطلوب، مما يسمح للطائرة الجيروسكوبية بالعمل في ظروف مواقع الهبوط غير المجهزة. نظرًا لأن جودة الدوار أقل من جودة الجناح، فإن معدل الصعود للطائرة الجيروسكوبية أسوأ (بحوالي 15٪) وسقف أقل من الطائرة. ومع ذلك، في زاوية الإقلاع، فهي ليست أقل جودة من الطائرة، بل وفي بعض الأحيان تتفوق عليها، نظرًا لأن سرعة مسار الطائرة الجيروسكوبية أقل بكثير. تتميز سلامة الطائرة الجيروسكوبية بـ Ch. وصول. استحالة الدوران، غياب ظاهرة فقدان السرعة، سرعة الهبوط صفر. في الهواء الخام تكون أكثر استقرارًا من الطائرة بسبب القصور الذاتي للشفرات الدوارة. السيطرة على الجيروكوبتر أسهل في الإدارةطائرة؛ تتجلى هذه الجودة بشكل خاص في الطائرة الجيروسكوبية بدون أجنحة مع التحكم المباشر. يتم تحديد القدرة الجيدة على المناورة للطائرة الجيروسكوبية بواسطة Ch. وبالتالي مجموعة واسعة من السرعات، ونقل أكثر سلاسة للحمل الزائد إلى الجسم ولحظة منخفضة من القصور الذاتي للجهاز بالنسبة للمحور الرأسي. تجدر الإشارة إلى أن جميع الخصائص المحددة للطائرة الجيروسكوبية وجدت تعبيرها الأكثر وضوحًا في الطائرة الجيروسكوبية ذات التحكم المباشر. هذا الأخير لديه: مسافة إقلاع أقصر بسبب زيادة زاوية هجوم الدوار أثناء التفجير؛ أمان أكبر من الانقلاب بسبب الرياح الجانبية أثناء الهبوط نظرًا للقدرة على إخماد قوة رفع الدوار بسرعة عن طريق إمالته وفقًا لذلك؛ القدرة على التحكم الكامل بسرعات منخفضة، حيث يكون التحكم التقليدي بالطائرات غير فعال؛ إمكانية الهبوط العمودي البحت، وهو أمر غير ممكن بالنسبة للطائرة الجيروسكوبية التقليدية بأي محاذاة، وعدد من المزايا الأخرى. المستقبل ينتمي لهذا النوع من الطائرات الجيروسكوبية.

طلب. وبدون التنافس مع الطائرة في جميع مجالات التطبيق، ستجد الطائرة الجيروسكوبية نفسها عددًا من المجالات الجديدة التي لا يمكن لطائرة عادية الوصول إليها. مجموعة واسعة من السرعات وخصائص الإقلاع والهبوط الاستثنائية تسمح للطائرات الجيروسكوبية بأداء جيد في الأراضي الوعرة للغاية. إن القدرة على الهبوط على الأراضي المحروثة، والإقلاع من حديقة صغيرة، وسهولة التشغيل ستجعل منها أداة قيمة لطيران اللجنة التنفيذية. بالنسبة للتصوير الجوي، تفتح الطائرة الجيروسكوبية آفاقًا جديدة نظرًا لقدرتها على الطيران بسرعات منخفضة. انه يمكن. كما تم استخدامها بنجاح في الزراعة الهوائية ومكافحة الآفات زراعة. في الولايات المتحدة، تُستخدم الطائرات الجيروسكوبية لمكافحة حرائق الغابات، لأغراض السياحة وخدمة الشرطة. الاستخدام العسكري للطائرات الجيروسكوبية له أيضًا آفاق واسعة جدًا: استبدال بالونات الطائرات الورقية بالطائرات الجيروسكوبية للمراقبة وضبط النيران، لأغراض مرافقة الطائرات والاستطلاع القريب، ولمرافقة السفن العسكرية والغواصات القتالية. بالإضافة إلى ذلك، هناك إمكانية محتملة لاستخدام الطائرة الجيروسكوبية كآلة عالية السرعة وقادرة على المناورة في دور المقاتلة.