Вычитал тут причину ограничения максимальной скорости полета вертолета. И она заключается в срыве потока с лопастей которые находятся в зоне компенсации асимметрии подъемной силы. Получается такая зависимость. При поступательном движении возникает асимметрия в подъемной силе о которой говорится в ролике, но для компенсации этого эффекта автоматом перекоса добавляют угол атаки лопасти в этой зоне что бы увеличить подъемную силу. Но с ростом скорости этот процесс прогрессирует и настигает такой момент когда угол атаки уже очень большой и вместо увеличение подъемной силы, появляется в рыв потока и резкое падение оной. Поэтому сверхзвуковая скорость концов лопастей, не единственная причина ограничения скорости полета… Ваш канал постоянно толкает меня что-то где то почитать и в чем-то разобраться… это замечательно..

Сделайте пожалуйста видео про физику полёта автожира. Мне кажется это было бы прекрасным продолжением темы про вертолёт.

Финальный вопрос, как и вопрос движения вперед, должен решаться при помощи автомата перекоса. Поворот (угол наклон) наступающих лопастей должен быть меньше угла наклона отстающих.

У лопастей вертолета переменный угол атаки, т.е. если начертить окружность с радиусом лопости, и поделить ее на 4 части, то у одной и той же лопасти, в каждой из частей может быть разный угол атаки, за счет этого вертолет и может летать не только вверх-вниз, а еще и крениться, рыскать и изменять тангаж.

Красота и сложность концепции полёта современного вертолёта "классической" схемы заключена в его главном узле - автомате перекоса. Именно он позволяет менять угол атаки лопастей ротора на разных участках их движения. Он и задаёт уникальную "фишечку" вертолёта - возможность не просто зависать, но и двигаться в любом направлении.

Большое спасибо за ликбез.

За Сикорского даже гордость берёт.

Когда знаешь ответ, он кажется очевидным) Но я помню, в каком восторге был, когда узнавал об этих проблемах вертолетостроения и найденных решениях

Очень качественно все рассказано, в ВУЗе так понятно не объясняют) Есть теоретическая схема, как поднять скорость до 700 км/ч - это конструкция, внешне напоминающая ракету с винтами - взлетает как соосный вертолет, в воздухе переходит в горизонтальное положение и винты работают уже как пропеллеры самолета, а не как несущие винты вертолета (такой принцип использует конвертоплан Osprey).

Чтобы ответить на ваш вопрос, надо очень хорошо разбираться в механизме перекоса

Вертолеты крутые. Мой любимый вид транспорта

Внесу поправку, с одновинтовым вертолетом все верно сказано, но у двухвинтового скорость ограниченна по другой причине, просто механика (автомат перекоса лопостей)не позволяет при таких скоростях и соответствеено больших оборотах винта за один оборот наклонить лопость в низ и в верх. Поднимите в топ, пусть увидят и объяснят если я не прав.

Спасибо за работу

В ролике подразумевается, что вертолёт летит с нулевым углом атаки, а на деле плоскость вращения несущего винта во время поступательного движения находится под определённым углом чтобы обеспечивать и подъёмную силу и поступательное движение. И если наклонить вертолёт слишком сильно вперёд он просто упадёт. Вот этот момент надо тоже брать в расчёт.

Спасибо Вам за Ваши видеоролики! Очень интересно узнать что то новое для себя

обалдеть! Всё оказалось намного сложнее, чем я себе представлял! Андрей, огромное вам спасибо за такой отличный познавательный контент!

Что бы не было опракидывающего момента, есть вертолеты схемы синхроптеп, впервые придуманный немцами в 30-е годы

Очень интересно!!! Спасибо большое за информацию

Афигеть сколько людей шарят в аэродинамике))) Знают что такое автомат перекоса, и зачем лопасти меняют угол атаки относительно наступающей и отступающей))) Пытался ответить но это уже сделали за меня)))

Я смотрю Ваши ролики с огромным наслаждением! Очень и очень интересно. Всегда задумывался о том, что же ограничивает скорость вертолёта. А тут Вы все так классно рассказали! Спасибо огромное! :)

Во тут прямо классно получилось, я авиастроитель и лучше вас бы не объяснил. Браво.

Для классической схемы, только автомат перекоса. Набегающая лопость должна иметь меньший угол атаки и соответственно меньшую подъемную силу. А так для максимальной скорости нужна двухвинтавая схема в любом её просчвление (соосная, перекрещивающиеся или разнесенные винты). Тогда и опрокидывания не будет, а подъёмная сила отступающей лопасти может быть даже нулевой. Поскольку подъёмная сила от отступающей лопасти винта становится более не нужна. Следовательно и её скорость относительно вертолёта становится возможной даже околонулевой, а набегающая лопость может иметь скорость почти двойной. Следовательно скорость вертолёта может быть близка к половине скорости звука. С другой стороны, чтобы вертолёт так быстро двигался, ему нужен либо толкающий винт, либо иной движитель (например, турбовинтовой двигатель, как у самолёта). А поскольку у вертолёта задача не только быстро летать, но и зависать, то у данного движителя должны быть свои возможности изменения тяги, например, это может быть свой автомат перекоса у толкающего винта.

Очень просто объяснили, желаю вам удачи

Как инженер-ракетчик, я бы добавил "ветрозащиту" для винта :D Почти как защита винтов у многих мультикоптеров

Большое спасибо!

не стоит забывать и о проблемах хвостового винта с увеличением поступательной скорости вертолета...

Спасибо, очень познавательно.

очень интересный канал, особенно радует, что из родного города ))) про мосты вообще топ видео !

Очень интересно! Продолжайте, это здорово!

Классный познавательный канал!

Спасибо за очередное классное видео! Для интересности можно было взять характеристики известных вертолётов (того же Ми-8 или Робинсона), посмотреть их крейсерские воздушные скорости, частоту вращения ротора и диаметр ротора и все выкладки применить к данной конкретной марке)))) Было бы интереснее)

Класс! Хорошее позитивное видео и доходчиво рассказано! Приятно смотреть! И вертолетик зачетный)) Подписался.

Автомат перекоса же? Вообще гениальное изобретение!

позитивный, но очень ехидный дядька :)

Спасибо, очень познавательно!)

Проблему неравномерного распределения подъёмной впервые удалось решить Хуану де ла Сьерве на своем автожире, и автоматов перекоса там не было

Спасибо за ролик, как всегда интересно и поздновато.

Эту проблему решил ещё Хуан Антонио Де Ла Сиерва. Шарниры лопастей(горизонтальный и вертикальный) которые дают лопасти две степени свободы(в плоскости взмаха и в плоскости вращения) уравновешенные центробежной силой. Если двухлопастной ротор, тогда можно один общий шарнир(типа качеля). Но сейчас уже делают безшарнирные втулки(на торсионах и за щьёт гибкости самих лопастей в плоскости взмаха).

Попробую порассуждать. Если нужно увеличить скорость вертолета, то нужно уменьшать скорость вращения законцовок лопастей, при этом не теряя подъемную силу. Можно попробовать укоротить лопасти, увеличив их количество, но я слышал, что лопасти должны быть на определенном расстоянии друг от друга, чтобы они не попадали в турбулентные следы друг друга, и тем самым не терялся подъемная сила. Поэтому увеличивать количество лопастей будет проблемно. Тогда можно попробовать увеличить площадь лопастей, при этом уменьшить скорость их вращения, но опять же, из-за увеличенной подъемной силы, турбулентный след от лопастей будет больше и они будут попадать в него. Возможно, остается только решение укоротить лопасти, и сделать схему с двумя винтами. Тогда и подъемная сила не упадет, и скорость вращения законцовок уменьшится. Судя по конструкции представленных в видео быстрых вертолетов, кажется конструкторы именно так и поступили - короткие лопасти, соосная схема. Если посмотреть на другие быстрые вертолеты то они сделаны по такому-же принципу (взять Камовские например)

Нигде такой причины не видел, но мне ещё кажется, что причина в том, что для наращивания скорости вертолёту нужно и угол атаки несущего винта увеличивать. Если бесконечно разгонять вращение, даже без влияния описанного тут эффекта, он скорее будет вверх лететь, а не вперёд. Вертолёт же летит вперёд за счёт того, что вектор тяги направлен и вверх и в сторону. Это наиболее отчётливо видно по полётам дронов. У них нет автомата перекоса, поэтому, для движения им приходится наклонять весь корпус. И если обычные дроны вроде покупных DJI летят свои 50-70кмч с относительно небольшим углом атаки, а на 30кмч вовсе практически горизонтально. то гоночные дроны, развивающие и 200 и 300кмч, на максимальной скорости наклоняются практически под 90 градусов. Считай встают. С вертолётом было бы аналогично. Автомат перекоса даёт всего несколько градусов.

Огромное спасибо за сталь ясный и обстоятельный ролик! Мне было очень интересно и всё встало на свои места. Эх, а я думал что вертолёты теоретически способны дотянуться до сверхзвука...

Решение есть нужно уравновесить лопасти относительно набегающего потока. А это конвертоплан. За ними будущее.

Вот это подача материала ! 👍👍👍

Перекос ротора, т.е. изменение угла атаки лопасти в зависимости от того где она находится, меньше когда лопасть идет вперед, больше когда таже лопасть идет назад.

Я как раз из-за этого эффекта сейчас проектирую соосник. Спасибо за фотографию Сикроского. Теперь я знаю, как ещё увеличить скорость =))

Система управления сконструирована таким образом,что шаг наступающей лопасти существенно меньше отступающей. Еще лопасть имеет геометрическую крутку,то есть угол установки лопасти больше у комля и плавно уменьшается к законцовке. Этим достигается выравнивание подъёмной силы по длине лопасти,так как участки с меньшей окружной скоростью,имют больший угол установки,и чем выше скорость участка ,тем меньше будет угол относительно воздуха. Но это к обсуждаемой теме не относится.

Отличное видео! Мне понравилрсь!

1) Два винта, врачающиеся навстречу. 2) Механизм перекоса, учитывающий этот опрокидывающий момент.

Помимо автомата перекоса, проблемму решают два соосных винта. Один винт создает подъемную силу к примеру справа , а второй слева, получается равновесие в этом случае автомат перекоса не особо нужен.

Для уменьшения несимметричной подъёмной силы диска несущего винта существует автомат перекоса. Чтобы увеличить скорость нужно сделать так, чтобы угол атаки лопастей был как можно меньше, т.е. разгрузить винт. Разгрузить его можно крыльями. Причём при классической схеме крыльям лучше быть несимметричными, т.е. с одной стороны. Много чего можно изобрести, но в основном будет меняться схема.

отлично, спасибо! теперь можно поднять вопрос и про вертолетик, который летает по Марсу ;)

Эту проблему - повышение скорости решили Сикорский и Миль на конвертопланах поворотом несущих винтов - переводом их в тянущие возд. винты , т.е. конвертированием вертолёта в самолёт после взлета. Другое - автоматом перекоса, увеличивая угол установки на подветренной лопасти, что даёт увеличение угла атаки, но чуть меньше критического.

Для увеличения скорости можно полностью отказаться от получения подъёмной силы на стороне отступающей лопасти (автомат перекоса должен поворачивать эту лопасть горизонтально и лопасти должны иметь симметричный профиль). Для устранения опрокидывания необходимо иметь два (либо другое чётное число) несущих ротора (желательно соосных), вращающихся противоположно. Для исключения выхода наступающей лопасти на сверхзвук (хотя есть и сверхзвуковые пропеллеры, но это не наш случай) необходимо уменьшить длину лопастей (оставить их большими и уменьшить скорость вращения - совсем плохой вариант), а для компенсации уменьшения ометаемой ротором площади надо увеличить количество роторов. Получим что-то типа квадрокоптера с четырьмя винтомоторными группами по два пропеллера в каждой. Варианты с импеллерами, эжекторами и пр. не рассматриваем, т.к. это уже не классические вертолёты.

Угол атаки наступающей лопасти отличается от угла атаки отступающей.

Можно с помощью автомата перекоса регулировать подъемную силу лопастей, плюс в добавок сделать наклон хвостового винта так, что бы он поворачивал вертолет в сторону лопасти с меньшей подъемной силой.

Да, и теперь про Автожир не плохо было бы рассказать. Ведь это чудо вертосамолет))))

Я бы дал ручку управления в сторону наступающей лопасти. Циклический шаг винта никто не отменял.

Автомат перекоса может поставить? ) Отличное видео, наглядное.

Существует горизонтальный шарнир, на нем лопасти вращаются относительно втулки несущего винта. А чтобы не создавать крен, изменяется угол атаки лопасти. У наступающей выставляется заданный угол атаки, а на отступающей угол уменьшен. Этим управляет автомат перекоса.

Если не ошибаюсь, там используется автомат перекоса, который регулирует наклон плоскости вращения по отношению к её оси.

Наиболее перспективной в плане лётных характеристик мне кажется схема с двумя разнесенными по сторонам винтами противоположного вращения. Но вот в плане надёжности и безопасности эта же схема, видимо, самая неудачная, любое повреждение одного из винтов делает вертолёт практически неуправляемым.

Так там же специальный механизм для изменения наклона лопасти в зависимости от её радиального движения. В своё время был шокирован гением инженерной мысли, читая про этот механизм. Интересно было как вертолёт рулит в полёте. Шок-контентом была информация, что направление полёта меняется не хвостовым винтом. А теперь свежая информация о ещё одном нюансе и функции механизма вертолётного винта. Забыл как он называется. Большое спасибо за чрезвычайно интересный ролик!

Не совсем понятно: откуда взялось ограничение, что скорость вращения лопастей должна быть ниже скорости звука?

немаловажное значение в ограничении скорости полета вертолета имеет хвостовой винт... как известно, он имеет крепление на оси вращения, по типу кардана с механизмом стабилизации винта в вертикальном положении за счет, тоже изменения углов установки лопастей наступающих и отступающих... пределы изменений этих углов ограничены конструктивно и находятся в максимально возможных значениях, предотвращающих срыв потока воздуха с лопастей хвостового винта и запредельных нагрузок на ось вращения хвостового винта...

Огонь, не знал про это!

Вертолёт из пеноплекса огонь... 🤣🤔🔥

Спасибо за выпуск . В любом случае при достижении скорости звука у вертолета отвалятся лопасти . Другая аэродинамика .

0:24 "как известно, даже самые быстрые вертолеты классической схемы" - в кадре Ка-52. )))

На Сикорском применена концепция наступающей лопасти и замедление вращения несущего винта при разгоне.

У вертолёта есть, так называемый, автомат перекоса. При необходимости, Он меняет угол атаки лопастей, тем самым меняет подъёмную силу лопасти и удерживает вертолёт в нормальном положении.

6:20 - для этого придумали автомат перекоса лопастей

Автомат перекоса. Изменяемый шаг винта. Поэтому дозвук важнее как ограничение. Но тут вспоминается т.н. саблевидные винты.

Всё уже придумано. Автомат перекоса называется.

Пожалуй лучше чем спаренный винт ничего не придумаешь.

У вертолета имеется автомат перекоса винта. Он и выравнивает векторы сил за счёт изменения в разных положениях угла атаки лопастей. Ещё векторы уравниваются из-за изгиба лопастей, благодаря специальной конструкции ламели.

Скорость вертолёта можно радикально ускорить, если двигаться с отрицательным тангажом. Тогда подъемная сила лопастей будет ещё и толкающей. Оптимально при тангаже -45'. При радикальном случае в -90' есть смысл использовать небольшие вертолётные крылья на оси, выставив их параллельно горизонта. Скорости при этом будут уже таковы, что для подъемной силы хватит даже их небольшой площади.

Как я понимаю изменить угол атаки аппаратом перекоса. Тогда и будет компенсирована подъёмная сила. Ещё я тут видел комментарий, что можно поставить крыло, так вот на мой взгляд оно работать не будет так как на него будет действовать нисходящей поток воздуха от винта и соответственно не будет возникновения подъёмной силы.

Смотрю, в комментах очень многие упоминают в первую очередь автомат перекоса/циклический шаг. Но с этим есть одна большая проблема. Ведь, как мы видели из картинки, корневая часть идущей назад лопасти движется вперёд, т.е. "задом наперёд" своим профилем относительно воздуха. Т.е. и так уже создаёт отрицательную подъёмную силу. А задрав ей угол установки через автомат перекоса, мы ещё увеличиваем её угол атаки и эту отрицательную подъёмную силу. Если лететь со скоростью чуть более 1/2 окружной скорости концов лопастей, и при симметричном профиле лопастей и отсутствии крутки, подъёмная сила лопасти уже станет практически нулевой, какой угол установки ей ни давай. При 1/3 окружной скорости и каких-то несимметричных профилях, конечно, чуть лучше, и какую-то положительную подъёмную силу получить можно, но не очень-то большую, и весьма неэффективно. Так что циклический шаг - далеко не лучший вариант борьбы с кренящим моментом от горизонтальной скорости.

Можно уменьшить радиус винта, разнести винты как у ми-12, притом сделать их удвоенными по соосной схеме, плюс автомат перекоса... Но по энергозатратам после 300 км/ч эффективнее полёт самолёта.

Сместить центр масс вбок, к наступающей лопости.

По всей видимости, хвостовой винт, который держит корпус самолёта от раскручивания, расположен не по центральной продольной оси, а выше её как раз для того, чтобы компенсировать ещё и силу опрокидывания

Крен корпуса вертолета обеспечивает автомат перекоса лопастей,набегающая лопасть делается положе к ветру,а убегающая-круче.

появились следующие вопросы: 1) Может винт быть маховиком гироскопа и стабилизировать вертолёт? 2) Не разрушится ли винт при сверхзвуковой скорости? 3) Если скорость вращения винта в 2 раза меньше поступательной, будет лопасть работать от набегающего сзади потока?

можно использовать вертолёты соосной схемы и снижать обороты роторов в набором скорости-таким образом преодолеть этот порог, при этои меняя форму лопасти как её длину, так ширину и шаг, но это всё конечно на практике

1. Увеличение количества лопастей несущего винта - позволяет снизить скорость вращения винта, уменьшить диаметр винта, что приводит к уменьшению разности величин подъемной силы на лопасти с максимальной подъемной силой и лопасти с минимальной подъемной силой. 2. Наклон оси вращения винта, расположенного на хвостовой балке (компенсирующего реактивный вращательный момент фюзеляжа от вращения несущего винта) - вниз от горизонтального положения на небольшой угол - позволяет за счет струи воздуха от винта на хвостовой балке компенсировать часть кренящего момента, действующего на вертолет.

Я думаю, я не справлюсь лучше инженеров, придумавших автомат перекоса.

Просто набегающая лопасть ставиться на Меньшую Атаку угла. А отходящая на Большой угол атаки с разницей больше чем набегающая. И это делает банально пилот руками подводит .

Скажу посто: слышал или читал где-то про автомат перекоса,вероятно он контролирует и момент опракидывания у вертолёта.

Решить жту проблему, скорее всего, помогает динамический угол атаки лопасти в зависимости от положения винта - о стороны 2V угол больше, со стороны - 4V меньше. На єту идею натолкнула странная конструкция лопастных креплений к оси ротора

Логично сделать переменный угол атаки лопости при изменении положения в пространстве и нагрузки.

Угол лопасти можно менять, чтобы регулировать подъемную силу

Разность в подъемной силе в разных частях вертолета можно компенсировать тем, что добавляется второй пропеллер, который вращается в обратную сторону

Менять угол атаки наступающей и отступающей лопасти, к примеру.

я бы спросил "как избежать опрокидывания у канала "GetAClass - Физика в опытах и экспериментах". Спасибо )) очень интересные ролики )

У лопастей есть автомат перекоса. Вертикальные тяги увеличивают угол атаки убегающей лопасти, а у набегающей - уменьшают. У показанного Сикорского очень маленький диаметр несущих винтов и их скорость вращения значительно выше, чем у того же Ми-8, например. У которого с горем пополам 190 в минуту.

Ответ: Надо изменять угол атаки лопасти при её вращении

проблема несущего винта при увеличении скорости полета рассмотрена неполноценно... следует большее внимание уделить аэродинамике отступающей лопасти... на этой лопасти происходит сразу два явления... это срыв потока воздуха с лопасти из-за чрезмерного угла установки лопасти и соответственно из-за чрезмерного угла атаки лопасти. это происходит от того что для парирования кренения вертолета приходится увеличивать углы установки отступающей лопасти... но существует еще одна проблемка... зона обратного обтекания лопасти... размеры этой зоны могут приобретать сопоставимые с размерами самой лопасти при увеличении скорости полета... к тому же, эти факторы оказывают значительное влияние на маховые движения лопасти и на движения лопасти относительно вертикального шарнира, что приводит к запредельному уровню тряски вертолета... значительное увеличение углов установки лопастей отступающей лопасти влияет на реактивный момент несущего винта... соответственно увеличивается нагрузка на хвостовой винт, который должен парировать момент реактивный несущего винта... сам же хвостовой винт оказывается тоже в тяжелых условиях работы из-за возмущенного потока воздуха производимого несущим винтом... и, из-за предельных значений углов установки лопастей хвостового винта и соответственно предельных значений углов атаки лопастей хвостового винта... Ну, если, коротко, то, примерно, так....

В начале видео говорите о вертолёте классической схемы, а на картинку поставили Аллигатор с соосной схемой 😆

В соответствии с идеями ТРИЗ можно разбить несущий винт с большим градиентом на произвольное множество маленьких винтов, противонаправленных. Нечто подобное используется в мультикоптерах. Плюс к тому - можно организовать перераспределение потока из зоны высокого давления одних винтов в зону низкого давления других.

Если значительно увеличить диаметр ротора и применить соосную схему, можно уменьшить скорость на концах лопасти при той же подъемной силе, и тогда станет возможным увеличить скорость полета как раз на разность скоростей законцовок при обычном и увеличенном роторе. Кроме того, это позволит одновременно увеличить тягу (грузоподъемность) при той же мощности двигателя (и том же расходе топлива), либо снизить расход топлива (увеличить дальность) при той же грузоподъемности.