Аналитические материалы

Автожиры (краткая историческая справка)

Автожир (от латинского «autogyro» – самовращающийся) изобретен в 1920 г. испанским инженером Хуаном де ля Сиерва. Автожир – летательный аппарат тяжелее воздуха, у которого подъемная сила возникает на несущем винте, вращающемся свободно под действием набегающего потока воздуха, проходящего через диск несущего винта, а тяга создается силовой установкой. Эти особенности обеспечивают уменьшение взлетной и посадочной скоростей, разбега и пробега.

Статистика за последние сто лет показывает, что вероятность аварии, связанной с прочностью конструкции или внезапными внешними воздействиями среды, существенно ниже, чем для других типов пилотируемых летательных аппаратов.

В первых моделях автожира несущий винт перед взлетом приводился во вращение вручную путем раскрутки или от тянущего винта, и число его оборотов увеличивалось уже при рулении и разбеге. Позднее были созданы специальные приводы от двигателя автожира к несущему винту.

Автожир нуждается во взлетной полосе (50-100 метров) и в поляне минимальных размеров для посадки (пробег до 7 метров). Для создания горизонтальной скорости в автожире используется толкающий винт. Если двигатель автожира выйдет из строя, аппарат, парашютируя, продолжит полет.

Основные преимущества перед самолетом:

• безопасность при потере скорости

• нечувствительность к «болтанке»

• отсутствие ограничения полетов при ветре до 20 м/с

• разворот на 180 градусов практически на месте

• возможность посадки без пробега

• хороший обзор

Основные преимущества перед вертолетом:

• меньшая стоимость (в несколько раз)

• снижение уровня вибрации

• меньшие эксплуатационные расходы

• отсутствие опасной высоты при отказе двигателя

• отсутствие ограничения полетов при ветре до 20 м/с

В тридцатые годы прошлого века автожир получил распространение во многих странах, включая и СССР. Первый советский автожир КАСКР-1, испытания которого в 1929 году проводил летчик И. В. Михеев, проектировали и строили под руководством конструкторов-практиков Н.И.Камова и Н.К.Скржинского.

В это же время автожиры были приняты на вооружение почти всех европейских армий, а также флотов, где они выполняли функции разведчиков и «штабных курьеров».

С началом Великой Отечественной войны пять серийных боевых автожиров А-7-ЗА участвовали в оборонительных сражениях под Ельней. Машины применялись только ночью и в основном для разбрасывания листовок в ближнем тылу противника. Инженером эскадрильи боевых автожиров был ученик Н.И. Камова, будущий генеральный конструктор вертолетов М.Л. Миль.

Вместе с тем, уже с 30-х годов интерес к автожирам стал заметно ослабевать. Причиной явилась неспособность этих аппаратов конкурировать с вертолетами, которые обладали значительно более широким диапазоном летных характеристик. В конце 40-х - начале 50-х на фоне успехов, продемонстрированных вертолетами, интерес к автожирам практически исчез. Автожиры оказались скованными границами диапазона скоростей (30-35 / 220-250 км/ч). Кроме того, вертолеты позволяют осуществлять любое маневрирование, включая вертикальное, что невозможно для автожира.

Интерес к автожирам возобновился в 50-е годы в США благодаря усилиям доктора Игоря Бенсена. Работая в компании «General Electric», он занимался исследованием «роташюта» Хафнера — планирующего безмоторного летательного аппарата с авторотирующим винтом. Разработанная им конструкция небольшого автожира с толкающим винтом и непосредственным управлением втулкой несущего винта благодаря простоте управления и изготовления и дешевизне стала успешной в коммерческом плане.

Созданная им фирма Bensen Aircraft разрабатывала автожиры, названные «жирокоптерами». В отличие от автожиров де ла Сиерва «жирокоптеры» Бенсена имели простую ферменно-балочную конструкцию фюзеляжа, толкающий двигатель McCulloch (позднее - модифицированный VW), управление несущим винтом при помощи расположенной вверху ручки (что делало 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, принципиально мало отличающихся друг от друга. Некоторые фирмы предлагают окончательно собранные, отлаженные и облетанные аппараты. За небольшую сумму можно купить проект автожира на свой вкус и создать его из покупных же или самостоятельно изготовленных деталей. Возможна покупка комплектного набора или отдельных его частей.

Разнообразно конструктивное исполнение фюзеляжа и оформление конструкции (обтекатели, зашивка). По этому параметру автожиры можно сравнивать с мотодельтапланами. Встречаются балочные, ферменно-балочные или ферменные конструкции. Зашивка может быть полной, частичной, либо отсутствовать.

Диапазон летно-технических характеристик автожиров относительно узок и имеет строго обусловленные границы. Минимальная скорость горизонтального полета составляет 13-20 км/ч у аппаратов с малой удельной нагрузкой на несущую поверхность (Air Command Single Place, Bumble Bee, Gyrobee, Dominator, Sport Copter Lightning и др.), до 48-54 км/ч при большой удельной нагрузке (Commander 147A, Barnett J4B и J4B2, Super Bandit, Sycamore Mkl).

Максимальная скорость определяется удельной нагрузкой на несущую поверхность, сопротивлением ненесущих частей и располагаемой мощностью силовой установки и лежит в пределах от 96-104 км/ч для ультралайтов, отвечающих FAR-103 (Air Command Single Place, Ken Brock KB-2, KB-3, Bumble Bee, Gyrobee, Little Wing Rotor-Pup, Sport Copter Lightning, Rotor Wing 3D-RV), до 160-200 км/ч для автожиров с мощными двигателями и обтекателями (Commander 147А, Air & Space ISA, Barnett J4B и J4B2, Falcon, Magni М-14 и М-16, Marchetti Avenger, Montgomerie Merlin, RAF-200, Sport Copter Vortex, Sportster, Sycamore Mkl).