Почему вертолёты с реактивным приводом несущего винта так и не стали распространёнными?
Всякому вертолёту нужен двигатель - для приведения во вращение несущего винта, а также и хвостового винта. Или двух несущих винтов, в зависимости от схемы машины (соосной, продольной и поперечной).
Двигатель этот может быть поршневым или газотурбинным. В обоих случаях привод от двигателя на винт осуществляется через редуктор. Связано это с тем, что обороты двигателя значительно выше нужных оборотов несущего винта. Понижающий редуктор необходим. Но этот агрегат очень дорогой и тяжёлый.
Схематический рисунок главного редуктора вертолёта
Кроме того, одним редуктором обойтись тоже не удаётся - ведь хвостовой винт имеет свой диапазон оборотов. Приходится ставить ещё один, а то и два редуктора. Трансмиссия вертолёта - сложная конструкция, состоящая из силовых установок, редукторов, валов, а также и системы управления несущим и хвостовым винтами... Это целый комплекс деталей и агрегатов требующих трепетного обслуживания....
Идея радикально упростить конструкцию витала в воздухе. Действительно, уже издавна известны такие инженерные изобретения как турбина Герона, или фейерверочное колесо. Поэтому- не поставить ли небольшой реактивный двигатель прямо на лопасть?
вертолёт с реактивным приводом несущего винта Hiller YH-32.
Каковы преимущества такого решения:
- Во- первых, при таком приводе не возникает реактивного момента, и соответственно, сразу отпадает нужда в хвостовом (рулевом) винте и его трансмиссии;
- Понижающий редуктор также не нужен;
- Вертолёт становится очень лёгким и простым, из-за радикального упрощения конструкции.
вертолёт Hiller HJ-1
Идея приобрела популярность еще с 1950-х годов. Вертолеты с реактивным приводом несущего винта строились и испытывались десятками. Как сверхлёгкие одноместные, так и тяжёлые.
Двигатели были разного типа: классические турбореактивные, пульсирующие, прямоточные, даже ракетные на перекиси водорода. Основными проблемами, которые обнаружились сразу, были прочностные: - центробежная сила, стремящаяся оторвать двигатель на рабочих оборотах, подача топлива через лопасть, тепловые нагрузки и высокий расход горючего. Да и ночью они выглядели впечатляюще:
Поэтому опробовали и другую схему, в которой газовая турбина стояла, традиционно, в корпусе вертолёта, а горячий газ от неё разводился по лопастям, так называемый "привод горячего цикла".
Ещё более удачной оказалась схема, где газотурбинный двигатель приводил воздушный компрессор с последующим разведением сжатого воздуха по лопастям к выходным патрубкам. По этой схеме строился единственный серийный реактивный вертолёт- французский "Джинн" - лёгкая машина общего назначения, первый полёт в 1953, построено 180 вертолетов.
французский "Джинн"
Почему же вертолёты с реактивным приводом не стали распространенными?
В первую очередь, из-за высокого расхода топлива в сравнении с обычной схемой, и соответственно, малой дальности полёта. Впрочем, схема не изжила себя, а за прошедшие полвека стали доступны новые технологические решения и материалы. Энтузиасты продолжают строить!