2023-01-03 12:59:01
Почему у вертолётов так мало лопастей?
Большинство вертолётов имеют 3-4, и лишь немногие 5 и более лопастей.
Но почему так? Ведь каждая лопасть создаёт подъёмную силу и, если увеличить их количество, то, кажется, можно добиться большей подъёмной силы от винта в целом.
К сожалению, это так не работает. Это примерно та же история, что с бипланами, трипланами и прочими самолётами с более чем одним крылом: оказывается, что два крыла увеличивают подъёмную силу не вдвое, как того можно было ожидать, а лишь на 20-30 %.
Так происходит потому, что каждое из крыльев создаёт возмущения воздушного потока, обтекающего его, и тем самым вторая пара крыльев работает менее эффективно.
То же самое и для вертолёта: если мы будем добавлять лопасти одну за другой, то увидим, что начиная с определённого их числа подъёмная сила вообще перестанет расти. А ведь каждая лопасть – это, помимо прочего, лишний вес, который нужно поднимать вертолёту.
И на самом деле самым аэродинамически эффективным был бы вертолёт вообще с одной-единственной лопастью, но такие вертолёты не строят уже по другой причине.
Дело в том, что скорость каждой из лопастей относительно складывается из её собственной скорости вращения и скорости движения вертолёта относительно воздуха. Поэтому когда лопасть развёрнута перпендикулярно к направлению движения, подъёмная сила возрастает, а когда параллельно – падает. Это создает существенные колебания подъёмной силы, а также нагрузки на ротор – в общем, ничего хорошо. В трёхлопастном винте эти колебания уже в целом нивелируются. Именно поэтому вертолёты с тремя лопастями встречаются чаще всего.
Кстати, по той же самой (ну, почти) причине имеют три лопасти винты ветрогенераторов.
Большее количество лопастей обычно характерно для тяжёлых машин, предназначенных поднимать большой груз. И дело там столько в аэродинамике, сколько в том, что лопасти имеют ограниченную прочность, и если вертолёт тяжёлый, то рациональнее распределить его вес между 5 и большим количеством лопастей, пусть и в ущерб аэродинамике.
2.2K views09:59
Ф
