Фантастические и не очень вертолёты

Как летает вертолёт? В двух словах: очень сложно.

Вообще я эту статью написал после того, как задумался, а почему мои персонажи в "Метаморфозах сознания" летают на дикоптерах, сиречь вертолётах о двух винтах? Но тогда как-то не дошли руки опубликовать, а сейчас вот, доделал-таки.

На самом деле существенных причин выбрать дикоптер вместо вертолёта классической схемы так-то почти и нет. У любой схемы есть свои достоинства и недостатки. Но если мы говорим о художественном произведении, особенно визуальном - комиксе, игре, фильме (да, я про "Аватар" и "Старкрафт" с терранскими банши) - то есть один серьёзный аргумент: это круто выглядит!

Так что вопросы отпадают.

Ну а что там в реале? Для начала - аэродинамика вертолёта, в отличие от самолёта, асимметрична. Правая и левая лопасти развёрнуты в разные стороны относительно центральной оси аппарата, а вот набегающий поток воздуха - нет. Собственно, без автомата перекоса вертолёт способен только висеть в воздухе. Если же он вздумает куда-то полететь, из-за асимметрии винта получается такая картина:

Справа скорость вертолёта складывается со скоростью лопасти, а слева - вычитается, в результате чего получается асимметрия - подъёмная сила сдвигается. Изобретённый же Борисом Юрьевым автомат перекоса циклически изменяет угол лопастей, компенсируя этот эффект. При этом жалкому куску мяса в кресле пилота всё время приходится подстраиваться под набегающий поток, изменяя угол наклона лопастей в зависимости от собственной скорости и скорости ветра. Мало того, вращающийся винт создаёт реактивный момент - третий закон Ньютона никто не отменял, и тушку вертолёта закручивает в сторону, противоположную вращению, да ещё и с переменной силой. Именно для её компенсации используется рулевой винт в хвосте.

На этом проблемы не заканчиваются: есть ещё срыв потока с лопастей винта, ограничивающий максимальную скорость вертолёта, есть вихревое кольцо, из-за которого приходится тщательно следить за режимами полёта, и так далее, но вряд ли вам будет интересен тяжёлый аэродинамический матан. Куда интереснее поразмыслить о преимуществах дикоптера перед классической схемой. Они, собственно, в основном те же, что и у соосной: более высокий КПД и аэродинамическая симметрия. Поскольку винтов два, то и описанная выше картина присутствует в двух экземплярах, а поскольку они вращаются в противоположных направлениях, то и эпюры подъёмной силы компенсируют друг друга.

Аналогично отсутствует и реактивный момент вместе с рулевым винтом, так что такой вертолёт выглядит брутальнее и серьёзнее - Ка-50 не даст соврать.

Сокращая всё это до двух слов, вертолёт соосной схемы или дикоптер сложнее в проектировании и постройке, но значительно проще в управлении, а также имеют лучшую манёвренность и устойчивость. Здесь, к слову, я совершил непростительную ошибку: когда в одном из эпизодов "Метаморфоз сознания" Снежана летит на соосном вертолёте, она мечтает вернуться на свой дикоптер с его "симметричной аэродинамикой", но я как-то упустил из виду, что соосный вертолёт тоже симметричен. Впрочем, кого это вообще волнует?

На сегодня подавляющее большинство вертолётов построены по классической схеме. Соосными балуется почти исключительно КБ Камова, хотя и на загнивающем Западе найдутся примеры, есть несколько двухвинтовых вертолётов, использующих продольную схему, дикоптеров же почти нет нигде. Но чем чёрт не шутит...