Монокоптер
Монокоптер , в котором или гироптер — это винтокрылый аппарат используется одна вращающаяся лопасть. Концепция похожа на кружащиеся семена вертолета , падающие с деревьев. Название «гироптер» иногда применяется к монокоптерам, в которых весь самолет во время полета вращается вокруг своего центра масс. Название «монокоптер» также применялось к личному реактивному ранцу, сконструированному Андреасом Петцольдтом. [ 1 ]
История
[ редактировать ]Папен-Руйи Гироптер
[ редактировать ]
Gyroptère Дидье был разработан в 1913–1914 годах Альфонсом Папеном и Руйи во Франции, вдохновленный кленовым семенем . [ 2 ] Папен и Руйи получили французские патенты № 440 593 и 440 594 на свое изобретение, а позже в 1915 году получили патент США № 1 133 660. [ 3 ] Gyroptère был охарактеризован В современном французском журнале La Nature в 1914 году как « un Boomerang Géant » (гигантский бумеранг). [ 4 ] После демонстрации небольших моделей с ракетным двигателем в 1913 году армия заказала пилотируемый прототип. [ 5 ]
«Gyroptère» Папена и Руйи весил 500 кг (1100 фунтов), включая поплавок, на котором он был установлен. Он имел одну полую лопасть площадью 12 квадратных метров (130 квадратных футов), уравновешенную вентилятором, приводимым в движение Le Rhone роторным двигателем мощностью 80 л.с. , вращающимся со скоростью 1200 об / мин, который производил мощность чуть более 7 кубических метров (250 куб. футов) воздуха в секунду. Вентилятор также прогонял воздух через полую лопасть, из которой он выходил через L-образную трубку со скоростью 100 м/с (330 футов/с). Управление по направлению должно было осуществляться с помощью небольшой вспомогательной трубки, через которую прогонялась часть воздуха и которую можно было направить в любом направлении по желанию пилота. Положение пилота располагалось по центру тяжести между лопастями и вентилятором.
Испытания были отложены из-за начала Первой мировой войны и состоялись только 31 марта 1915 года на озере Серси на Кот-д'Ор . Из-за сложности балансировки корабля была достигнута частота вращения несущего винта всего 47 об/мин вместо расчетных 60 об/мин, необходимых для взлета. Кроме того, использованный роторный двигатель был недостаточно мощным; Первоначально планировалось использовать автомобильный двигатель мощностью 100 л.с., но это оказалось недостижимо. К сожалению, самолет стал неустойчивым и пилоту пришлось его покинуть, после чего он затонул. [ 6 ] [ 7 ]
Сикорский XV-2
[ редактировать ]Sikorsky XV-2, также известный под номером модели Sikorsky Aircraft S-57, представлял собой запланированный экспериментальный самолет с останавливаемым несущим винтом, который был разработан для совместной исследовательской программы ВВС США и армии США . В конструкции использовалась одновинтовая конструкция: противовес обеспечивал устойчивость несущей системы. [ 8 ] в то время как реактивная система приводила в действие несущий винт, который должен был убираться в верхнюю часть фюзеляжа при остановке, при этом XV-2 затем летел как обычный самолет на треугольных крыльях . [ 9 ] Для полета вперед должен был быть предусмотрен один реактивный двигатель, который должен был быть оснащен системой управления вектором тяги для управления в режиме висения и для управления противокрутящим моментом вместо рулевого винта. [ 10 ] Программа была отменена до начала строительства прототипа.
Белков Бо 103
[ редактировать ]Bölkow Bo 103 — сверхлёгкий вертолёт, разработанный для целей разведки и управления и построенный компанией Bölkow Entwicklungen KG в 1961 году в рамках исследовательского заказа Федерального министерства обороны Германии. Он имел монолопастной ротор диаметром 6,66 м (21,9 фута), изготовленный из стеклопластика в виде цельной детали и включавший в себя противовес. Был построен единственный прототип, но работы были остановлены в 1962 году из-за отсутствия интереса со стороны вооруженных сил Западной Германии. [ 11 ]
VJ-1X
[ редактировать ]VJ -1X представлял собой сверхлегкий однолопастной вертолет с установленным на винте импульсным реактивным двигателем . [ 12 ] Компания Windspire, Inc. включила планы продажи в свою книгу « Как построить реактивный вертолет» . [ 13 ]
БПЛА
[ редактировать ]
Монокоптеры, в которых весь самолет во время полета вращается вокруг своего центра масс, представляют преимущества и проблемы, как беспилотные летательные аппараты для конструктора (БПЛА). Поскольку они являются высокоцентростремительными машинами, ими невозможно управлять.
Первый из этих монокоптеров был построен доктором Чарльзом В. Маккатченом и оснащен поршневыми авиационными двигателями. [ 14 ] в 1952 году. Он управлял ими в Лейк-Плэсиде и назвал их « машинами Харибды ». Другими ранними экспериментаторами были Уильям Фошаг и Джо Картер.
Эти типы монокоптеров прижились в мире авиамоделей, особенно в Восточной Европе , где модели, устанавливающие рекорды свободного полета, были построены Джорджем Хорватом из Венгрии и Сергеем Ворабьевым. [ 15 ] и В. Наидовский из России и Стеффан Пьюрис из Румынии . Исключением из отсутствия энтузиазма в США стал фильм Фрэнсиса Борэма «Buzzcopter» 1964 года. [ 16 ] и «Rotoriser» Кена Уилларда 1984 года. [ 17 ] В 2002 году Рон Джесми создал первый успешный монокоптер с электрическим пропеллером. [ 18 ] Компания Daedalus Research из Логана, штат Юта, также изготовила комплект монокоптера «Кленовое семя», используя двигатель модели самолета 0,049.
Гордон Манделл из Модельного ракетного общества Массачусетского технологического института разработал модель монокоптера с ракетным двигателем, который он назвал «турбокоптер», и опубликовал концепцию дизайна в своей колонке «Свойственный ветер» в журнале Model Rocketry Magazine в 1969 году. Была исследована более поздняя версия этого двигателя. в Массачусетском технологическом институте в 1980 году. [ 19 ] Эта конструкция побудила Кори Клайна, одного из первых членов Ассоциации ракетной техники Триполи, разработать свои собственные монокоптеры с ракетными двигателями, которые летают на моделях ракетных двигателей длительного горения. Их демонстрировали на различных мероприятиях по запуску ракет в 1980-х годах толпе, которая была в восторге от их работы. [ 20 ] Некоторые из них в то время производились в виде комплектов компанией Ace Rocketry.
Кори Клайн очень мало публиковал информацию о монокоптерах, ракетных или других, поэтому к 1990-м годам монокоптер исчез из поля зрения. Эдвард Миллер из Пенсильвании снова начал экспериментировать с ними в конце 1990-х годов, а также Фрэнсис Грэм, профессор физики из Кентского государственного университета , штат Огайо. К 1999 году оба летали на ракетных монокоптерах. Фрэнсис Грэм написал книгу «Монокоптеры» . [ 21 ] с некоторой теорией их летных характеристик, в 1999 году продан компанией Apogee Components из Колорадо-Спрингс. Эд Миллер построил самые большие ракетные монокоптеры высокой мощности, когда-либо летавшие. [ 22 ] [ 23 ] с большими 8-футовыми деревянными крыльями, покрытыми стекловолокном, а также продает их. Чак Руди управлял большим монокоптером с гибридным ракетным двигателем, работающим на твердом и жидком топливе. [ 24 ] Фрэнсис Грэм продолжал продвигать монокоптеры и организовал небольшую конференцию, состоявшуюся в Вашингтоне, штат Пенсильвания, в 2001 году. Он также представил доклад по этой теме на конференции Century-of-Flight 2003 года, спонсируемой AIAA в Дейтоне. [ 25 ]
Джозеф Пеклич из Martin's Ferry уменьшил монокоптер до комплекта, используя небольшие модели ракетных двигателей. [ 26 ] [ 27 ] и продал многие частным лицам и школам. Его комплекты до сих пор доступны и широко продаются. В 2008 году Арт Эпплуайт из Керрвилля, штат Техас, также начал продавать популярную линейку монокоптеров с ракетным двигателем.
Монокоптеры, которые полностью вращаются, не имели практического применения до 2003 года, но, отчасти благодаря книге Грэма, ситуация изменится. Патент 7 104 862. [ 28 ] была вручена в 2006 году Майклу А. Даммару из корпорации Vera-Tech Aero RPV из Эдины, штат Миннесота, за монокоптер военного разведывательного устройства, которое управлялось дистанционно и позволяло делать короткие выдержки. Другой монокоптер с дистанционным управлением, который может летать в помещении на электродвигателе и который использует магнитное поле Земли в качестве ориентира, был разработан Вуди Хобургом и Джеймсом Хоутоном в Массачусетском технологическом институте в 2007–2008 годах.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- Цитаты
- ^ «Проект личного летного костюма Андреаса («Монокоптер»)» . Technologie-Entwicklung Baumgart. Архивировано из оригинала 6 сентября 2008 г.
- ^ Мейер, Х. (12 июня 1914 г.). «Новый самолет, Gyroptère Папена и . Руйи » Чемпион (на голландском языке) (XXXI-й год, № 30, Technisch Bijblad, 8-й год, № 30 [ Том XXXI, № 30, Техническое дополнение, Том 8, № 30 ]). Гаага : ANWB : 185–187 . Проверено 25 января 2022 г.
- ^ Патент США №. 1 133 660 , Альфонс Папен и Дидье Руйи, вертолет , 30 марта 1915 г.
- ^ Фурнье, Люсьен (23 мая 1914 г.). «Гигантский бумеранг: Гироптер Папен и Д. Руйи» . Природа: обзор наук и их приложений в искусстве и промышленности . 42, 1 семестр (2139 [25]). Париж: Массон и компания: 417–419. Архивировано из оригинала 24 апреля 2024 г. - через Conservatoire Numérique des Arts et Métiers.
- ^ Карбонель, Жан-Кристоф. «Удивительный кружащийся лист господ Папена и Руйи». Историк авиации , нет. 27 апреля 2019 г., стр. 62–72.
- ^ Ламбермонт, Поль Марсель; Энтони Пири (1970). Вертолеты и автожиры мира . Барнс. п. 445.
- ^ Карбонель, Жан-Кристоф (февраль – март 2006 г.). «Гироптер Папена и Руйи». Журнал «Воздух» (30). Париж: ТМА.
- ^ Бойн 1984, стр.178.
- ^ Сикорский 2007, стр.84.
- ^ Аллен 1993, стр. 4-5.
- ^ «Бёльков Бо 103» . История авиации . EADS NV Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г.
- ^ Строительство малого реактивного вертолета . Фоллстон, Мэриленд: Vortech, Inc., 1966.
- ^ «Самодельные реактивные двигатели» . Windspire, Inc. Архивировано из оригинала 24 сентября 2008 г.
- ^ Маккатчен, CW, 1954, «Летающие машины Чарльза Маккатчена», авиамоделист , 19, 222, стр. 350 и далее.
- ^ Vorobiev, S., 1959, Postroika I Regulirovka Modelei Vertoletov translated partly in Aeromodeller , September, 1959.
- ^ Борэм, Фрэнсис Г., 1964, «Вертолеты - это весело», авиамоделист , апрель 1964 г., стр. 197–199.
- ^ Уиллард, Кен, 1985, «Проект 4: Роторайзер» в 1/2A Projects . Издатель не известен.
- ^ Джеме, Рональд. «Проект электрических семян клена» . Робототехнические проекты . ТКРГ.
- ^ Трип Барбер, Техническая библиография по спортивной ракетной технике, 1959–1999 гг.
- ^ Anon., 1984, "Монокоптеры Кори Кляйна" California Rocketry 4 , 1, стр. 22.
- ^ Грэм, Фрэнсис Г., 1999, Monocopters , распространяется Apogee Components, Колорадо-Спрингс.
- ^ «Монокоптеры» Миллер, Эдвард, 2002, Экстремальная ракетная техника , вып. 19 июля 2002 г., стр. 36–38.
- ^ Миллер, Эдвард, 2005, «3J Monocopter» High Powered Rocketry 36, 1 января 2005 г., стр. 41–47.
- ^ Руди, Чарльз, 2007, «Гибридный монокоптер» Rockets 2, 2 июня 2007 г., стр. 36–39.
- ^ Грэм, Фрэнсис Г., 2003, «Обзор истории и динамики монокоптеров», Международный авиационно-космический симпозиум и выставка AIAA/ICAS. 14–17 июля 2003 г. Документ AIAA 2003-PP8498.
- ^ Пеклич, Джозеф, 2001 г., «Построй монокоптер» Sport Rocketry 44, 2 марта – апрель 2001 г., стр. 34.
- ^ Ходж, Джон, 2000, «Обзор Monocopter C6 MII» Cosrocketeer , 12, 4 июля – август 2000 г., стр. 4–5.
- ^ Патент США №. 7,104,862 , Майкл А. Даммар, Винтокрылый аппарат пониженной заметности и способ управления полетом винтокрылого аппарата пониженной заметности , 12 сентября 2006 г.
- Библиография
- Аллен, Фрэнсис Дж. (весна 1993 г.). «Макдоннелл XV-1». Журнал ААХС . 38 (1). Хантингтон-Бич, Калифорния: Американское историческое общество авиации.
- Бойн, Уолтер Дж. (1984). Вертикальный полет: эпоха вертолетов . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Смитсоновского института. ISBN 978-0874742794 .
- Сикорский, Сергей И. (2007). Наследие Сикорского . Образы авиации. Чарльстон, Южная Каролина: Издательство Arcadia. ISBN 978-0738549958 .