Вертолёт-пулемёт. Несущие винты винтокрылых машин

«ВЕРТОЛЁТ – ПУЛЕМЁТ»

Смотрю на очередную свою картинку - «Воздушный винт» - и продолжаю фантазировать всякую  вроде бы совсем уж дикую чушь. Зато это помогает мыслить нестандартно и кое-что полезное таки находить.
 
Название этой заметки говорит о том, что этот вертолёт, как и смертоубийственный пулемёт на тачанке, тоже строчит и метает пули. Но метает он пули не «по цепи врагов густой», а лишь туда и обратно, не за пределы ствола, проходящего внутри лопасти вдоль её длины.
Стреляет он пулями в направлении от конца лопасти к оси воздушного винта. В обратном направлении эти пули метает центробежная сила.
 
Представление о том, насколько велика эта сила, дают фотографии вертолётов, находящихся в воздухе.
Кажется просто удивительным то, что хотя машина, массой в десятки тонн,  как бельё на верёвке висит на своих лопастях, натянутых центробежной силой вращения несущего винта, но, однако, глазом почти не видно того, что горизонтальная линия лопастей действительно провисает под весом вертолёта. Это удивительно. Ведь здесь  такая  наглядная аналогия в  картинках. Многотонный вертолёт, висящий на лопастях, горизонтально натянутых центробежными силами,  и  всего лишь лёгкое бельё, висящее даже на очень хорошо натянутой верёвке, провисающей почему-то всегда заметно.

Совсем недавно, когда я завирался о раскачивании лопасти с частотой оборотов несущего винта, я вовсе не ожидал, что на тот мой вроде бы бред сразу обратят внимание серьёзные,  очень полномочные специалисты,  прежде всего в России. А когда они вскоре обратили внимание, то об этом мне уже не сложно было догадываться. Я видел это по удивительно резкому чередованию - по месяцам - слишком необычных вспышек интереса с абсолютными, но, почему-то лишь временными как бы потерями интереса у поразительно многих читателей.   Причём это было именно летом, то есть во время студенческих каникул (!).   Тогда вскоре, уже через несколько месяцев, Россия заявила, что через 4 года  (к 2011 году) представит рекордно скоростной, уже даже гражданский многоместный вертолёт. Вразумительных объяснений не было дано, за счёт чего же обеспечивается, по сути, удвоение (!) скорости вертолёта.
Но мне–то всё понятно стало сразу: - за счёт реализации когда-то заброшенной немцами (в 1964 г), всеми почти забытой, когда-то не реальной,  но всё ж таки, в принципе, не ошибочной концепции горизонтального раскачивания несущих лопастей в РЕЗОНАНС с частотой оборотов воздушного винта. Похоже, что именно я, «фантазёр», обратил на это внимание специалистов, хоть и случайно, но вовремя.  Ведь в новом тысячелетии  появились новые возможности для реализации того, что когда-то было вряд ли осуществимо.

Я упоминал что-то и об устройстве для раскачивания лопасти, где используются силы Кориолиса, которые предлагалось создавать таким устройством.

Для этого вдоль лопасти надо гонять какую-то массу с частотой вращения несущего винта.  Я имел в виду жидкость: масло или воду.

Сейчас я вижу иные варианты, возможно, более реальные.

Что если гонять вдоль лопасти центр тяжести пружины.
 Пусть поршнем упомянутого мной двигателя внутреннего сгорания будет нечто похожее на пулю, или на несколько пуль вплотную одна за другой. Со стороны конца лопасти в гладком стволе, где разгоняется эта пуля, пусть будет камера сгорания, а по другую сторону от такого поршня пусть будет длинная  пружина сжатия. Масса этой пружины и её жёсткость (упругость) ограничивают слишком быстрый разгон пули внутрии такого ствола и позволяют обеспечить необходимые скорости взаимодействия элементов создаваемого устройства для воздействия на поведение лопасти.

Вспышка регулируемой порции горючего, поданной в упомянутую камеру сгорания, создаёт высокое давление, которое толкает поршень по направлению к оси воздушного винта. Этот поршень, которым является, например, боевая пуля (одна или, что лучше, сколько-то пуль) сжимает пружину в стволе разгона этой пули. Центр массы пружины и поршня, а соответственно, и всей лопасти, установленной в этом несущем винте на вертикальном шарнире, смещается  в направлении к оси этого воздушного винта вертолёта. Возникает сила Кориолиса, которая  поворачивает лопасть на вертикальном шарнире в направлении вращения  этого несущего винта.

Получив щелчок от поршня, пружина продолжает сжиматься в пределах инерции такой системы. Затем центробежная сила и упругость пружины возвращают всё в исходное положение.  Требуется подобрать подходящие параметры действия всей этой системы так, чтобы всё, что нужно, происходило именно тогда, когда нужно.

При горизонтальном полёте машины наступающая лопасть вертолёта должна отставать от радиального направления на воздушном винте. Отступающая лопасть должна навёрстывать отставание и затем опережать радиальное направление.

Выхлоп газа, образовавшегося в камере сгорания надо постараться использовать как можно рачительнее.
Во-первых, стоит использовать его  как дополнительный движитель реактивного действия.
Во-вторых, что более любопытно, не использовать ли эти газы как в стрелялке, типа пулемёта Калашникова?!

Воспламенение порции топлива в камере сгорания такого ДВС даёт щелчок пружине, начинающей сжиматься по инерции. После того как поршень пройдет какое-то заданное расстояние, позади этой пули, как и в автомате Калашникова, открывается боковое отверстие в стволе, через которое из ствола поступает газ, разогнавший пулю.
 
Не использовать ли эту порцию газа для чего-нибудь стоящего?

Хочется реализовать таким образом идею пульсирующей лопасти для борьбы с её маховым движением (это значит, в вертикальной плоскости).
 
Предлагаемая мною аэродинамическая платформа (если она достаточно маленькая), находящаяся на конце отступающей лопасти, пусть на мгновение вздуется. Этим частично компенсируется неравенство подъёмной силы на лопастях наступающей и отступающей.

Есть ещё кое-какое соображение о пульсирующем профиле достаточно небольшой аэродинамической платформы в конце предлагаемых мной лопастей. Не всё сразу.
_________________

Теперь, в наступившую эпоху создания неисчислимых и весьма многообразных моделей всяческих прекрасно летающих мелких вертолётов-беспилотников эта изложенная выше "фантастика" уже не кажется совсем уж не реальной даже в наши дни, а не в каком-то обозримом будущем.
=====================================================


21.10.15.

 Прошло лет десять с того момента как я впервые упомянул слово "резонанс", имея в виду своё благое пожелание - вовсе не очевидную (по реальным параметрам) идею теоретически принципиальной осуществимости намеренного раскачивания в горизонтальной плоскости каждой из лопастей вертолёта с частотой, именно равной контролируемой частоте вращения оборотов несущего винта.
 
 В таком контексте слово "резонанс" я ни раньше, ни позже нигде не встречал.

 Но, как оказалось, идея эта вовсе не нова. Уже в 1966 году немцы вдруг отказались продолжать реализацию этой концепции как от нереальной.

 Но после моих "полуумных" фантазий в репликах "Детского Творчества" в моей страничке интернета на забытую идею  обратили внимание весьма полномочные специалисты вертолетостроения, развернув (поначалу не очень скрытно) широкую дискуссию в своих кругах о реальности такой концепции, - спустя полвека, - уже в новом тысячелетии.
 Из чего это именно мне оказалось видно, я уже упоминал несколько лет тому назад. 

 Не из-за меня ли (не только "редукторного фантаста", как лестно обозвали меня по другому поводу всего лишь... в Российском ракетно-космическом агентстве) началась во всём мире истерия гонки за создание (хотя бы пока лишь только для установления рекорда скорости первого всего-то испытательного прототипа сверхскоростного вертолёта?!
 Нужно было убедиться хотя бы в принципиальной возможности реализовать
построение (пусть даже лишь в неком обозримом будущем) какого-либо вертолета, предназначенного для скоростей существенно больших, чем те практически ничем не достижимые 400 км/час (что были особым рекордом англичан в течение десятилетий).

 Россия из этой гонки, кажется (но, разумеется, только лишь кажется!), выбыла,- отказалась продолжать проект своего вертолета, который она попыталась реализовать за четыре года - 2007 по 2011, - как было ею официально заявлено.

 Американцы с поставленной задачей таки справились!

 Они таки создали сверхскоростной, причем довольно тяжёлый вертолёт, - соосной схемы, как лучшие, новейшие у русских, - но уже с рекордной скоростью: около 500 км в час!  Это - новая эра авиации.

 Неужели именно я, "редукторный фантаст", неуч, никто и ничто во всём, своим Детским Творчеством - всего лишь репликами как бы лишь "для детей и домработниц" - у себя на страничке интернета именно так нечаянно спровоцировал во всём большом мире всю эту гонку за создание сверхскоростных вертолётов.

 Ведь без реализации  концепции резонанса, всеми забытой как несусветная глупость, в принципе невозможен полёт вертолёта на упомянутой скорости, - ни с какими угодно толкающими движителями, авиационными турбинами.
 Ограничение накладывает аэродинамика несущего винта, - недопустимые максимумы и минимумы в скоростях потока на лопастях: наступающей и отступающей.


Рецензии
Я с большим интересом читаю ваши исследования и кое-что беру для своих лекций по теории механизмов и деталей машин. Никоим образом не нарушаю ваших авторских прав, потому что всегда называю вашу фамилию. В этой заметке меня заинтересовало выражение - Силы Кориолиса. Обычно на уроках мы рассчитываем ускорение Кориолиса, когда производим расчёт кулисного механизма...
Продолжаю читать ваши рассказы об увлекательном мире машин и механизмов. А все ваши исследования сопровождааются рассчётами? С уважением,Ирина

Ирина Жгурова   25.09.2009 14:08     Заявить о нарушении
Прошу извинения за задержку с ответом на Вашу рецензию. Вынужден Вас огорчить. Исследованиями я не занимаюсь, а рассчетами, - тем более (кроме как ориентировочных, таких, как в заметке "Устный счет").

Потому я и называю свои такие заметки Детским Творчеством. А всё же оно, как и работа патентным поверенным, хоть вроде бы и не требует высшего образования, но иногда, а то и частенько, не менее результативно, чем очень научные иследования или умопомрачительные инженерные рассчеты.

Мне по обязанностям инженера никогда и нигде, пожалуй, не приходилось что-либо рассчитывать с применением знаний, полученных в вузе.

По математике у меня почти половина или треть университетского образования (семинар "Математика инженеру"), но мне ни разу не понадобились никаких знаний по этому предмету. А то, что когда-то, будучи студентом, кое-как учил по курсу "Теория машин и механизмов", я забыл начисто и ни разу в жизни не почувствовал, что мне это нужно

Я, однако, нагородил себе какую-то собственную, совсем иную вроде бы тоже теорию машин и механизмов. На неё каким-то образом обратила внимание, казалось, прежде всего, редакция очень престижного питерского журнала "Редукторы и приводы" (См. статью "Что бы это такое могло быть?", - она же: "Угадай-ка! Угадай-ка! - интересная игра" и еще пару титульных статей об этом даже главного редактора того журнала).
Этой тематикой и даже моей куды как жутко таинственной персоной заинтересовались до этого также в Российском ракетно-крсмическом агентстве, в его филиалах и в некоторых вузах, напр., и в самом МГТУ им. Баумана. Я же вряд ли в состоянии сдать какие-либо студенческие зачеты по программам современной подготовки инженеров моей специальности, - особенно, в отношении всего того, что касается компьютерной грамотности.

Мне кажется, что моё Детское Творчество - это лишь ответвления более широких моих рассуждений о закономерностях развития Второй Природы. Пожалуй, они уже с моих студенческих лет в чём-то являются также продолжением и развитием философско-инженерных мыслей Л.Н.Кошкина - о перспективе поточного производства и нём роторных линий теъхнологических машин, - как стратегии комплексной автоматизации в самых разных отраслях промышленности.
На эту тему экзамен по философии на кондидатский минимум у меня когда-то вроде как принимал сам акад. Наан, в Таллине, когда я там служил по окончании вуза, рядовым. К сожалению, он сам, по-видимому, не держал в руках мой реферат, обозливший, полагаю, мало что понявшего там молодого экзменатора, задавшего, помню, мне этакий простенький вопрос: "Что такое ТЕХНИКА?". Потом этот реферат занюхал, не вернул мне кое-кто в АН Украины, высокопоставленное лицо, занимавшеесяя историей наук и философией естествознания, писавший на такие темы много, но бессодержательно.

Что касается вырожений "ускорение Кориолиса" и "силы Кореолиса".

Догадываюсь с Ваших слов, что я употребил странное словосочетание. Возможно. Вспоминаются со студенческих лет всего лишь термины "план скоростей", "план ускорений". Мне по работе никогда не приходилось использовать эти графические приёмы. Рассчитать ускорение Кариолиса в какой-то точке на такой-то детали в кулисном механизме я и студентом не умел. ТММ -это был единственный предмет, по которому я однажды не получид зачет, когда был студентом.
Я полагаю, что если имеются ускорения, то имеются и какие-то силы. Ускорение какой-либо точки расчитать, должно быть, много проще, чем усилия и моменты воздействия одних физических тел механизма на другие.
В общих рассуждениях упоминать некие силы, не называя конкретных чисел
пожалуй можно, а с точки зрения правильности термина в формулировании задачки из сборника таких упражнений это, как я догадываюсь, безграмотно. Повторяю, я не умею рассчитать, например, центр удара топором.

Забыв начисто всё что учил по-математике, я, однако, всё ещё подумываю об инициативе в создании нового важного раздела в математике, который, я бы назвал торометрией. Это что-то близкое к началу топологии.
Завтра ко мне в гости приезжает пожить мой приятель доктор наук профессор математики. Попробую обсудить с ним эти свои давние соображения. Он как-то рассказывал мне о ком-то, кто занимался вроде бы чем-то похожим, не нашедшим, однако, значимого применения.

Много интересного можно увидеть, не имея образования по соответствующей профессии. Мне как бывшему патентоведу, поверенному, это виднее, чем некоторым профессионалам в их темах. Не знаю, как Вы отнесётесь к всем этим моим заявлениям, но, пожалуйста, взгляните, на мою публикацию "Быть экспертами самим себе". Может, вам захочется поделиться хоть с кем-нибудь из коллег своими впечатлением об этих моих столь мутных заявлениях.

А по поводу того, что инженерное или какое-либо иное высшее образование вроде как совсем вроде бы и не нужно, то это всего лишь, что-то похожее на шуточки. Мне, например, таки очень хотелось бы иметь университетское образование программиста.

Извините теперь уже за многословие.
Ни о каких авторских провах я никогда и не подумываю.
То, что Вы показываете своим студентам мои картинки, мне очень лестно. Возможно, это одна из причин заметного мне роста числа моих читателей. Может быть, уже не только Вы упоминаете студентам о некоторых моих примерах и темах. Так обязательно и будет.

А мне, как Вы, конечно же, заметили, понравилось читать в Интернете Ваши записки, особенно, конечно же, дневники школьных лет.

Желаю Вам всегда хорошего настроения, особенно, в творческом отношении к Вашей работе. Зажигайте таланты в среде ваших юных дарований! Их так много!
С признательностью, Иосиф (ИХО).

Иосиф Ольшаницкий   25.09.2009 23:07   Заявить о нарушении
Здравствуйте, Иосиф. Я восхищаюсь вашими исследованиями,но я больше теоретик. И в советское время,когда я работала конструктором и главным технологом,мне как ни странно, пригодились почти все знания, приобретённые в вузе. А ТММ и ДМ,то есть теория механизмов и машин и детали машин мне тоже в вузе дались с великим трудом и я получила четвёрки, по другим предметам в основном училась на пять. ТММ и ДМ не зря расшифровывают - тут моя могила и друга моего... Но это было так давно. А теперь я преподаю эти предметы и изучила как сказки. А по ТММ у меня даже есть свой изданный учебник...
Ваши заметки в волшебном мире механизмов очень интересны. Может быть когда-нибудь их применят в конкретных целях.
А скоро я буду публиковать повесть о студенческой жизни...С уважением,Ирина

Ирина Жгурова   26.09.2009 06:25   Заявить о нарушении
Здравствуйте, Ирина! С нетерпением буду поглядывать на Ваш сайт в ожидании Вашей повести о студенческой жизни. В те годы я уже был (аж) старшим зкспертом по изобретениям и пр. О своих похождениях тех лет я уже кое-что упоминал в своих заметках рубрики "Детское Творчество". Ещё много смешного хочется расказать в ближайшее время.
Вспоминается, например, как мне, тогда совсем новичку, ещё недавниму чуть ли не двоечнику по предмету "Гидравлика", слабо предствляющему себе и сегодня, что такое "уравнение Бернули" (что ли?) дали на экспертизу толстый том научного отчёта за очередной год работы группы профессоров кафедры "Гидравлика". Им нужно было отчитаься (отмазаться) за потраченные огромные деньги, выделенные на оборудование и гидросооружения для их кафедры в новом корпусе их вуза, довольно известного. Для них нужно была хотя бы формально выявить что-нибудь из этого огромного тома с целью оформления хоть пустопорожней заявки на предпологаемое изобретение. Мой руководитель ничего там не нашёл и, как всегда потом, поручил мне ловить то, чего нет. "Какой молодой!" - слышу я у себя за спиной, конечно же, предназначенный для моих ушей восхищённый шепоток этих седовласых авторов того Научного Отчета, когда я к ним подъехал. Рассказать бы, на что, конечно же, таки было составлено мною описание выявленного там нами их предполагаемого "изобретения". Над ним смеялся их же студент, лаборант той кафедры.
Чем дальше, тем удивительней был мой статус у поразительно влиятельных клиентов нашей патентной конторы.
______

Я всегда мало надеюсь на то, что даже (и тем более!) самые лучшие мои механизмы, да и прочие находки когда-нибудь применят в конкретнах целях. Ведь, как я это понимаю, таковое нельзя позволять (см. рассуждения "Тупик" об "эффектах домино"). Как ни странно, но мне уже есть чем похвастаться по поводу применения моих находок не только в коммерческих целях. Я об этом не раз упоминал, но всё ещё не собирусь рассказывать о таких, казплось бы, невозможных примерах подробнее, - с иллюстрациями, доводами и дальнейшими соображениями. Слишком много есть о чем рассказать. Особенно по режущим инструментам, почему и не решаюсь начать втягиваться в такие бесконечные для меня темы.
Вообще-то я тоже теоретик, что мне и предрекали всегда со школьных лет. Но ведь есть теоретики разные, в том числе и такие, которые не имеют дела с цифровыми расчётами. В лингвистике, например. Я тупица и лентяй в изучении конкретных языков, но меня заслуженно величают в Интернете лингвистом, хотя "академиев (по лингвистике) мы не кончали".

В технике мне, в общем-то, не приходилось самому заниматься конкретными цифровыми расчётами, хотя как конструктор я занимался очень разными вещами - от громадных до микроскопических. А в рассуждениях по эволюции механизмов, не только типа SINnX, циклоидных, эвольвентных, авиационных и прочих, мне тоже приходится ориентироваться на основные формулы рассчетов. У меня мышление патентоведа, а в патентном деле рассчетные выкладки - в лучшем случае - вообще не принимаются во внимание в качестве доводов, в принципе.

В моих заметках все время упоминается моё ехидство, - как я, всегда очень вежливо злил своих коллег-инженеров, особенно конструкторов, что наш тяжкий труд чертёжников не требует и среднего образования. Им то и подавно никогда ничего после школы считать уже не приходилось, - разве что, в лучшем случае, размерные цепочки, что уже высший пилотаж для инженегра-конструктора. Расчетами, когда надо, занимаются рассчетчики, чертить не умеющие. А те и другие не умеют печатать на машинки всеми десятью пальцами. Это тоже "занятие для девочек".

Мне не раз доводилось здесь работать единственным, - зато главным, -инженером, конструктором, технологом и т.д. Но я умею находить место не только дипломоносцам. Хозяйчики местных фирм от меня тоже без ума, как и начальство везде. Хочется рассказывать. Не всё сразу.
_____________

Ваш учебник я попытаюсь запросить в библиотеке Хайфского Техниона, когда будет случай туда подъехать. В нашей стране библиотеки вузов компьютизированы по последнему слову техники. Может, "надыбаю".

ИХО.

Иосиф Ольшаницкий   26.09.2009 12:28   Заявить о нарушении
Иосиф, мой учебник,вернее учебное пособие, местного университетского значения, я не знаю где его ещё распространили. Интересно ваше мнение о инженерах. Мне пришлось раньше работать и конструктором за кульманом, и делать технологические расчёты, как давно всё это было. А теперь вот - всё за компьютером... Попробую сейчас вставить заметку о ТММ с фотографией моей книжки.

Ирина Жгурова   26.09.2009 12:46   Заявить о нарушении