Монокоптеры — летательный аппараты, получившие второе дыхание

Популярная механикаHi-Tech

Монокоптер: как летает вертолет с одной лопастью

Тим Скоренко

В 2011 году по СМИ пронеслась новость о разработке Ульриха, Пайнса и Хамберта из университета Мэриленда – роботе-вертолете с одной лопастью, летающем по принципу кленового семечка. Интересно, что разработка эта не уникальна. Монокоптеры – это целый класс летательных аппаратов, придуманный более ста лет назад и получивший сегодня второе дыхание.

Многие из нас в детстве запускали кленовые крылатки с балкона. Вместо того чтобы падать вертикально вниз, такой плод планирует, быстро вращаясь, точно вертолетный винт. Этот эффект основан на удлиненном сухом околоплоднике, аэродинамические свойства которого сходны со свойствами лопасти пропеллера. Конечно, глядя на крылатку, человек не мог не подумать: надо применить этот принцип в механике!

bd180cb60b61c28401bdd45ad41bd033.jpg

Правда, практика показала — что хорошо для природы, то совершенно не обязательно хорошо для рукотворной техники. Так или иначе, 14 января 1910 года французские инженеры Альфонс Папен и Дидье Руилли представили перед Французской академией наук проект летательного аппарата, формой и принципом действия напоминавшего крылатку белого клена. На заре авиастроения интерес к оригинальным проектам был весьма велик, поскольку предсказать, какой из многочисленных воздухоплавательных принципов «сработает», было довольно трудно. В итоге уже годом позже Папен и Руилли получили финансирование от военных, поскольку армия всегда первой подхватывала перспективные проекты, — и принялись за дело.

Траектория куколки

Природная задача крылатки достаточно проста. Замедление падения и сложность траектории позволяют семени-вертолету улетать значительно дальше от материнского дерева, нежели, например, желудю или каштану. Зачем это нужно в технике? Ведь стабилизировать траекторию полета монокоптера невероятно трудно, поскольку лопастью в нем служит весь корпус. Плюс ко всему, если монокоптер несет на себе человека, необходимо каким-то образом обеспечить неподвижность кабины и достаточную стабильность аппарата при нахождении в воздухе. В общем, задача кажется нетривиальной, значительно более сложной, нежели в случае с вертолетом обычной схемы.

a09fae8be9eceb0ea69f6e1f8674feff.jpg
Chrysalide («Куколка»). Единственный когда-либо построенный в натуральную величину классический монокоптер, теоретически способный поднять человека. Если бы его создатели, Папен и Руилли, нашли средства на более мощный двигатель, «Куколка» могла бы подняться в воздух — в аэродинамическом плане она была рассчитана верно. Для взлета требовалась частота вращения 60 об/мин.

Тем не менее, неоспоримые плюсы у монокоптеров есть. Во-первых, они, подобно автожирам, не упадут на землю при отказе двигателя, а спланируют на авторотации. Во-вторых, монокоптер состоит из очень небольшого количества элементов, причем подвижных среди них — раз, два и обчелся, и потому его надежность весьма высока; даже столкновение с другим летательным аппаратом и легкие повреждения, нанесенные корпусу-крылу, позволят монокоптеру пролететь еще некоторое расстояние, например, до базы. На последнее преимущество и купились французские военные.

Творение Папена и Руилли получило название Chrysalide («Куколка»), а сам класс аппаратов, защищенный двумя европейскими и одним американским патентами, — Gyroptere (гироптер). Странный вертолет имел одну огромную полую лопасть длиной 17 м и по конфигурации был практически один в один скопирован с кленовой крылатки. Лопасть располагалась с одной стороны от кабины пилота, с другой она уравновешивалась силовым агрегатом, 9-цилиндровым ротативным двигателем Rhone мощностью 80 л.с. — для того времени очень немало.

d70a5d0ac6154512a8439bdbc43d2c47.jpg
Chrysalide («Куколка»)

Собственно, кроме звездообразного ротативного двигателя, другого варианта не было: в таком агрегате цилиндры вместе с картером вращаются вокруг неподвижного коленчатого вала. Rhone «выдавал» 1200 об/мин и вращал вентилятор, нагнетавший внутрь лопасти воздух. Из выгнутого конца лопасти струя выходила со скоростью порядка 100 м/с, приводя весь аппарат во вращение. Пилот «Куколки» располагался в центре масс между крылом и вентилятором — это позволяло стабилизировать его положение. Направление полета задавалось воздушной струей: часть нагнетаемого воздуха отводилась в поворотный воздухопровод, соединенный с рулем.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание Как похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание

Важно следить за тем, сколько вы съели. А вы знаете, много вы едите или мало?

Популярная механика
Мы ищем таланты Мы ищем таланты

8 основных типов дарований и способы раскрыть свой потенциал

Лиза
Это я беру на себя: почему бизнес все чаще размещает IT-решения на своих серверах Это я беру на себя: почему бизнес все чаще размещает IT-решения на своих серверах

Почему бизнес предпочитает развивать свою IT-инфраструктуру?

Forbes
Как не переесть во время новогодних праздников Как не переесть во время новогодних праздников

Планируем меню и уменьшаем размер посуды

GQ
Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи

Самые знаковые работы харизматичного актера Киллиана Мерфи

Psychologies
Электронное ночное зрение: как видеть в темноте Электронное ночное зрение: как видеть в темноте

Как электронно-оптические преобразователи позволяют видеть в кромешной темноте

Популярная механика
Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей

Какими были рыцари на самом деле?

Популярная механика
Как питание помогает добиваться высоких спортивных результатов Как питание помогает добиваться высоких спортивных результатов

Делимся с вами советами по питанию от олимпийского чемпиона по фигурному катанию

GQ
Куприн нюхал женщин, Конан Дойл верил в фей: странные привычки знаменитостей Куприн нюхал женщин, Конан Дойл верил в фей: странные привычки знаменитостей

Известные писатели и актеры, которые вели себя необъяснимо с точки зрения логики

Cosmopolitan
Широко открывая глаза Широко открывая глаза

Изучать свои чувства — это как ступить на экзотический, неизведанный остров

Psychologies
Дикие стримы: возвращение Дикие стримы: возвращение

Бесконечно смотрим на птиц, рыб, белок

N+1
Кажется, вы не умеете расслабляться: рассказываем, как научиться делать это правильно Кажется, вы не умеете расслабляться: рассказываем, как научиться делать это правильно

Тут все не так просто. Настоящий отдых – это навык, которым еще надо овладеть

GQ
Съешь меня: 5 научных фактов о бананах Съешь меня: 5 научных фактов о бананах

Как бананы влияют на здоровье и кому могут навредить?

РБК
Настоящая причина, по которой человечество отказалось от дирижаблей Настоящая причина, по которой человечество отказалось от дирижаблей

Что может быть лучше летательных аппаратов легче воздуха?

Maxim
Знак «Движение прямо»: зона действия, что разрешает и запрещает Знак «Движение прямо»: зона действия, что разрешает и запрещает

Как действует самый коварный дорожный знак?

РБК
Внутренние войска Внутренние войска

Манкировать витаминами в последнее время стало просто неприлично

Tatler
Электрокары: правда ли они такие «зеленые», какими кажутся Электрокары: правда ли они такие «зеленые», какими кажутся

Насколько электрокары «зеленые» на самом деле?

Playboy
Россия, Кудыкина гора Россия, Кудыкина гора

Огнедышащий Змей Горыныч обнаружен под Липецком

Maxim
Искусственный или натуральный: 9 мифов о производстве меха Искусственный или натуральный: 9 мифов о производстве меха

Вокруг добычи меха много мифов — какие из них не имеют отношения к реальности

РБК
Неандертальцы забрались на вулкан почти сразу после его извержения. Об этом говорят обнаруженные следы Неандертальцы забрались на вулкан почти сразу после его извержения. Об этом говорят обнаруженные следы

Гораздо более интересная история о том, как появился «Ciampate del Diavolo»

Популярная механика
Как младенцы распознают своих матерей? И распознают ли вообще? Как младенцы распознают своих матерей? И распознают ли вообще?

Могут ли младенцы узнавать своих мам?

Популярная механика
Как пережить конец света: лучшие фильмы про апокалипсис и выживание Как пережить конец света: лучшие фильмы про апокалипсис и выживание

Фильмы о том, как человечество пытается пережить апокалипсис

Forbes
Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции? Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции?

Почему 25 января считался самым пьяным и безумным днем в Москве

Maxim
Идеально после праздников: 10-минутная йога для подтянутого живота Идеально после праздников: 10-минутная йога для подтянутого живота

Уделяем 10 минут в день йоге, и живот быстро подтянется!

Cosmopolitan
Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии

Разбираемся в секретах ослепительной улыбки вместе со стоматологами

GQ
От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям

После череды пластических операций, жизнь этих блогеров изменилась

Cosmopolitan
Интернет VS врач Интернет VS врач

Ты когда-нибудь гуглила симптомы своего состояния, когда плохо себя чувствовала?

Лиза
Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам

На что стоит обращать внимание инвесторам во время геополитической напряженности

Forbes
6 проблем со здоровьем, из-за которых шелушится кожа на лице 6 проблем со здоровьем, из-за которых шелушится кожа на лице

Каждый сталкивался с сухостью и шелушением кожи на лице, что с этим делать?

Лиза
Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Открыть в приложении