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

8 продуктов, которые помогут снизить риск инсульта 8 продуктов, которые помогут снизить риск инсульта

Если есть эти продукты регулярно, можно снизить риск инсульта на 27%!

Популярная механика
10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности 10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности

Фильмы и сериал о людях, в чьих головах бывает тесно от обилия «постояльцев»

СНОБ
Лучшие фитнес-браслеты с измерением давления: рейтинг 2022 года Лучшие фитнес-браслеты с измерением давления: рейтинг 2022 года

В последние годы на рынке появилось немало фитнес-браслетов. Вот лучшие из них

CHIP
Светлана Шишкова: «Чем пахнет счастье? Исповедь ароматерапевта» Светлана Шишкова: «Чем пахнет счастье? Исповедь ароматерапевта»

Светлана Шишкова – о том, как ей удается быть эффективной в нескольких сферах

Cosmopolitan
Как быстро запоминать нужную информацию: 7 приемов от инструктора по развитию памяти Как быстро запоминать нужную информацию: 7 приемов от инструктора по развитию памяти

Как же быстро запоминать и эффективно обрабатывать нужную нам информацию

Psychologies
6 мультфильмов 2021 года, которые понравятся и детям, и взрослым 6 мультфильмов 2021 года, которые понравятся и детям, и взрослым

5 классных новых мультфильмов, на которых зевать точно не будет никто!

Cosmopolitan
Чтение выходного дня: «Любимое уравнение профессора» Ёко Огавы — добрый роман о бескорыстной дружбе и о том, какую роль в нашей жизни играет память Чтение выходного дня: «Любимое уравнение профессора» Ёко Огавы — добрый роман о бескорыстной дружбе и о том, какую роль в нашей жизни играет память

Отрывок из прекрасной истории о роли памяти в нашей жизни от Ёко Огавы

Esquire
Почему мы бедны Почему мы бедны

Как Россия может увеличить темпы роста ВВП до регулярных 5–6% годовых

Эксперт
Обыкновенные шакалы колонизировали Эстонию меньше чем за десять лет Обыкновенные шакалы колонизировали Эстонию меньше чем за десять лет

В последние десятилетия обыкновенные шакалы быстро расселяются по Европе

N+1
Почему котики такие милые? Этому есть 8 научно обоснованных причин Почему котики такие милые? Этому есть 8 научно обоснованных причин

Почему кошки кажутся нам маленькими детьми?

Cosmopolitan
Топ-10 фактов о мадагаскарской руконожке Топ-10 фактов о мадагаскарской руконожке

Ай-ай — это не возглас, который издает человек при виде этого необычного зверька

Популярная механика
Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием

ПО Уилсона способно превратить кусок алюминия в основу для штурмовой винтовки

Forbes
Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции

До самой смерти Марте Ришар припоминали ее прошлое

Cosmopolitan
С легким паром, или как правильно париться в бане: 10 полезных советов С легким паром, или как правильно париться в бане: 10 полезных советов

Что может быть лучше настоящей русской баньки с ароматным веником?

Playboy
«Продают себя! Чем отличаются от путан?»: Анастасии Макеева осудила содержанок «Продают себя! Чем отличаются от путан?»: Анастасии Макеева осудила содержанок

Анастасия Макеева высказалась против браков по расчету

Cosmopolitan
Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов

Киви — внесезонная ягода, в которой есть витамины В, С, К, антиоксиданты

РБК
«Самое страшное — оказаться в пургу вне станции»: полярник о жизни и работе в Арктике и Антарктиде «Самое страшное — оказаться в пургу вне станции»: полярник о жизни и работе в Арктике и Антарктиде

Кто такие полярники, чем они занимаются и в чем сложность их работы?

VC.RU
«Не мошенник, а фантазёр»: история афериста Коровко, ставшего прототипом для героя Ильфа и Петрова «Не мошенник, а фантазёр»: история афериста Коровко, ставшего прототипом для героя Ильфа и Петрова

Кто такой Константин Коровко и как он стал прообразом для героя Ильфа и Петрова

VC.RU
Мы в эпицентре эпидемии близорукости. И вот почему Мы в эпицентре эпидемии близорукости. И вот почему

Учёные предупреждают о надвигающейся «эпидемии» миопии или близорукости

Популярная механика
Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра

Самые добрые и вдохновляющие фильмы для всей семьи

Forbes
Мумия из Инпаня оказалась останками китайского военного чиновника Мумия из Инпаня оказалась останками китайского военного чиновника

Биоархеологи исследовали останки богатого мужчины из Синьцзяна

N+1
Как студент из Казани в 27 лет возглавил разработку беспилотников «единорога» Arrival Как студент из Казани в 27 лет возглавил разработку беспилотников «единорога» Arrival

Павел Савинков — о том, как почему важно в работе видеть мечту?

Forbes
Фассбиндер, Берлин, прощание с прошлым: что такое новое немецкое кино Фассбиндер, Берлин, прощание с прошлым: что такое новое немецкое кино

Что нужно знать о новом немецком кино и какие картины посмотреть?

РБК
Секреты легкого пара Секреты легкого пара

Какие правила соблюдать, чтобы получить максимум пользы от парения в бане?

Домашний Очаг
Душевные новогодние мультфильмы из СССР, которые хочется пересматривать бесконечно Душевные новогодние мультфильмы из СССР, которые хочется пересматривать бесконечно

Специальная подборка зимних мультфильмов для создания душевного настроения

Maxim
Мед: польза и вред, калорийность, советы врача Мед: польза и вред, калорийность, советы врача

Действительно ли мед содержит так много витаминов и питательных элементов?

РБК
Маска, я тебя знаю Маска, я тебя знаю

История новогодних маскарадных костюмов

Культура.РФ
Магниты, которые никогда не притянутся (и другие штуки Брюса Грея) Магниты, которые никогда не притянутся (и другие штуки Брюса Грея)

Брюс Грей может сделать все что угодно

Популярная механика
Как научить ребенка ставить цели и добиваться их Как научить ребенка ставить цели и добиваться их

Как научить ребенка ставить цели и не бросать все на полпути

СНОБ
Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр

Существует ли темная материя и если да, — то что это такое?

Популярная механика
Открыть в приложении