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

Время во Вселенной может не существовать вовсе: рассказываем, почему этого не стоит бояться Время во Вселенной может не существовать вовсе: рассказываем, почему этого не стоит бояться

Существует ли время?

Популярная механика
Гусятина приглянулась жителям Ярославля еще в домонгольское время Гусятина приглянулась жителям Ярославля еще в домонгольское время

Основным источником мяса для ярославцев были гуси

N+1
Какие ценности есть у ИИ? Ученые изучили Claude и рассказали интересные факты! Какие ценности есть у ИИ? Ученые изучили Claude и рассказали интересные факты!

Как ИИ выражает свои «принципы» в диалогах с людьми

ТехИнсайдер
Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение

Ученые подтвердили, что местные жители контактировали с населением Древней Руси

N+1
10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей 10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей

Список бесценных вещей, которые вы можете сделать для ваших родителей

Maxim
Чтение выходного дня: «Святой папочка» — дерзкая автобиографичная история финалистки Букеровской премии о том, как ужиться с безумной семейкой Чтение выходного дня: «Святой папочка» — дерзкая автобиографичная история финалистки Букеровской премии о том, как ужиться с безумной семейкой

Начало автобиографической истории о переизобретении взрослости Патриции Локвуд

Esquire
5 американских дезинформационных нарративов 5 американских дезинформационных нарративов

Информационная война — это борьба идей и столкновение фейков

СНОБ
За МКАД нашлись деньги: зачем крупные застройщики идут на региональные рынки За МКАД нашлись деньги: зачем крупные застройщики идут на региональные рынки

Что столичные застройщики могут предложить региональным рынкам?

Forbes
Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома

Что помог понять физикам эффект Ааронова—Бома?

N+1
Жилеты, четки и страшные маски. Самые популярные автомобильные талисманы Жилеты, четки и страшные маски. Самые популярные автомобильные талисманы

Зачем водители вешают в машину разные предметы и при чем тут суеверия?

РБК
Что означает длинный ноготь на мизинце у мужчины: откуда появился этот обычай Что означает длинный ноготь на мизинце у мужчины: откуда появился этот обычай

Зачем некоторые мужчины отращивают длинный ноготь на мизинце?

Cosmopolitan
Малярия против сифилиса, нефть против чумы: как лечили в разных странах в 17-20 веках Малярия против сифилиса, нефть против чумы: как лечили в разных странах в 17-20 веках

Вирусы, как и время, никогда не стоят на месте

Playboy
Фотограф Юрий Рост: Каждое время оставляет человеку возможность подкручивать усы вверх Фотограф Юрий Рост: Каждое время оставляет человеку возможность подкручивать усы вверх

Фотограф Юрий Рост — о времени, профессии и правилах жизни

СНОБ
Сытные, бюджетные, полезные: диеты, которые легко соблюдать зимой Сытные, бюджетные, полезные: диеты, которые легко соблюдать зимой

Благодаря этим диетам можно прийти в форму без стресса и голодовок

Cosmopolitan
Что такое омега-3 и при каких болезнях помогут эти вещества Что такое омега-3 и при каких болезнях помогут эти вещества

Почему вещества из группы омега-3 — одна из самых популярных добавок к пище

РБК
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
Проклятый старый дом: 5 самых зловещих особняков России Проклятый старый дом: 5 самых зловещих особняков России

Думаешь, приведения живут только в американском кинематографе? Как бы не так

Cosmopolitan
8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить 8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить

Детективные сериалы, которые не хуже известных "монстров"

Maxim
Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина

Толкин: "Гоблины — не злодеи, у них просто высокий уровень коррупции"

Esquire
Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту

Ракета-носитель высотой 3,5 метра преодолела высоту в 20 км

Популярная механика
Что делать со всем этим сентиментальным барахлом, которое уже некуда девать Что делать со всем этим сентиментальным барахлом, которое уже некуда девать

Время от времени надо проводить ревизию, иначе не останется свободного места

GQ
«Галилей и отрицатели науки» «Галилей и отрицатели науки»

Отрывок из книги «Галилей и отрицатели науки» о жизни Галилея в Падуе

N+1
У кого самый маленький член и где прячется ее оргазм: 35 удивительных фактов о половых органах У кого самый маленький член и где прячется ее оргазм: 35 удивительных фактов о половых органах

Размер имеет значение, но не только он

Playboy
Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата

Как определить психопата или социопата?

Cosmopolitan
Психолог от бота: почему выходцы из «Яндекса» продали сервис самопомощи Sayana Психолог от бота: почему выходцы из «Яндекса» продали сервис самопомощи Sayana

Зачем основатели Sayana продали сервис и что собираются делать дальше?

Forbes
7 мифов о популярных продуктах питания - эта еда точно есть в вашем холодильнике 7 мифов о популярных продуктах питания - эта еда точно есть в вашем холодильнике

Популярные мифы заставляют неправильно менять свои пищевые привычки

Популярная механика
В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур

Археологи раскопали в Хакассии курган могильника Уйтаг-3

N+1
Гаспар Ульель. Жизнь по своим правилам Гаспар Ульель. Жизнь по своим правилам

Гаспар Ульель был легендой своего поколения

СНОБ
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
В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть? В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть?

Нидерланды — вторая по запутанности названий страна Европы после Великобритании

Maxim
Открыть в приложении