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

Хватка моря: что делать, если вы попали в отбойное течение Хватка моря: что делать, если вы попали в отбойное течение

Что такое отбойные течения и что делать попавшим в них?

Популярная механика
Тактика наступления Тактика наступления

Уже минимум треть пациентов эстетических клиник — мужчины

Tatler
Почему на самом деле у металлических крышек для бутылок ровно 21 зубец и зачем они вообще нужны Почему на самом деле у металлических крышек для бутылок ровно 21 зубец и зачем они вообще нужны

Почему у металлических крышек для стеклянных бутылок ровно 21 зубчик?

ТехИнсайдер
Здесь будет город-форт Здесь будет город-форт

Ксения Шойгу решила не ходить в декретный отпуск, чтобы закончить стройку века

Собака.ru
Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось

Эти женщины смогли скинуть вес и рассказали, что именно они делали

Cosmopolitan
Третья версия интернета Третья версия интернета

Технология, за которой следят пристальней, чем за раскрученной метавселенной

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

Что помог понять физикам эффект Ааронова—Бома?

N+1
Манкала: игра, которая покорила мир Манкала: игра, которая покорила мир

Манкала — игра, основа которой прикладная математика

Популярная механика
Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини? Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини?

Как минимизировать неприятный эффект после бритья в зоне бикини?

Cosmopolitan
Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь

Ученые раскопали раннесредневековый погребальный комплекс в городе Книттлинген

N+1
Без налогов и локдаунов: зачем россияне скупают недвижимость в Дубае Без налогов и локдаунов: зачем россияне скупают недвижимость в Дубае

Недвижимость в Дубае: отсутствие налогов, визовые программы и открытые границы

Forbes
Отсекаем лишнее Отсекаем лишнее

Главные действующие лица на арене минималистской архитектуры

AD
Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах

Почему профессия IT-архитектора скоро окажется одной самых востребованных

Популярная механика
Ученые выяснили, как уничтожать раковые опухоли с помощью лазера и наночастиц кремния Ученые выяснили, как уничтожать раковые опухоли с помощью лазера и наночастиц кремния

Прицельный нагрев тканей уничтожает раковые клетки

Популярная механика
Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль? Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль?

Почему киты не захлебываются, когда едят?

Популярная механика
Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды

Гивы — сладкое слово для любителей так называемой халявы

Cosmopolitan
DeadCoin: 5 провальных криптовалют, которые подавали большие надежды DeadCoin: 5 провальных криптовалют, которые подавали большие надежды

Криптовалюты, которые схлопнулись и разочаровали своих инвесторов

GQ
Коктейль со льдом Коктейль со льдом

Долгая дорога в самые отдалённые уголки северного острова

Robb Report
Необратимый тектонический сдвиг: где оседают инвестиции в кибербезопасность Необратимый тектонический сдвиг: где оседают инвестиции в кибербезопасность

Почему венчурная активность России в сфере кибербезопасности стремится к нулю

Forbes
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

Продукты, которые канули в лету

Популярная механика
В бешмете и черкеске В бешмете и черкеске

Некоторые элементы одежды горцев стали частью униформы русской армии

Дилетант
Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера

В мае 1945 года по Берлину распространился слух, что обнаружен труп Гитлера

Дилетант
Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Новый беспилотник позволит исследовать структуру пограничного слоя атмосферы

Популярная механика
День, когда все изменилось. Как герои кино и сериалов переживают страх смерти День, когда все изменилось. Как герои кино и сериалов переживают страх смерти

10 стратегий, которые выбирают персонажи фильмов, узнав о скорой смерти

СНОБ
Между войной и бездействием: какие риски ждут россиян Между войной и бездействием: какие риски ждут россиян

Чего боятся в России и насколько это совпадает со страхами жителей других стран?

Forbes
Читаем отрывок из книги «Сибирь: счастье за горами» Читаем отрывок из книги «Сибирь: счастье за горами»

Когда размышлять о зиме и Сибири, как не в самый ее разгар?

РБК
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
Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми

На какие аспекты материнства стоит обратить внимание депутатам?

Forbes
Открыть в приложении