Папа, Вася и Петя любят вести беседы на разные интересные физические темы. Сегодня папа предложил такой вопрос: «В закрытой банке сидит муха, а сама банка стоит на точных весах. Спрашивается, если муха взлетит и будет летать внутри банки, изменятся показания весов или нет?»

А что тут думать, - говорит Петя, - ясно, что показания уменьшатся ровно на вес мухи. Когда муха летает, она не давит на дно. А когда муха снова сядет, весы опять покажут вес банки плюс вес мухи.

Ничего подобного, - возражает ему Вася. - Давай я возьму непрозрачную банку, так что ты не будешь знать, есть внутри муха или нет. Поставим эту банку на весы. И что же, мы увидим, как она будет делаться то легче, то тяжелее?

А что тут такого? Вот я встану на весы и начну на них прыгать, как бы немножко летать. Весы это заметят, хоть бы я это в непрозрачной банке делал.

Ну, если прыгать, то, наверное, показания будут скакать. Но я не про это. Вот представь, муха уже взлетела и зависла в воздухе. Вес-то у неё при этом остался прежний. То есть на муху действует сила тяжести, и раз муха не падает, значит, она должна на что-то опираться внутри банки. Получается, что весы должны это почувствовать.

Тогда Петя предлагает поставить опыт.

Помнишь, тебе на день рождения подарили маленький квадрокоптер? Давай поставим на весы большую прозрачную коробку и запустим квадрокоптер в ней, чтобы он повис внутри, не касаясь дна. И посмотрим, что произойдёт!

Вот это отличная идея! Давай посмотрим!

Ребята делают опыт. Приходится немного помучиться, но, наконец, квадрокоптер зависает в углу коробки. Показания весов остаются теми же самыми, хотя они чуть-чуть колебались во время старта и посадки.

Ну как же так, - недоумевает Петя, - ведь когда квадрокоптер оторвался от дна банки, он не давил на него, разве это непонятно?

Чтобы летать, - отвечает Вася, - ему нужно опираться о воздух, а воздух опирается на дно банки.

Как это он опирается? Разве можно опираться о воздух?

Конечно можно, только для этого надо махать крыльями или вращать винтами.

И что же?

А вот что, - вступает в разговор папа. - Муха отбрасывает крыльями воздух вниз? Отбрасывает. Значит, она создаёт воздушную струю. Ты возьми трубку и подуй в неё на чашку весов.

Петя дует, и весы, которые стояли на нуле, показывают ощутимый вес, целых 10 граммов.

Но разве муха может создавать такую сильную струю?

А ей не надо создавать сильную, муха весит меньше грамма.

Но когда она летает вверху банки, разве струя достаёт до дна?

Я знаю, - вновь вступает в разговор Вася, - сама струя до дна не достаёт, потому что она тормозится о нижние слои воздуха. Но если тормозится, значит, она на них давит. Получается, что давление в нижних слоях воздуха становится больше. И поэтому нижний слой воздуха сильнее давит на дно.

История вторая

Вот мы дули из трубочки на весы, - задумчиво говорит Петя, - и показания весов увеличивались. А можно подуть из трубочки на воду, тогда в воде появится ямка.

Давай посмотрим, - отвечает Вася. - Если дуть сильно, смотри, какие брызги летят!

А не надо сильно, ты дуй легонько, - подключается к ним папа. - Пусть Петя подует, а ты посмотри сбоку: видишь, какая аккуратная ямка получилась.

А когда муха летает над водой, - говорит Петя, - под ней тоже образуется ямка? И какой она глубины?

Наверное, очень маленькой, - подхватывает Вася. - А вот когда вертолёт над водой зависает, наверное, огромная ямища получается.

А ты посчитай, какой она глубины, - говорит папа.

Значит, мы можем сделать примерную оценку. Сколько весит средний вертолёт?

Я сейчас посмотрю в Википедии, - говорит Петя. - Вот, вертолёт на фотографии висит над водой, смотрите! Здесь написано, что его взлётная масса равна 10 тоннам.

Очень хорошо. Если это будет не вертолёт, а катер, какую массу воды он вытеснит по закону Архимеда?

Свою собственную, 10 тонн.

А какой объём занимает эта вода?

Кубический метр воды весит тонну, значит, 10 тонн занимают 10 кубометров.

И что же, - спрашивает Вася, - яма под вертолётом тоже будет в 10 кубических метров по объёму? Но разве вертолёт плавает в воде? Он ведь висит над ней.

Ты же сам говорил, - отвечает папа, - что он опирается на струю. А струя опирается на воду. Вот и получается, что вертолёт тоже «плавает над водой».

Ну, дальше всё понятно, - говорит Петя. - Тут написано, что этот вертолёт заметает своим винтом круг в 200 м 2 . Если вертолёт висит низко над водой, это и будет примерная площадь ямы. Чтобы найти её глубину, надо объём поделить на площадь. Делим 10 м 3 на 200 м 2 , получаем глубину в 5 см всего. А мне казалось, яма будет гораздо глубже, ведь вертолёт такой тяжёлый.

Вертолёт-то тяжёлый, - отвечает ему Вася, - но площадь у ямы слишком большая, вот её глубина и получается маленькой. Мы выдували через трубку маленькую ямку, а вертолёт своим винтом создаёт большую по объёму яму, но при этом совсем неглубокую.

Художник Максим Калякин


Вертолётная площадка. Работа с бумагой и картоном. Конструирование

Изделие: вертолёт «Муха».

Задания и материалы в рабочей тетради: «Вертолёт„Муха"».

Задачи урока: познакомить учащихся с конструкцией вертолёта; отрабатывать навыки самостоятельной работы по плану, конструирования из бумаги и картона; познакомить с новым материалом - пробкой и способами работы с ним.

Планируемые результаты: уметь конструировать изделия из группы разных материалов; сделать вертолёт«Муха».

Новые термины и понятия: вертолёт, лопасть.

Ресурсы и оборудование. У учителя: учебник, рабочая тетрадь, образец изделия «Вертолёт „Муха"», изображения разнообразных вертолётов. У учащихся: учебник, рабочая тетрадь, копировальная бумага, карандаш, цветной картон, ножницы, шило, пробка, резак, клей, стержень от ручки.

Ход урока

«Наша следующая остановка - „Вертолётная площадка". Как вы думаете, что мы можем узнать на этой остановке? Проверим своё предположение, заглянув на страницу 120 учебника. Прочитайте текст и рассмотрите иллюстрацию. За счёт чего летает вертолёт? Что такое лопасти? Как может летать вертолёт, в каких направлениях? В чём его преимущества перед остальными воздушными транспортными средствами? Где можно использовать вертолёт?»

Дополнительный материал. Главным достоинством вертолётов является их маневренность: вертолёты способны к вертикальному взлёту, вертикальной посадке, зависанию в воздухе и даже к полёту «задом наперёд». Вертолёт может приземлиться (и взлететь) в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта. Кроме того, вертолёты могут перевозить груз на внешней подвеске, что позволяет транспортировать очень громоздкие грузы, а также выполнять монтажные работы.

К недостаткам вертолётов по сравнению с самолётами можно отнести меньшую максимальную скорость, сложность в управлении, высокий удельный расход топлива и,как следствие, более высокую стоимость полёта.

Далее учащимся предлагается рассказать о профессиях штурмана, лётчика и авиаконструктора, информацию о которых предлагалось найти дома. Проверка выполнения этого задания проходит в виде дискуссии между учащимися,которую контролирует учитель.

Делаем сами. «Перед тем как приступить к работе над изделием, надо вспомнить, что значит создать модель, что такое модель. (Это образец какого-то изделия или образец для изготовления чего-либо.) Давайте проведём анализ готовой модели вертолёта. Какие материалы и инструменты нужны для её создания? Вспомните правила и приёмы работы с этими материалами и инструментами. Какую технику работы нам предстоит использовать? Какие элементы вертолёта надо подготовить? (Лопасти, шасси,крыло, фюзеляж.) Каким способом разметки и сборки вы воспользуетесь? Как будете оформлять изделие?»

После анализа готового изделия учащиеся знакомятся с планом работы и иллюстрациями в учебнике (с. 121) и самостоятельно составляют свой план работы. Когда план будет готов и откорректирован учителем, дети приступают к выполнению работы.

Разметка. По шаблонам в рабочей тетради (с. 64).

Раскрой. Вырезать ножницами размеченные детали. Учитель должен проконтролировать соблюдение техники безопасности при работе шилом. Разрезать пробку, строго следуя инструкциям на с. 121 учебника. Учитель должен рассказать учащимся о новом материале и его свойствах, продемонстрировать, как, в каком месте нужно разрезать пробку.

Сборка. Сборка вертолёта проходит по плану в учебнике(с. 121) с помощью учителя.

Отделка. Завершить и оформить композицию с помощью цветной бумаги учащиеся могут самостоятельно.

Подведём итоги. В конце урока целесообразно провести выставку работ учащихся и беседу о том, что оказалось наиболее сложным в работе над изделием.

Домашнее задание. Найдите информацию о самым быстром воздушном транспортном средстве и виде воздушного транспорта, появившемся первым. Принесите на следующий урок воздушный шарик, скотч, пластиковый стакан,фломастеры, салфетки, декоративные кнопки, цветной картон, карандаш, копировальную бумагу, толстые нитки или воздушные шарики, скотч, нитки, цветную бумагу,ножницы, поролон, ленточки

Для работы используют белую жесть. В качестве дополнительного материала берут пустую катушку для ниток, нитки, гвоздики.

Вертолет "муха" (рис. 25)

Вначале на листе бумаги делают разметку пропеллера. Чтобы пропеллер был симметричен, лист бумаги складывают пополам, со стороны сгиба делают разметку по половинному изображению. Вырезав шаблон, накладывают его на жесть, обводят чертилкой и вырезают заготовку ножницами по металлу (рис. 25, а).

В катушку забивают два маленьких гвоздика без шляпок (рис. 25, б). На пропеллере размечают места для отверстий, в которые войдут гвоздики, и пробивают кернером отверстия. Если нет кернера, отверстия прокалывают шилом, положив заготовку на доску. Образовавшиеся заусенцы спиливают напильником.

На катушку наматывают толстую нить длиной до 1 м. Чтобы катушка легко вращалась, делают специальную круглую палочку-держатель, верхняя часть которой должна быть тоньше, чем отверстие в катушке (рис. 25, в). Лопасти пропеллера слегка сгибают в противоположные стороны, надевают на гвоздики, резко раскручивают нить на катушке, поднятой над головой. Пропеллер поднимается в воздух (рис. 25, г).

»
Остаточная радиодевиация определяется с целью обнаружения ошибок и неточностей, допущенных в процессе выявления и ком­пенсации радиодевиации. Для определения остаточной радиодевиации самолет последо­вательно устанавливается на 24 ОРК, на каждом ОРК определяет­ся КУР и вычисляется радиодевиация, которая записывается в протокол. Радиодевиация считается скомпенсированной, если на КУР = 0° она равна н...

»
Шарнирное соединение из ниток (рис. 65). Надежность системы управления кордовой авиамодели — один из важ­нейших факторов успешного полета. Немаловажное значе­ние имеет и то, как подвешены рули высоты и закрыл­ки. Отсутствие люфтов, лег­кость хода, живучесть — вот основные требования к этим элементам. На спортивных и учебных моделях отлично зарекомен­довали себя шарниры, изго­товле...

»
В практике ортодромические путевые углы по участкам марш­рута (см. рис. 23.4) могут определяться одним из следующих спо­собов: 1. Учетом угла разворота. Для применения этого способа вначале определяют ортодромический путевой угол первого этапа маршрута, равный азимуту ча­стной ортодромии, измеренный в точке вылета самолета. Последу­ющие путевые углы определяются по предыдущему с учетом угла ра...

»
Модель вертолета чешских авиамоделистов (рис. 53) на­поминает настоящий гели­коптер. Фюзеляж заодно с килем вырезают из пластины пено­пласта толщиной 5 мм и по периметру фигуры окантовы­вают липовыми рейками сече­нием 5X1 мм. В качестве силовой балки используют сос­новую рейку сечением 4X3 мм и длиной 180 мм. С одного конца ее приклеивают подшип­ник винта, а с другого при­вязывают крючок из прово­ ...

»
Одно из доступных и простых — со­ревнование иа время полета моделей с парашютом. Если позволяют условия, можно проводить несколько запусков-туров, если нет — ограничить­ся одним. Продолжительность фиксируемого полета — время с момента взлета модели до момента посадки или до того момента, когда она скроется из поля зрения. Участник, модель которого покажет нан-большее время пол...

»
Для обеспечения регулярности полетов командир корабля имеет право принять решение о вылете при неполной уверенности по метеорологическим условиям в возможности посадки на аэродроме назначения. Такое решение может быть принято только при полной гарантии, что по условиям погоды посадка самолета возможна на одном из запасных аэродромов, включая и аэродром вылета. При приеме решения на вылет может слу...

»
На картушку магнитного компаса, установленного на самолете, действуют следующие поля: 1) магнитное поле Земли (оно стремится направить стрелку магнитного компаса по магнитному меридиану); 2) постоянное магнитное поле самолета; 3) переменное магнитное поле самолета; 4) электромагнитное поле, создаваемое работающим электро- и радиооборудованием самолета.

»
Выход на ЛЗП — важный этап работы экипажа. Он заключа­ется в определении такого курса следования, при выдерживании которого фактический путевой угол был бы равен заданному пу­тевому углу или отличался от него не более чем на 2°. В зависимости от навигационной обстановки курс следования может определяться одним из следующих способов: 1) по прогностическому или шаропилотному ветру; 2) по в...

»
В зависимости от решаемых задач и условий полета курсовая система может работать: 1) в режиме гирополукомпаса «ГПК»; 2) в режиме магнитной коррекции «МК»; 3) в режиме астрономической коррекции «АК».

»
Резиномоторная модель са­молета класса В-1 (рис. 31) может рассматриваться как шаг к спортивному совер­шенствованию в категории сво-боднолетающих моделей.

»
Двухмоторный электролет был создан в результате даль­нейшего развития моделей с электродвигателем. Демон­страционные полеты такого аппарата вызывают большой интерес в любой аудитории, будь то школа или пионерский лагерь; они хорошо смотрятся на слетах, фестивалях и празд­никах. Двухмоторная схема модели позволяет повысить ее энерговооруженность, добить­ся надежности полета на от­крытом воздухе.

»
В авиации карты используются как при подготовке к полету, так и в процессе полета. При подготовке к полету карта необходима в целях: 1) прокладки и изучения маршрута полёта; 2) измерения путевых углов и расстояний между пунктами маршрута; 3) определения географических координат пунктов; 4) нанесения точек расположения радиотехнических средств, обеспечивающих полет; 5) получения...

»
Изготовление тепловых воз­душных шаров (монгольфье­ров)— увлекательное занятие в пионерском лагере. А запуски бумажных аэростатов украсят любой праздник или игру «Зар­ница». Работа над воздушным шаром посильна ребятам 9—10 лет, материал для его построй­ки — папиросная бумага. Еще понадобятся клей,нитки, каран­даш, линейка и ножницы. Постройка шара-монгольфье­ра. Работу начинают с...

»
Каждая карта издается на отдельных листах, имеющих опреде­ленные размеры по долготе и широте и представляющих части об­щей карты целого государства, материка, всего мира. Система деления общей карты на отдельные листы называется ее разграфкой, а система обозначения листов — номенкла­турой. Каждому листу карты в зависимости от масштаба по оп­ределенному правилу присваивается свое буквенное и...

»
Обеспечение безопасности полета является одной из главных задач самолетовождения. Она решается как экипажем, так и службой движения, которые обязаны добиваться безопасно­сти полета каждого самолета даже в тех случаях, когда приня­тые для этого меры повлекут за собой нарушение регулярности или снижение экономических показателей полета.

»
Место самолета при помощи наземного радиолокатора опреде­ляется по запросу экипажа или по усмотрению диспетчера. Для определения места самолета необходимо: 1) запросить у диспетчера место самолета; 2) получить от диспетчера азимут и дальность до самолета от наземного радиолокатора; 3) отложить на карте от радиолокатора полученный азимут и дальность на линии азимута.

»
Рассмотрим скорость воздуха относительно элемента лопасти dr, отстоящего от оси ротора на расстоянии r; лопасть имеет угловое положение ψ и угол взмаха β. Взятый элемент кроме скоростей, имеет еще угловую скорость вращения Ω вокруг оси ротора и угловую скорость махового движения. Относительную скорость воздуха у элемента разложим на две составляющих: на радиальную, направленную по...

»
По своему назначению карты, применяемые в гражданской - авиации, делятся: на полетные, применяемые для самолетовождения по трас­сам и маршрутам в районе полетов; на бортовые, применяемые в полете для определения места самолета при помощи использования радиотехнических и астроно­мических средств; на специальные (карты магнитных склонений, часовых поясов, бортовые карты неба, карты для определения м...

»
Знание скорости полета необходимо как для пилотирования самолета, так и для целей самолетовождения. Полет самолета на скорости ниже минимальной приводит к потере устойчивости и уп­равляемости. Увеличение скорости сверх допустимой связано с опасностью разрушения самолета. Для целей самолетовождения знание скорости полета необходимо для выполнения различных навигационных расчетов.

»
Сборные таблицы предназначены для подбора нужных листов карт и быстрого определения их номенклатуры. Они представляют собой схематическую карту мелкого масштаба с обозначенной на ней разграфкой и номенклатурой листов карт одного, а иногда двух-трех масштабов. Для облегчения выбора нужных листов карт на сборных таблицах указаны названия крупных городов. Сборные таблицы издаются на отдельных листах. ...

»
Для обеспечения полета строго по установленной схеме захо­да на посадку необходимо учитывать влияние ветра. Рассмотрим порядок расчета элементов захода на посадку на примере. Пример. ПМПУ=90°; δ = 60°; U=12 м/сек; Нв.г = 400 м; УНГ = 2°40"; круг правый; L = 6950 л; t2 = 20 сек; S3 = 5830л; t3 = 72 сек; КУР3=130°; КУР4 = 77°; Sг.п = 1950 м; Sт.в.г = 8600 м; само­лет Ан-24. Рассчитать элеме...

»
Чтобы рассчитать время догона впереди летящего самолета, необходимо знать расстояние между самолетами, путевые скорости и время пролета самолетами контрольного ориентира. Время догона впереди летящего самолета t дог =S/ W2 — W1

»
Радиодевиация определяется на 24 ОРК через 15°. На каждом ОРК с помощью девиационного пеленгатора измеряется КУР и вычисляется радиодевиация по формуле Δр = КУР-ОРК. Радиодевиация может определяться по невидимой или види­мой радиостанции.

»
Предполетная штурманская подготовка организуется и про­водится командиром корабля перед каждым полетом с учетом конкретной навигационной обстановки и метеорологических ус­ловий, складывающихся непосредственно перед вылетом. В этот период каждый член экипажа выполняет по своей специально­сти перечень обязательных действий в соответствии с Инструк­цией по организации и технологии предполетной подгот...

»
Имея поляру автожира, мы можем приступить к вычислению и построению кривой потребных тяг для горизонтального полета у земли. Ввиду того, что автожир может совершать горизонтальный полет при больших углах атаки (благодаря тому, что у него нет срыва струй, как у самолета), тяга его винта будет давать вертикальную слагающую и уравнения установившегося равномерного горизонтального полета для автожира...

»
Ориентировать карту по странам света — это значит располо­жить ее так, чтобы северные направления истинных меридианов карты были направлены на север. В практике самолетовождения ориентирование карты по странам света осуществляют по компасу или земным ориентирам.

»
Видоизмененная поликоническая проекция была принята на международной геофизической конференции в Лондоне в 1909 г. и получила название международной. В этой проекции из­дается международная карта масштаба 1: 1 000 000. Строится она по особому закону, принятому международным соглашением.

»
Оплетка для троса (рис. 64). Много хлопот доставляет не­опытным моделистам-кордови-кам проблема вывода тросов управления из крыла. Слу­чайный их перегиб — и заеда­ние в системе управления поч­ти всегда грозит аварией для летательного аппарата. Один из самых просты и эффективных способов, поз­воляющих избежать, подобных неприятностей,— использова­ние спиральных пружин, вклеенных в закон...

»
Издаваемые карты отражают различные сведения о местности, т. е. каждая карта имеет определенное содержание. Содержанием (нагрузкой) карты называется степень отражения топографических элементов местности на ней. При составлении карт учитывают их масштаб и назначение и изображают на них лишь те элементы, которые необходимы при пользовании данными картами. На авиационные карты наносятся гидрографи...

»
Кордовая модель воздуш­ного боя «Юниор» (рис. 38) разработана под двигатель с рабочим объемом 1,5 см3. Вы­полнена она по схеме «летаю­щее крыло». Основной сило­вой элемент модели — кром­ка-лонжерон. Его выполняют следующим образом: из липы или сосны выстругивают рей­ку сечением 20x3 мм и дли­ной 750 мм, к боковым сто­ронам которой приклеивают еще три рейки сечением 10х 3 мм: с передней &mdas ...

Цель. Дать кружковцам первоначальные сведения о работе воздушного винта, создании им силы тяги; ознакомить их с историей возникновения и применения вертолета. Изготовить простейшую модель вертолета - "муху", наиболее подготовленным кружковцам построить модели вертолета "Белка" и "Бабочка".

Методические рекомендации. На эту тему целесообразно отвести четыре занятия. Перед изучением данного материала руководитель напоминает кружковцам о необходимости соблюдать правила безопасной работы с инструментом и оборудованием.

В начале первого занятия руководитель рассказывает о принципах работы воздушного винта. Используя схемы, наглядные пособия, демонстрируя воздушные винты разных авиационных моделей, он объясняет, как влияют диаметр, шаг и частота вращения винта на силу тяги.

Затем, используя заранее подготовленные шаблоны, заготовки, приступают к изготовлению простейшей модели вертолета - "мухи", обращая особое внимание на соблюдение последовательности операций и качество выполнения винта. Продолжают эту работу и на втором занятии. Завершают его запусками (соревнованиями) простейших моделей вертолета.

Третье занятие начинают с рассказа о создании, основных элементах конструкции вертолетов, их практическом применении. После этого приступают к изготовлению моделей вертолета "Белка" или "Бабочка". Заканчивают работу на четвертом занятии.

Лопастной воздушный винт, приводимый во вращение двигателем, создает силу тяги, необходимую для движения или поддержания в воздухе летательного аппарата.

Различают тянущий, толкающий, соосные винты, винты неизменяемого и изменяемого шага, реверсивный и флюгерный. Тянущий винт устанавливается на летательном аппарате впереди двигателя, толкающий винт - позади двигателя.

Соосные - два винта, помещенные один за другим или друг над другом на соосных валах и вращаемые в противоположные стороны. Такие винты позволяют при относительно малом диаметре снимать большую мощность с двигателя и уравновешивать реактивные моменты.

У винта неизменяемого шага (ВНШ) лопасти выполнены заодно со втулкой; у винта изменяемого шага (ВИШ) лопасти могут поворачиваться в полете с помощью специального устройства или автоматически.

Лопасти реверсивного винта в полете можно устанавливать под отрицательным углом, чтобы получить тормозящую силу. Флюгерный винт при остановке позволяет устанавливать лопасти по потоку для уменьшения сопротивления.

Различают несущий и рулевой винты вертолетов. Несущий винт (ротор) поддерживает и перемещает вертолет в воздухе. Рулевой винт (обычно хвостовой) - вспомогательный, он уравновешивает реактивный момент несущего винта и используется для управления вертолетом в горизонтальной плоскости.

На авиамоделях воздушный винт приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания или резиновым двигателем.

Лопасти вращающегося винта набегают на воздух под некоторым углом атаки и отбрасывают его назад, а сами, как бы отталкиваясь от воздуха, стремятся двигаться вперед. Таким образом возникает сила, направленная вдоль оси вращения, называемая силой тяги.

Сила тяги винта зависит от его частоты вращения, диаметра и шага.

Шаг винта - расстояние, проходимое винтом за один оборот, если бы воздух был твердым телом. Винты с большим углом установки лопастей называют винтами большого шага, а с малым углом установки - винтами малого шага.

Шаг Н винта можно вычислить по формуле

H = 2πR tgα, где R - радиус винта; α - угол установки лопасти.

Вертолет (геликоптер) - летательный аппарат тяжелее воздуха, в котором подъемная сила создается при помощи вращающихся от двигателей воздушных винтов, из которых по крайней мере один несущий.

Изобретателем вертолета можно считать великого русского ученого М. В. Ломоносова. Он первый обосновал и практически подтвердил идею создания летательного аппарата, поднимающегося в воздух, используя энергию воздушного винта. В 1754 г. М. В. Ломоносов демонстрировал полет модели своего аппарата. Два четырехлопастных винта, вращаемых часовыми пружинами в разные стороны, создавали подъемную силу этой модели. Следует отметить, что современные вертолеты с соосными винтами в принципе не отличаются от "аэродромической машины" М. В. Ломоносова.

В 1768 г. англичанин Пенктон выпустил книгу "Теория винта Архимеда", в которой писал о винтокрылом аппарате, названном им птероформом и имеющем два винта * . В 1784 г. французы Лонуа и Бьенвеню построили геликоптер-игрушку (модель), который поднимался в воздух с помощью четырехлопастного винта, приводимого в движение тетивой от лука.

* (См.: Арлазоров М. С. Винт и крыло. М., 1980, с. 14. )

Однако попытки поднять в воздух человека на подобных аппаратах в то время были безуспешны. Техника не располагала достаточно мощным и легким двигателем. И лишь в начале XX в. впервые появились настоящие вертолеты. На второй Международной воздухоплавательной выставке в Москве (1912 г.) золотой медали был удостоен Б. Н. Юрьев (впоследствии академик). Он представил научно обоснованный проект вертолета и изготовил его.

Сейчас вертолеты можно встретить повсюду: в суровой Арктике, в знойной пустыне, в сибирской тайге и в тундре. Вертолет незаменим там, где невозможно использовать самолет, ведь для взлета и посадки ему достаточно малой площади, например крыши здания, палубы корабля и даже платформы грузового автомобиля.

Вертолеты применяют для перевозки людей в труднодоступных районах, для ледовой разведки, для тушения лесных пожаров, в сельском хозяйстве, на службе ГАИ и т. д. С каждым годом возрастает роль вертолетов в народном хозяйстве. Вертолеты Ми-1, Ми-4, Ми-6, Ми-10, Ка-26, Ка-32 известны не только в нашей стране, но и за рубежом.

Современные вертолеты строят по различным конструктивным схемам: одновинтовые с рулевым винтом, двухвинтовые соосные, реактивные и т. д.

Фюзеляж вертолета отличается от фюзеляжа самолета: передняя часть - широкая, хвостовая - продолговатая, в виде балки, конец которой загнут вверх (например, у вертолетов М. Миля). В фюзеляже размещены двигатель, механизмы передачи движения на несущий винт (трансмиссия), кабина экипажа и места для пассажиров и груза.

Вертолеты имеют в основном трехстоечное шасси.

Лопасти несущего винта (ротора) приводятся во вращение двигателем, коленчатый вал которого соединен через шестеренную передачу со втулкой винта.

Основная особенность несущего винта вертолета - изменение углов наклона его лопастей в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Эти функции выполняет автомат перекоса, изобретенный Б. Н. Юрьевым и применяемый на всех современных вертолетах. Автомат перекоса позволяет изменять плоскость вращения и угол наклона несущего винта. Изменяя силу тяги и ее направление, можно заставить вертолет подниматься или опускаться, лететь горизонтально, неподвижно зависать в воздухе.

Основы теории полета очень трудны для понимания кружковцев, но для получения некоторого представления об управлении вертолетом необходимо объяснить им следующее. Для набора высоты двигатель "выводят" на наибольшую частоту вращения, а лопасти устанавливают на максимальный угол. В этом случае сила тяги винта превышает вес вертолета.

Чтобы вертолет висел неподвижно в воздухе, необходимо силу тяги винта сделать равной весу машины. Это достигают подбором угла установки лопастей и частоты их вращения.

Для горизонтального полета ось вращения лопастей "наклоняют" в сторону движения.

Ротор вертолета обладает еще одной интересной особенностью: при остановленном в полете двигателе винт продолжает вращаться от набегающего потока воздуха. В этом случае ротор работает на режиме самовращения - авторотации. Благодаря этому несущий винт создает силу тяги, достаточную для плавного, безопасного спуска вертолета.

Простейший вертолет "муха". Простейший вертолет состоит из воздушного винта, насаженного на стержень (рис. 16, а). Предлагается такая последовательность изготовления воздушного винта. Из мягкой древесины (липа, ольха) выстругивают прямоугольный брусок размером 180 X 23 X 10 мм. На широкой его стороне проводят две взаимно перпендикулярные осевые линии. В точке их пересечения сверлят отверстие диаметром 5 мм. Сверху накладывают шаблон винта и обводят карандашом (сначала одну лопасть, потом, повернув шаблон на 180°, другую). Затем ножом срезают участки бруска, выходящие за пределы очерченной линии. Зажав брусок в тиски, обрабатывают его напильником.

Рис. 16. Летающий винт - простейший вертолет "муха": а - лопасть винта; б - порядок изготовления; в - запуск

После этого рисуют вид сбоку. Отступив от центра 30 м и отметив на концах от верхней плоскости толщину 2 мм, соединяют эти точки. Участки, выходящие за пределы этих линий, срезают и изготовляют лопасти винта. Изготовление лопастей очень ответственная работа. Они должны быть тонкими, в симметричных сечениях иметь одинаковый наклон, одну и ту же форму, одинаковую закрутку. Масса лопастей должна быть одинаковой. Этого достигают тщательной обработкой, лучше в 3-4 этапа.

На первом этапе ножом грубо обрабатывают обе лопасти, затем уменьшают их толщину напильником, одновременно придавая правильную форму. Второй этап - доводка формы и толщины лопастей крупнозернистой шлифовальной шкуркой. Чтобы получить лопасти одинаковой массы, винт надевают на тонкую проволоку и добиваются его уравновешивания во всех положениях. Третий этап - тщательное шлифование лопастей мелкозернистой шкуркой.

После изготовления лопастей выстругивают стержень диаметром 5 мм, немного заостряют один конец и вставляют в отверстие винта. Стержень должен входить туго и иметь такую длину, чтобы "муху" было удобно держать в руках при запуске. Обычно длина стержня в 1,5 раза больше диаметра винта.

При запуске стержню придают вертикальное положение и, зажав его между ладонями, заставляют винт быстро вращаться; затем разжимают ладони. "Муха" под действием подъемной силы ротора стремительно взвивается. Правда, энергия вращения скоро иссякает: остановившийся винт уже не создает подъемной силы, и "муха", взлетев на 10-15 м, опускается на землю.

Если в момент запуска "наклонять" ось вращения, можно заставить "муху" лететь в нужном направлении.

Модель вертолета "Белка" (рис. 17). Эта модель летает так же, как и настоящий вертолет, который имеет два соосных несущих ротора. Нижние лопасти закрепляют на раме (фюзеляже), изготовленной из двух липовых пластин 7 размером 220 X 10 X 1 мм и верхней 4 и нижней 9 бобышек.


Рис. 17. Модель вертолета "Белка" (а) и шаблон лопасти (б): 1 - лопасть; 2 - ступица ротора; 3 - шайба; 4 - верхняя бобышка; 5 - вал винта (ротора); 6 - брусочки; 7 - боковые пластины; в - кронштейн; 9 - нижняя бобышка; 10 - крючок для крепления резинового двигателя

Лопасти 1 выполняют из плотной чертежной бумаги. Две лопасти вклеивают в ступицу 2 верхнего ротора, а две другие - посредством кронштейнов 8 крепят к раме. Крючок 10 и вал 5 изготовляют из стальной проволоки диаметром 0,5 мм. Для уменьшения трения на вал надевают шайбу 3.

Резиновый двигатель состоит из 10-12 нитей резины сечением 1 X 1 мм. Вращая верхний ротор по ходу часовой стрелки, закручивают двигатель и пускают модель вверх.

Модель вертолета "Бабочка" (рис. 18). Хороший полет у этой модели будет при качественном изготовлении винта. Для него подбирают брусок древесины (липы, осины) размером 160 X 10 X 8 мм. В центре делают отверстие для вала винта. Затем накладывают на широкую сторону прямоугольника шаблон лопасти и обрисовывают вначале одну половину, потом другую. Ножом обрабатывают заготовку по контуру и сбоку. Держа заготовку в левой руке за одну половину, срезают углы другой. При этом необходимо, чтобы верхняя часть лопасти была выпуклой, а нижняя плоской или немного вогнутой. Чистовую обработку лопастей винта выполняют шлифовальной шкуркой. Лопасти обязательно балансируют. Готовый винт покрывают 3-4 раза нитролаком.


Рис. 18. Модель вертолета "Бабочка": 1 - винт; 2 - крючок (проволока диаметром 0,5 мм, длиной 32 мм); 3 - шайбы; 4 - бобышка верхняя (ляпа); 5 - крыло; 6 - рейка; 7 - бобышка нижняя (липа); 8 - крючок (проволока диаметром 0,5 мм длиной около 20 мм

Из липы вырезают верхнюю и нижнюю бобышки. Рубанком выстругивают две рейки длиной 135 мм и сечением 3 X 3 мм и приклеивают их к бобышкам. Получается рамка - фюзеляж модели.

Из бамбука вырезают две рейки длиной 300 мм и сечением 3 X 1,5 мм и изгибают над пламенем свечи или спиртовки, придавая им нужную форму. В верхней части фюзеляжа их привязывают нитками с клеем к рейкам, в нижней закрепляют в бобышку. Получаются своеобразные крылья, которые склеивают папиросной бумагой.

Из стальной проволоки диаметром 0,5 мм сгибают два крючка. Один прикрепляют к нижней бобышке, другой, продев через верхнюю бобышку, к винту.

На крючки надевают резиновую нить - резиномотор. Число нитей подбирают опытным путем. Резиновую нить закручивают и пускают модель в полет. Можно раскрасить крылья вертолета, тогда он будет похож на бабочку.