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 возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти? Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти?

Почему 1-2 Гбайт оперативки в телефоне — слишком мало?

CHIP
В чем разница между SDR и HDR? Это нужно знать каждому диджитал-артисту! В чем разница между SDR и HDR? Это нужно знать каждому диджитал-артисту!

Как выбрать подходящий формат для вашего проекта? Что значит SDR и HDR?

ТехИнсайдер
9 причин начать употреблять цветную капусту прямо сейчас 9 причин начать употреблять цветную капусту прямо сейчас

Цветная капуста — универсальный источник растительных волокон

Cosmopolitan
Мозг, исцеляющий себя Мозг, исцеляющий себя

Реальные истории людей, которые победили болезни и преобразили свой мозг

kiozk originals
Это не Альцгеймер: 7 причин, по которым может ухудшаться память Это не Альцгеймер: 7 причин, по которым может ухудшаться память

Тебе кажется, что ты забываешь всё, и боишься, что это ранняя деменция?

Cosmopolitan
Найти время на чашку чая и тишину: руководство по обретению радости Найти время на чашку чая и тишину: руководство по обретению радости

Практики и медитации, которые дадут вам путь более осмысленной и радостной жизни

Forbes
Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами

Любовь окрыляет. А иногда окрыляет и расставание

Cosmopolitan
7 ошибочных суждений о летучих мышах 7 ошибочных суждений о летучих мышах

Обоснованна ли плохая репутация летучих мышей?

Популярная механика
Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной

Ихтиологам впервые удалось описать биофлуоресценцию у глубоководных удильщиков

N+1
Как рассказывать о бывших Как рассказывать о бывших

Стоит ли рассказывать о своих бывших?

GQ
Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком

История нашей читательницы: как преодолеть стереотипы и начать зарабатывать?

Cosmopolitan
META представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИ META представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИ

Почему ИИ должны самостоятельно учиться выполнять различные задачи?

Популярная механика
Овечкин и вечность Овечкин и вечность

Александр Овечкин из хоккейной звезды превращается в величайшего хоккеиста

Men’s Health
Прочь от реальности: топ-11 аудиокниг для каникул Прочь от реальности: топ-11 аудиокниг для каникул

11 аудиокниг — и ровно столько же необычайных миров

Популярная механика
Зачем нужна зима? Зачем нужна зима?

Преодолеть зиму и стать лучше

GQ
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
За кого нельзя выходить замуж: советы 1930 года За кого нельзя выходить замуж: советы 1930 года

Как профессор Герлинг объяснял, какие мужчины хуже всего годятся в супруги?

Cosmopolitan
Сколь велик шанс, что вокруг — Матрица, а мы на самом деле живем в симуляции? Сколь велик шанс, что вокруг — Матрица, а мы на самом деле живем в симуляции?

«Гипотеза симуляции» — все вокруг реальность или симуляция?

Популярная механика
Композиторы ароматов: кто на самом деле создал Chanel №5 Композиторы ароматов: кто на самом деле создал Chanel №5

Глава о парфюмере Эрнесте Бо и его сотрудничестве с Коко Шанель

Forbes
Десять забытых штрафов ГИБДД. О чем могут не знать водители Десять забытых штрафов ГИБДД. О чем могут не знать водители

Редкие штрафы ГИБДД, о которых могли не слышать даже автомобилисты со стажем

РБК
Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают

На что влияют циркадные ритмы и можно ли их настроить?

РБК
Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности

Ранее считалось, что повреждение сунгирцу нанесли лопатой во время раскопок

N+1
Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь

Понять, твой ли это человек, можно по нескольким признакам

Cosmopolitan
15 признаков того, что абьюзер в отношениях – это ты, и что делать дальше 15 признаков того, что абьюзер в отношениях – это ты, и что делать дальше

От насилия действительно чаще страдают женщины, но случается и наоборот

Лиза
10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне 10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне

Эти хитрости помогут вам приготовить ужин ничуть не хуже, чем в ресторане

Популярная механика
Тормозной суппорт: как устроен и чем важен Тормозной суппорт: как устроен и чем важен

Что такое суппорт, зачем он нужен, как устроен и чем опасен его выход из строя

РБК
«Вокруг того света. История и география загробного мира» «Вокруг того света. История и география загробного мира»

Как выглядел потусторонний мир в доимперском Китае?

N+1
Широко распространенный вирус может вызывать рассеянный склероз Широко распространенный вирус может вызывать рассеянный склероз

Как связаны вирус Эпштейна-Барр и рассеянный склероз?

Популярная механика
Как купить или продать NFT: зарабатываем на цифровом искусстве Как купить или продать NFT: зарабатываем на цифровом искусстве

Как покупать и продавать NFT-картины, стихи, гифки или песни

CHIP
Открыть в приложении