Вертолеты часто классифицируют по их назначению: многоцелевые, пассажирские, транспортные, боевые и другие. В зависимости от решаемых задач вертолеты строятся легкими, средними и тяжелыми, могут оснащаться одним или несколькими двигателями... Но все эти типы классификации не отражают основных конструктивных отличий одной машины от другой. В этом смысле правильнее разделять вертолеты по способу погашения реактивного момента несущего винта.
Не вдаваясь в подробности аэродинамики, объяснить это можно просто. Воздушный винт, вращаясь в одну сторону, стремится развернуть вертолет в противоположную сторону. Необходимо погасить этот реактивный момент тем или иным способом. Рассмотрим, как различные конструктивные схемы вертолетов справляются с этой задачей.
Одновинтовая схема: вертолетная классика
На протяжении всей истории вертолетостроения самой распространенной была и остается классическая схема – это вертолеты с одним несущим и одним рулевым (хвостовым) винтом. Впервые такая конструкция была предложена русским ученым Борисом Николаевичем Юрьевым еще в 1911 году. Неудивительно, что одновинтовые вертолеты первыми начали производиться серийно. В списке современных представителей – ударные Ми-28Н, многоцелевые Ансат и Ми-38, офшорные Ми-171А3, транспортные Ми-26, среди зарубежных – это AH-64 Apache, UH-60 Black Hawk или легкий коммерческий Robinson R22.
 |
| Ми-28Н. |
| Источник: Вертолеты России |
Несущие винты могут содержать от двух до пяти лопастей. При их вращении возникает реактивный момент, который компенсирует рулевое устройство на хвостовой балке. Обычно, это рулевой винт, но может быть и фенестрон – винт в кольцевом обтекателе. Например, такую конструкцию можно увидеть на новейшем гражданском вертолете Ка-62. Считается, что «винт в кольце» надежнее защищен, что повышает безопасность машины. Также скорость вращения такого винта может быть больше, а уровень вибраций – меньше.
 |
| Ка-62. |
| Источник: Вертолеты России |
Классическая одновинтовая схема успешно зарекомендовала себя на протяжении многих лет. В первую очередь, благодаря простоте конструкции и управления. Конечно, как и в любой схеме, не обходится без недостатков. Например, вращение рулевого винта «съедает» значительную часть мощности силовой установки. Одновинтовые вертолеты продолжают эволюционировать – конструкторы не перестают работать над их совершенствованием.
Соосная схема: от Ломоносова до Камова
В соосной схеме рулевой винт отсутствует, но есть два несущих винта – верхний и нижний, которые располагаются на одной оси и вращаются в противоположных направлениях. Так винты компенсируют реактивный момент.
Интересный факт – соосная схема несущих винтов, несмотря на свою редкость, старше одновинтовой схемы на 157 лет. Ее автором стал Михаил Ломоносов – собственную аэродромическую модель ученый представил в июле 1754 года. Позже знаменитый авиаконструктор Николай Камов «вывел в небо» вертолеты соосной схемы.
 |
| Ка-8 «Иркутянин». |
| Источник: Вертолеты России |
Первый соосный летательный аппарат КБ им. Камова – Ка-8 «Иркутянин» – больше напоминал летающий мотоцикл: нет фюзеляжа, вся конструкция из стальных труб, а пилот сидит в открытом кресле. «Иркутянин» был способен подниматься на 250 метров максимум, а скорость развивал до 80 км/ч. Но главной инновацией Ка-8 были несущие трехлопастные винты, расположенные один над другим. С этого момента соосная схема стала визитной карточкой практически всех вертолетов марки «Ка».
Первым серийным отечественным вертолетом с соосной схемой винтов стал Ка-15. Позже появились знаменитые корабельные Ка-27, ударные Ка-50 и транспортные Ка-226. В настоящее время главными современными представителем соосной схемы являются ударный Ка-52 «Аллигатор» и новейший противопожарный вертолет Ка-32А11М.
 |
| Ударный вертолёт Ка-52 "Аллигатор". |
| Источник: http://www.russianhelicopters.aero/ |
Но все же соосная схема винтов не получила такого широкого распространения, как одновинтовая. Причиной этому можно считать сложность в конструировании. Однако, это компенсируется явными преимуществами соосной схемы. Во-первых, соосный вертолет более компактный, что делает машину маневренной. В частности, такой вертолет способен выполнять фигуры высшего пилотажа, которые не под силу вертолетам классической схемы. Во-вторых, вертолеты соосной схемы обладают большей боевой живучестью за счет отсутствия хвостового винта с его редуктором и приводами. В-третьих, у вертолетов соосной схемы выше коэффициент весовой нагрузки, то есть соотношение полезной нагрузки и общей полетной массы.
Продольная и поперечная схемы: вертолеты-гиганты с двумя несущими винтами
Еще одна конструктивная схема – вертолеты с двумя несущими винтами. В этом случае для погашения реактивного момента они вертятся в противоположном направлении. Винты могут располагаться продольно – в передней и хвостовой части вертолета. Это позволяет значительно увеличить габариты и грузоподъемность машины без потери управляемости. За внушительный внешний вид такие вертолеты получили прозвище «летающие вагоны». Типичный представитель – американский тяжелый военно-транспортный вертолет CH-47 Chinook и его модификации.
 |
| Вертолет Ми-12. |
| Источник: Вертолеты России |
Другой вариант – поперечная схема, когда несущие винты располагаются на «крыльях» по бокам фюзеляжа. В качестве примера можно вспомнить Ми-12, который был разработан в 1960-х годах в КБ Миля. В августе 1969 года прототип этой машины установил рекорд грузоподъемности среди вертолетов – поднял в небо груз массой 44,2 тонны. Для сравнения – сегодня самый грузоподъемный в мире вертолет Ми-26 (классическая схема) может поднимать грузы массой до 20 тонн, а американский CH-47 Chinook (продольная схема) – около 13 тонн. Известен случай, когда наш Ми-26 эвакуировал подбитый Chinook в Афганистане.
 |
| Ми-26 эвакуирует CH-47 Chinook. |
| Источник: Вертолеты России |
Схема с двумя несущими винтами, как продольного, так и поперечного типа, позволила увеличить грузоподъемность вертолетов и расширить объем их грузовых кабин. В классической одновинтовой схеме создание таких «тяжеловесов» достаточно проблематично, в первую очередь, из-за необходимости несущего винта такого большого диаметра. Впрочем, конструкторам КБ Миля удалось создать Ми-26 в классической одновинтовой схеме и успешно обойти все проблемы вертолетов с двумя несущими винтами, среди которых – значительное увеличение массы конструкции, сложность управления.