Opis wiatrakowca, historia i konstrukcja tego aparatu, zdjęcia i wideo

Zdjęcie wiatrakowca w locie Większość ludzi, którzy nie są związani bezpośrednio z lotnictwem, widząc ten aparat w locie lub stojący na ziemi, najprawdopodobniej pomyśli: “Jaki śmieszny mały helikopterek!” – i od razu popełni błąd. W rzeczywistości na podobieństwie w wyglądzie wszystko się kończy. To dlatego, że wiatrakowiec i helikopter wykorzystują zupełnie różne zasady do lotu.

Dlaczego wiatrakowiec lata

W helikopterze siła nośna i siła ciągu są generowane przez obracający się wirnik główny (jeden lub więcej), do którego napęd jest stale przekazywany przez silnik za pośrednictwem złożonego systemu przekładni. Układ sterowania zmienia płaszczyznę obracającego się wirnika w żądanym kierunku, umożliwiając ruch postępowy, manewrowanie oraz regulację prędkości.

Lotnia z silnikiem O innym rodzaju aparatu ultralekkiego lotnictwa, jakim jest lotnia z silnikiem , możesz przeczytać również na naszej stronie.
O motoparalotni i aerodynie dowiesz się pod tym adresem . Poznaj aparaty ze skrzydłem miękkim i napędem silnika.

Lot wiatrakowcem Konstrukcja i zasada działania wiatrakowca są zupełnie inne i chyba bardziej przypominają samolot (szybowiec, motolotnię).

Siła nośna jest wytwarzana przez strumień powietrza natarcia, natomiast rolę skrzydła pełni swobodnie obracający się wirnik (zwyczajowo nazywany rotorem). Ruch postępowy zapewnia ciąg silnika napędowego, umieszczonego odpowiednio z przodu lub z tyłu aparatu latającego. Co więc wprawia rotor w ruch? Jedynie strumień powietrza natarcia. To zjawisko nazywa się autorotacją.

Bez wątpienia zasada ta została podpowiedziana przez samą naturę. Można zwrócić uwagę na nasiona niektórych drzew (klonu, lipy), które są wyposażone w swoisty „śmigło”. Gdy dojrzewają, wysychają i oddzielają się od gałęzi, nie spadają prosto w dół. Opór powietrza obraca ich „rotory”, pozwalając nasionom na dość długi czas szybowania, oddalając się od macierzystego drzewa na znaczne odległości. Siła grawitacji oczywiście ostatecznie działa, i nasiona lądują na ziemi. Ale w tym właśnie tkwi wyzwanie dla ludzkiego geniuszu – znaleźć sposób na kontrolowanie takiego lotu.

W wiatrakowcu napęd rotora przez silnik odbywa się jedynie w początkowej fazie lotu, aby nadać mu niezbędną do startu prędkość obrotową. Następnie następuje krótki rozbieg, wznoszenie – i już, w życie wchodzi prawo autorotacji – rotor obraca się całkowicie autonomicznie, aż do pełnego lądowania aparatu. Pod pewnym kątem natarcia rotor tworzy siłę nośną potrzebną do lotu.

Historia aparatu latającego

Historia stworzenia wiatrakowca Pierwszym, który poważnie zaczął badać i praktycznie stosować zasadę autorotacji, był hiszpański inżynier-konstruktor Juan de la Cierva. Na początku swojej kariery, zajmując się budową samolotów w najwcześniejszej epoce lotnictwa, musiał przeżyć katastrofę swojego dzieła – trójsilnikowego dwupłatowca, po czym całkowicie skoncentrował się na zupełnie nowym kierunku aeronautyki.

To właśnie on, po długich testach w tunelu aerodynamicznym, sformułował i teoretycznie uzasadnił zasadę autorotacji. Do 1919 roku pierwsza modelowa koncepcja została opracowana, a w 1923 roku wiatrakowiec C-4 po raz pierwszy wzbił się w powietrze. Konstrukcja ta bazowała na zwykłym kadłubie samolotu, który zamiast skrzydeł był wyposażony w rotor. Po szeregu modernizacji rozpoczęto nawet małoseryjną produkcję takich aparatów we Francji, Anglii i Stanach Zjednoczonych.

Pierwszy radziecki wiatrakowiec KASKR-1 Praktycznie równolegle postępy czynili też radzieccy konstruktorzy lotniczy. W specjalnie utworzonym Wydziale Konstrukcji Szczególnych (OOK) CAGI opracowano własny projekt wiatrakowca. W efekcie pierwszy radziecki aparat KASKR-1 wzbił się w powietrze w 1929 roku.

Został stworzony przez grupę młodych inżynierów, w skład której wchodził Nikołaj Iljicz Kamow, późniejszy wybitny konstruktor serii helikopterów „Ka”. Warto zauważyć, że Kamow zazwyczaj uczestniczył również w lotach testowych swoich dzieł.

KASKR-2 był bardziej dopracowaną i niezawodną maszyną, co zostało zademonstrowane przed przedstawicielską komisją rządową na lotnisku w Chodynce w maju 1931 roku.

Bungee Jumping Dla tych, którzy kochają wysokość, polecamy zapoznać się z opowieścią o różnych rodzajach skoków z wysokości: bungee jumping , rope jumping, base jumping i innych.
Opowieść o wspinaczce oraz różnorodnych formach tego sportu znajdziecie na tej stronie .
Top pięciu filmów o parkourze

Dalsze badania i ulepszenia konstrukcyjne doprowadziły do stworzenia seryjnego modelu, który otrzymał nazwę R-7. Urządzenie to zostało zaprojektowane według schematu wiatrakowca o skrzydłach, co pozwalało znacząco zmniejszyć obciążenie wirnika oraz poprawić prędkość.

Może to zabrzmieć niewiarygodnie, ale właśnie R-7 w odległym 1934 roku ustanowił rekord prędkości dla latających maszyn tego typu – 220 kilometrów na godzinę, rekord ten pozostaje niepobity do dziś!

N.I. Kamow nie tylko projektował i ulepszał swoje urządzenie, ale również nieustannie poszukiwał dla niego praktycznego zastosowania. Już w tamtych latach wiatrakowce R-7 były wykorzystywane do opryskiwania terenów rolniczych.

Podczas operacji ratunkowej w związku z pierwszą wyprawą polarną Papanina w 1938 roku, na lodołamaczu „Ermak” stał gotowy do startu R-7. Chociaż wtedy pomoc tej pokładowej maszyny latającej nie była wymagana, sam fakt świadczy o dużej niezawodności tego urządzenia.

Niestety II wojna światowa przerwała wiele prac konstrukcyjnych w tej dziedzinie. Późniejsze ogromne zainteresowanie technologią śmigłowców zepchnęło wiatrakowce na dalszy plan.

Wiatrakowiec na wojnie

Wiatrakowiec A-7-ЗА Jest oczywiste, że w pierwszej połowie ubiegłego wieku, w tym niezwykle zmilitaryzowanym okresie, każda nowa technologia była analizowana pod kątem zastosowań wojskowych. Wiatrakowce również nie uniknęły tego losu.

Pierwszą bojową maszyną wiatrakowcową był wspomniany R-7. Biorąc pod uwagę jego zdolność do unoszenia ładunku użytecznego o masie 750 kg, wyposażano go w 3 karabiny maszynowe, sprzęt fotograficzny, środki komunikacji, a nawet niewielki zestaw bombowy.

Eskadra bojowa składająca się z 5 wiatrakowców A-7-ЗА brała udział w walkach w rejonie wybrzuszenia jelniańskiego. Niestety, całkowita wówczas dominacja przeciwnika w powietrzu uniemożliwiła wykorzystanie tych powolnych maszyn do dziennych misji rozpoznawczych – były one wykorzystywane wyłącznie w nocy, głównie do rozrzucania materiałów propagandowych na pozycje wroga. Warto wspomnieć, że inżynierem eskadry był nikt inny jak M.L. Mil, późniejszy twórca śmigłowców serii „Mi”.

Wiatrakowców używali także nasi przeciwnicy. Specjalnie dla potrzeb niemieckiej floty podwodnej opracowano bezsilnikowy pojazd „Focke-Achgelis” FA-330, będący w istocie latającym wiatrakowcem. Składano go w zaledwie kilka minut, następnie rotor był obracany przymusowo, a wiatrakowiec startował na wysokość do 220 metrów, będąc przeciąganym przez rozwijającą prędkość łódź podwodną. Taka wysokość lotu pozwalała na prowadzenie obserwacji w promieniu do 50 kilometrów.

Podjęto również odważne próby w Wielkiej Brytanii. Przygotowując się do inwazji na północną Francję, planowano połączyć wiatrakowiec z wojskowym jeepem, aby można było go zrzucać z pokładu ciężkiego bombowca. Jednak pomimo dość pomyślnych testów, od projektu ostatecznie odstąpiono.

Sztuczki rowerowe Ci, którzy chcą nauczyć się sztuczek na rowerze , powinni przeczytać pierwszy artykuł na ten temat - o tym, jak nauczyć się jazdy na tylnym kole.
O nowym sporcie-rozrywce pod nazwą „slackline” możecie przeczytać pod tym linkiem .

Zalety i wady wiatrakowca

Wiatrakowiec wykonany przez pasjonatów z miasta Siergijew Posad Twórcom wiatrakowca udało się rozwiązać wiele kwestii związanych z bezpieczeństwem i ekonomicznością lotów, co nie udało się w przypadku samolotów czy śmigłowców:

Utrata prędkości, na przykład przy awarii silnika marszowego, nie powoduje wejścia w „korkociąg”.
Autorotacja wirnika pozwala na miękkie lądowanie nawet przy całkowitej utracie ruchu postępowego. Warto zauważyć, że właściwość ta stosowana jest również w śmigłowcach – tam tryb autorotacji aktywuje się w sytuacjach awaryjnych.
Krótki dystans potrzebny do startu oraz lądowania.
Niska wrażliwość na przepływy termiczne i turbulencje.
Ekonomiczny w eksploatacji, prosty w budowie, jego produkcja jest znacząco tańsza.
Obsługa wiatrakowca jest znacznie łatwiejsza niż samolotu czy śmigłowca.
Praktycznie niewrażliwy na wiatr: 20 metrów na sekundę to dla niego normalne warunki.

Są jednak pewne wady, nad którymi entuzjastyczni konstruktorzy nieustannie pracują:

Istnieje ryzyko „koziołkowania” podczas lądowania, zwłaszcza w modelach ze słabym statecznikiem tylnym.
Nadal nie zostało w pełni zbadane zjawisko nazywane „martwą strefą autorotacji”, które może spowodować zatrzymanie obrotów wirnika.
Loty na wiatrakowcu nie są dozwolone w warunkach możliwego oblodzenia – może to prowadzić do wyłączenia wirnika z trybu autorotacji.

Ogólnie jednak, zalety znacząco przewyższają wady, co pozwala zakwalifikować wiatrakowiec do jednych z najbezpieczniejszych maszyn latających.

Jak jeździć na deskorolce Jak jeździć na deskorolce? Porady dla początkującego skateboardera.
Jak samodzielnie zrobić fingerboard i nauczyć się wykonywać triki? Przeczytaj tutaj .
Jak wybrać odzież do zimowych sportów ekstremalnych? Artykuł o ubraniach dla snowboardzistów .

Czy istnieje przyszłość?

Samodzielnie skonstruowany wiatrakowiec Entuzjaści tego rodzaju mini-aviacji jednogłośnie odpowiadają, że „era wiatrakowców” dopiero się zaczyna. Zainteresowanie nimi odrodziło się na nowo i obecnie w wielu krajach na świecie produkowane są seryjne modele tych statków powietrznych.

Pod względem pojemności, prędkości, a nawet zużycia paliwa, wiatrakowiec śmiało konkuruje z powszechnie znanymi samochodami osobowymi, przewyższając je swoją wielofunkcyjnością oraz niezależnością od dróg.

Oprócz funkcji transportowej, wiatrakowce znajdują zastosowanie w patrolowaniu lasów, wybrzeży morskich, terenów górskich, ruchliwych autostrad, a także mogą być używane do wykonywania zdjęć lotniczych, nagrań wideo czy obserwacji.

Niektóre nowoczesne modele są wyposażone w mechanizm pozwalający na „skokowy” start, inne umożliwiają udany start z miejsca, w przypadku obecności wiatru o prędkości powyżej 8 km/h, co jeszcze bardziej zwiększa funkcjonalność wiatrakowców.

Wiodącym producentem na współczesnym rynku jest niemiecka firma „Autogyro”, która produkuje do 300 maszyn rocznie. Również Rosjanie nie pozostają w tyle — w naszym kraju powstaje szereg seryjnych modeli, takich jak: „Irkut” zakładów lotniczych w Irkucku, „Twist” aeroklubu „Twister-Klub”, „Myśliwy” opracowany przez Naukowo-Techniczne Centrum „Aero-Astra” i innych.

Liczba zwolenników tego rodzaju podboju nieba stale rośnie.