Несущий винт предназначен для создания подъемной и пропульсивной сил на всех режимах полета, а также для обеспечения продольной и поперечной устойчивости и управляемости вертолета (рис. 8.1).
НВ определяет не только летно-технические и маневренные характеристики, но и уровень надежности всего летательного аппарата. Это связано со спецификой его работы и нагружения.
Несущий винт современных вертолетов состоит из втулки и лопастей. Лопасти, представляющие собой вращающийся аналог крыла, крепят ко втулке. Они обеспечивают создание подъемной силы. Втулка является кинематическим механизмом, обеспечивающим передачу крутящего момента с вала НВ на лопасти, угловые перемещения лопасти в плоскости вращения и плоскости взмаха, а также изменения углов атаки сечений лопасти.
Специфичность требований, предъявляемых к разрабатываемому или модифицируемому вертолету (особенности назначения, эксплуатации и т.д.), является причиной разнообразия винтов и их конструкций. Основные особенности могут быть учтены с помощью ряда критериев, закладываемых на начальном этапе проектирования ЛА:
1. Критерий назначения – это критерий общего проектирования, разрабатываемый на основании технического задания на вертолет, который должен обеспечить возможность выполнения заданных характеристик ЛА (дальность полета, скорость, полезную нагрузку, условия взлета-посадки) и некоторых специфических требований (например, максимальную удельную нагрузку).
2. Критерий летно-технических характеристик (ЛТХ). ЛТХ входят как непременный пункт в техническом задании на проектируемый вертолет. Одним из наиболее важных этапов проектирования является определение предельных режимов полета. При этом должны быть рассмотрены:
— характеристики на режиме висения для различных высот;
— максимальные и минимальные скорости горизонтального полета и максимальная скороподъемность на всех высотах;
— переход на планирующий полет и посадка на авторотации с любого режима полета;
— улучшение маневренности с высокими перегрузками во всем диапазоне скоростей, требующее постановки дополнительных крыльев и (или) вспомогательных тяговых устройств.
3. Критерий управляемости. Современные вертолеты определяются не только ЛТХ, но также и характеристиками управляемости и устойчивости. Согласно рекомендациям необходимо обеспечить уровень этих показателей не ниже минимально допустимых на всех режимах полета.
4. Критерий уровня шума и вибрации. Шум, создаваемый вертолетом, определяют как внутри, так и снаружи ЛА. Уровень шума внутри ограничивают, исходя из эмпирических стандартов, учитывающих комфорт, возможность речевого общения и физиологические факторы. Внешний уровень шума регламентируется нормативными документами, что объясняется использованием вертолетов в качестве транспортного средства в густонаселенных регионах (например, воздушное такси в городах-мегаполисах).
Более важной, чем шум, является проблема вибрации, так как она приводит не только к снижению комфорта пассажиров, но и к значительному снижению уровня эксплуатационной надежности вертолета. Решение этой проблемы достаточно сложное и требует комплексного подхода, поэтому в настоящее время можно говорить лишь о попытках снижения уровня вибраций.