Несущий винт
Несу́щий ви́нт вертолёта, предназначен для создания аэродинамических сил (подъёмной и пропульсивной), необходимых для осуществления полёта и управления летательным аппаратом. Состоит из двух или большего числа лопастей, закреплённых на втулке, установленной на валу. В зависимости от схемы вертолёта несущий винт устанавливают в верхней части фюзеляжа, на конце крыльев либо ферм (вертолёты поперечного сечения). Различают несущий винт с механическим и реактивным (не получил распространения из-за высокого расхода топлива) приводами. С помощью системы управления, позволяющей изменять создаваемые несущим винтом величину и направление равнодействующей аэродинамической силы, вертолёт может зависать неподвижно в воздухе, перемещаться в пространстве в любом направлении. При отказе двигателей несущий винт может быть переведён в режим авторотации (при этом лопасти вращаются за счёт энергии набегающего потока).
В зависимости от способа крепления лопастей к втулке различают шарнирные и жёсткие несущие винты. Втулка шарнирного несущего винта имеет в большинстве случаев 3 шарнира – осевой, горизонтальный и вертикальный. Изменение величины и направления создаваемой несущим винтом силы осуществляется путём поворота лопастей относительно осевого шарнира, соединённого с автоматом перекоса. Горизонтальный шарнир позволяет лопасти совершать колебания относительно плоскости вращения несущего винта, разгружая при этом её комлевую (корневую) часть от изгибающего момента, обусловленного несимметричным обтеканием при движении по азимуту в горизонтальном полёте вертолёта. Вертикальный шарнир необходим для разгрузки лопасти от изгибающего момента, возникающего при её колебаниях относительно горизонтального шарнира, и позволяет лопасти совершать качание в плоскости вращения. Изменяющиеся по времени аэродинамические и инерционные силы создают динамическое нагружение лопастей. Нагрузки передаются на фюзеляж, вызывая вибрации элементов конструкции вертолёта, для уменьшения которых на лопастях или втулке устанавливаются гасители колебаний.
В шарнирах используются подшипники качения, скольжения, эластомерные подшипники (от греч. ἐλαστός – гибкий, тягучий), а также упругие элементы, выполненные из металла или из композиционных материалов. Конструктивно лопасть несущего винта обычно состоит из лонжерона, являющегося её основным силовым элементом, и хвостовых отсеков. Лонжерон изготавливается из металла (алюминиевые, стальные и титановые сплавы) или из волокнистых композиционных материалов. Для защиты от обледенения лопасти имеют противообледенительную электрическую систему. Лопасти с металлическими лонжеронами снабжаются системой сигнализации повреждений. Для уменьшения габаритов вертолётов при транспортировке, а также при размещении их на авианесущих кораблях втулки оборудуются системой складывания лопастей.
Основными характеристиками несущего винта являются: его радиус R, угловая скорость вращения вала ω, скорость концов лопастей ωR и создаваемая несущим винтом сила тяги T. Например, несущий винт российского вертолёта Ми-26 имеет 8 лопастей радиусом R = 16 м и развивает наибольшую среди серийных вертолётов силу тяги T = 520 кН. Для элементов несущего винта устанавливается ресурс эксплуатации в часах полёта. Аэродинамическое совершенство несущего винта определяется его геометрическими характеристиками (числом лопастей, их формой в плане и геометрической круткой), а также набором специальных аэродинамических профилей, установленных по радиусу лопасти.
Несущий винт устанавливается также на автожирах, винтокрылах и др. Для увеличения максимальной скорости полёта винтокрылых летательных аппаратов разрабатываются несущие винты с жёстким креплением лопастей к втулке, с регулируемой в полёте угловой скоростью вращения, изменяемым радиусом и геометрической круткой лопастей и др.