Винтокрылый летательный аппарат, называемый также винтокрылом, – летательный аппарат, у которого подъемная сила создается вращающимися винтами. Хотя полеты винтокрылых летательных аппаратов были осуществлены только в 20 в., сама концепция винтокрыла имеет намного более раннее происхождение. В рукописи Леонардо да Винчи (1452–1519) имеется рисунок машины с винтом на вертикальной оси, приводимым в движение мускульной силой летящего на ней человека. Это, несомненно, прообраз вертолета. В настоящее время существуют как небольшие двухместные учебные вертолеты, так и гигантские транспортные винтокрылые машины, способные поднимать в воздух более 22 т груза и перевозить, например, гусеничные транспортные средства. Вертолеты – это высокоманевренные и универсальные летательные аппараты, предназначенные для выполнения разнообразных функций и не требующие больших и ровных площадок для взлета и посадки. Самолеты могут лететь быстрее, чем вертолеты, но только в одном направлении. Вертолеты редко развивают скорости выше 320 км/ч, однако могут перемещаться в любую сторону и при необходимости зависать в воздухе.
Полет вертолета объясняется теми же законами аэродинамики, что и полеты любых других летательных аппаратов тяжелее воздуха, а именно – обтеканием воздухом лопастей винта или крыльев, создающих подъемную силу. В случае самолета воздух обтекает крыло, движущееся вперед. В случае вертолета воздух обтекает лопасть винта, вращающегося над фюзеляжем. Так как подъемная сила возникает при вращении винта, сам вертолет может перемещаться туда, куда его направят. Крутящий момент. Вследствие вращения винта на фюзеляж вертолета действует момент сил, закручивающий его в противоположном направлении. Существует несколько способов компенсации этого крутящего момента, и соответственно различаются схемы вертолетов. Наиболее распространенной является схема с большим несущим винтом, устанавливаемым над фюзеляжем и обеспечивающим создание подъемной силы и горизонтальное перемещение, и небольшим хвостовым винтом, который вращается в вертикальной плоскости, как винт самолета, и используется для управления. Хвостовой винт создает силу тяги, момент которой противоположен крутящему моменту, порождаемому несущим винтом, и препятствует вращению фюзеляжа. В двухвинтовой конфигурации вертолет имеет два несущих винта, вращающихся в горизонтальной плоскости. Винты устанавливаются на противоположных концах летательного аппарата и вращаются в противоположных направлениях, взаимно компенсируя моменты. В двухвинтовых схемах один винт располагается в передней части фюзеляжа, а второй – в хвостовой; такая схема называется продольной. У некоторых винтокрылов эти два винта расположены на концах поперечных выносных ферм (поперечная схема); по этой схеме выполняются летательные аппараты с поворотными воздушными винтами (см. ниже). Наконец, существуют вертолеты с винтами, установленными друг над другом на одной оси и вращающимися в противоположных направлениях. Эта схема называется соосной. Соосная схема является одной из первых концепций винтокрылов, однако она нашла практическое воплощение только в Советском Союзе (вертолеты Н.И.Камова, который приступил к их конструированию еще в начале 1920-х годов). Хотя схема вертолета с несущим и хвостовым винтами оказалась наиболее подходящей во многих отношениях, возникло желание убрать хвостовой винт, так как на его работу расходуется часть мощности двигателя, а лопасти могут представлять опасность. Фирма «Макдоннелл – Дуглас геликоптер» (США) разработала летательный аппарат, на котором крутящий момент гасится с помощью воздушной струи, выдуваемой из хвостовой части вертолета. Регулируя величину и направление реактивной силы струи, летчик создает компенсирующий крутящий момент.
Согласно данным специалистов в настоящее время вертолеты составляют около 40-50% парка всех летательных аппаратов мира, находящихся в эксплуатации. Темпы роста парка гражданских вертолетов составляют около 15% в год. Столь широкое распространение вертолеты получили благодаря определенным преимуществам по сравнению с другими типами летательных аппаратов. Среди этих преимуществ наиболее существенными являются способность вертолета зависать на месте и выполнять вертикальный подъем и спуск. Это позволяет совершать взлет и посадку на ограниченном пространстве и, по существу, переводит вертолет в класс безаэродромных летательных аппаратов. Благодаря указанным достоинствам вертолет способен выполнять задачи, недоступные самолетам. К числу таких задач относятся крано-монтажные работы, перевозка пассажиров и грузов в районы, не имеющие взлетно-посадочных полос, авиахимработы в труднодоступных местах, над садами и виноградниками. Широкий диапазон скоростей полета способствует применению вертолетов в поисково-спасательных операциях, инспекционных и осмотровых полетах. Дальнейшее совершенствование вертолетной техники повышает конкурентоспособность ее применения по сравнению с самолетами в транспортных перевозках на малые и средние расстояния, а также с другими видами транспорта. Растет роль вертолетов и в военных сферах применения. Вертолет прошел путь от применения в качестве связного и легкого разведывательного до тактического транспортного и основного боевого летательного аппарата. В последнее время существенно возросла роль вертолета в качестве средства противодействия тактическим средствам ведения военных действий, таких как бронетанковая техника, артиллерийские орудия, вертолеты и даже самолеты.
После появления в войсках вертолетов их почти сразу стали использовать не только для транспортных и десантных операций, но и непосредственно для ведения боевых действий. Их применение определило одну из специфических особенностей практически всех послевоенных конфликтов - активное использование аэромобильных операций. При этом наступающая сторона во время высадки тактического или оперативно-тактического десанта использует все воздушные средства сухопутных войск. Вертолеты в это время не только высаживают десант, но и участвуют в прикрытии районов погрузки и выгрузки десанта, охранения «транспорта» на маршруте следования, огневой поддержки штурмовых отрядов непосредственно на поле боя. В это же время вертолетные части обороняющихся уничтожают живую силу, огневые средства и подвижную наземную технику наступающих. Все эти задачи экипажи вертолетов выполняют в тесном взаимодействии с авиационными частями.
Вьетнамская война и последующие региональные конфликты доказали высокую эффективность вертолетов огневой поддержки при борьбе с танками. Для проверки этих данных впоследствии провели учения, условия которых максимально имитировали реальную боевую обстановку. На танки и вертолеты устанавливались специальные приборы для регистрации «попаданий» снарядов и ракет. Они подтвердили, что в соотношение потерь в бою колеблется от 3:1 до 10:1 в пользу вертолетов. Это объясняется использованием ими для противоборства разного оружия и принципиальным отличием в маневренных возможностях. Танки используют для защиты от вертолетов крупнокалиберные зенитные пулеметы, а их воздушный противник - противотанковые управляемые реактивные снаряды (ПТУРСы). При этом вертолет может атаковать танк из-за естественных укрытий, находясь за пределами дальности действенного огня танковых зенитных средств. В результате вертолет начинает атаку оставаясь практически неуязвимым для танка и может многократно повторять ее. Тактическое и огневое преимущество вертолета против танка можно компенсировать только дополнительными специализированными зенитными средствами или воздушными истребителями вертолетов.
