Вместе с тем очень выгодно иметь несущие винты наибольшего диаметра, так как при этом резко возрастает их коэффициент полезного действия вследствие увеличения площади, ометаемой лопастями, и уменьшения нагрузки на квадратный метр этой площади.
Если у самолетов важно сохранять в определенных пределах нагрузку на квадратный метр площади крыла, которая определяется по формуле
p = G>пол/S>кр,
где р — нагрузка на площадь крыла в кг/м>2;
G>пол — полетный вес самолета в кг;
S>кр — площадь крыла самолета в м>2,
то у вертолетов принято определять нагрузку на квадратный метр ометаемой несущим винтом площади, которая равна
p = G>пол/π∙R>2∙K
где р — нагрузка на ометаемую площадь в кг/м>2;
G>пол — полетный вес вертолета в кг;
R — радиус несущего винта в м;
К — коэффициент, равный 0,9 ÷ 0,92.
Следует иметь в виду, что при определении нагрузки на ометаемую винтом площадь необходимо брать не геометрическую F>геом, а эффективную F>эф площадь винта, которая меньше геометрической вследствие потерь на несущем винте. Комлевые потери несущего винта происходят из-за малых скоростей элементов лопастей у комля, а также из-за того, что середина винта занята втулкой. Концевые потери возникают за счет волнового сопротивления концевой части лопасти и перетекания потока у конца снизу вверх. Отношение эффективной площади несущего винта к его геометрической площади равно
K = F>эф/F>геом = 0,9 ÷ 0,92
Обычно на хорошо летающих вертолетах нагрузка на квадратный метр ометаемой винтом площади имеет следующие значения:
— для легких вертолетов — 11–15 кг/м>2;
— для тяжелых вертолетов — 18–23 кг/м>2.
Диаметр несущих винтов на двух-трехместных вертолетах достигает 10–15 м, на средних вертолетах — 17–20 м, а на тяжелых вертолетах — 20–25 м и более.
Отношение площади всех лопастей несущего винта к ометаемой площади принято называть коэффициентом заполнения (σ), величина которого у современных вертолетов колеблется в пределах 0,03—0,08.
У всех, кто в первый раз видел вертолет с остановленным несущим винтом, закрадывалось сомнение: могут ли узкие и гибкие лопасти несущего винта, на вид такие непрочные, быть надежной опорой для такой тяжелой машины, как вертолет, тем более что они закреплены на втулке винта не жестко, а при помощи шарниров.
Однако эти опасения совершенно неосновательны.
Лопасть неподвижного несущего винта вертолета очень гибка. Опираясь на нижний упор втулки под действием только своего веса, она, сильно изогнувшись, свешивается вниз.
