КОНЦЕПТ ТРЁХВИНТОВОГО ВЕРТОЛЁТА С ВИНТАМИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ДИАМЕТРА

Ценность трёхвинтовой схемы повысится,если разнос тяги сосредоточить в продольном гнаправлении - тогда он будет обеспечивать эффективное управление тангажём.При этом необходимый для управления боковым креном разнос в поперечном направлении также обеспечивается.
Имеется в виду,что передний винт будет иметь больший диаметр,а боковые - меньший.Целесообразность такого варианта сопряжена ещё и с тем,что расположенный над фюзеляжем передний винт работает менее эффективно,чем боковые,расположенные на специальных крыльях.На переднем винте более опасен срыв потока - это приведёт к пикированию,- поэтому имеет смысл придать ему больший диаметр.
Наконец,схема "один большой - два малых" позволит достичь баланса реактивных моментов лопастей при вращении в противоположные стороны переднего и боковых: суммарная длина лопастей вторых может быть равна суммарной длине лопастей первого.Тогда не потребуется дополнительных способов компенсации реактивных моментов.
В такой схеме боковые винты перекрываются с передним внедрением дисков друг в друга до половины радиуса большого винта и 3/4 радиусов малых.При этом для сохранения необходимого для безопасного расхождения лопастей расстояния между ними их число ограничивается четырьмя у большого винта и тремя у малых.

В предложенном варианте диски винтов располагаются на одном уровне по высоте,надобности в подъёме одних над другим нет.Это отвечает гармоничности конструкции в целом и обеспечивает одновременность работы винтов на экранном эффекте при взлёте,гарантирующую одновременный отрыв от грунта стоек шасси.Расположение винтов на одном уровне минимизирует лобовое аэродинамическое сопротивление.
У трёхвинтового вертолёта,в отличие от двухвинтового продольной схемы,передний винт не затеняет задние (они расположены по диагонали от его оси),что делает возможным расположение задних без подъёма.

Некоторый дефицит числа лопастей компенсируется их сосредоточением в перекрытых внутренних секторах; рассредоточенность же лопастей во внешних секторах способствует минимизации аэродинамического сопротивления.
Ширина лопастей всех винтов делается равной,что компенсирует некоторый недостаток покрытия у трёхлопастных задних.

Равенство скорости вращения осей винтов и соответственно угловой скорости их лопастей обеспечивается синхронизирующим механизмом,представляющим собой связь валов боковых винтов с валом переднего через зубчатую передачу (абсолютно жёсткая связь,не допускающая "проскальзывания").

Наиболее целесообразно применение двигательной установки из двух турбовальных двигателей,размещённых в нафюзеляжном капоте.Для удобства организации привода и питания они располагаются с разносом к бортам.
Двигательный тандем целесообразно сместить в заднюю часть фюзеляжа.При этом приводные валы нагруженных турбин выводятся вперёд через полые оси турбокомпрессоров,где соединяются с приводным механизмом.Редуктор переднего винта находится на его оси; редукторы боковых винтов для оптимизации конструкции механизма встроены в синхронизирующий механизм - находятся в точках соединения валов двигателей с приводными валами винтов.

Дифференцированное изменение тяги винтов для управления вертолётом обеспечивается изменением угла установки лопастей отдельных винтов.Изменение оборотов винтов возможно при неизменной подаваемой мощности.

Боковые винты устанавливаются на уровне 2/3 фюзеляжа от носа к корме на специальном стреловидном крыле.Целесообразность такого варианта связана с тем,что крыло одновременно выполняет функции и установочного элемента,и свою прямую - аэродинамическую по созданию дополнительной подъёмной силы (в скоростном полёте - до 50%).При этом умеренное удлинение и стреловидная форма позволяют ему выполнять конструкционную несущую функцию без дополнительных силовых элементов.Механизации крыло вертолёта не имеет,все регулирующие функции выполняют винты.Стреловидная форма связана только с необходимостью покрытия продольного пространства до 2/3 фюзеляжа назад,но она не мешает аэродинамической функции крыла (созданию подъёмной силы) и снижает лобовое сопротивление.

Создаваемая винтами тяга приблизительно равна,что реализуется при меньшем диаметре задних винтов бОльшим номинальным углом установки их лопастей (они работают как более тяжело нагруженные,чем передний).Поэтому при соответствии центра тяжести вертолёта центру фюзеляжа задние винты,несущие вдвое бОльшую подъёмную нагрузку,располагаются на уровне 2/3 фюзеляжа,а передний - предельно близко к носовому торцу,насколько это позволяет форма носовой части.
Соответственно мощность двигателей распределяется на все винты в равной пропорции.
Необходимость синхронизации требует равенства скорости их вращения.

Для стабильного положения в воздухе вертолёта представленной схемы требуются автоматы перекоса.Особенно чувствителен к перекосу передний винт,принимающий непосредственно встречный поток; для предотвращения дисбаланса в системе задние винты также снабжаются автоматами перекоса.
Система управления циклическим шагом обеспечивает как курсовую,так и деферентную стабилизацию вертолёта.

Как уже упоминалось,в схеме отсутствуют дополнительные элементы для преодоления реактивных моментов лопастей.Путевое управление обеспечивается изменением угла установки лопастей одного,двух или всех винтов.Тангажное и деферентное управление обеспечивается изменением общего шага лопастей винтов в противоположных секторах (для изменения тангажа меняется угол установки лопастей в паре "передний - задние";для управления боковым креном - в паре "правый задний - левый задний".Управление подъёмной и несущей силой обеспечивается изменением подаваемой мощности (оборотов винтов) и общего шага лопастей всех винтов.

Хвостовое оперение,наилучшим образом обеспечивающее стабилизацию вертолёта при данной схеме - трёхкилевое с доминирующим центральным килевым пером.Крупное центральное перо киля вписывается между задними секторами боковых винтов.Малые боковые перья располагаются на концах горизонтального хвостового оперения,представляющего собой узкое прямое крыло малого удлинения.Крупное центральное килевое перо обеспечивает стабилизацию вертолёта при скоростном полёте за счёт эффекта набегающего потока,скорость которого соответствует скорости полёта.Малые боковые перья находятся в потоках винтов и обеспечивают стабилизацию аппарата независимо от горизонтального движения.Действующий на них поток - более плотный,чем действующий на большое центральное перо,поэтому требуемая их площадь и соответственно размеры меньше.
Горизонтальное хвостовое оперение обеспечавает тангажную стабилизацию аппарата.

Наилучшую аэродинамику вертолёта даёт достаточно узкий длинный фюзеляж - с отношением длины к поперечнику,несколько превышающим 8:1 - и ощутимо острым сужением носовой части; к хвостовой части сужение начинается от уровня 3/4 фюзеляжа,что соответствует его нейтральной - не стреловидной,и не каплевидной форме.
Хвостовая балка отсутствует,так как не требуется расположением аэродинамических элементов.Хвостовое оперение располагается непосредственно на суженной хвостовой части фюзеляжа.

Конструкция фюзеляжа - полумонокок,позволяющая оптимальным образом распределить несущие элементы.Поперечный набор усилен дополнительными шпангоутами в центральной части,где к нему крепятся крыльевые консоли.Продольный набор,- дополнительные стрингеры - введены в верхней части,где смонтированы двигатели.