Первый автожир Хуана де ла Сьервы перевернулся дважды, а затем он применил принцип взмаха лезвия, гениальный ход. Хлопание создается за счет движения лезвия вверх и вниз. В зависимости от конструкции головки ротора это делается по-разному:

• С помощью качающегося шарнира на ступице, обеспечивающего вертикальное вращение.
• С помощью качающегося шарнира на конструкциях с двумя лопастями, где обе лопасти вместе шарнирно соединены так, что они могут качаться, при этом одно взмахивает вверх, а другое — вниз.

Подъемная сила остается одинаковой с обеих сторон из-за взмахов лопастей. Если лопасти могут свободно перемещаться вверх и вниз, движущаяся вперед лопасть действительно испытывает большую подъемную силу, но в результате этого начинает двигаться вверх и уменьшает угол атаки. Лезвие, идущее назад, испытывает обратную реакцию: меньшая подъемная сила заставляет лезвие опускаться и увеличивает угол атаки. Распределение подъемной силы с взмахами и без них показано на этом рисунке из Prouty, Helicopter Performance, Stability and Control:

Локальное распределение угла атаки вертолета, летящего со скоростью 115 уз, выглядит следующим образом:

Лезвие, идущее назад, имеет локальный угол атаки 9°, недалеко от сваливания. Увеличение воздушной скорости в какой-то момент приведет к срыву лопасти при отступлении с соответствующей потерей подъемной силы и увеличением лобового сопротивления, после чего вертолет начнет переворачиваться.

Обратите внимание, что область обратного потока не является большой проблемой при создании подъемной силы:

• Он находится близко к центру диска, где подъемная сила в любом случае минимальна.
• Потеря подъемной силы уменьшается из-за увеличенного угла атаки.
• Мало того, что подъемная сила реверсируется, сопротивление также отрицательно: в этой области воздушный поток фактически помогает двигать лопасть, немного уменьшая требуемую мощность профиля.

Вы правы в том, что наступающая лопасть создает большую подъемную силу, чем отступающая, и вы правы в том, что взмахи противодействуют этой асимметричной подъемной силе. Однако это гораздо больший эффект, который проявляется каждый раз, когда на несущем винте возникает асимметричная подъемная сила:

Гироскопическая прецессия

Гироскопическая прецессия - это (очень нелогичное) физическое явление, при котором крутящий момент, приложенный к объекту с большим угловым моментом (в данном случае от несущего винта), фактически вызывает вращение этого объекта примерно на 90 ° градусов позже в этом направлении вращения.

Таким образом, увеличенная подъемная сила наступающей лопасти на самом деле приводит к тангажу вверх, а не к крену влево, как можно было бы ожидать.

Это даже застало Игоря Сикорского врасплох во время летных испытаний первого вертолета Сикорского:

Команда разработчиков не была знакома с тем фактом, что вращающийся ротор обладает гироскопическими свойствами (прецессией), которые требуют поворота на 90 градусов, прежде чем они станут эффективными. Таким образом, VS-300 катился влево, когда циклический рычаг выдвигался вперед. Первые пилоты, Игорь Сикорский и Серж Глухарефф, понятия не имели, были ли проблемы с управлением вызваны конструкцией вертолета или техникой пилотирования.

Copters.com описывает это явление более подробно, а Smarter Every Day также предлагает фантастическое видео, объясняющее его.