По моему скромному мнению, причиной данного эффекта является Кориолисова сила (Кориолисово ускорение), а никак не самосинхронизация, не говоря уже о спин-эффектах и т.д.
А теперь давайте поподробнее. Как известно, у вертолета в поступательном полете (а также на висении или рулении при наличии ветра) скорость обтекания элемента лопасти воздушным потоком складывается из окружной скорости плюс поступательная скорость самого вертолета для наступающей лопасти и минус поступательная скорость вертолета для отступающей лопасти.
Соответственно, из-за большей скорости обтекания воздушным потоком и подъемная сила у наступающей лопасти будет больше. Таким образом, на несущем винте со стороны наступающей лопасти возникает кренящий (опрокидывающий) момент, направленный в сторону отступающей лопасти. По этой причине опрокидывались в полете первые автожиры.
Для устранения возникающего опрокидывающего момента лопасти стали крепить к втулке несущего винта с помощью горизонтальных шарниров, которые позволили наступающей лопасти совершать маховое движение вверх.
Маховое движение лопасти вверх явилось причиной приближения центра масс лопасти к центру вращения (к втулке несущего винта), что и привело в действие Кориолисову силу, стремящуюся увеличить окружную скорость вращения лопасти.
Самым простым и наглядным примером действия Кориолисовой силы является вращающийся на льду фигурист. Для увеличения скорости вращения он прижимает руки к себе (разнос масс уменьшается). Для уменьшения скорости вращения фигурист разводит руки в стороны (разнос масс увеличивается).
Кориолисова сила, направленная вперед для наступающей лопасти и направленная назад для отступающей лопасти, вызвала повышенные знакопеременные нагрузки в комлевой части лопасти, и конструкторы вынуждены были установить на втулку несущего винта еще и вертикальные шарниры. Диапазон поворота лопасти в вертикальном шарнире достаточно широк. Например, для вертолета Ми-2 он составляет 15 градусов вперед (по вращению) и 6 градусов назад (против вращения).
Вполне естественно, что для группы однотипных вертолетов, выполняющих установившийся режим полета, под воздействием Кориолисовой силы лопасти установятся примерно в одном азимутальном положении. Причем для вертолетов с большим количеством лопастей обсуждаемый нами эффект на фотоснимке будет выглядеть более реалистично.
Кстати, на прилагаемом Вами снимке звена вертолетов Ми-24 у ведомого второй пары (внешний ведомый) наступающая лопасть находится на несколько градусов впереди по сравнению с остальными вертолетами, т.к. скорость его на развороте как минимум на 20 км/ч больше, соответственно больше и маховое движение, а значит и Кориолисова сила оказывает большее воздействие.
Так как рулевой (хвостовой) винт жестко связан трансмиссией с несущим винтом, его положение на снимке будет в строгой зависимости от положения лопастей несущего винта.
Вполне естественно, что с уменьшением количества лопастей несущего винта увидеть на фотоснимке явление, о котором мы сегодня ведем речь, будет труднее. В качестве иллюстрации предлагаю Вам посмотреть фото.
С уважением, В.Калайда
