Ameerika sõjaväe helikopterid. Nimed, kirjeldused ja omadused. Helikopteri diagrammid 2 propellerhelikopterit

Seni välja töötatud paljude helikopterite disainilahenduste hulgas on laialdaselt kasutatav konstruktsioon kahe koaksiaalselt paikneva rootoriga, mida esmakordselt kasutas M. V. Lomonosov oma "lennuvälja masinal". Selle skeemi mõlemad rootorid asuvad samal teljel, üks teise all. Ülemise kruvi võll läbib alumise kruvi õõnesvõlli seest. Propellerid pöörlevad vastassuundades, nii et kaks reaktsioonimomenti edastatakse kerele, tasakaalustades üksteist. Selle konstruktsiooni järgi ehitatud helikopterid on hea manööverdusvõimega.

Eelkõige, muutes ühe sõukruvi labade paigaldusnurki võrreldes teise sõukruvi labade paigaldusnurkadega (diferentsiaalne muutus propellerite üldises sammus), saavutatakse nende reaktsioonimomentide erinevus, mis kerele edastatuna pöörab kopterit ühes või teises suunas. Pikisuunalist ja külgmist juhtimist ning üles-alla juhtimist kirjeldatakse allpool. Praegu märgime vaid, et sellise juhtimise põhimõtted on enamiku helikopterite puhul samad.

Kahe propelleriga helikopter

Venemaal ehitati selle skeemi järgi helikopter juba 1907. aastal disainer Antonovi poolt. Hiljem kasutati seda skeemi paljudes riikides. Kaasaegne helikopteri disain II. I. Kamov loodi ka kahe kruviga koaksiaalprojekti järgi.

Selle konstruktsiooni järgi ehitatud helikopterite peamised eelised on nende väiksus ja kerge kaal. See saavutatakse pika sabarootori ja pikkade võllide puudumisega, mis edastaksid pöördemomendi mootorilt sõukruvitele, kuna propellerid on paigaldatud samale vertikaalteljele kõrvuti.

Huvitav on märkida, et kõik kuni 800 kg kaaluvad kopterid on ehitatud kahe rootoriga koaksiaalkonstruktsiooni kasutades. Võimalik, et sellistest helikopteritest saavad lähitulevikus laialt levinud individuaalseks kasutamiseks mõeldud lennukid.

Sellel skeemil, nagu igal teisel, pole puudusi. Seega, kuna alumine sõukruvi töötab ülemise sõukruvi poolt tagasi visatud ja väänatud õhuvoolus, halvenevad selle töötingimused ja propelleri arvutamine projekteerimise ajal on keeruline.

Kahe pikisuunas paikneva rootoriga helikopter

Pikisuunaliste rootoritega helikopteri disaini pakkus esmakordselt välja N. I. Sorokin. Selle skeemi kohaselt asub üks propeller kere esiosa kohal ja teine ​​- saba kohal. Mõlemat propellerit saab juhtida ühe või kahe mootoriga. Kruvide pöörlemissuund on vastupidine, et vastastikku tühistada reaktiivmomendid.

Selle skeemi järgi on kasulik ehitada rasket mitmekohalist kopterit, kuna sellise helikopteri kere osutub mugav tuba lasti ja reisijate jaoks ning lisaks on selle konstruktsiooniga helikopteril hea pikisuunaline juhitavus ja see võimaldab oluliselt muuta raskuskeskme asendit piki kere telge. Seega, kui kopter langetab nina, s.t raskuskese liigub ettepoole, tekib sukeldumismoment, mida saab hõlpsasti kõrvaldada ninarootori tõukejõu suurendamisega, vähendades vastavat propelleri tõukejõudu. saba. Raskuskeskme liigutamisel peavad pilud suurendama sabasse paigaldatud sõukruvi tõukejõudu ja vähendama ninapropelleri tõukejõudu.

Selle konstruktsiooni järgi ehitatud helikopteri eeliseks on see, et sellel on väike kere ristlõige ja seetõttu madal kahjulik takistus, mis võimaldab lennata suurimatel kiirustel.

Selle skeemi järgi ehitatud kopteri miinuseks on see, et tagarootor töötab kopteri ettepoole lennates eelnevalt esirootori poolt häiritud õhus ja see vähendab selle efektiivsust.

Näidatud on kahe pikisuunas paikneva propelleriga helikopteri mudel. Angaaris hoidmise hõlbustamiseks saab kopteri rootori labad kere kohale voltida, mis vähendab oluliselt kopteri suurust.

Boeing CH-47 Chinook (ing. Boeing CH-47 Chinook) on Ameerika Ühendriikide pikisuunalise disainiga rasketranspordihelikopter. See asendas USA armees helikopteri CH-54 ja seda on laialdaselt kasutatud alates 1960. aastate algusest. Eksporditud 16 riiki. Lisaks USA-le on seda alates 1970. aastast toodetud Itaalias (üle 200 helikopteri) ja Jaapanis (Kawasaki tootis 54 kopterit).


Loomise ajalugu

Kaasaegse armee kõige olulisem omadus koos lahingujõuga on selle liikuvus. Ja kui globaalses mastaabis tagab vägede ülekandmise transpordilennuk, siis otse lahinguväljal pole see ilma helikopteriteta võimatu. Esimest korda sõnastas USA armee oma nõuded transpordihelikopterile 1956. aastal “Relvasüsteemi SS 471L nõuded”. Kaks võimsaimat Ameerika helikopterifirmat, kelle nimedes, muide, hääldasid slaavi juuri, astusid kohe võitlusse. tulusa lepingu eest: " Pyasetsky Helicopter Corporation" ja "Sikorsky Aircraft". Frank Pyasetsky võitis kahe rootoriga pikisuunalise helikopteri projektiga, mis on "Chinooki" prototüüp. Kahe rootoriga tandemkonstruktsioon oli tuntud alates 18. sajandil ja sai populaarseimaks 19. Ja esimene, mis tegelikult sisse lendas 1907. aasta augustis oli Prantsuse disaineri Cornu helikopteril kaks 6-meetrist propellerit, nina ja saba, mis pöörlesid vastassuundades.Kuid kl. samas unustati see pikaks ajaks: võimsate mootorite ja kergete konstruktsioonimaterjalide puudumisel tundus kahe sõukruvi pöörlemine liiga raiskav... “Renessanss” sai alguse 1945. aastal, kui Pjasetski lõi oma “Lendava banaani” (millest sai teine ​​helikopter Sikorsky R-4 järel, seeriatootmine USA-s). Sellele järgnesid N-21 “Workhorse”, N-25 “Army Mule”, N-16 “Transporter” jne. Huvitav on see, et oma ajaloo jooksul muutus “Pyasetsky Helicopter” palju: omanik (1955. F. Pyasetsky lahkus ettevõttest ja juhtis kuni 80. aastateni väikest piloottehast, mis töötas Boeing Corporationi heaks, nimi (Pyasetsky Aircraft, Vertol Aircraft, Boeing Vertol, Boeing), baasettevõte, jäädes truuks ainult ühele - kõigile masinatele, mida ta ehitatud olid pikisuunalise konstruktsiooniga kahe rootoriga helikopterid.

Esimesi "tandemeid" kasutati laialdaselt armees ja mereväes, rahuajal ja Korea konfliktis ning neid kiideti üldiselt. Nagu selgus, olid neil tõsised eelised: nad olid stabiilsed, massikeskme liikumise suhtes tundlikud, võimaldasid lasti mahutamiseks kasutada peaaegu kogu kere (mille jaoks nad said nime "lendav auto") ja realiseeris võimsust tõhusamalt elektrijaam. Selgus ka puudused, nii ehituslikud (keerulised ja rasked jõuülekanded pöördemomendi ülekandmiseks, kahe käigukasti, kahe sõukruvi olemasolu), aerodünaamilised (tagumise sõukruvi segamine edasilennul) kui ka töökorras (kõrge hoolduse keerukus). Ja need olid kallimad... Esimene katse "SS 471L nõudeid" täita oli V-107 projekt, mille kallal alustati 1957. aasta mais. Kuna see loodi Vertol Aircrafti omavahendite arvelt (nagu see algas). kutsuda 1957. a kompaniis), raha kokkuhoiuks otsustati võimalikult palju lähtuda eelmise N-21 seadme tehnilistest lahendustest. Kõige radikaalsem erinevus on turbovõlli (varasemas terminoloogias - turbopropeller- või gaasiturbiin) mootorite (TVD) kasutamine kolbmootorite asemel. Sellest on saanud iseloomulik tunnus“teise põlvkonna” helikopterid, mis võimaldasid sooritada lennuvõimekuses samasuguse kvalitatiivse hüppe kui lennukitele turboreaktiivmootori ilmumine.

22. aprillil 1958 tegi V-107 oma esimese lennu ja peagi tellis armee 10-st sõidukist koosneva seeria tähise YHC-1A all, et saada teatrioperatsiooni kogemusi. Kuid juba enne esimese ehitamist otsustasid sõjaväelased, et neil on vaja midagi võimsamat. Kogu nõuetest kristalliseerus välja põhiline: uue sõiduki lahinguraadius peab 6000 jala (1830 m) kõrgusel lennates olema 115 miili (185 km), s.o. väljaspool jalaväe õhutõrjesüsteemide ulatust. Ka veidi suurendatud kolmemootoriline versioon lükati tagasi ja paratamatult tuli keskenduda uuele projektile, mis sai “majasisese” tähise V-114, ja isegi kiirustada, sest Sikorsky oma ühe propelleri projektidega "hingas meile kuklasse". Sellegipoolest oli Vertol kui mitte esikümnes, siis üheksas kindlasti - V-107 võeti laevastiku poolt vastu transpordihelikopteri arendamise baasmudelina, mis aastast 1962 läks nime all masstootmisse. CH- 46 "Mere rüütel" - "Mere rüütel".

V-114 ehitus lõpetati 28. aprillil 1961. aastal. Ta sai “armee” indeksi YHC-1B ja ettevõte sai raha (indeksi ja seerianumbri määramine tähendas sõiduki soetamist sõjaväe poolt koos kulude automaatse tasumisega) ja tellimuse esimese 5 seeriasõiduki jaoks, nimega HC-1B (seerianumbrid 59-4982 kuni 59-4986 (esimesed kaks numbrit on majandusaasta, mis ei kattu mitu kuud kalendriaastaga, viimased neli on seerianumber.) kopter tegi oma esimese lennu 21. septembril 1961. Ja aasta hiljem, vastavalt 1962. aasta septembris vastu võetud kokkuleppele uus süsteem indekseerimine, ühtne kõigi tüüpide jaoks lennukid, katseversioonid nimetati ümber YCH-47A ja tootmisversioonid - CH-47A (CH - Cargo Helicopter, kaubaveo helikopter, 47 - mudeli seerianumber, "A" - esimene valik; märgitud eesliide "Y". prototüüp). Chinook sai oma niinimetatud "populaarse nime" vastavalt traditsioonile määrata armee helikopteritele Põhja-Ameerika indiaani hõimude nimed.

CH-47A-st sai esimene Ameerika Ühendriikide teise põlvkonna (TVD) helikopter, mis kasutusele võeti. "Keskmise ilmaga transpordihelikopter, mis vastab SS 471L nõuetele" oma algses versioonis oli võimeline transportima kuni 2,8 tonni lasti 115 miili kaugusele 6000 jala kõrgusel ja naasta baasi ilma tankimiseta, tõstetud maksimaalne lasti üle 6 tonni ja kandis selle 23 miili (37 km) kaugusele. Elektrijaam koosnes kahest Avco Lycoming T-55L-5 teatrimootorist võimsusega 1648 kW – 2200 hj. (hilisematel näidetel - T-55L-7 2650 hj), asub tagumise kere külgedel. Mahukas kaubaruum mõõtmetega 9,2 x 2,29 x 1,98 m (pikkus x keskmine laius x kõrgus) laaditi kiiresti hingedega sabakaldtee kaudu ning lahtise kaldteega sai transportida ka pikemaid esemeid. Ülegabariidiliste veoste jaoks oli ette nähtud väline vedrustuskonks, mis talus kuni 9 tonni raskust.Mõlemal pool mõhnades olid kütusepaagid ning kere alumine, kogu pikkuses täielikult tihendatud osa tagas ujuvuse ja vastavalt sellele. , veepinnalt õhkutõusmise ja maandumise võimalus. Helikopter oli võimeline kandma kuni 33 sõdurit (külgedel kokkuklapitavatel istmetel) või kuni 24 haavatut ja kahte parameedikut. Tavaliselt kasutati sissepääsuks parempoolset esikülje ust. Selle kohal asuv vints võimaldas 4 minutiga tõsta 30 m kõrgusel rippuva helikopteri pardale 20 sõdurit koos relvadega.Esimese toodangu CH-47A võttis USA armee ametlikult vastu 16. augustil 1962. aastal.

Disain

Kahe rootoriga pikisuunaline helikopter kahe gaasiturbiinmootori ja neljarattalise telikuga.

Kere on üleni metallist, poolmonokkne, ümarate nurkadega ristkülikukujulise osaga; on kahekohaline meeskonnakabiin, mille mõlemal küljel on lähtestatavad avariiuksed, ja kaubaruum mahuga 41,7 m3, kuhu on paigaldatud 44 istekohta (33 peamist ja 11 täiendavat, mööda keskkäiku), tagasi lastiluugiga, mille kokkuklapitav klapp moodustab laadimisrambi, mis on varustatud kolme kokkuklapitava sektsiooni ja rootorpülooni sektsioonidega. Kaubaruumi mõõtmetega 9,19 x 2,29 x 1,98 m ja põrandapinnaga 21 m2 on paremal pool suur lükanduks mõõtmetega 1,68 x 0,9 m ja täiendavad avariiväljapääsu luugid salongi jaoks. Kaubaruum ja meeskonna kabiin on ühendatud läbipääsuga. Kiirabi versioonis mahutab salongi 24 kanderaamil haavatut ja 2 kaasasolevat korrapidajat, reisijate versioonis on istmed paigaldatud 44 reisijale, 4 reas keskmise vahekäiguga. Kauba transportimiseks kere all oleva välistropi peal on 11970 kg jõu jaoks mõeldud keskne lastikonks ning 7140 kg eesmised ja tagumised kaubakonksud.



Peamised rootorid on kolme labaga, hingedega labadega, mis pöörlevad vastassuundades. Terad on plaanilt ristkülikukujulised, kummagi pindalaga 7,43 m2 ja kõõluga 0,81 m. D-kujuline tera vars on valmistatud epoksiidipõhisest klaaskiust, otsaraam on valmistatud titaanist ja niklisulamist; sabaosa on samuti valmistatud Nomexi südamikuga klaaskiust. Tera varbasse on paigaldatud vastukaalud, koonuse reguleerimiseks on pesale paigaldatud ka vahetatavad volframist vastukaalud. Labadel on täiustatud aerodünaamiline profiil VR-7 (ja esiosal, kus saavutatakse Machi arvule = 0,85 vastav voolukiirus - VR-8 profiil) ja lineaarne keerdumine -12╟. Teradele on ette nähtud jäätumisvastase süsteemi paigaldamine. Tera otste perifeerne kiirus on 215 m/s.

Toitepunkt. Mootorid on paigaldatud tagumise rootori pülooni mõlemale küljele ja neil on aksiaalsed õhuvõtuavad, mis on kaetud võrgusilmaga. Abiseadmete juhtimiseks kasutatakse abijõuseadet Solar T-62T-2B võimsusega 71 kW ning maapinnal tagab see elektrisüsteemi, juhtimissüsteemi hüdrovõimendite, šassii, hüdropumpade ja muude sõlmede töö. .

Ülekanne koosneb keskkäigukastist, pearootori käigukastidest, mootori käigukastidest ja ühendusvõllidest. Mootori ja pearootorite ülekandearv on 1:67.

Täiustatud on käigukastide jahutus- ja määrimissüsteeme: jahutusõhku tarnitakse õhuvõtuavast, mis asub tagumise püstoli esiosas. Õlisüsteem on dubleeritud. Käigukast on mõeldud maksimaalseks võimsuseks 5590 kW ja 330 minutiks tööks ilma õlita. Õlipaagi maht 14 l.

Kütusesüsteem sisaldab kuut isesulguvat survega täidetud kütusepaaki (kolm külgmistes kattes) kogumahuga 3900 liitrit. Kaubaruumi on võimalik paigaldada kolm täiendavat 3025-liitrist kütusepaaki.

Šassii on mitte sissetõmmatav, neljarattaline, õli-pneumaatiliste amortisaatoritega. Esitugedel on topeltrattad. Tagatugede rattad on iseorienteeruvad ja juhitavad. Kõigil ratastel on 0,45 MPa rõhuga pneumaatika ja hüdraulilise ajamiga ketaspidurid. Pakutakse eemaldatavate suuskade paigaldamist ratastele. Šassii alus 6,86m, roomik 3,2m.

Hanwielli poolt toodetud täiustatud võimendusjuhtimissüsteem, mis tagab kopteri asukoha ja lennukiiruse hoidmise, samuti kursi ja lennukõrguse valiku ja hoidmise; sisaldab hüdrovõimendeid ja stabiliseerimissüsteemi.

Moodulkonstruktsiooniga hüdrosüsteem tagab juhtimissüsteemi hüdrovõimendite, šassii pidurisüsteemi ja pearootori töö. Surve sisse hüdrosüsteem kontroll on 20 MPa, segu voolukiirus 53 l/min, on sfääriline mahuti mahuga 5,32 l rõhuga 0,17 MPa. Üldotstarbelises hüdrosüsteemis on rõhk 23 MPa, segu voolukiirus 51,5 l/min, kolbhüdraulika reservuaar mahuga ca 7 l rõhuga 0,39 MPa.

Elektrisüsteem koosneb kahest autonoomsest ahelast, mille toiteallikaks on kaks õhkjahutusega vahelduvvoolugeneraatorit (40 kVA), mida juhitakse keskkäigukastist.

Raadioelektroonilised seadmed on standardsed, sealhulgas VHF raadiojaam ARS-164 UHF AM-ga; SPU S-6533; Bendix ARX-100 sõbra või vaenlase identifitseerimissüsteem, ARM-123 mitmesuunaline VHF-majakas, ARN-209 raadiokõrgusmõõtur, ARN-89B raadiokompass; standardsed lennuinstrumendid sisaldavad AQV-6A horisontaalasendi indikaatorit.

Modifikatsioonid

Sõjalised modifikatsioonid

  • CH-47A: Tavaline transpordihelikopter.
  • ACH-47A
  • CH-47V
  • CH-47S: ümberehitus uute mootoritega.
  • CH-47D
  • NS.Mk.1 Ja Mk.1B: RAF-i valikud.
  • S/MN-47E: Mitmeotstarbeline variant suurendatud laskekauguse ja lennu ajal tankimise, relvade ja uue varustusega.
  • CH-47F
  • MH-47G
  • CH-47J: võimalus Jaapani lennukitele.
  • HH-47
  • MH-47D

Tsiviilmuudatused

    Mudel 234LR (pikaulatus)

    Mudel 234ER (laiendatud valik)

    Mudel MLR (mitmeotstarbeline pikamaa)

    Mudel 234UT (kommunaaltransport)

    Mudel 414


Võitlus kasutamine

Üks esimesi Chinooke oli varustatud 1. Airmobile Cavalry Divisioniga (ACD), mis moodustati juulis 1965. Iseloomulik omadus See täiesti uut tüüpi moodustumine, "kiire reaktsiooni" doktriini vili, oli selle erakordne manööverdusvõime, mis saavutati relvade maksimaalse kergendamisega (säilitades samal ajal tulejõu) ja selles olevate helikopterite arvu mitmekordse suurendamisega. Selle 428 tavalist rootorlennukit vedasid ühe lennuga kolmandiku isikkoosseisust relvadega, olles samal ajal "õhusuurtükiväena". Chinookid olid varustatud transpordihelikopterite pataljoniga, mis koosnes staabist, staabikompaniist ja kolmest transpordihelikopterite kompaniist (igaüks 16 CH-47A).

Õhusõidukite diviis oli mõeldud peamiselt partisanivastaste operatsioonide läbiviimiseks ja seetõttu "mürastas" Vietnami kuu aega pärast moodustamist, septembris 1965. "Chinooks" saabus meritsi lennukikandja "Boxer" tekile ja muutus peagi asendamatuks sõidukit Lõuna-Vietnami džungli, mägede ja soode tingimustes. Nende kasutamise olemus meenutas koduperenaise käitumist enne järjekordset hinnatõusu, mil tuleb igal pool õigel ajal olla ja igal pool võtta maksimaalne kaal (üks laadimisvõimalustest oli sõnastatud järgmiselt: 33 Ameerika või.. 50 Vietnami sõdurit ja põgenike evakueerimise ajal registreeriti kunagi rekord – 147 inimest ühe lennu kohta!). Sarnasust tugevdasid võimsad “nöörikotid”: suurem osa lastist veeti välistropi peal. Kuigi “lendavad vagunid” püüdsid lahinguväljalt eemale hoida, spetsialiseerides varustusbaasidest lasti vägedele transportimisele, tuli enesekaitseks relvastada kolme 7,62 mm M60 kuulipildujaga.


Tuntud on ka eksootilisemad rakendused: "pommitajad", suitsuekraanid, pisargaasiautomaadid, suurtükiväe "traktorid". Nad osalesid üsna tõhusalt operatsioonides Piperomoke - rünnakutes kahjustatud lennukite evakueerimiseks lahinguväljalt. Siin osutusid Chinookid oma võimsa välise vedrustuse ja kandevõimega praktiliselt asendamatuks! Ainuüksi sõjategevuse esimesel aastal evakueerisid nad 100 hädamaandumise teinud lennukit ja helikopterit ning kokku Vietnami sõja ajal enam kui tuhat lennukit kokku ligikaudu 3 miljardi dollari väärtuses!

Kokku läbis Kagu-Aasia konflikti 550 Chinooki (alates koguarv 684 ehitatud). Nad sooritasid 2,6 miljonit kopterilendu 1182 tuhande lennutunniga, millest 996 tuhat tundi oli lahingutingimustes, veeti umbes 8,5 miljonit inimest ja 4,5 miljonit tonni lasti. Sõja ohvriks langes 170 sõidukit (neist 136 olid USA armee omad). Vietnam näitas ka CH-47 kõrget töökindlust - 5,3 õnnetust 100 tuhande lennutunni kohta. Madalaim määr armee lennukite ja helikopterite seas.

LTH:
Modifikatsioon CH-47E
Peakruvi läbimõõt, m 18.59
Sabarootori läbimõõt, m 18.59
Pikkus, m 15.54
Kõrgus, m 5.77
Kaal, kg
tühi 10151
maksimaalne õhkutõus 22680
Sisemine kütus, l 3899
mootori tüüp 2 Textron Lycoming T55-L-712 (-712SSB) gaasiturbiinmootorit
võimsus, kWt
õhkutõusmise ajal 2 x 2796 (3264)
lennu ajal 2 x 2237 (2339)
Maksimaalne kiirus, km/h 298
Reisikiirus, km/h 256
Praktiline sõiduulatus, km 2026
Vahemaa, km 370
Tõusukiirus, m/min 669
Praktiline lagi, m 6735
Staatiline lagi, m 3215
Meeskond, inimesed 2-3
55 sõdurit ehk 24 kanderaami ja 2 saatjat ehk 8164 kn lasti kabiinis või 10341 kg tropis
1 või 2 7,62 mm M60D kuulipildujat

Helikopteri diagramm kirjeldab kopteri rootorite arvu, samuti kopteri juhtimiseks kasutatavate seadmete tüüpi.

Pearootori lahtikerimise jõud saab tõukejõusüsteemist edastada telje võlli kaudu. Sel juhul tekib Newtoni kolmanda seaduse kohaselt reaktiivne pöördemoment, mis keerab kopteri kere pearootori pöörlemisele vastupidises suunas (maapinnal takistab sellist pöörlemist lennuki šassii).

Helikopteri reaktiivmomendi kompenseerimiseks ja juhtimiseks, kasutades kas ühte või mitut pearootorit, on mitmeid põhilisi konstruktsiooniskeeme.

Juhtudel, kui pearootor keeratakse lahti kas vastutuleva õhuvoolu (girolennukid, kopterid autoroteerivas lennurežiimis) või labade otstes paiknevate joavoolude abil (reaktiivhelikopter), reaktiivmomenti ei teki, ja seega puudub vajadus selle hüvitamise järele.

Entsüklopeediline YouTube

    1 / 5

    ✪ Kuidas helikopter lendab?

    ✪ Helikopter Orlan 2. Väikelennundus

    ✪ BDB kohta Ka-26. 18/18. Balandini disainiga ühendusvardata mootorite osad (toodetud 1976–1995)

    ✪ Boeing CH-47 Chinook raske sõjaväe transpordihelikopter

    ✪ Kahe rootoriga koaksiaalhelikopter – lihtne kasutada

    Subtiitrid

Ühe kruviga ahelad rooliseadmega

Sellistes skeemides kasutatakse reaktiivmomendi kompenseerimiseks seadmeid, mis loovad tõukejõu, mis keerutab kopterit reaktiivmomendile vastupidises suunas. Selliste skeemide eeliseks on nende suhteline lihtsus, kuid sel juhul võetakse võimsus kopteri elektrijaamast.

Ühe rootoriga sabarootoriga helikopterid

Selles skeemis asub väikese läbimõõduga propeller helikopteri sabapoomil teatud kaugusel pearootori teljest. Luues tõukejõu helikopteri vertikaalteljega risti asetseval tasapinnal, kompenseerib sabarootor reaktsiooni pöördemomenti. Sabarootori tõukejõudu muutes saate juhtida kopteri pöörlemist vertikaaltelje suhtes. Enamik kaasaegseid helikoptereid on konstrueeritud ühe rootoriga.

Selle patenteeris esmakordselt Boriss Jurjev oma lennukil koos pöördeplaadiga 1912. aastal. Esimese sellise mudeli pakkus aga välja 1874. aastal Saksa disainer Achenbach.

Selle skeemi vaieldamatu eelis on disaini- ja juhtimissüsteemi lihtsus, mis toob kaasa tootmis-, remondi- ja hoolduskulude vähenemise.
Lisaks toodetakse helikoptereid, näiteks Mi-28, nn X-kujulise nelja labaga sabarootoriga, mille labadel on rummul erinevad suhtelised paigaldusnurgad (nagu X-täht). Seda tüüpi propelleril on eelised tavalise (labade ühtse asimuutjaotusega) propelleri ees mürataseme osas ja külgnevate labade poolt labadele tekitatud otste keerisnööride kahjulike mõjude vähendamisel.

Selle skeemi puudused:

  • sabarootor võtab osa mootori võimsusest ära (kuni 10%) ja samal ajal ei anna ei tõstejõudu ega edasitõukejõudu;
  • pearootori õhuvool halvendab sabarootori omadusi, mille tulemusena püütakse sabarootor võimalikult kõrgele sabarootorile asetada;
  • sabarootor on maapinna lähedal lennates väga haavatav;
  • sabarootor, nagu ka pearootor, võib sattuda ohtlikku keerisrõnga režiimi, mis piirab manööverdamisvõimet;
  • kitsas valik võimalikke joondusi.

Helikopterid sabarootoriga rõngas, fenestron

Kaasaegses helikopterite tootmises kasutatakse fin - fenestroni (ladinakeelsest sõnast fenestra - aken) rõngakujulises kanalis mõnikord mitme labaga sabarootorit. Fenestroni läbimõõt on rohkem kui kaks korda väiksem kui tavalise sabarootori läbimõõt.
Esmakordselt kasutati Prantsuse ettevõtte Aerospatial kergetel helikopteritel. Kasutatakse kergete ja keskmiste helikopterite puhul

Sellel disainil on mitmeid olulisi eeliseid:

  • vähendatakse helikopteri kahjulikku takistust;
  • takistab pöörlevate sabarootori labade puudutamist maapinna objektidega ülimadalal kõrgusel manööverdamisel, samuti inimeste vigastamist, kui kopter töötab maapinnal;
  • efektiivsus on kõrgem kui sama läbimõõduga avatud sabarootoril.

Puudused on järgmised:

  • kiilu paksuse ja massi märkimisväärne suurenemine, mis muudab fenestroni paigaldamise rasketele helikopteritele ebapraktiliseks;
  • kõrgsageduslik müra;
  • rajamanöövri omaduste mittelineaarsus.

rootorlennuk

Selle konstruktsiooni puhul kasutatakse propellereid, mis asuvad lennuki – rootorlennuki – tiibadel või sõrestikel. Pealegi on mõlema sõukruvi tõukejõud suunatud ettepoole ja hõljumisrežiimis tekkiva reaktiivmomendi kompenseerimiseks annab üks sõukruvitest suurema tõukejõu kui teine. Lennurežiimis kasutatakse neid propellereid tõmbavatena, mis suurendab rootorlennuki kiirust, samal ajal kui pearootor läheb autorotatsioonirežiimi. Esimese sellise reaktiivmomendi kompenseerimise põhimõttega seadme pakkus välja ja patenteeris B. N. Jurjev 1910. aastal. Sellise mudeli näide on praegu Eurocopter X3.

Rootorlennuki eeliseks võib pidada suuri lennukiirusi, mis on aerodünaamika iseärasuste tõttu klassikalise disaini jaoks kättesaamatud. Näiteks Faireyst pärit rootorlennuk Rotodyne saavutas 1959. aastal kiiruse 307,22 km/h ja Eurocopter X3 2010. aastal 430 km/h.

Sellise süsteemi puuduseks on suurema võimsuse kadu, et kompenseerida reaktiivmomenti hõljumisrežiimis võrreldes sabarootoriga.

Kuid mitte kõik rootorsõidukid ei kasuta seda kompensatsioonimeetodit. Näiteks rootorlennuk Ka-22 kasutas reaktiivmomendi vastu võitlemiseks paari põiki sõukruvi ja Rotodain labade reaktiivset pöörlemist.

Jet juhtimissüsteem, NOTAR

Reaktiivmomendi kompenseerimiseks kasutatakse Coanda efekti rakendavat sabapoomil asuvat piirkihi juhtimissüsteemi koos noole otsas oleva jugaotsikuga või lihtsalt joa otsikuga.

Coanda efekti juhtjõud tekib samal põhjusel kui tiiva tõstejõud - asümmeetrilisuse tõttu voolab ümber sabapoomi profiili pearootori poolt moodustatud allapoole suunatud õhuvooluga. Sabapoomi põhjas asuv ventilaator imeb õhku kopteri kere ülaosas asuvatest aukudest, tekitades vajaliku kõrgendatud rõhu sabapoomi sees. Sabapoomi paremal küljel luuakse spetsiaalsete otsikute abil kiirem õhuvool kui vasakul küljel. Seega on Bernoulli seaduse tõttu õhurõhk vasakul küljel suurem kui paremal; see rõhuerinevus toob kaasa vasakult paremale suunatud jõu ilmnemise.

Märge: diagrammil näitavad sinised nooled õhuvoolu, mis läbib sabapoomi, punased nooled - piki sabapoomi pinda.

Pioneer pikiprojekti järgi ehitatud helikopteri loomisel oli prantsuse insener Paul Cornu. 1907. aastal suutis tema seade maapinnalt õhku tõusta 20 sekundiks. Esimesel katsel tõusis seade maast lahti esmalt 0,3 m (kogumass 260 kg), seejärel 1,5 m (kogumass 328 kg).

1930. aastatel arendas Belgias pikisuunalisi koptereid Vene emigrant Nikolai Florin, kes ehitas 3 kopterimudelit, millest üks (“Florin - 2”) püstitas hulga lennukestuse rekordeid. Selle disaini edasiarendamise võttis ette ameeriklane Frank Piasecki, kes tootis 1945. aastal USA armee jaoks helikopteri, mida oma kuju tõttu hakati kutsuma “lendavaks banaaniks”.

Selle helikopteri disaini positiivsed küljed on järgmised:

Helikopteri pikisuunalise konstruktsiooni puudused on järgmised:

Kopteri kere külgedele paigaldatakse tiibade otstesse põikpropellerid või spetsiaalsed tuged (fermid). Põikkonstruktsioon sisaldab ka mõningaid helikopterirežiimis kallutajaid, näiteks Bell V-22 Osprey, Bell Eagle Eye.

1921. aastal konstrueeris Ameerika insener Henry Berliner koos oma isa Emil Berlineriga põikhelikopteri. Ta paigutas lennuki kere külgedele kaks väikest neljameetrist propellerit ja sabale vertikaalse pöörlemisteljega juhtpropelleri - see pidi seadme saba üles tõstma, et propellerid saaksid horisontaalse. tõukejõu komponent kopteri edasiliikumiseks. Helikopteri juhtimiseks kasutati läbipaindetavaid pindu, näiteks elerone, aga ka kallutatavaid rootoritelgesid.
Esimene edukas põikhelikopter oli sakslaste Focke-Wulf Fw 61, mis püstitas 1937. aastal mitmeid sõiduulatuse ja kiiruse rekordeid. Nõukogude Liidus oli esimene põikhelikopter Project Omega 1941. aastal.

Eelised:

  • rootorite kõrge efektiivsus nende rootorite õhuvoolude vastastikuse mõju puudumise tõttu;
  • stabiilsuse ja juhitavuse seisukohalt soodsaim skeem aerodünaamilise sümmeetria tõttu.

Selle skeemi puudused hõlmavad järgmist:

  • keeruline ülekanne;
  • struktuuri suurenenud kaal;
  • suurenenud takistus.

Koaksiaalskeem

Koaksiaalkonstruktsioon koosneb paarist kruvidest, mis paiknevad üksteise kohal vastassuundades pöörlevatel koaksiaalvõllidel, kompenseerides seeläbi igast kruvist tekkivaid reaktiivmomente.

Kopter Kamov Ka-8 lendas 12. novembril 1947 ja kopter Jakovlev “Shutka” 20. detsembril 1947. Kamovi disainibüroo jaoks sai peamiseks koaksiaaldisain. Nüüd on Kamovi helikopterid maailmas ainsad mehitatud koaksiaalhelikopterid, mida toodetakse massiliselt.

Koaksiaalskeemi eelised:

  • väikesed mõõtmed, kuna koaksiaalrootorite labad on lühemad kui sarnase klassi sabarootoriga helikopterite põhilabad: võrreldes teiste konstruktsioonidega on vaja minimaalset stardi- ja maandumisplatvormi;
  • käigukasti kompaktsus, mis asub piki propelleri võlli;
  • võrdlev juhitavuse lihtsus: juhtnupud asuvad käigukasti kõrval ja manöövrite sooritamisel mootori lisavõimsust ei kulutata;
  • kriitiliselt haavatavate komponentide puudumine, nagu ühe rootoriga helikopterite sabarootor ja selle jõuülekanne;
  • oluliselt suurem sõukruvi tõukejõud hõljumisrežiimis võrdse tõukejõu ja kaalu suhtega, kuna sabarootoril puudub võimsuskadu ja alumine rootor on ülemisest rootorist õhuvoolus;
  • vooluringi aerodünaamiline sümmeetria ja oluliselt väiksemad juhtimiskanalite ristühendused;
  • vibratsiooni vähendamine, mida soodustab rootorite väiksem suurus;
  • käitatava personali ohutus: sabarootori puudumine vähendab vigastuste tõenäosust.

Puudused:

Terad ristuvad

Rootorid asuvad kere külgedel olulise kattumisega ja nende teljed on üksteise suhtes nurga all väljapoole kallutatud, välistades seega kattumise võimaluse. Tegelikult on selline skeem ristskeemi erijuhtum, mille rootorite maksimaalne võimalik kattumine on samal ajal koaksiaalskeemi omadused. Sõukruvide kalde tõttu on reaktsioonimomendid tasakaalus ainult vertikaaltelje suhtes ning nende projektsioonid põikitelje suhtes liidetakse kokku, moodustades kaldemomendi.

Esimesed selle disainiga tootmishelikopterid Flettner FI 282 “Hummingbird” ilmusid Saksamaal 1942. aastal. Hetkel on taoliste helikopterite ainus seeriatootja Ameerika firma Kamani lennuk. Selle ettevõtte eripäraks on servoklappide kasutamine helikopteri juhtimissüsteemis, mis on paigaldatud labadele, mille tööpõhimõte sarnaneb lennuki sibule.

Eelised:

  • minimaalsed üldmõõtmed;
  • lihtne ja lihtne ülekanne;
  • konstruktsiooni madal suhteline kaal;
  • sümmeetria aerodünaamika seisukohalt.

Puudused:

  • rootorite efektiivsuse halvenemine nende vastastikuse mõju tõttu üksteisele;
  • pikisuunalise momendi tekkimine, mis raskendab helikopteri tasakaalustamist.

Mitme kruviga vooluring

Põhimõtteliselt kasutavad selle konstruktsiooniga helikopterid nelja rootorit, millest üks paar paikneb pikisuunas ja teine ​​põikisuunas, kuigi on olemas ka kolme põhirootoriga konstruktsioone (Mi-32, Cierva Air Horse (Inglise) vene keel) ja suure hulga propelleritega (Multikopter (Inglise) vene keel).
Seda eristab suur kaal, kuid samal ajal juhitavuse lihtsus, kuna selline skeem ei nõua automaatset pöördplaati ja lennusuund määratakse iga propelleri võimsuse reguleerimisega eraldi.
Praegu muutub see raadio teel juhitavates helikopterites üha populaarsemaks.
Disain võeti algselt kasutusele kahekümnenda sajandi alguse prototüüpides lennunduse koidikul.
Sellise disainiga helikopterite hulka kuulub Ameerikasse emigreerunud Petrogradi Tehnoloogiainstituudi endise professori Georgi Botezati kvadrokopter; Etienne Emicheni helikopter, millel oli lisaks 4 põhirootorile 6 väikest propellerit tasakaalu hoidmiseks ja 2 propellerit horisontaallennuks
Mõned kallutajad võib liigitada ka mitme rootoriga konstruktsioonideks, näiteks Curtiss-Wright X-19, Bell X-22, Bell Boeing Quad TiltRotor (projekt).

Märkmed

  1. , Koos. 14.
  2. Helikopterite maailm. Otsinguskeemid (vene). aviastar.org. Vaadatud 4. aprillil 2012. Arhiveeritud 19. juunil 2012.

Helikopteri diagrammid

Kopteri kerele mõjuv reaktsioonimoment ja selle kompenseerimine

Helikopteri diagramm kirjeldab kopteri rootorite arvu, samuti kopteri juhtimiseks kasutatavate seadmete tüüpi.

Pearootori lahtikerimise jõud saab tõukejõusüsteemist edastada telje võlli kaudu. Sel juhul tekib Newtoni kolmanda seaduse kohaselt reaktiivne pöördemoment, mis keerab kopteri kere pearootori pöörlemisele vastupidises suunas (maapinnal takistab sellist pöörlemist lennuki šassii).

Reaktiivmomendi kompenseerimiseks ja helikopteri juhtimiseks nii ühe kui ka mitme rootori abil on mitmeid põhilisi konstruktsiooniskeeme.

Juhtudel, kui pearootor on lahti keeratud kas sissetuleva õhuvoolu (girolennukid, autoroteerivas lennurežiimis helikopterid) või labade otstes paiknevate joavoolude (reaktiivhelikopter) toimel, reaktsioonimomenti ei teki ja seega puudub vajadus selle hüvitamise järele.

Ühe kruviga ahelad rooliseadmega

Sellistes skeemides kasutatakse reaktiivmomendi kompenseerimiseks seadmeid, mis loovad tõukejõu, mis keerutab kopterit reaktiivmomendile vastupidises suunas. Selliste skeemide eeliseks on nende suhteline lihtsus, kuid sel juhul võetakse võimsus kopteri elektrijaamast.

Ühe rootoriga sabarootoriga helikopterid

Selles skeemis asub väikese läbimõõduga propeller helikopteri sabapoomil teatud kaugusel pearootori teljest. Luues tõukejõu helikopteri vertikaalteljega risti asetseval tasapinnal, kompenseerib sabarootor reaktsiooni pöördemomenti. Sabarootori tõukejõudu muutes saate juhtida kopteri pöörlemist vertikaaltelje suhtes. Enamik kaasaegseid helikoptereid on konstrueeritud ühe rootoriga.

Selle patenteeris esmakordselt Boriss Jurjev oma lennukil koos pöördeplaadiga 1912. aastal. Esimese sellise mudeli pakkus aga välja 1874. aastal Saksa disainer Achenbach.

Selle skeemi vaieldamatu eelis on disaini- ja juhtimissüsteemi lihtsus, mis toob kaasa tootmis-, remondi- ja hoolduskulude vähenemise.
Lisaks toodetakse helikoptereid, näiteks Mi-28, nn X-kujulise nelja labaga sabarootoriga, mille labadel on rummul erinevad vastastikused paigaldusnurgad (nagu X-täht). Seda tüüpi propelleril on eelised tavalise (labade ühtse asimuutjaotusega) propelleri ees mürataseme osas ja külgnevate labade poolt labadele tekitatud otste keerisnööride kahjulike mõjude vähendamisel.

Selle skeemi puudused:

  • sabarootor võtab osa mootori võimsusest ära (kuni 10%) ja samal ajal ei anna ei tõstejõudu ega edasitõukejõudu;
  • pearootori õhuvool halvendab sabarootori omadusi, mille tulemusena püütakse sabarootor võimalikult kõrgele sabarootorile asetada;
  • sabarootor on maapinna lähedal lennates väga haavatav;
  • Sabarootor, nagu ka põhirootor, võib sattuda ohtlikku keerisrõnga režiimi, mis piirab manööverdamisvõimet.

Helikopterid sabarootoriga rõngas, fenestron

Kaasaegses helikopteriehituses kasutatakse mõnikord mitme labaga sabarootorit kiilu rõngakujulises kanalis - fenestron (ladina keelest fenestra - aken). Fenestroni läbimõõt on rohkem kui kaks korda väiksem kui tavalise sabarootori läbimõõt. Esmakordselt kasutati Prantsuse ettevõtte Aerospatial kergetel helikopteritel. Kasutatakse kergete ja keskmiste helikopterite puhul

Sellel disainil on mitmeid olulisi eeliseid:

  • vähendatakse helikopteri kahjulikku takistust;
  • takistab pöörlevate sabarootori labade puudutamist maapinna objektidega ülimadalal kõrgusel manööverdamisel, samuti inimeste vigastamist, kui kopter töötab maapinnal;
  • suurem efektiivsus kui sama läbimõõduga avatud sabarootoril.

Puudused on järgmised:

  • kiilu paksuse ja massi märkimisväärne suurenemine, mis muudab fenestroni paigaldamise rasketele helikopteritele ebapraktiliseks;
  • kõrgsageduslik müra;
  • rajamanöövri omaduste mittelineaarsus.


rootorlennuk

Selles skeemis kasutatakse propellereid, mis asuvad lennuki – rootorlennuki – tiibadel või sõrestikel. Pealegi on mõlema sõukruvi tõukejõud suunatud ettepoole ja hõljumisrežiimis tekkiva reaktiivmomendi kompenseerimiseks annab üks sõukruvitest suurema tõukejõu kui teine. Lennurežiimis kasutatakse neid propellereid tõmbavatena, mis suurendab rootorlennuki kiirust, samal ajal kui pearootor läheb autorotatsioonirežiimi. Esimese sellise reaktiivmomendi kompenseerimise põhimõttega seadme pakkus välja ja patenteeris Jurjev 1910. aastal. Sellise mudeli näide on praegu Eurocopter X3.

Rootorlennuki eeliseks võib pidada suuri lennukiirusi, mis on aerodünaamika iseärasuste tõttu klassikalise disaini jaoks kättesaamatud. Näiteks Fairey rootorlennuk Rotodyne saavutas 1959. aastal kiiruse 307,22 km/h ja Eurocopter X3 2010. aastal 430 km/h.

Sellise süsteemi puuduseks on suurema võimsuse kadu, et kompenseerida reaktiivmomenti hõljumisrežiimis võrreldes sabarootoriga.

Kuid mitte kõik rootorsõidukid ei kasuta seda kompensatsioonimeetodit. Näiteks rootorlennuk Ka-22 kasutas reaktiivmomendi vastu võitlemiseks paari põiki sõukruvi ja Rotodain labade reaktiivset pöörlemist.


Jet juhtimissüsteem, NOTAR

Reaktiivmomendi kompenseerimiseks kasutatakse Coanda efekti kasutavat piirkihi juhtimissüsteemi sabapoomil koos noole otsas oleva jugaotsikuga või lihtsalt joaotsikuga.

Coanda efekti juhtjõud tekib samal põhjusel kui tiiva tõstejõud - asümmeetrilisuse tõttu voolab ümber sabapoomi profiili pearootori poolt moodustatud allapoole suunatud õhuvooluga. Sabapoomi põhjas asuv ventilaator imeb õhku kopteri kere ülaosas asuvatest aukudest, tekitades vajaliku kõrgendatud rõhu sabapoomi sees. Sabapoomi paremal küljel luuakse spetsiaalsete otsikute abil kiirem õhuvool kui vasakul küljel. Seega on Bernoulli seaduse tõttu õhurõhk vasakul küljel suurem kui paremal; see rõhuerinevus toob kaasa vasakult paremale suunatud jõu ilmnemise.

Märge: diagrammil näitavad sinised nooled õhuvoolu, mis läbib sabapoomi, punased nooled - piki sabapoomi pinda.

Pioneer pikiprojekti järgi ehitatud helikopteri loomisel oli prantsuse insener Paul Cornu. 1907. aastal suutis tema seade maapinnalt õhku tõusta 20 sekundiks. Esimesel katsel tõusis seade maast lahti esmalt 0,3 m (kogumass 260 kg), seejärel 1,5 m (kogumass 328 kg).

Selle kujunduse edasiarendamise võttis ette ameeriklane Frank Piasecki, kes lasi 1945. aastal USA armee jaoks välja helikopteri, mida oma kuju tõttu hakati nimetama “lendavaks banaaniks”.

Sellesuunalist tööd tegi ka Nõukogude Liit. 1952. aastal toimus Igor Aleksandrovitš Erlichi juhtimisel pärast vaid 9 kuud projekteerimise algusest Yak-24 esimene lend, mis ületas tol ajal kõiki välismaiseid mudeleid.

Selle helikopteri disaini positiivsed küljed on järgmised:

Helikopteri pikisuunalise konstruktsiooni puudused on järgmised:


Põikdiagramm

Kopteri kere külgedele paigaldatakse tiibade otstesse põikpropellerid või spetsiaalsed tuged (fermid). Mõned helikopterirežiimis olevad kallutajad võib liigitada ka põiksuunalisteks, näiteks Bell V-22 Osprey, Bell Eagle Eye.

1921. aastal konstrueeris Ameerika insener Henry Berliner koos oma isa Emil Berlineriga põikhelikopteri. Ta paigutas lennuki kere külgedele kaks väikest neljameetrist propellerit ja sabale vertikaalse pöörlemisteljega juhtpropelleri - see pidi seadme saba üles tõstma, et propellerid saaksid horisontaalse. tõukejõu komponent kopteri edasiliikumiseks. Helikopteri juhtimiseks kasutati painduvaid pindu, näiteks elerone, aga ka rootorite kallutatavaid telgi.
Esimene edukas põikihelikopter oli sakslaste Focke-Wulf Fw 61, mis püstitas 1937. aastal mitmeid sõiduulatuse ja kiiruse rekordeid. Nõukogude Liidus oli esimene põikhelikopter Project Omega 1941. aastal.

Eelised:

  • rootorite kõrge efektiivsus nende rootorite õhuvoolude vastastikuse mõju puudumise tõttu;
  • stabiilsuse ja juhitavuse seisukohalt soodsaim skeem aerodünaamilise sümmeetria tõttu.

Selle skeemi puudused hõlmavad järgmist:

  • keeruline ülekanne;
  • struktuuri suurenenud kaal;
  • suurenenud takistus.


Koaksiaalskeem

Koaksiaalkonstruktsioon koosneb paarist kruvidest, mis asuvad üksteise kohal samal võllil. Kruvid pöörlevad vastassuundades, kompenseerides seega igast kruvist tekkivaid reaktiivmomente.

Esimene patent lennuki rootorite koaksiaalsele paigutusele anti välja 1859. aastal inglasele Henry Brightile.

1920. aastate alguses töötas Raul Peteras-Pescara koaksiaalhelikopteri kallal, milles ta kasutas esimesena kopteri juhtimiseks pöördeplaati.

Esimene täielikult juhitav helikopter oli Laboratory Gyroplane ( Inglise), mille ehitasid kellassepp Louis Breguet ja René Doran 1936. aastal.

Täismetallist labadega koaksiaalhelikopteri esimese lennu tegi ameeriklane Stanley Hiller 1944. aastal. Disain osutus nii edukaks, et Hiller ise demonstreeris sageli selle stabiilsust juhthoobade vabastamisega ja käed akendest välja pistmisega.

Jakovlevi kopter "Shutka" tõusis esimest korda õhku 20. detsembril 1947 ja Kamovi helikopter Ka-8 - veidi varem, 12. novembril 1947. Peamiseks sai aga just Kamovi disainibüroo jaoks koaksiaaldisain, tänaseni on Kamovi helikopterid maailmas ainsad koaksiaalkonstruktsiooniga kopterid, mida toodetakse masstoodanguna.

Koaksiaalskeemi eelised:

  • minimaalsed üldmõõtmed, kuna koaksiaalrootori labad on lühemad kui sarnase klassi sabarootoriga helikopterite põhilabad. Võrreldes teiste skeemidega on nõutav minimaalne raja ja maandumisala;
  • käigukasti kompaktsus. Peaaegu kogu jõuülekanne asub piki ühte võlli;
  • kontrollimise võrdlev lihtsus. Kõik juhtnupud asuvad käigukasti kõrval ja manöövreid sooritades ei kuluta mootoritelt lisajõudu;
  • parem stabiilsus sirge liikumine suurel kiirusel vibratsiooni vähenemise tõttu;
  • vähem kriitiliselt haavatavaid komponente, nagu ühe rootoriga helikopterite sabapoom ja sabarootor;
  • tõukejõu ja kaalu suhe on hõljukrežiimis võrreldes traditsioonilise skeemiga vähemalt 20% suurem. Sabarootori võimsust ei kao, pealegi ei tööta alumine rootor täielikult ülemise rootori õhuvoolus, vaid imeb lisaõhku sisse;
  • skeemi aerodünaamiline sümmeetria. Koaksiaaldisaini seade võib lennata igas suunas peaaegu sama efektiivsusega;
  • vibratsiooni vähendamine, mida soodustab rootorite väiksem suurus;
  • käitava personali ohutus. Sabarootori puudumine vähendab vigastuste tõenäosust.

Puudused:


Terad ristuvad

Rootorid asuvad kere külgedel olulise kattumisega ja nende teljed on üksteise suhtes nurga all väljapoole kallutatud, välistades seega kattumise võimaluse. Tegelikult on selline skeem ristskeemi erijuhtum, mille rootorite maksimaalne võimalik kattumine on samal ajal koaksiaalskeemi omadused. Sõukruvide kalde tõttu on reaktsioonimomendid tasakaalus ainult vertikaaltelje suhtes ning nende projektsioonid põikitelje suhtes liidetakse kokku, moodustades kaldemomendi.

Hetkel on ainuke selliste helikopterite seeriatootja Ameerika firma Kaman Aircraft. Selle ettevõtte eripäraks on servoklappide kasutamine helikopteri juhtimissüsteemis, mis on paigaldatud labadele, mille tööpõhimõte sarnaneb lennuki sibule.

Eelised:

  • minimaalsed üldmõõtmed;
  • lihtne ja lihtne ülekanne;
  • konstruktsiooni madal suhteline kaal;
  • sümmeetria aerodünaamika seisukohalt.

Puudused:

  • rootorite efektiivsuse halvenemine nende vastastikuse mõju tõttu üksteisele;
  • pikisuunalise momendi tekkimine, mis raskendab helikopteri tasakaalustamist.


Mitme kruviga vooluring

Põhimõtteliselt kasutavad selle konstruktsiooniga helikopterid nelja rootorit, millest üks paar paikneb pikisuunas ja teine ​​põikisuunas, kuigi on olemas ka kolme põhirootoriga konstruktsioone (Mi-32, Cierva Air Horse (Inglise) vene keel ) ja suure hulga propelleritega (Multikopter (Inglise) vene keel ).
Seda eristab suur kaal, kuid samal ajal juhitavuse lihtsus, kuna selline skeem ei vaja pöördplaati ja lennusuund määratakse, reguleerides iga propelleri võimsust eraldi.
Praegu naudib raadio teel juhitavate helikopterite populaarsust.
Disain võeti algselt kasutusele kahekümnenda sajandi alguse prototüüpides lennunduse koidikul.
Seda tüüpi helikopterite hulka kuulub Ameerikasse emigreerunud endise Petrogradi Tehnoloogiainstituudi professori Georgi Botezati kvadrokopter; Etienne Emicheni helikopter, millel oli lisaks 4 põhirootorile 6 väikest propellerit tasakaalu hoidmiseks ja 2 propellerit horisontaallennuks
Mõned kallutajad võib liigitada ka mitme rootoriga konstruktsioonideks, näiteks Curtiss-Wright X-19, Bell X-22, Bell Boeing Quad TiltRotor (projekt).

Märkmed

  1. , Koos. 14
  2. Helikopterimaailm. Skeemi otsimine (vene). aviastar.org. Arhiveeritud
  3. Achenbach 1874 Achenbachi helikopter, 1874 (inglise keel). aviastar.org. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  4. Ühe rootoriga kopterid fenestroniga "Väike helikopteritehnika entsüklopeedia. Kõik helikopterite kohta
  5. Jurjevi helikopter 1910
  6. Helikopterite rekordite ajalugu - 0051.htm
  7. Curtis-Bliceri helikopter (vene). http://aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  8. Helikopter Doblhoff WNF 342 (vene). http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  9. Reaktiivhelikopterid (vene). http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  10. Kaasaskantav helikopter Glukharev Meg-1 (vene keel). http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  11. Jakovlev YAK-24 transpordi- ja maandumishelikopter
  12. Paul Cornu. Esimese helikopteri leiutaja. - Gorod.tomsk.ru
  13. vene sakslased. Ajalugu ja kaasaeg
  14. Jakovlev Jak-24
  15. Boeing Vertol CH-47 CHINOOK Mitmeotstarbeline transpordihelikopter
  16. Berlineri helikopter
  17. NSV Liidu esimene helikopter - "Omega"
  18. Gyroplane Laboratoire (vene keel) . http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  19. Helikopterilendude ajalugu (inglise keeles). Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. septembril 2012.
  20. Helikopter Hiller Xh-44-r (vene). http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.
  21. Jakovlev EG
  22. Helikopter Ka-8 (vene). http://www.aviastar.org. ; Arhiveeritud originaalist 19. juunil 2012. Vaadatud 4. aprillil 2012.

- Nyap-nyap, mis see praksuv heli on? – Jänes tõstis kõrvaga pea taeva poole. - Oh, rootorlennuk on lennanud!

Fomuvi vaatas ka üles:

- Ei, Krol, see pole rootor, vaid klassikaline helikopter. Täpsustagem kasvõi seda, et kopter on koaksiaal, mis varem ei olnud maailmas tavaline nähtus, kuid viimasel ajal jääb üha harvemaks.

- Ja miks see on nii? – jänes kirtsutas rahulolematult nina. – Räägi mulle juba, mis haruldane lind see on!

- Muidugi, ma ütlen teile, kuna olete huvitatud. Avastage meid ümbritsevat maailma ja laiendage oma silmaringi.

Arvatakse, et esimene helikopteri kujutis ilmub suure itaalia Leonardo da Vinci joonisel, kes sai kuulsaks mitte ainult kunstnikuna, vaid ka muude kujunduste poolest. Kuid inimkond lähenes selle masina praktilisele rakendamisele alles 19. sajandi lõpus. Vastuvõetava konstruktsiooni loomine, kus tõstmine ja liigutamine toimus kruvide abil, osutus aga äärmiselt keeruliseks. Disainerite katsed erinevad riigid lõppes ebaõnnestumisega. Ja kuigi esimene helikopteri mudel lennutati Prantsusmaal õhku juba 1907. aastal, said rootorlennukid lennukite võrdseteks partneriteks palju hiljem.

Muide, see on prantsuse sõna " helikopter", mis pärineb kreekakeelsetest sõnadest "kruvi" ja "tiib", andis selle tehnika algse venekeelse nimetuse - rootorlennuk. Hiljem tõrjus selle välja aga edukam “helikopter” (sõnadest “spin” ja “fly”) ning tavakeeles isegi “vertushka”. Nimetus "rootorlennuk" säilitati ainult teatud tüüpi nende lennukite jaoks, mille disain ühendab endas nii propellerid kui ka tiivad.

rootorlennukühendab endas nii lennukite kui ka helikopterite eelised ja puudused. Ühest küljest liigub see tänu oma tiibadele kiiresti horisontaalsuunas nagu lennuk. Ja samal ajal võib see tänu propelleritele hõljuda õhus ning sooritada vertikaalset õhkutõusmist ja maandumist nagu helikopter. Teisest küljest tekib igas režiimis lisatakistus, mis väheneb tõhus kasutamine mootori võimsus, kiirus ja seadme manööverdusvõime. Seetõttu on muud tüüpi helikopterid levinumad.

Rootorlennuki Ka-34 konstruktsioon Ristdiagramm Koaksiaalrootorid. Koaksiaalsed tõmbekruvid operatsiooniväljal.

Üks esimesi ja kõige sagedamini kasutatavaid disainilahendusi on ühe rootoriga sabarootoriga. Sel juhul on kopteri kere kohale kinnitatud suur propeller, mis annab tõste- ja tõmbejõudu ning sabapoomil on väiksem sabarootor, mis kompenseerib reaktsioonimomenti ja võimaldab masinat õhus juhtida. See sõukruvi neelab aga osa mootori võimsusest, halvendab põhipropelleri jõudlust, on madalal lennul väga haavatav ja maapinnal ohtlik.

Soovides neist puudustest pääseda, lõid disainerid fenestroon– helikopter, mille sabarootor on paigutatud rõngasse. Kuid sellel skeemil on ka oma puudused. Esiteks sabapoomi suur kaal ja mõõtmed, mis muudab selle kasutamise rasketel helikopteritel ebapraktiliseks.

Eurocopter EC145T2 on varustatud patenteeritud fenestroniga.

Üks moodsamaid tüüpe on . Selle sabapoomile on paigaldatud võimas ventilaator ja düüsid, mis reguleerivad õhuvoolu ja rõhku. Sabarootori puudumise tõttu on seda tüüpi helikopterid kõige vaiksemad ja ohutumad.

Helikopter reaktiivjuhtimissüsteemiga.

Olemas ühe rootoriga reaktiivhelikopterid, disainilt väga lihtne. Need olid aga liiga lärmakad ja andsid väikese kiiruse suure kütusekuluga. Lisaks oli raskusi nende turvalise majandamisega. Seetõttu praegu reaktiivhelikoptereid seeriatootmises ei toimu.

Reaktiivhelikopter Doblhoff V-1 (Saksamaa, 1942). Üksik, ühe rootoriga. Mootor "Walter-Mikron", 60 hj. Lennukaal 285 kg. Maksimaalne kiirus 80 km/h.

Reaktiivhelikopter XV-9a "Hughes" (USA. 1965). Ühe propelleriga, kaks General Electric YT64-6 turboreaktiivmootorit, kasutusel gaasigeneraatoritena. Pearootori läbimõõt on 16,7 m Lennukaal umbes 8300 kg. Eeldatav maksimaalne kiirus 277 km/h. Eeldatav lennuaeg 2 tundi.

Teine tüüp - kahe pearootoriga helikopterid. Terade pöörlemisel tekkiva reaktsiooni pöördemomendi kompenseerimiseks pöörlevad need vastupidises suunas. Neid kruvisid saab paigaldada pikisuunas, kopteri ees ja sabas. See disain suurendab oluliselt masina mõõtmeid ja kandevõimet, kaotamata selle juhitavust. Sel põhjusel nimetatakse selliseid seadmeid mõnikord "lendavateks autodeks".

Teine variant - põikdiagramm kui rootorid asetatakse spetsiaalsetele tiibtaladele kere külgedel. Samal ajal asub sabarootor endiselt sabaosas.

Ja lõpuks koaksiaalskeem, mis oli visiitkaart Nõukogude helikopterid Kamovi disainibüroost. Täpselt seda tüüpi helikopter Krol lendas praegu meie kohal. Sel juhul asuvad kaks peamist rootorit otse üksteise kohal. Selle korralduse mõtles esmakordselt välja ja patenteeris inglane Henry Bright 1859. aastal. Kuid ainult Nõukogude disaineritel õnnestus seda täiustada ja viia seeriatootmise tasemele.

Helikopterid Ka-25, Ka-15, Ka-26 objektil Kamovi ettevõtte hoone lähedal

Sellel skeemil on ilmsed eelised:

  • labade ja salongi enda minimaalsed mõõtmed võrreldes teist tüüpi helikopteritega;
  • stardi- ja maandumisala miinimumnõuded, mis muudab need kõige sobivamaks pääste- ja laevahelikopteriteks;
  • kompaktne disain ja lihtne juhtimine (üks piloot on kõigi Kamovi OKB helikopterite tunnus);
  • maksimaalne aerodünaamiline sümmeetria ja vastupidavus tuulejõule, mis parandab kopteri efektiivsust rasketes ilmastikutingimustes.

Võib-olla just nende omaduste tõttu on paljude helikopterite juhtpaneelil koaksiaalne disain. Koos pöördplaadiga muudab selline propellerite paigutus peaaegu kaalutu mudeli võimeliseks kuuletuma kaugkäsklustele, lennates mis tahes suunas nii vertikaalselt kui ka horisontaalselt (näiteks külgsuunas). See disain võimaldab isegi algajal vältida RC-helikopteri esimesel lennul allakukkumist.

Märgin, et ükski teine ​​riik pole suutnud meisterdada seeriatootmine NSV Liidus alates 1947. aastast toodetud koaksiaalhelikopterid. Kahju küll, aga nüüd me räägime et nende tootmist ei saa enam Venemaal jätkata ja nende disaini saladused võivad pöördumatult kaduda.

Koaksiaalseadmed on asendatud ristatud labadega helikopterid, mille leiutasid Ameerika disainerid. Põhimõtteliselt on neil samad eelised ja puudused nagu eelmisel masinatüübil. Kuid nende tootmist peetakse vähem keerukaks kui koaksiaalsüsteemi.

Samuti on olemas mitme rootoriga helikopterid, millele on paigaldatud 3 või enam rootorit. Need olid praeguste kruviseadmete prototüübid nende väljatöötamise koidikul. Sama teed järgivad ka tootjad. raadio teel juhitavad mudelid helikopterid. See skeem annab masinale märkimisväärse kaalu, kuid ei nõua alusplaadi paigaldamist, mis võimaldab tal ilma selleta tasakaalu säilitada. Seega võimaldab mitme kruviga disain mudeli maksumust oluliselt vähendada.

Huvitav saksakeelne projekt elektrilise mitme rootoriga helikopteri loomiseks (ingliskeelne termin multicopter või multirotor). 21. oktoobril 2011 tegi oma esimese inimjõul lendu prototüüp nimega E-Volo Volocopter VC1.

- Vau, kui huvitav kõik on, nyup! – Jänes liigutas entusiastlikult kõrvu. "Ma arvasin, et helikopter on midagi lõpetamata lennuki sarnast." Kuid tuleb välja, et neil on täiesti erinevad võimalused! Miks me neid nii harva näeme?
"Aga see, mu sõber, on küsimus, millele ma usun, et täpset vastust ei ole," ohkas Fomuvi. "Võib-olla mõtlevad mõned neist, kellest see sõltub." Kuid tegelikult on helikopterite loomine ja kasutamise praktika üks tähelepanuväärsemaid lehekülgi Venemaa ajaloos, mille üle tasub õigustatult uhkust tunda. Ja need masinad väärivad täna oma õiget kohta paljudes rakendustes.