Skozi zgodovino helikopterjev so redno predlagali različne zasnove nosilnega sistema, vendar je le eden izmed njih postal klasičen in pozneje dobil pomemben razvoj. Druge rešitve, ki ponujajo različne možnosti za pogon propelerja, zasnove lopatic, funkcije itd., Se z njim niso mogle kosati. Pogosto je bil tak rezultat drznega projekta posledica objektivnih pomanjkljivosti in težav.
Tehnične klasike
Klasična shema helikopterja ponuja več dokaj preprostih rešitev. V trupu stroja je nameščena elektrarna z menjalnikom, ki daje navor glavnemu in zadnjemu rotorju. Glavni rotor velikega premera je zgrajen na podlagi pomične plošče, ki omogoča spremembo dviga in / ali manevriranja, poleg tega pa ima tudi več lopatic z velikim razmerjem stranic.
Ta zasnova je razmeroma preprosta, dobro razvita in primerna za enostavno obnovo in povečanje, da ustreza obstoječim zahtevam. Poleg tega nima nekaterih pomanjkljivosti, na primer potrebe po tesnjenju spojev v cevovodih ali nevarnosti prekrivanja rezil.
Vendar pa obstajajo tudi slabosti. Helikopter po klasični shemi ima omejitve glede horizontalne hitrosti leta, povezane s posebnostmi pretoka okoli lopatic rotorja. V nekaterih načinih se lahko pojavijo drugi negativni pojavi, na primer vrtinčni obroč. Z enim glavnim rotorjem morate oblikovati dolg in močan repni nosilec, ki bo prilagodil repni rotor.
Razvoj klasične sheme je privedel do nastanka večrotornih helikopterjev z vzdolžno, prečno ali drugo postavitvijo več ležajnih sistemov. Zelo razširjena je koaksialna shema, v kateri sta dva vijaka tradicionalnega videza sestavljena na eno pušo. Tudi klasični podporni sistem in številne njegove enote so postale osnova za več alternativnih modelov.
Mlačni propeler
Helikopter z enim rotorjem se sooča s problemom reaktivnega navora, zato so bile predlagane različne rešitve. V tridesetih letih se je ideja o rotorju s pogonom na curke skoraj istočasno pojavila v več državah. Tak propeler ni povezan z motorjem znotraj trupa in ga zato ne sili, da se vrti v nasprotni smeri.
Jet rotor se odlikuje po prisotnosti lastnih motorjev na konicah rezil. Propeler lahko poganja kompaktni turbopropelerski ali ramjetni motor. Znane so tudi izvedbe z dovodom stisnjenih plinov iz plinskoturbinskega motorja v trupu v šobe ali v zgorevalno komoro na lopatici.
Ideja jet rotorja je bila v petdesetih in šestdesetih letih deležna velike pozornosti; v različnih državah so bili razviti številni pilotni projekti. Ponujena so bila kot lahka vozila tipa Dornier Do 32 ali B-7 ML. Težki transportni helikopter Mile in Hughes XH-17. Vendar nobeden od teh vzorcev ni napredoval preko male proizvodnje.
Glavna težava z reaktivnim propelerjem je zapletenost pesta. Prek njega je treba do premičnega rezila dovajati stisnjen plin in / ali gorivo, ki zahteva prenos in tesnjenje. Na samo rezilo je treba postaviti takšen ali drugačen motor, ki nalaga nove zahteve njegovi zasnovi. Gradnja robustne zasnove s temi zmogljivostmi se je izkazala za pretežko in pričakovane koristi niso mogle upravičiti prizadevanj.
Prečkana rezila
V tridesetih letih je bila predlagana tako imenovana shema. sinhrokopter. Ta koncept predlaga uporabo dveh dvokrilnih rotorjev, katerih pesto sta postavljeni na najmanjšo razdaljo z osi navzven. Propelerji se morajo vrteti drug proti drugemu, posebna oblika menjalnika pa izključuje prekrivanje lopatic.
Sistem za prenos sinhrokopterja lahko ustvari zahtevano dvigalo in omogoči let v istih načinih kot klasična shema. Prednost je, da lahko poveča celotno potisno in dvižno zmogljivost, razširitev vektorjev potiska pa poveča stabilnost pri lebdenju in drugih načinih. V tem primeru se reaktivni trenutki obeh propelerjev medsebojno kompenzirajo in odpravijo potrebo po krmilnem sistemu.
Vendar se sinhrokopterji ne uporabljajo široko. V tridesetih letih je takšno opremo proizvajalo nemško podjetje Flettner, od leta 1945 pa se ta tema ukvarja tudi v drugih državah. Najbolj znani so helikopterji ameriškega podjetja Kaman Aerosystems. Do določenega časa so bili zahtevani sinhrokopterji, potem pa je smer zbledela - zdaj je v seriji le en vzorec. Ves čas ni bilo izdelanih več kot 400-500 serijskih strojev tega razreda.
Glavna pomanjkljivost sinhrokopterja je zapletenost menjalnika, ki prinaša navor na dva tesno postavljena propelerja. Pogon z enim rotorjem z enakimi lastnostmi se izkaže za veliko lažjega. Poleg tega ima par dvokrilnih propelerjev omejen potisni potencial. Tako sodobni "težki" sinhrokopter Kaman K-Max ne dvigne največ 2700 kg in v tem pogledu izgubi pri številnih helikopterjih klasične sheme.
Zavrtite in ustavite
Ideja o združevanju vrtljivega propelerja in fiksnega krila je znana. V tem primeru se vrtenje glavnega rotorja uporablja za vzlet in pospeševanje. Pri določeni hitrosti se mora propeler ustaviti, njegove lopatice pa se morajo spremeniti v fiksno krilo. To omogoča razvoj visoke hitrosti letenja, vendar zahteva razvoj in izvajanje novih rešitev.
Kot primer razmislite o projektu Sikorsky X-Wing, ki se je od sredine sedemdesetih let razvijal kot dopolnilo helikopterju S-72. Slednji je bil helikopter z glavnim in repnim rotorjem, opremljen z razvitim krilom majhnega pometanja. Na straneh trupa je bil par motorjev s plinsko turbino, ki so oskrbovali gred (za propelerje) in ustvarjali reaktivni potisk (za visoke hitrosti letenja).
Nosilni sistem X-Wing je dobil pesto za ostrenje diskov, opremljeno s ploščico samo s skupnim nagibom. Uporabili smo pravokotna rezila z navpično simetričnim profilom. Na sprednjem in zadnjem robu rezila so bile odprtine za izpust stisnjenega zraka iz kompresorja zunaj. Zrak naj bi zaradi učinka Coande "podaljšal" profil rezila in mu pomagal ustvariti dvig. Odvisno od načina dovoda zraka lahko rezilo deluje enako učinkovito v rotaciji in v mirujočem položaju.
Sistem X-Wing je bil uspešno preizkušen v vetrovniku in je bil celo nameščen na izkušenem S-72. Toda malo pred načrtovanimi leti, leta 1988, sta NASA in DARPA odredili prekinitev dela. Z vsemi pričakovanimi koristmi je bil nenavaden sistem nosilcev preveč zapleten. Poleg tega se je projekt raztezal več kot 10 let, njegovi stroški pa so presegli dovoljeno mejo. Iz tega razloga koncept X-Wing ni bil dodatno razvit.
Objektiv v letu
Francosko podjetje Conseil & Technique trenutno dela na konceptu lahkega helikopterja za zračni taksi z nenavadnim nosilnim sistemom. Predlagana zasnova propelerja v smislu ustvarjenega dvigala pri vzletu in pristanku izgubi tradicionalno, vendar se razlikuje po večji preprostosti in zmožnosti ustvarjanja povečanega potiska pri vodoravnem letu. Navedena je tudi sposobnost zmanjševanja hrupa.
Prvotni propeler je zgrajen na osnovi lečastega diska, ki zavzema 70% pometene površine. Predlaga se, da se vzdolž njegovih robov namestijo kratka rezila zračnega profila. Ne poroča se o možnosti namestitve pomične plošče; nadzor vleke lahko izvedete s spreminjanjem hitrosti.
Preizkusi so pokazali, da med vodoravnim letom del diska ustvarja znatno dvižno silo, zaradi česar konstrukcija kot celota glede na lastnosti obide tradicionalni konstrukcijski propeler. Poleg tega je bilo mogoče napadni kot dvigniti na 25 °, ne da bi se tok ustavil. Letalo v razvoju bo po izračunih lahko doseglo hitrost do 200 km / h.
Projekt podjetja Conseil & Technique je še vedno v fazi raziskav in razvoja oblikovanja. Verjetno bo v bližnji prihodnosti na preizkušnjah makete, nato pa se lahko pojavi polnopravni izkušen večrotorni helikopter. Ni znano, ali bo ta alternativna zasnova lahko rešila vse naloge in našla mesto v letalski industriji.
Iščete alternative
Dolga desetletja obstoja in aktivnega delovanja helikopterjev so pokazala vse prednosti klasične zasnove nosilnega sistema. Poskusi ustvarjanja alternativnih shem, ki bi bile z njim minimalno podobne, še niso kronane s posebnim uspehom. Vendar pa znanstveniki in inženirji ne prenehajo delati in še naprej iščejo obetavne ideje.
Trenutno nastaja še en tovrstni projekt, njegovi rezultati pa bodo jasni v bližnji prihodnosti. Hkrati je jasno, da noben od novih ležajnih sistemov ne bo mogel opazno vplivati na splošno stanje stvari, klasična shema in različne variante njenega razvoja pa bodo ohranile svoje mesto v letalski tehnologiji. Vendar pa lahko novi dosežki - ob zadostni popolnosti - najdejo svojo nišo, kjer bodo njihove prednosti najbolj ustrezne in donosne.
