Helikopter: enhet, typer, kontrollsystem, formål

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Hendelsen 13. januar 1942, da Sikorsky-helikopteret, beregnet for militære formål, ble hevet i luften, kan betraktes som en fullverdig oppskyting av verdens første helikopter, om enn et militært. Flydesigneren begynte utviklingen av helikoptre i det førrevolusjonære Russland, og fortsatte dem i eksil i USA. Siden den gang har det gått mye tid, utformingen av helikoptre har gjennomgått betydelige endringer, men målene med å bruke teknologi har forblitt de samme.

Helikopterdesign

I alle helikoptreordninger skilles de samme hoveddelene ut:

• Hovedrotor. Genererer fremdrift og løft og styrer helikopteret. Strukturelt består den av kniver og en bøssing som overfører dreiemoment fra hovedgirkassens aksel til knivene.
• Halskrue. Retningskontrollen til et enkeltrotorhelikopter kompenserer for det reaktive dreiemomentet til hovedrotoren. Designet inkluderer en bøssing og blader festet til halegirakselen.
• Svaskeplate. Styrer den sykliske og kollektive stigningen til hovedrotoren, overfører signaler fra kontrollkretsen til navets aksiale hengsel, og deretter tilblader.
• Kontrollsystem. Helikoptre er utstyrt med tre uavhengige kontrollsystemer: retningsbestemt, langsgående-tverrgående og kontrollerende propellens felles stigning. Slike systemer inkluderer spaker i førerhuset, kraftgradientmekanismer, vipper og trekkraft, svingplater og hydrauliske forsterkere.
• Transmisjon. Overfører kraft til propeller og hjelpeenheter fra motorer. Antall og plassering av motorer, samt utformingen av helikopteret bestemmer utformingen av girkassen.
• Fuselage. Hovedkomponentene til helikopteret er festet til det. Designet for passasjerer og last, drivstoff, utstyr.
• Ving. Genererer ekstra løft, reduserer belastningen på hovedrotoren og øker hastigheten på helikopteret. Vingene kan også romme utstyr, drivstofftanker og nisjer for å skjule chassiset. Rotorene i tverrgående helikoptre støttes av vingen.
• Fjærdrakt. Gir balanse, stabilitet og kontrollerbarhet av helikopteret. Den er delt inn i to typer - vertikal, eller kjøl, og horisontal, eller stabilisator.
• Helikopterstart og landingsdeler. Designet for å parkere et helikopter, slukke kinetisk energi under landing og bevegelse på bakken. Mange helikoptre har landingsutstyr trukket inn under flyging.
• Helikoptermotor. Genererer kraften som trengs for å drive tilbehøret, hoveddrevet og halerotorene. Kraftverket kombinerer flere motorer med systemer som sikrer stabil drift i ulike moduser.

Helikoptertyper

Helikoptre er delt inn i flere typer. Hver type har sine egne egenskaper, styrker og svakheter.

Enrotorhelikoptre

Den vanligste typen helikopteranordning er en enrotormaskin med en halerotor. Fordelen med denne designen ligger i enkelheten - en girkasse, en skrue, enkel betjening. Omtrent 8-10% av motorkraften brukes til å betjene halerotoren mens den svever i luften, omtrent 3-4% - under translasjonsflyging. Relativt lav vekt og enkel design kompenserer for slike krafttap. Ulempen med en slik enhet for helikoptre er faren som truer bakkepersonell fra halerotoren.

Zhirodin

Propellaksen til slike helikoptre, som kompenserer for dreiemoment, er rettet langs flyturen. Denne designen lar deg skape skyvekraft uten å ty til bruk av en hovedrotor. Dette øker effektiviteten, siden det ikke er nødvendig å vippe den fremover. Den momentkompenserende skruen til hovedrotoren er plassert på en slik måte at den ikke danner drag og øker kraften som tilføres kompensasjonsskruen.

Jethelikopter

Enheten til denne modellen er en enkel måte å løse dreiemomentproblemet på. Det genereres av motorene som er plassert på enden av bladene, men overføres ikke gjennom akselen. Bare friksjonsmomentet til lagrene overføres til flykroppen.

Jetmotorer skaper jetkraft. Denne typen rotor har en enkel struktur, som er dens fordel;blant ulempene er høyt drivstofforbruk.

koaksialhelikopter

To skruer i et koaksi alt helikopter, plassert over hverandre og roterende i motsatte retninger, demper øyeblikket som overføres til flykroppen. Det eneste kravet til skruene er samme moment.

Koaksiale helikoptre er dårligere enn enrotor-helikoptre i størrelse, men dreiemomentet kompenseres ikke for av kraften, noe som er mulig på grunn av utformingen av helikoptre.

Tverrgående rotorhelikoptre

Fordelen med et slikt helikopter ligger i reduksjonen av kraften som kreves for bevegelse fremover. Dette er spesielt viktig i flermotors helikoptre, som må fortsette å bevege seg i horisontal retning med stoppet motor.

Ulempen med slike maskiner er høy motstand på grunn av frontmotstanden til strukturen som rotorene hviler på. Effektiviseringen og nedbemanningen av strukturen øker vekten på helikopteret.

Tverrrotorhelikopteret har en mer kompleks transmisjon og større dimensjoner, selv om de påvirkes av graden av rotoroverlapping. Et av de største og tyngste helikoptrene av denne designen er Mi-12.

Forover-rotorhelikopter

Et romslig flykropp og muligheten til å forskyve tyngdepunktet er fordelene med denne helikopterdesignen. Nyttelasten fordeles mellom rotorene. Den kompliserte overføringen og dens tunge vekt er de største ulempene med helikoptre med tverrgåendeplassering av skruer.

Den andre ulempen er den reduserte effektiviteten til propellene, ettersom dysene i arbeidet deres krysser hverandre. Ved foroverflyvning reduseres kvalitetstapet på grunn av at den bakre propellen er plassert høyere enn den fremre. Hvor mange blader har et helikopter av denne designen? Propelldiameter og antall blader kan variere for å forbedre maskinens håndtering og stabilitet.

Flerrotorhelikoptre

Prosjekter av multi-rotor helikoptre utviklet av flydesignere involverte å lage tunge modeller av maskiner. På grunn av flere hovedrotorer er kontrollen forenklet, siden helikopteret kan roteres om hvilken som helst av de tre aksene ved å øke skyvekraften til en bestemt propell. Multi-rotor-ordningen med tunge helikoptre lar deg holde diameteren på skruene innenfor visse grenser.