Hét alapvető helikopter terv. Szinkron: szokatlan kivitelű helikopter Gyűrűben lévő farokrotorral rendelkező helikopterek, fenestron

Helikopter diagram leírja a helikopteren lévő rotorok számát, valamint a helikopter irányításához használt eszközök típusát.

A főrotor letekercseléséhez szükséges erő a hajtóműből a tengelytengelyen keresztül továbbítható. Ebben az esetben Newton harmadik törvénye szerint reaktív forgatónyomaték keletkezik, amely a helikopter testét a főrotor forgásával ellentétes irányba csavarja (a talajon ezt a forgást a repülőgép alváza akadályozza meg).

Számos alapvető tervezési séma létezik a reaktív nyomaték kompenzálására és a helikopter egyetlen vagy több főrotorral történő vezérlésére.

Abban az esetben, ha a főrotort vagy a szembejövő légáramlás (giroplánok, helikopterek autorotáló repülési módban), vagy a lapátok végein elhelyezkedő sugársugár segítségével (jet helikopter) elcsavarja, a reaktív nyomaték nem keletkezik, és ennek megfelelően hiányzik a kompenzációja.

Enciklopédiai YouTube

1 / 5

✪ Hogyan repül a helikopter?

✪ Helikopter Orlan 2. Kisrepülés

✪ BDB a Ka-26-on. 18/18. Balandin kivitelű hajtókar nélküli motorok alkatrészei (1976-1995 között gyártva)

✪ Boeing CH-47 Chinook nehéz katonai szállítóhelikopter

✪ Kétrotoros koaxiális helikopter - könnyen kezelhető

Feliratok

Egycsavaros áramkörök kormányberendezéssel

Az ilyen sémákban a reaktív nyomaték kompenzálására olyan eszközöket használnak, amelyek tolóerőt hoznak létre, amely a helikoptert a reaktív nyomatékkal ellentétes irányba forgatja. Az ilyen rendszerek előnye viszonylagos egyszerűségük, azonban ebben az esetben a helikopter erőművéből veszik az áramot.

Egyrotoros helikopterek farokrotorral

Ebben a sémában egy kis átmérőjű légcsavar található a helikopter farokkeretén bizonyos távolságra a fő rotor tengelyétől. Azáltal, hogy a helikopter függőleges tengelyére merőleges síkban tolóerőt hoz létre, a farokrotor kompenzálja a reakciónyomatékot. A farokrotor tolóerejének megváltoztatásával szabályozhatja a helikopter forgását a függőleges tengelyhez képest. A legtöbb modern helikoptert egyrotoros kialakítással tervezték.

Ezt először Borisz Jurjev szabadalmaztatta repülőgépén, 1912-ben a lengőlemezzel együtt. Az első ilyen modellt azonban 1874-ben Achenbach német tervező javasolta.

Ennek a rendszernek a tagadhatatlan előnye a tervezési és vezérlési rendszer egyszerűsége, amely a gyártási, javítási és karbantartási költségek csökkenéséhez vezet.
Ezenkívül a helikoptereket, például a Mi-28-at, úgynevezett X-alakú, négylapátos farokrotorral gyártják, amelynek lapátjai eltérő relatív beépítési szöggel rendelkeznek az agyon (mint az X betű). Az ilyen típusú propeller a hagyományoshoz képest (a lapátok egyenletes azimutális eloszlásával) rendelkezik előnyökkel a zajszint és a szomszédos lapátok által keltett csúcsörvényzsinórok káros hatásainak csökkentésében.

Ennek a rendszernek a hátrányai:

• a farokrotor elveszi a motor teljesítményének egy részét (legfeljebb 10%-ot), ugyanakkor nem nyújt sem emelést, sem előre tolóerőt;
• a főrotorból kiáramló levegő rontja a farokrotor jellemzőit, aminek következtében igyekeznek a farokrotort a lehető legmagasabbra helyezni a farokgémre;
• a farokrotor nagyon sérülékeny, ha a talajhoz közel repül;
• a farokrotor a főrotorhoz hasonlóan veszélyes örvénygyűrű üzemmódba kerülhet, ami korlátozza a manőverezési képességeket;
• a lehetséges igazítások szűk tartománya.

Helikopterek farokrotorral gyűrűben, fenestron

A modern helikoptergyártásban a fin - fenestron (a latin fenestra - ablakból) gyűrű alakú csatornájában néha többlapátos farokrotort használnak. A fenestron átmérője több mint kétszer kisebb, mint egy hagyományos farokrotor átmérője.
Először a francia Aerospatial cég könnyű helikopterein használták. Könnyű és közepes helikopterek kialakításában használják

Ennek a kialakításnak számos jelentős előnye van:

• a helikopter káros légellenállása csökken;
• megakadályozza, hogy a forgó farokrotor lapátok hozzáérjenek a talajhoz, amikor rendkívül alacsony magasságban manővereznek, valamint megsérülhetnek az emberek, amikor a helikopter a talajon működik;
• hatékonysága nagyobb, mint az azonos átmérőjű nyitott farokrotoré.

A hátrányok a következők:

• a gerinc vastagságának és tömegének jelentős növekedése, ami a fenestron felszerelését nehéz helikopterekre kivitelezhetetlenné teszi;
• nagyfrekvenciás zaj;
• nemlinearitás a pályamanőver jellemzőiben.

forgószárnyas légi jármű

Ez a kialakítás légcsavarokat használ, amelyek a repülőgép - forgószárnyas - szárnyain vagy rácsos tartójain helyezkednek el. Ezenkívül mindkét légcsavar tolóereje előre van irányítva, és a reaktív nyomaték kompenzálására lebegő üzemmódban az egyik propeller nagyobb tolóerőt biztosít, mint a másik. Repülési üzemmódban ezek a légcsavarok húzóként használatosak, ami növeli a forgószárnyas jármű sebességét, míg a főrotor autorotációs üzemmódba kerül. Az első ilyen reaktív nyomatékkompenzációs eszközt B. N. Jurjev javasolta és szabadalmaztatta 1910-ben. Ilyen modellre példa jelenleg az Eurocopter X3.

A forgószárnyas repülőgép előnye a nagy repülési sebesség tekinthető, amely az aerodinamikai sajátosságok miatt a klasszikus kialakítás számára elérhetetlen. Például a Fairey-i Rotodyne forgószárnyas 1959-ben 307,22 km/h-t, az Eurocopter X3 pedig 2010-ben 430 km/h-t ért el.

Egy ilyen rendszer hátránya, hogy a farokrotorhoz képest nagyobb teljesítményveszteség van a reaktív nyomaték kompenzálásához a lebegő üzemmódban.

Azonban nem minden forgószárnyas használja ezt a kompenzációs módszert. Például a Ka-22 forgószárnyas egy pár keresztirányú légcsavart használt a reaktív nyomaték ellensúlyozására, a Rotodain pedig a lapátok reaktív forgását.

Jet vezérlőrendszer, NOTAR

A reaktív forgatónyomaték kompenzálására a hátsó szórókereten a Coanda-effektust alkalmazó határréteg-vezérlő rendszert alkalmaznak a gém végén lévő sugárfúvókával, vagy csak egy fúvókával.

A Coanda-effektus vezérlőereje ugyanazon okból keletkezik, mint a szárny emelőereje - aszimmetrikus miatt a főrotor által alkotott lefelé irányuló légárammal áramlik a farok gém profilja körül. A farokkeret tövében elhelyezett ventilátor szívja be a levegőt a helikopter karosszériájának tetején található lyukakból, így a szükséges megnövekedett nyomást hozza létre a farokkeret belsejében. A farok gém jobb oldalán speciális fúvókák segítségével gyorsabb légáramlás jön létre, mint a bal oldalon. Így a Bernoulli-törvény miatt a bal oldalon nagyobb lesz a légnyomás, mint a jobb oldalon, ez a nyomáskülönbség balról jobbra irányított erő megjelenéséhez vezet.

jegyzet: az ábrán a kék nyilak a farokkereten áthaladó légáramlást mutatják, a piros nyilak a farokkeret felülete mentén.

A hosszanti terv szerint épített helikopter megalkotásának úttörője Paul Cornu francia mérnök volt. 1907-ben készüléke 20 másodpercig tudott felszállni a földről. Az első teszt során a készülék először 0,3 m-rel (össztömeg 260 kg), majd 1,5 m-rel (össz tömeg 328 kg) emelkedett fel.

Az 1930-as években a longitudinális helikopterek fejlesztését Belgiumban Nikolai Florin orosz emigráns végezte, aki 3 helikoptermodellt épített, amelyek közül az egyik („Florin - 2”) számos repülési időtartam rekordot állított fel. Ennek a konstrukciónak a továbbfejlesztését az amerikai Frank Piasecki vállalta magára, aki 1945-ben az amerikai hadsereg számára készített egy helikoptert, amelyet alakja miatt „repülő banánnak” neveztek.

A helikopter tervezésének pozitív oldalai a következők:

A hosszanti helikopter tervezés hátrányai a következők:

A keresztirányú légcsavarokat a szárnyak vagy a helikopter karosszériájának oldalain lévő speciális támasztékok (rácsok) végeire szerelik fel. A keresztirányú kialakítás néhány tiltrotort is tartalmaz helikopter üzemmódban, például Bell V-22 Osprey, Bell Eagle Eye.

1921-ben Henry Berliner amerikai mérnök apjával, Emil Berlinerrel közösen keresztirányú helikoptert tervezett. A repülőgép törzsének oldalaira két kicsi, négyméteres légcsavart, a farokra pedig egy függőleges forgástengelyű kormánycsavart helyezett el - ennek kellett „megemelnie” a készülék farkát, hogy a légcsavarok vízszintes legyen. a tolóerő összetevője a helikopter előremozdításához. A helikopter irányításához elhajtható felületeket, például csűrőket, valamint dönthető rotortengelyeket használtak.
Az első sikeres keresztirányú helikopter a német Focke-Wulf Fw 61 volt, amely 1937-ben számos hatótávolságú és sebességi rekordot döntött. A Szovjetunióban az első keresztirányú helikopter a Project Omega volt 1941-ben.

Előnyök:

• a rotorok nagy hatékonysága az ezekből a rotorokból származó levegőáramok kölcsönös hatásának hiánya miatt;
• stabilitás és irányíthatóság szempontjából a legelőnyösebb séma az aerodinamikai szimmetria miatt.

Ennek a rendszernek a hátrányai a következők:

• összetett átvitel;
• a szerkezet megnövekedett súlya;
• fokozott ellenállás.

Koaxiális séma

A koaxiális kialakítás egy pár csavarból áll, amelyek egymás felett helyezkednek el a koaxiális tengelyeken, amelyek ellentétes irányban forognak, és ezáltal kompenzálják az egyes csavarokból származó reaktív nyomatékokat.

A Kamov Ka-8 helikopter 1947. november 12-én, a Jakovlev „Shutka” helikopter 1947. december 20-án repült. A Kamov tervezőiroda számára a koaxiális tervezés lett a fő. Jelenleg a Kamov helikopterek az egyetlen emberes koaxiális helikopterek a világon, amelyeket tömegesen gyártanak.

A koaxiális séma előnyei:

• kis méretek, mivel a koaxiális rotorok lapátjai rövidebbek, mint a hasonló osztályú farokrotorral rendelkező helikopterek fő lapátjai: minimális fel- és leszállási platformra van szükség más kialakításokhoz képest;
• a sebességváltó tömörsége, amely a kardántengely mentén helyezkedik el;
• viszonylag könnyű kezelhetőség: a kezelőszervek a sebességváltó mellett helyezkednek el, és a manőverek végrehajtása során nem fogyasztanak további motorteljesítményt;
• kritikusan sérülékeny alkatrészek hiánya, mint például a farokrotor és az egyrotoros helikopterek hajtóműve;
• lényegesen nagyobb légcsavar tolóerő lebegő üzemmódban azonos tolóerő/tömeg arány mellett, mivel nincs teljesítményveszteség a farokrotoron, és az alsó rotor a felső rotor légáramában van;
• az áramkör aerodinamikai szimmetriája és a vezérlőcsatornák lényegesen kisebb keresztkapcsolatai;
• a rezgések csökkentése, amit a rotorok kisebb mérete segít elő;
• a kezelőszemélyzet biztonsága: a farokrotor hiánya csökkenti a sérülések valószínűségét.

Hibák:

Keresztező pengék

A rotorok a törzs oldalain helyezkednek el jelentős átfedéssel, tengelyeik pedig egymással szögben kifelé dőlnek, így az átfedés lehetősége kiküszöbölhető. Valójában egy ilyen séma egy olyan keresztirányú séma speciális esete, ahol a rotorok maximális átfedése lehetséges, ugyanakkor a koaxiális séma tulajdonságaival is rendelkezik. A légcsavarok dőléséből adódóan a reakciónyomatékok csak a függőleges tengelyhez viszonyítva egyensúlyoznak ki, a kereszttengelyhez viszonyított vetületeik összeadódnak, dőlési nyomatékot képezve.

Az első ilyen típusú helikopterek, a Flettner FI 282 „Hummingbird” 1942-ben jelentek meg Németországban. Jelenleg az ilyen helikopterek egyetlen sorozatgyártója az amerikai Kaman Aircraft cég. Ennek a cégnek a megkülönböztető jellemzője a helikopter vezérlőrendszerében a lapátokra szerelt szervo szárnyak használata, amelyek működési elve hasonló a repülőgép csűrőjéhez.

Előnyök:

• minimális teljes méretek;
• egyszerű és könnyű átvitel;
• a szerkezet alacsony relatív súlya;
• szimmetria aerodinamikai szempontból.

Hibák:

• a rotorok hatékonyságának romlása egymásra gyakorolt ​​kölcsönös hatásuk miatt;
• hosszanti nyomaték fellépése, ami megnehezíti a helikopter kiegyensúlyozását.

Többcsavaros áramkör

Az ilyen típusú helikopterek alapvetően négy rotort használnak, amelyek közül az egyik pár hosszanti, a másik keresztirányú mintázatú, bár vannak három fő rotoros kivitelek is (Mi-32, Cierva Air Horse). (Angol) orosz), és nagyszámú légcsavarral (Multikopter (Angol) orosz).
Megkülönböztethető nagy súlya, de ugyanakkor könnyű irányíthatósága, mivel egy ilyen rendszerhez nincs szükség automatikus lengőlemezre, és a repülési irányt az egyes légcsavarok teljesítményének külön állításával állítják be.
Jelenleg egyre népszerűbb a rádióvezérlésű helikopterekben.
A tervezést eredetileg a huszadik század eleji prototípusokban mutatták be a repülés hajnalán.
Az ilyen típusú helikopterek közé tartozik Georgij Botezat, a Petrogradi Műszaki Intézet egykori professzorának quadkoptere, aki Amerikába emigrált; Etienne Emichen helikoptere, amely a 4 főrotoron kívül 6 kis légcsavarral rendelkezett az egyensúly fenntartására és 2 légcsavarral a vízszintes repüléshez
Egyes tiltrotorok a többrotoros konstrukciók közé is besorolhatók, például Curtiss-Wright X-19, Bell X-22, Bell Boeing Quad TiltRotor (projekt).

Megjegyzések

1. , Val vel. 14.
2. A helikopterek világa. Keresési sémák (Orosz). aviastar.org. Letöltve: 2012. április 4. Archiválva: 2012. június 19.

Valójában a helikopterek viszonylag új találmány – csak a második világháború után kerültek széles körben használatba. Azóta a mérnökök folyamatosan próbálják fejleszteni ezeket a repülőgépeket, és gyakran nagyon furcsa és szokatlan gépeket hoztak létre.

1. Sikorsky X-Wing

A híres helikoptergyártó Sikorsky egyik fejlesztése leginkább a Star Wars híres X-Wing lázadó vadászgépéhez hasonlított. Az 1970-es évek közepén egy amerikai cég, amelyet Igor Ivanovics Sikorsky repülőgéptervező tudós alapított, különféle helikopter-tervekkel kezdett kísérletezni. Ekkor készült az S-72 az X alakú szárny tesztelésére a NASA és az amerikai hadsereg parancsára.

Első pillantásra az X-Wing egy hagyományos helikopternek tűnt, csak nagyon vastag lapátokkal és sugárhajtóművekkel a törzs oldalán. Felszálláskor az X alakú szárny úgy forgott, mint egy hagyományos helikopter rotor, így az S-72 függőlegesen szállhatott fel. Majd a magasság növelése után a rotort mozdulatlanul rögzítették, és úgy működött, mint egy hagyományos repülőgép szárnya. Sikorsky sajnálatos módon a projekt fejlesztése további finanszírozást igényelt, de az amerikai hadsereg úgy döntött, hogy lemond a projektről.

2. Percival P.74

A második világháború idején német mérnökök különféle konstrukciókat fejlesztettek ki furcsa helikopterekre és légbelélegző rotorhajtású repülőgépekre. A lényeg az volt, hogy a motorok kipufogógázt hoztak létre, amelyet az üreges lapátok végén lévő fúvókákhoz vezettek, ami aztán onnan kifolyva megforgatta a főrotort.

Az 1950-es években a britek megpróbáltak létrehozni egy hasonló kísérleti helikoptert, a Percival P.74-et. Különlegessége az volt, hogy a motorokat a törzs belsejébe szerelték be. A motor teljesítménye nem volt elegendő a helikopter levegőbe emeléséhez, ezt követően a projektet 1957-ben lezárták.

3. Kellett-Hughes XH-17

A helikopterek egyik legelterjedtebb típusa a repülő daruk, amelyek nehéz és túlméretezett terheket képesek olyan magasságba emelni, amelyet a hagyományos daruk nem tudnak elérni. 1952-ben a Hughes Aircraft Company kifejlesztette első helikopterét, az XH-17-et, amely akkoriban a világ legnagyobb helikoptere volt: 39,6 m átmérőjű rotorral és két General Electric J35 turbósugárhajtóművel szerelték fel, amelyek fúvóként szolgáltak a égésterek a lapátok hegyein.

A Percival P.74-el ellentétben a forró levegő összekeveredett az üzemanyaggal, majd meggyulladt. Ez azt jelenti, hogy az XN-17-ben valójában kis sugárhajtóművek voltak a rotorlapátok végén. A költségek csökkentése érdekében Hughes különböző második világháborús repülőgépek alkatrészeit használta fel: a pilótafülkét egy CG-15-ből, a futóművet egy B-25-ös bombázóból, a nagy üzemanyagtartályt pedig egy B-29-es bombázóból vették át.

A tesztelés során az XH-17 félelmetes látványnak bizonyult: a sugárhajtóművek fúvókáiból a pengék hegyén csapkodó lángok, a pengéken lévő kamrákban az üzemanyag állandó égéséből származó hang pedig 1000 tüzérségi lövöldözésnek tűnt. egyszerre (újságcikk szerint). Az XH-17 felszállásának hangja 13 kilométeres távolságból jól hallható volt. Az egység hatékonysága lehangolónak bizonyult.

4. Sikorsky X2

A helikopterek egyik legnagyobb hátránya az alacsony sebességük, ami jóval elmarad a repülőgépek sebességétől. 2008-ban Sikorsky kísérleti koaxiális helikoptert épített tolócsavarral, aminek akár 500 km/órás sebességet kellett volna elérnie. Ebben a mérnökök elhagyták a szokásos helikoptertervezést. A két négylapátos főrotor ellentétes irányba forgott, ami önmagában nem túl egyedi.

De a hagyományos farokrotor helyett egy hatlapátos faroktoló propeller került beépítésre. Az X2-t sosem tömeggyártásra szánták, de az új technológiák rendkívül sikeres bemutatójának bizonyult. 2011-ben a programot megnyirbálták, és az S-97 Raider katonai helikoptert bevált új technológiák alapján építették meg.

5. Ka-22

Szovjet, majd később orosz mérnökök tervezték a világ legnagyobb és legnehezebb helikoptereit. 1950-ben a szovjet légierő növelni akarta helikoptereinek repülési hatótávját. Az OKB "Kamov" kifejlesztette a Ka-22-t - egy szokatlan keresztirányú forgószárnyas járművet, két fő rotorral, valamint két, egyenként 5900 lóerős turbólégcsavaros motorral.

A sebességváltóval kapcsolatos állandó problémák ellenére a Ka-22 nagyon lenyűgöző fejlesztés volt. 100 utast tudott szállítani, a tesztrepülések során pedig nyolc világrekordot döntött meg súlykategóriájában. A Ka-22 helikopterek azonban egy év alatt két halálos balesetet szenvedtek, ami után a projektet törölték.

6. Fairey Jet Gyrodyne

A Gyrodyne sugárhajtású repülőgép egy helikopter és egy giroplán meglehetősen érdekes kombinációja. A rotorsugaras rendszer használatához a Fairey helikopterét sugárégető fúvókákkal szerelte fel a kétlapátos rotorlapátok csúcsainál, amelyekbe üzemanyagot fecskendeztek be. Ez a rendszer nem volt egyedülálló a kísérleti helikopterek között, de az emelés és a sebesség növelése után lassan csökkent a főrotorra ható tolóerő, ami után a rotor autorotációs üzemmódba kapcsolt. A tolóerőt két tolócsavar szolgáltatta.

7. Oehmichen 2. sz

A helikoptertervek már jó ideje megjelentek a repülés világában. A mérnökök megértették a helikopter repülésének alapelveit, és nagy rotorszárnyakat használtak, hogy biztosítsák gépeik szükséges emelését. Az első helikopterek egyik fő feltalálója a francia repülés úttörője, Etienne Homishen volt. Második helikoptere (Oehmichen No.2) meglehetősen furcsa volt, de sikerült felszállnia a földről.

Kisméretű, függőlegesen szerelt rotorokkal volt felszerelve, amelyek a nagy emelő rotorokkal ellentétes irányban forogtak. 1923. április 14-én Etienne megdöntötte a helikopter emelkedési és repülési sebességének eddigi rekordját. De további kísérletei nem vezettek jelentős javuláshoz, és Omishen elkezdett ballonokat építeni.

8. De Lackner HZ-1

Ahogy a helikopterek a katonai stratégia elengedhetetlen részévé váltak, a hadseregek elkezdték új módszereket keresni e technológia alkalmazására. Az egyik legszokatlanabb projekt egy 1954-ben létrehozott repülő platform volt, amelyet egy katona szállítására terveztek. A Lackner HZ-1 egy kis 40 lóerős motorral volt felszerelve, amely két légcsavart forgatott, felette egy kis emelvény volt egy személy számára. Lényegében a HZ-1 egyfajta repülő Segway lett hatvan évvel ezelőtt. A készülék maximális sebessége 105-110 kilométer per óra volt.

9. Ka-56

A Szovjetunió törekedett olyan együléses ultrakönnyű helikopterek létrehozására is, amelyek összeszerelve legfeljebb 500 mm átmérőjű hengeres szállítókonténerekbe férnek be, és egy személynek is 15 percen belül kellett összeszerelnie. Ez a követelmény abból fakadt, hogy a helikopternek felszíni és víz alatti hajókra kellett volna épülnie, és torpedócsöveken keresztül kellett volna a felhasználási helyre szállítani. Sajnos a fejlesztőknek nem sikerült megfelelő hajtóművet találniuk a helikopterhez, így a projekt nem lépett túl a földi tesztelésen.

10. Mi-12

A Szovjetunió felülmúlhatatlan volt az óriási repülő gépek megalkotásában. Az 1967-ben épített Mi-12 (vagy V-12) a világ legnehezebb és leginkább teheremelő helikoptere. A B-12-t eredetileg a legnagyobb helikopternek tervezték, legalább 30 tonnás hasznos teherbírásával interkontinentális ballisztikus rakétaalkatrészek szállítására. A helikopter maximális felszálló tömege 105 tonna volt (míg maga a készülék 69 tonnát nyomott).

Ez egy 4 motoros jármű volt, kétcsavaros keresztirányú kialakítás szerint. A rácsos konzolok-szárnyak végein két gázturbinás motorral, egyenként 6500 LE teljesítményű, propeller hajtású gondolák helyezkedtek el. 1969-ben egy helikopter 44 tonnás rakományt 2,25 km magasságba emelve világrekordot döntött.

Mára a légtechnika új szintre lépett. És ez lehet a bizonyíték erre.

A szinkron a forgószárnyasok egész családjának egyik legszokatlanabb és legkisebb képviselőjének tekinthető. A szinkron vagy szinkronkopter egy ikerrotoros keresztirányú kialakítású helikopter, amely nagy átfedésben van az egymást metsző rotorokkal. Ezt a szokatlan rendszert Anton Flettner találta ki Németországban az 1930-as évek végén. A sémát először az Fl 265 helikopterben alkalmazták, amelyet a Kriegsmarine megrendelésére hoztak létre.

Az Fl 265 típusú helikopter 1939 májusában repült először, összesen 6 ilyen gépet gyártottak. Utóda, a szintén synchroptera terv szerint épített Fl 282 "Hummingbird" helikopter 1941 októberében hajtotta végre első repülését. Több ilyen helikopter készült már - körülbelül 24 példányban. 1945-ben Charles Kaman, a Kaman Aircraft alapítója megépítette az első amerikai szinkrongépet, amelyet Kaman K-125-nek neveztek el. Ezt követően a Kaman Aircraft soros szinkronok gyártásával foglalkozott, és jelenleg ez az egyetlen ilyen típusú helikopter sorozatgyártó a világon.

A szinkrontervezés szerint épített helikopterekben a légcsavarok a légcsavarok átmérőjéhez képest kis távolságra helyezkednek el. Ebben az esetben a csavarok ellentétes irányban forognak, és a tengelyek forgástengelyei egymással szöget zárnak be, a csavarok forgássíkjai metszik egymást. A légcsavarok forgásának szinkronizálása a tengelyeik közötti merev mechanikai kapcsolat miatt következik be, amely garantálja a forgó lapátok repülés közbeni ütközésének megakadályozását. Úgy gondolják, hogy ennek a rendszernek a használata leegyszerűsíti a repülőgép vezérlését lebegő vagy alacsony sebességű repülés során, és üzemanyagot takarít meg azáltal, hogy kiküszöböli a forgás átadását a farokrotorra.

Kaman HH-43B Huskie

Német Fl 265 és Fl 282 szinkronok

A különféle forgórész-kialakítások változatain dolgozva a német tervező, Flettner megalkotta a sajátját: két egymást keresztező rotort. Ezt a sémát először Fl.265 helikopterén tesztelte. Ez az egzotikus dizájn lett az alapja minden Flettner helikopternek a háború előtti és háborús években. 1937-ben elkészült az első keresztben forgó, ellentétesen forgó rotorral rendelkező helikopter terv, és 1938-ban a német haditengerészet megrendelést adott le 6 ilyen, Fl.265 jelzésű helikopter megépítésére. Ez egy együléses repülőgép volt orrba szerelt erőművel, amely 119 kW teljesítményű Bramo Sh-14A motort használt hűtőventilátorral. Két egymást keresztező rotort ferde támasztékokra szereltek fel, és lengéscsillapítókkal látták el.

Az új helikopter első prototípusa 1939 májusában repült. Ugyanezen év augusztusában hajtotta végre első repülését a synchroptera terv szerint készült helikopter autorotációs üzemmódban. Később ez a gép balesetet szenvedett, amikor repülés közben a propellerei átfedték egymást. Ennek ellenére a következő jármű, az Fl.265-V2 meglehetősen nagyszabású haditengerészeti teszteken esett át a Balti- és a Földközi-tengeren. Ugyanakkor a hajók fedélzetéről is repültek, sőt a tengeralattjáróra való leszállást is gyakorolták. A tesztelés során egy másik helikopter elveszett. Ennek ellenére a járművet alkalmasnak találták felderítő és tengeralattjáró-elhárító fegyverként való használatra. A Wehrmacht azon is dolgozott, hogy a szinkront csónakok folyami akadályokon való átvontatására és hidak felszerelésére használja.

Bár ez a helikopter általánosságban elég jól teljesített, az autorotációs módba problémamentesen be- és kiléphetett, némi kétséget ébresztett a gép sérülékenysége. Az airwar.ru weboldal szerint Németországban az Fl.265 szinkrongéppel és a Bf.109E vadászgéppel kiképzőcsatákat folytattak. A 20 perces légi csata eredményét mozigéppuska rögzítette, és egyetlen találatot sem mutatott a helikopternek, amely manőverezőképességével könnyen kikerülhette a támadást. 1940-ben kész volt a döntés az Fl.265 sorozatgyártásának megkezdéséről, de ekkorra már időben megérkezett Flettner új helikoptere, az Fl.282, amely már kétüléses volt, és minden figyelem és munka átkerült azt.

Az Fl.282 „Hummingbird” helikopter eredetileg kétüléses járműnek (pilóta és megfigyelő) készült, aminek jelentősen növelnie kellett volna felderítő jármű érdemeit. Ebben az esetben a megfigyelő helye közvetlenül a propeller állványok mögött volt, és háttal ült. Ez a pozíció lehetővé tette a repülést utas nélkül, anélkül, hogy megzavarta volna a készülék beállítását. Az új helikopter terve 1940 júliusára készült el. Flettner gyakorlata során először a törzs középső részébe helyezték el a motort. A megoldás használatának eredményeként a pilóta kiváló áttekintést kapott. A motort a törzs nyitott alsó részén keresztül faventilátorral hűtötték. A motort a hengerek sűrített levegővel való átfújásával indították be. Ugyanakkor a motor egy sebességváltón dolgozott, amely két független kardántengely forgását biztosította, amelyeknek a motorról való leválasztására szolgáló eszközök és a fék voltak. A helikopteren használt két kétlapátos légcsavart úgy szinkronizálták, hogy lapátjaik 45 fokos elfordulási szögben párhuzamosak legyenek. Ebben az esetben a légcsavarok beépítési szöge 12 fok volt a törzs oldalához képest és 6 fok előre.

A "kolibri" a Harmadik Birodalom legkifinomultabb és legtöbbet repülő helikoptere. Ez a gép képes volt átmenni a tesztek teljes skáláján. Ennek a munkának a nagy része Hans Fuisting tesztpilóta vállára esett, aki nemcsak tesztelte a helikoptert, hanem 50 pilótát is kiképzett hozzá. Ugyanakkor az egyik jövevény meghalt, miközben felhős időben vakrepülést hajtott végre. A baleset okának a megengedett merülési sebesség túllépését tekintették, amely Fl.282 esetében 175 km/h volt. Ha ilyen igény merült fel, a szinkron automata légcsavar dőlésszög-szabályozás nélkül is le tudott szállni autorotációs üzemmódban, bár egy ilyen leszállás során a repülőgép farka megsérült.

Az új helikopter meglehetősen manőverezhető gépnek bizonyult, és stabil volt repülés közben. 60 km/h-s repülési sebességnél a pilóta megengedhette magának, hogy feladja az irányítást. Alacsonyabb repülési sebességnél a helikopter némi hosszirányú instabilitása érintett, különösen 40 km/h sebességnél. Ennek a szinkronnak a kisebb hátrányai közé tartozik az enyhe vibráció jelenléte a talajon, amely azonnal eltűnt a felszállás után. Bár az Fl.282 egyes alkatrészeinek kialakítása akkoriban túlságosan nehéz és bonyolult volt, összességében ez a helikopter egy jól átgondolt repülőgépnek bizonyult. A tesztelés során az egyik minta 95 órát repült anélkül, hogy alkatrészt cseréltek volna. Az Fl.282 szinkronra szerelt motor élettartama pedig 400 óra volt a válaszfalak között.

A Hummingbird tesztek sikere lehetővé tette a katonaság számára, hogy azonnal rendeljen 1000 ilyen járművet. De a szövetséges bombázás, amely letiltotta a BMW és a Flettner gyárait Johanisthalban, csak 24 ilyen kísérleti sorozatú helikopter összeszerelését tette lehetővé. Ebből a háború után a szövetségesek 3 ilyen járművet kaptak. Az Fl.282-V15 és V23 helikoptereket az amerikaiak elfogták, a harmadik pedig a Szovjetunióba került. Az elfogott gépet egy ideig oktatási segédeszközként használták a Moszkvai Repülési Intézet helikoptermérnöki osztályán.

Modern szinkron K-Max

A szinkronok modern modelljei közé tartozik az amerikai Kaman Aerospace - K-Max cég fejlesztése. 2015 júniusában olyan információk jelentek meg, hogy a vállalat készen áll a szinkrongyártás újraindítására – jelentette az Aviation Week. A vállalat következő gyártósorát a helikopter emberes és pilóta nélküli változatainak sorozatgyártására használják majd. Az új szerelvény első szinkronjai várhatóan 2017-ben kerülnek a vásárlókhoz. A Kaman Aerospace szerint két cégtől már érkezett megrendelés. A svájci Rotex Hellicopters cég két gépre adott megrendelést. Ennek a cégnek már vannak hasonló gépei a flottában, a svájciak ezeket használják a törmelék eltakarítására. A szokatlan helikopterek második megrendelője az amerikai Helicopter Express cég volt, amely a K-Maxot tűzoltásra és rakományszállításra használja.

A K-Max szinkronokat, más néven K-1200-at, a Kaman Aerospace gyártotta 1991 és 2003 között. 1994-ben a helikopter légialkalmassági bizonyítványt kapott az Egyesült Államok Szövetségi Légügyi Hivatalától. Ez idő alatt a vállalat körülbelül 40 ilyen repülőgépet gyártott le, ezek többségét az US Army Marine Corps (MCC) vásárolta meg. Ezenkívül helikoptereket szállítottak a kolumbiai szárazföldi erőknek és polgári társaságoknak Svájcból, Németországból, Peruból és Új-Zélandról. A K-Max helikopter jellemzője, ahogy sejthető, két rotor keresztirányú elrendezése, amelyek forgási síkjai egymással szögben helyezkednek el és metszik egymást. A csavarok forgása szinkronizált és ellentétes irányban történik.

A 15,8 méter hosszú és 4,14 méter magas K-Max szinkron 14,7 méter átmérőjű légcsavarokkal van felszerelve. A K-MAX helikopter saját tömege 2334 kg, a maximális felszálló tömege 5443 kg. A helikopter akár 2720 kg különféle rakomány szállítására is alkalmas, ami több, mint maga a gép súlya. Ugyanakkor a K-Max akár 185 km/órás sebességet is elérhet repülés közben, és akár 500 km-es távolságot is képes megtenni. Jelenleg egy teherszállító drónt készítenek ennek a járműnek az alapján, amelyet az USMC 2011 óta tesztel Afganisztánban. A K-MAX helikopter alapváltozatait ugyanakkor tűzoltásra, erdészeti és egyéb feladatokra szánták.

A helikopterek újragyártását a Kaman Aerospace Jacksonville-ben (Florida) és Bloomfieldben, Connecticutban lévő létesítményeiben végzik majd. A gyártó becslései szerint az első 10 helikopter eladása 75-85 millió dollár bevételt eredményez. A hírek szerint a termelés újraindítása nem igényel jelentős pénzügyi befektetéseket a vállalattól, és az ügyfelek 2017-ben kezdik meg az új gépek kézhezvételét.

A TsAMTO szerint 2007 márciusában a Kaman és a Lockheed Martin megállapodást írt alá egy közös vállalat létrehozásáról, amely a K-MAX szinkronra épülő drónt fejleszt. Ugyanakkor a Lockheed Martin a gép vezérlőrendszereinek fővállalkozójaként és integrálójaként működött, a Kaman cég pedig a platform gyártásáért volt felelős. 2011 novembere és 2014 májusa között két K-MAX alapú pilóta nélküli járművet teszteltek sikeresen Afganisztánban. Összesen 2000 küldetést hajtottak végre ott, és 2150 órát töltöttek a levegőben. Ez idő alatt a pilóta nélküli K-MAX segítségével az amerikai hadsereg 2,04 millió kilogramm különböző rakományt szállított az amerikai tengerészgyalogságnak.

Információforrások:
http://www.airwar.ru/enc/oh/fl282.html
http://www.airwar.ru/enc/oh/fl265.html
https://nplus1.ru/news/2015/06/08/kaman
http://panzerbar.livejournal.com/2095959.html
Nyílt forráskódú anyagok

Az utóbbi időben több jelentős esemény is történt a helikoptertechnika világában. Az amerikai Kaman Aerospace cég bejelentette, hogy újraindítja a szinkrongyártást, az Airbus Helicopters az első polgári légiközlekedési helikopter kifejlesztését, a német e-volo pedig egy 18 rotoros, kétüléses multikopter tesztelését ígérte. Hogy ne tévedjünk össze ebben a sokszínűségben, úgy döntöttünk, hogy összeállítunk egy rövid oktatási programot a helikoptertechnika alapdiagramjairól.

A főrotoros repülőgép ötlete először i.sz. 400 körül jelent meg Kínában, de nem ment tovább egy gyermekjáték megalkotásánál. A mérnökök a 19. század végén kezdtek el komolyan helikoptert készíteni, és egy új típusú repülőgép első függőleges repülésére 1907-ben került sor, mindössze négy évvel a Wright fivérek első repülése után. 1922-ben Georgy Botezat repülőgéptervező tesztelt egy, az amerikai hadsereg számára kifejlesztett quadcopter helikoptert. Ez volt az első következetesen irányított repülés ilyen típusú berendezéssel a történelemben. Botezat kvadrokopterének sikerült öt méter magasra repülnie, és több percet is repült.

Azóta a helikopterek technológiája számos változáson ment keresztül. Kialakult a forgószárnyú repülőgépek egy osztálya, amelyet ma öt típusra osztanak: giroplán, helikopter, forgószárnyas, tiltrotor és X-wing. Mindegyik különbözik a kialakításban, a fel- és repülési módban, valamint a rotorvezérlésben. Ebben az anyagban úgy döntöttünk, hogy kifejezetten a helikopterekről és azok fő típusairól beszélünk. Ugyanakkor a rotorok elrendezése és elhelyezkedése alapján történő besorolást vették alapul, és nem a hagyományosat - a rotor reaktív nyomatékának kompenzációjának típusa szerint.

A helikopter olyan forgószárnyú repülőgép, amelyben az emelő- és hajtóerőt egy vagy több rotor hozza létre. Az ilyen légcsavarok a talajjal párhuzamosan helyezkednek el, és lapátjaikat a forgási síkhoz képest bizonyos szögben helyezik el, és a beépítési szög meglehetősen széles tartományban változhat - nullától 30 fokig. A lapátok nulla fokra állítását propeller üresjáratnak vagy tollazatnak nevezik. Ebben az esetben a főrotor nem hoz létre emelést.

Ahogy a lapátok forognak, felfogják a levegőt, és a légcsavar mozgásával ellentétes irányba dobják. Ennek eredményeként a csavar előtt alacsony nyomású zóna, mögötte pedig nagy nyomású zóna jön létre. Helikopter esetében ez felhajtóerőt hoz létre, amely nagyon hasonlít a repülőgép rögzített szárnya által generált emeléshez. Minél nagyobb a lapátok beépítési szöge, annál nagyobb a forgórész által keltett emelőerő.

A fő rotor jellemzőit két fő paraméter határozza meg - az átmérő és a menetemelkedés. A légcsavar átmérője meghatározza a helikopter fel- és leszállási képességeit, valamint részben az emelés mértékét. A légcsavar emelkedése az a képzeletbeli távolság, amelyet a propeller egy fordulat alatt megtesz egy összenyomhatatlan közegben, bizonyos lapátszögben. Az utolsó paraméter a rotor emelési és forgási sebességét befolyásolja, amit a pilóták a repülés nagy részében igyekeznek változatlan formában tartani, csak a lapátok szögét változtatják.

Ha egy helikopter előrerepül és a főrotor az óramutató járásával megegyező irányban forog, a beáramló légáram erősebben hat a bal oldali lapátokra, ezért megnő a hatékonyságuk. Ennek eredményeként a légcsavar forgási körének bal fele nagyobb emelést hoz létre, mint a jobb, és billenőnyomaték lép fel. Ennek kompenzálására a tervezők egy speciális rendszert dolgoztak ki, amely a bal oldalon csökkenti, jobb oldalon pedig növeli a lapátok szögét, így kiegyenlíti a légcsavar mindkét oldalán az emelést.

Általánosságban elmondható, hogy a helikopternek számos előnye és számos hátránya van a repülőgéppel szemben. Az előnyök közé tartozik a függőleges fel- és leszállás lehetősége olyan helyeken, amelyek átmérője másfélszer nagyobb, mint a főrotor átmérője. Ugyanakkor a helikopter nagy méretű rakományt is képes szállítani egy külső hevederen. A helikoptereket a jobb manőverezhetőség is megkülönbözteti, mivel függőlegesen lóghatnak, oldalra vagy hátra repülhetnek, és helyükön fordulhatnak.

A hátrányok közé tartozik a repülőgépeknél nagyobb üzemanyag-fogyasztás, a motor vagy hajtóművek forró kipufogója miatti jobb infravörös láthatóság, valamint a megnövekedett zaj. Ezenkívül a helikoptert általában nehezebb irányítani számos jellemző miatt. Például a helikopterpilóták ismerik a talajrezonancia, a lebegés, az örvénygyűrű és a rotorreteszelő hatás jelenségeit. Ezek a tényezők a gép eltörését vagy leesését okozhatják.

Bármilyen típusú helikopternek van autorotációs üzemmódja. Vészhelyzeti módokra utal. Ez azt jelenti, hogy ha például a motor meghibásodik, a főrotor vagy a légcsavarok lekapcsolódnak a sebességváltóról egy átfutó kuplung segítségével, és szabadon forogni kezdenek a beáramló légáramlattal, lelassítva a gép magasból való zuhanását. Autorotációs módban a helikopter irányított kényszerleszállása lehetséges, és a forgó főrotor tovább forgatja a farokrotort és a generátort a sebességváltón keresztül.

Klasszikus séma

Manapság a helikopterek minden típusa közül a leggyakoribb a klasszikus. Ennél a kialakításnál a gépnek csak egy főrotorja van, amelyet egy, kettő vagy akár három motor is meghajthat. Ebbe a típusba tartozik például a támadó AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Mi-28N, szállító-harc Mi-24 és Mi-35, szállító Mi-26, többcélú UH-60L Black Hawk és Mi- 17, könnyű Bell 407 és Robinson R22.

Amikor a fő rotor forog a klasszikus helikoptereken, reaktív nyomaték keletkezik, amelynek következtében a gép teste a rotor forgásával ellentétes irányba kezd forogni. A pillanat kompenzálására egy kormányberendezést használnak a farok gémjén. Ez általában egy farokrotor, de lehet egy fenestron (propeller a gyűrűs burkolatban) vagy több légfúvóka a farokkereten.

A klasszikus séma egyik jellemzője a vezérlőcsatornák keresztkapcsolatai, mivel a farokrotort és a főrotort ugyanaz a motor hajtja, valamint a lengőlemez és sok más alrendszer jelenléte, amelyek felelősek a vezérlés vezérléséért. erőmű és rotorok. A keresztkapcsolás azt jelenti, hogy ha a propeller működésének bármely paramétere megváltozik, akkor az összes többi is megváltozik. Például a főrotor sebességének növekedésével a kormányzási sebesség is nő.

A repülésvezérlés a rotor forgástengelyének megdöntésével történik: előre - a gép előre repül, hátra - hátra, oldalra - oldalra. A forgástengely megdöntésekor hajtóerő keletkezik, és az emelőerő csökken. Emiatt a repülési magasság megőrzése érdekében a pilótának a lapátok dőlésszögét is meg kell változtatnia. A repülési irányt a farokrotor dőlésszögének változtatásával állítjuk be: minél kisebb, annál kisebb a reakciónyomaték kompenzálása, és a helikopter a főrotor forgásával ellentétes irányba fordul. És fordítva.

A modern helikopterekben a legtöbb esetben a vízszintes repülésirányítást csappantyúval hajtják végre. Például az előrehaladáshoz a pilóta egy automata gép segítségével csökkenti a lapátok szögét a szárny forgási síkjának elülső felénél, és növeli a hátsónál. Így hátul növekszik az emelőerő, elöl pedig csökken, aminek következtében a propeller dőlésszöge megváltozik és hajtóerő jelenik meg. Ezt a repülésirányítási sémát szinte minden típusú helikopteren alkalmazzák, ha van váltólemezük.

Koaxiális séma

A második leggyakoribb helikopter-konstrukció koaxiális. Nem rendelkezik farokrotorral, de két fő rotor van - egy felső és egy alsó. Ugyanazon a tengelyen helyezkednek el, és szinkronban forognak ellentétes irányba. Ennek a megoldásnak köszönhetően a csavarok kompenzálják a reaktív nyomatékot, és maga a gép valamivel stabilabbnak bizonyul a klasszikus kialakításhoz képest. Ezenkívül a koaxiális helikopterek vezérlőcsatornáiban gyakorlatilag nincs keresztkapcsolat.

A koaxiális helikopterek leghíresebb gyártója az orosz Kamov cég. Hajón szállított többcélú Ka-27-es, Ka-52-es támadó- és Ka-226-os szállítóhelikoptereket gyárt. Mindegyiknek két csavarja van ugyanazon a tengelyen, egyik a másik alatt. A koaxiális kialakítású gépek, a klasszikus kivitelű helikopterekkel ellentétben, képesek például tölcsért készíteni, azaz körben körberepülni egy célpont körül, attól azonos távolságban maradva. Ebben az esetben az íj mindig a cél felé fordítva marad. Az elfordulás szabályozása az egyik fő rotor fékezésével történik.

Általánosságban elmondható, hogy a koaxiális helikopterek valamivel könnyebben vezérelhetők, mint a hagyományosak, különösen lebegő üzemmódban. De van néhány sajátosság is. Például, amikor repülés közben hurkot hajtanak végre, az alsó és a felső rotor lapátjai átfedhetik egymást. Ezenkívül a tervezés és a gyártás során a koaxiális kialakítás bonyolultabb és drágább, mint a klasszikus kialakítás. Különösen a hajtóműnek köszönhetően, amely a motor tengelyének forgását a propellerek felé továbbítja, valamint a lengőlemeznek, amely szinkronban állítja be a lapátok szögét a légcsavarokon.

Hosszanti és keresztirányú diagramok

A harmadik legnépszerűbb a helikopter rotorjainak hosszanti elrendezése. Ebben az esetben a légcsavarok a talajjal párhuzamosan, különböző tengelyeken helyezkednek el, és egymástól távol helyezkednek el - az egyik a helikopter orra, a másik a farok felett található. Az ilyen típusú gépek tipikus képviselője a CH-47G Chinook amerikai nehézszállító helikopter és annak módosításai. Ha a légcsavarok a helikopter szárnyainak csúcsán helyezkednek el, akkor ezt az elrendezést keresztirányúnak nevezzük.

Ma nincsenek soros képviselői a keresztirányú helikoptereknek. Az 1960-as és 1970-es években a Mil tervezőiroda kifejlesztette a V-12 nehéz teherszállító helikoptert (más néven Mi-12, bár ez az index helytelen), keresztirányú kialakítással. 1969 augusztusában a B-12 prototípus rekordot állított fel a helikopterek teherbírásában, egy 44,2 tonna súlyú rakományt 2,2 ezer méter magasra emelve. Összehasonlításképpen: a világ legnagyobb teherbírású helikoptere, a Mi-26 (klasszikus kivitel) akár 20 tonnás, az amerikai CH-47F (hosszirányú kivitel) pedig 12,7 tonnás terheket képes felemelni.

A hosszanti kialakítású helikoptereknél a főrotorok ellentétes irányba forognak, de ez csak részben kompenzálja a reakciónyomatékokat, ezért a repülés során a pilótáknak számolniuk kell az ebből adódó oldalerővel, ami letéríti a gépet. Az oldalirányú mozgást nem csak a forgórész forgástengelyének dőlése, hanem a lapátok különböző beépítési szögei is beállítják, az elfordulás szabályozása pedig a forgórész fordulatszámának változtatásával történik. A hosszanti helikopterek hátsó rotorja mindig valamivel magasabban van, mint az első. Ez azért történik, hogy kiküszöböljék a légáramlásuk kölcsönös hatását.

Ezenkívül a hosszirányú helikopterek bizonyos repülési sebességénél néha jelentős rezgések is előfordulhatnak. Végül a longitudinális helikopterek összetett sebességváltóval vannak felszerelve. Emiatt ez a csavarelrendezés nem túl gyakori. De a hosszanti kialakítású helikopterek kevésbé érzékenyek az örvénygyűrű megjelenésére, mint más gépek. Ilyenkor az ereszkedés során a légcsavar által keltett légáramok a talajról felfelé verődnek vissza, a propeller behúzza és ismét lefelé irányítja. Ebben az esetben a főrotor emelőereje élesen lecsökken, és a rotor fordulatszámának változtatása vagy a lapátok szögének növelése gyakorlatilag nincs hatással.

Synchroptera

Ma a szinkrontervezés szerint épített helikopterek tervezési szempontból a legritkább és legérdekesebb gépek közé sorolhatók. 2003-ig csak az amerikai Kaman Aerospace cég vett részt a gyártásukban. 2017-ben a vállalat azt tervezi, hogy újraindítja az ilyen autók gyártását K-Max megjelöléssel. A szinkronok a keresztirányú helikopterek közé sorolhatók, mivel két forgórészük tengelye a karosszéria oldalain található. Ezeknek a csavaroknak a forgástengelyei azonban szöget zárnak be egymással, és a forgási síkok metszik egymást.

A szinkronok, mint a koaxiális, hosszanti és keresztirányú kialakítású helikopterek, nem rendelkeznek farokrotorral. A rotorok szinkronban forognak ellentétes irányban, tengelyeiket merev mechanikai rendszer köti össze. Ez garantáltan megakadályozza a pengék ütközését különböző repülési módok és sebességek esetén. A szinkronokat először a németek találták fel a második világháború idején, de a sorozatgyártást az USA-ban 1945 óta a Kaman cég végezte.

A szinkron repülési irányát kizárólag a légcsavarlapátok szögének változtatása szabályozza. Ebben az esetben a légcsavarok forgássíkjainak keresztezése, és ezért a keresztezési pontokon fellépő emelőerők összeadása miatt felfelé ívelés pillanata következik be, vagyis az íj megemelése. Ezt a pillanatot a vezérlőrendszer kompenzálja. Általánosságban úgy vélik, hogy a szinkront lebegő üzemmódban és 60 kilométer/óra feletti sebességnél könnyebb irányítani.

Az ilyen helikopterek előnyei közé tartozik az üzemanyag-megtakarítás a farokrotor megszüntetése és az egységek kompaktabb elhelyezésének lehetősége miatt. Ezenkívül a szinkronokat a koaxiális helikopterek legtöbb pozitív tulajdonsága jellemzi. A hátrányok közé tartozik a csavaros tengelyek mechanikus merev csatlakozásának és a lengőlemez vezérlőrendszerének rendkívüli bonyolultsága. Ez általában drágábbá teszi a helikoptert a klasszikus kialakításhoz képest.

Multikopter

A multikopterek fejlesztése a helikopteren végzett munkával szinte egy időben kezdődött. Emiatt az első helikopter, amely irányított fel- és leszállást hajtott végre, a Botezata quadcopter volt 1922-ben. A multikopterek közé tartoznak azok a gépek, amelyeknek általában páros számú rotorjuk van, és kettőnél többnek kell lennie. A sorozatgyártású helikopterekben ma már nem alkalmazzák a multikopteres kialakítást, de rendkívül népszerű a kisméretű pilóta nélküli járművek gyártói körében.

A helyzet az, hogy a multikopterek állandó menetemelkedésű légcsavarokat használnak, és mindegyiket saját motor hajtja. A reaktív nyomatékot a csavarok különböző irányú forgatásával kompenzálják - a fele az óramutató járásával megegyezően forog, a másik fele pedig átlósan az ellenkező irányba. Ez lehetővé teszi, hogy elhagyja a swashplate-t, és általában jelentősen leegyszerűsíti a készülék vezérlését.

Multikopter felszállásához az összes légcsavar forgási sebessége egyformán növekszik, oldalra repüléshez a készülék egyik felén felgyorsul, a másikon pedig lelassul a propellerek forgása. A multikoptert a forgás lassításával lehet forgatni, például az óramutató járásával megegyező irányban forgó csavarok forgását vagy fordítva. A tervezésnek és a vezérlésnek ez az egyszerűsége volt a fő lendület a Botezata quadcopter megalkotásához, de a farokrotor és a lengőlemez későbbi feltalálása gyakorlatilag lelassította a multikoptereken végzett munkát.

A repülésbiztonság az oka annak, hogy manapság nem léteznek emberek szállítására tervezett multikopterek. A helyzet az, hogy az összes többi helikoptertől eltérően a több rotorral rendelkező gépek nem tudnak kényszerleszállást végrehajtani autorotációs módban. Ha minden motor meghibásodik, a multikopter irányíthatatlanná válik. Egy ilyen esemény valószínűsége azonban kicsi, de az autorotációs mód hiánya a fő akadálya a repülésbiztonsági tanúsítvány megszerzésének.

A német e-volo cég azonban jelenleg egy 18 rotoros multikoptert fejleszt. Ezt a helikoptert két utas szállítására tervezték. Első járatát várhatóan a következő hónapokban hajtja végre. A tervezők számításai szerint a prototípus jármű legfeljebb fél óráig lesz képes a levegőben maradni, de ezt a számot a tervek szerint legalább 60 percre növelik.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a páros légcsavaros helikopterek mellett léteznek három és öt légcsavaros multicopter kivitelek is. Az egyik motor egy oldalra dönthető platformon van elhelyezve. Ennek köszönhetően a repülés iránya szabályozott. Azonban egy ilyen sémában nehezebb elnyomni a reaktív nyomatékot, mivel háromból kettő vagy öt csavarból három mindig ugyanabba az irányba forog. A reakciónyomaték kiegyenlítése érdekében a légcsavarok egy része gyorsabban forog, és ez szükségtelen oldalirányú erőt hoz létre.

Sebesség séma

Ma a helikoptertechnikában a legígéretesebb a nagysebességű séma, amely lehetővé teszi, hogy a helikopterek lényegesen nagyobb sebességgel repüljenek, mint a modern gépek. Leggyakrabban ezt a rendszert kombinált helikopternek nevezik. Az ilyen típusú gépek koaxiális kivitelben vagy egyetlen propellerrel készülnek, de van egy kis szárnyuk, amely további emelést hoz létre. Ezenkívül a helikopterek felszerelhetők egy tolórotorral a farokban, vagy két lehúzóval a szárnyvégeken.

A klasszikus AH-64E típusú támadóhelikopterek akár 293 kilométer/órás sebességre, a koaxiális Ka-52 helikopterek pedig akár 315 kilométer/órás sebességre is képesek. Összehasonlításképpen a kombinált technológiai demonstrátor, az Airbus Helicopters X3 két húzó légcsavarral 472 kilométer/órás sebességre, amerikai vetélytársa tolócsavarral, a Sikorksy X2 pedig 460 kilométer/órára gyorsulhat. Az ígéretes S-97 Raider nagysebességű felderítő helikopter akár 440 kilométeres óránkénti sebességgel is képes lesz repülni.

Szigorúan véve a kombinált helikopterek nem helikopterekre vonatkoznak, hanem egy másik típusú forgószárnyú repülőgépre - forgószárnyas repülőgépekre. Az a helyzet, hogy az ilyen gépek hajtóerejét nem csak és nem is annyira a rotorok, hanem a tolók vagy húzók hozzák létre. Ezenkívül mind a rotorok, mind a szárny felelősek az emelés létrehozásáért. Nagy repülési sebességnél pedig egy szabályozott túlfutásos tengelykapcsoló leválasztja a forgórészeket a sebességváltóról, és a további repülés autorotációs üzemmódban zajlik, amelyben a rotorok valójában repülőgépszárnyként működnek.

Jelenleg a világ több országában fejlesztenek nagysebességű helikoptereket, amelyek a jövőben akár 600 kilométer per órás sebességet is elérhetnek majd. Ilyen munkákat a Sikorsky és az Airbus Helicopters mellett az orosz Kamov és a Mil tervezőiroda (Ka-90/92 és Mi-X1), valamint az amerikai Piacesky Aircraft is végez. Az új hibrid helikopterek képesek lesznek ötvözni a turbólégcsavaros repülőgépek repülési sebességét és a hagyományos helikopterek függőleges fel- és leszállási képességeit.

Fotó: Hivatalos U.S. Navy oldal / flickr.com

A helikopterek csak a 20. század második felében fejlődtek ki. A második világháborúban gyakorlatilag nem használták őket. A harcjárművek azonban a legjobb oldalukat mutatták meg. Az amerikaiak voltak az elsők, akik ilyen katonai felszerelést fejlesztettek ki, és eleinte nem is voltak versenytársaik. Jelenleg a repülőgépeket felderítésre, tűzállításra, sebesültek evakuálására, katonák partraszállására stb. És ebben az áttekintésben néhány amerikai katonai helikoptert kell kiemelni.

Harci jármű fokozott páncélvédelemmel

Az AN-1 kialakítást egy rotoros kialakítással tervezték. Szinte minden ilyen típusú harcjárműnek van kétlapátú fő- és farokrotorja. A kivétel az AN-1W modell. Azt is meg kell jegyezni, hogy kialakításukban nem visszahúzható síléc típusú alváz található. Ezt a sorozatot keskeny törzs jellemzi. A pilótafülke két fős személyzet befogadására alkalmas. Egymás mellett fognak ülni. A sorozat amerikai katonai helikoptereit fokozott páncélvédelem, valamint duplikált vezérlőrendszer jellemzi. Nincs raktér. A sebesség és a manőverezhetőség jelentős növelése érdekében a tervezők egy viszonylag kicsi középső szárnyat szereltek fel.

Fegyverzet és fő különbségek a modellek között

Az ebbe a sorozatba tartozó amerikai katonai helikopterek tornyos fegyvertartóval vannak felszerelve, amely a törzs elülső részében található. A szárny alatt négy pilon is található, amelyekre kivehető fegyvereket lehet felszerelni. Annak érdekében, hogy csökkentsék annak valószínűségét, hogy az infravörös irányítófejű rakéták eltalálják, a tervezők a járművet motor kipufogógáz-hűtőrendszerrel látták el. A megerősített pengék ellenállnak a 23 mm-es kaliberű lövedékeknek.

Mi a különbség az AN-1 sorozat és más modellek között? Különféle erőművekből, fegyverekből és fedélzeti berendezésekből állnak. Ennek a sorozatnak a harcjárművei 915 méteres magasságban képesek lebegni teljes üzemanyag-ellátással, valamint egy tonna fegyverrel, 35 fokos hőmérsékleten.

Szállító katonai helikopter

A Chinook (CH-47) amerikai katonai helikopter 1961-ben emelkedett először a levegőbe. Egy évvel később a CH-47A nevet kapta. Kezdetben két motorral szerelték fel, amelyek teljesítménye elérte az 1641 kW-ot. Ezt követően úgy döntöttek, hogy erősebb egységekre cserélik őket. A teljesen fémből készült törzset négyszögletes keresztmetszet és lekerekített sarkok jellemzik. A burkolatok az alsó törzs mindkét oldalán találhatók. Üzemanyagtartályokat rejtenek, egyenként hármat. Az amerikai katonai leszállóhelikopter, melynek neve "Chinook", 44 ejtőernyős befogadására alkalmas. Vannak olyan egységek, amelyek 24 darab hordágyat tudnak rögzíteni a sebesültek számára. A rakodónyílásra jellemző összehajtott fedélnek köszönhetően rakodó rámpa alakítható ki.

A pengék zsanérokkal vannak rögzítve. A csiszolókopás csökkentése érdekében úgy döntöttek, hogy a penge hegyét titán- és nikkelötvözetekkel vonják be.

A híres Apache helikopter

Az amerikai katonai Apache helikoptert (AH-64) a katonák tűztámogatására fejlesztették ki. A páncélozott tárgyak megsemmisítéséhez is szükséges. A harcjármű a napszaktól, a látási viszonyoktól és az időjárási viszonyoktól függetlenül képes berepülni. Annak érdekében, hogy csökkentsék annak valószínűségét, hogy az infravörös fejjel rendelkező rakéták eltalálják az autót, a hajtómű egy olyan eszközön keresztül távozik, amely eloszlatja a sugárt, ezáltal csökkentve annak hőmérsékletét. Az amerikai katonai helikopter, melynek neve "Apache", Hellfire ATGM-mel van felszerelve, amelyet lézeres irányítás jellemez. A törzs alatt található toronyban egy 30 mm-es ágyú található.

A hordozóbor pengéit négyszögletes forma és nyíl alakú hegy jellemzi. Ennek köszönhetően csökkenthető volt a nagy repülési sebesség elérésekor a kompresszióból származó hatás. A pengék rögzítése rugalmas torziós lemezekkel történik. Képesek megőrizni funkcionalitásukat, ha 15,7 mm-es kaliberű golyók érik őket. Milyen további amerikai katonai helikoptereket kell kiemelnünk?

Felderítő harci helikopter

A Comanche helikopter (RAH-66) egy modern, kétmotoros felderítő harcjármű. A szárazföldi erők tűzzel való támogatására is alkalmas. A két rotoros amerikai katonai helikopter törzsét alacsony effektív reflexiós terület jellemzi. A harcjármű kivehető fegyveroszlopokkal, elektronikus repülésirányító rendszerrel és ergonomikus pilótafülkével rendelkezik. A helikopter ötlapátos főrotorral van felszerelve. A farokrotor a gyűrűben található. A sorozat harci modelljei infravörös érzékelőkkel és teleszkópos televíziós kamerákkal rendelkeznek. Lehetőséget biztosítanak az éjszakai repülésre, valamint nagy pontossággal azonosítják a célokat. A helikopter lézervezérelt Hellfire ATGM-mel van felfegyverezve. Van még egy levegő-levegő Stinger rakéta, jelzőrakéták és egy 20 mm-es ágyú.

Ikerrotoros katonai helikopter

A két rotoros amerikai katonai helikoptert, melynek neve Kiowa Warrior, 1984-ben kezdték el tervezni. Néhány modellt ezt követően könnyű speciális célú járművekké alakítottak át. Segítségükkel a sebesülteket, katonákat és rakományt szállították, amelyeket külső heveder segítségével rögzítettek. A kialakítás négylapátú főrotorral és kétlapátos farokrotorral rendelkezik. Egy új fuvarozórendszer alkalmazásával sikerült 2,5 órára növelni a repülési időt. A helikopter ugyanakkor nem csak egyenes vonalban, hanem oldalra és hátra is képes mozogni. 65 km/h-s szélsebességgel is lebeghet a levegőben.

A helikopter 7,62 mm-es kaliberű golyók elleni védelemmel van felszerelve. A motor hősugárzásának csillapításával és egy aktív IR zavaró állomás használatával csökkenthető volt annak a valószínűsége, hogy infravörös fejjel rakétákat találjanak el. Az üzemanyagtartályokkal rendelkező személyzetet páncéllemezek védik. 30 mm-es héjaknak ellenállnak. A fő rotorlapátok károsodásának elkerülése érdekében vágókéssel szerelték fel őket. Az ehhez a sorozathoz tartozó helikopterek speciális rendszerek segítségével továbbíthatják a céladatokat egy földi ponthoz. Ez az eljárás körülbelül 6 másodpercig tart.

Hugh szállító helikopterek

Mi a neve az amerikai katonai helikopternek, melynek legtöbb módosítása C-124 típusú repülőgépen szállítható? UH-1 Huey harcjárművekről beszélünk. A fejlesztésük ideje alatt a tervezők javították egyes paramétereit. Növelték az utasok férőhelyeinek számát, a repülési távolság pedig közel háromszorosára nőtt. De a harcjármű tömege is jelentősen megnőtt. Eleinte ennek a sorozatnak az egymotoros modelljei kerültek a levegőbe, de aztán úgy döntöttek, hogy kétmotorosakat gyártanak. Ennek a sorozatnak számos módosítása szállítható C-124 szállító repülőgépekkel. A fegyver kivehető. Speciális rögzítési pontok vannak hozzá: öt beépített és két szerelt. Ezeken a csomópontokon kivétel nélkül géppuskákat telepíthet gránátvetővel.

Következtetés

Ez a felülvizsgálat néhány amerikai helikoptert vizsgált, amelyeket felderítő és harci műveletekben használtak. Valójában nagyon sok van belőlük, és nincs elég idő az összes modell leírására. Csak a leghíresebb és legnépszerűbb sorozatokat tekintettük át. Reméljük, hogy ez a cikk segít megérteni, melyek azok, amelyeket az Egyesült Államokban terveztek.