Helikopter - Helicopter

Egy Bell 206 helikopter

A helikopter egy olyan forgószárnyas típus, amelyben az emelést és a tolóerőt vízszintesen forgó rotorok biztosítják . Ez lehetővé teszi a helikopter függőleges felszállását és leszállását, lebegését és előre, hátra és oldalirányú repülését. Ezek az attribútumok lehetővé teszik a helikopterek használatát zsúfolt vagy elszigetelt területeken, ahol a rögzített szárnyú repülőgépek és a VTOL (Vertical TakeOff and Landing) repülőgépek számos formája nem képes teljesíteni.

1942-ben a Sikorsky R-4 lett az első helikopter, amely teljes körű gyártást ért el .

Bár a legtöbb korábbi konstrukció egynél több fő rotort használt, egyetlen fő rotor ( monokopter ) konfigurációja függőleges nyomaték-ellenes hátsó rotorral lett a leggyakoribb helikopter-konfiguráció. Az iker-fő rotoros helikopterek (bicopterek), akár tandem, akár keresztirányú forgórész- konfigurációban is használatban vannak, mivel nagyobb terhelhetőségük van, mint a monorotoros kialakítás. Ma koaxiális rotoros helikopterek, tiltrotor repülőgépek és összetett helikopterek repülnek. A Quadrotor helikoptereket ( quadcopterek ) már 1907 -ben úttörőnek találták Franciaországban, és más típusú multikoptereket fejlesztettek ki speciális alkalmazásokhoz, például drónokhoz .

Etimológia

Az angol szó helikopter van kialakítva, a francia szó Hélicoptère alkotta Gustave Ponton d'Amécourt 1861-ben, amely származik a görög helix ( ἕλιξ ) „spirál, spirál, örvény, konvolúció” és Pteron ( πτερόν ) „szárny”. A "helikopter" angol nyelvű becenevei a "chopper", "helikopter", "heli" és "whirlybird". Az Egyesült Államok hadseregében a gyakori szleng a "helo", hosszú "e" -vel ejtve.

Tervezési jellemzők

A helikopter, amelyet a szlengben néha "chopper" -nek is neveznek, egy olyan forgószárnyas típus, amelyben az emelést és a tolóerőt egy vagy több vízszintesen forgó rotor látja el. Ezzel szemben az autogyro (vagy gyroplane ) és a gyrodyne szabadon pörgő rotorral rendelkezik a repülési burkolat egészére vagy egy részére, külön tolóerő-rendszerre támaszkodva hajtja előre a járművet, így a légáram a forgórészt forgatva biztosítja az emelést. Az összetett helikopter külön tolóerővel is rendelkezik, de a normál repülés során továbbra is táplálja a rotort.

Rotor rendszer

Fő- és nyomatékgátló rotorok

A rotorrendszer, vagy egyszerűbben a rotor , a helikopter forgó része, amely felemelést generál . A rotorrendszert vízszintesen lehet felszerelni, ahogyan a fő rotorok, függőleges emelést biztosítva, vagy függőlegesen, például farokrotorban, hogy vízszintes tolóerőt biztosítson a fő rotorok nyomatékának ellensúlyozására. A rotor árbocból, agyból és rotorlapátokból áll.

Az árboc egy hengeres fémtengely, amely a sebességváltótól felfelé nyúlik. Az árboc tetején található a forgórészlapok rögzítési pontja, amelyet agynak neveznek. A fő rotorrendszereket a rotorlapátok rögzítésének és az agyhoz viszonyított mozgásának megfelelően osztályozzák. Három alaptípus létezik: csuklópánt nélküli, teljesen csuklós és teetering; bár néhány modern rotorrendszer ezek kombinációját használja.

Nyomatékcsökkentés

A legtöbb helikopter egyetlen fő rotorral rendelkezik, de az aerodinamikai ellenállása által létrehozott nyomatékot ellenkező nyomatékkal kell ellensúlyozni. A design, hogy Igor Sikorsky rendezni az ő VS-300 volt egy kisebb farok rotor. A hátsó forgórész a farok felé nyomja vagy húzza, hogy ellensúlyozza a nyomatékhatást, és ez vált a helikopterek tervezésének leggyakoribb konfigurációjává, általában a farokgém végén .

MD helikopterek 520N NOTAR

Néhány helikopter más nyomatékgátló vezérlőket használ a hátsó rotor helyett, mint például a légcsatorna-ventilátor ( Fenestron vagy FANTAIL ) és a NOTAR . A NOTAR nyomatékcsökkentést biztosít, hasonlóan ahhoz, ahogyan a szárny felemeli a fák emelését a Coandă-effektus segítségével.

Két vagy több, ellentétes irányba forduló vízszintes rotor használata egy másik konfiguráció, amelyet a nyomaték repülőgépre gyakorolt ​​hatásainak ellensúlyozására használnak anélkül, hogy nyomaték-ellenes hátsó rotorra lenne szükség. Ez lehetővé teszi, hogy a farokrotorhoz rendesen szükséges teljesítményt el lehessen fordítani a fő rotorokra, növelve a repülőgép teljesítményhatékonyságát és emelőképességét. Számos gyakori konfiguráció létezik, amelyek az ellenforgó hatást használják a forgószárnyasok előnyére:

  • A tandem rotorok két ellentétesen forgó rotor, amelyek közül az egyik a másik mögött van felszerelve.
  • A keresztirányú forgórészek ellentétesen forgó rotorok, amelyek keresztirányban vannak rögzítve a rögzített szárnyak vagy kitámasztó szerkezetek végén. A rototorokon használt korai helikopterek már használták őket.
  • A koaxiális rotorok két ellentétesen forgó rotorok, amelyek egymás fölé vannak felszerelve, ugyanazzal a tengelymel.
  • A közbenső rotorok két ellentétesen forgó rotorok, amelyek egymáshoz közel vannak felszerelve kellő szögben ahhoz, hogy a rotorok ütközés nélkül egymáshoz illeszkedjenek a repülőgép tetején. Az ezt használó repülőgépeket szinkronszűrőként ismerik .
  • A multirotorok három vagy több rotort használnak. A rotorok pontos mennyiségétől függően speciális kifejezéseket is használnak, például tricopter , quadcopter , hexacopter és octocopter három rotorhoz, négy rotorhoz, hat rotorhoz és nyolc rotorhoz, amelyek közül a quadcopter a leggyakoribb. Multirotors elsősorban használt herék és használja a repülőgépek egy humán kísérleti ritka.


A csúcssugaras kialakítás lehetővé teszi, hogy a rotor a levegőben keresztülnyomja magát, és elkerülje a forgatónyomaték generálását.

Motorok

A turbina motorja a CH-53 Sea Stallion helikopterhez

A helikopteren használt motor (ok) száma, mérete és típusa határozza meg a helikopter kialakításának méretét, funkcióját és képességeit. A legkorábbi helikoptermotorok egyszerű mechanikus eszközök voltak, például gumiszalagok vagy orsók, amelyek a helikopterek méretét játékokra és kis modellekre helyezték. Fél évszázaddal az első repülőgép -repülés előtt gőzgépeket használtak a helikopterek aerodinamikájának megértésének fejlesztésére, de a korlátozott teljesítmény nem tette lehetővé az emberes repülést. A belső égésű motor bevezetése a 19. század végén a helikopterek fejlesztésének vízválasztójává vált, amikor elkezdtek olyan motorokat fejleszteni és gyártani, amelyek elég erősek ahhoz, hogy lehetővé tegyék az emberek felemelését lehetővé tevő helikopterek számára.

A korai helikopterek egyedi tervezésű hajtóműveket vagy repülőgépekhez tervezett forgó motorokat használtak, de ezeket hamarosan felváltották az erősebb autómotorok és radiális motorok . A 20. század első felében a helikopterek fejlődésének egyetlen, legkorlátozóbb tényezője az volt, hogy a motor által termelt teljesítmény nem volt képes legyőzni a motor súlyát függőleges repülés során. Ezt a korai sikeres helikopterek leküzdötték a rendelkezésre álló legkisebb motorok használatával. Amikor a kompakt, lapos motort kifejlesztették, a helikopteripar egy könnyebb erőgépet talált, amely könnyen alkalmazkodik a kis helikopterekhez, bár a radiális motorokat továbbra is használták a nagyobb helikopterekhez.

A turbómotorok forradalmasították a légi közlekedést; és a helikopterhasználatra szánt turbótengelyes motor, amelyet 1951 decemberében úttörőnek nevezett a fent említett Kaman K-225, végül nagy teljesítményű és kis súlyú büntetést kapott a helikoptereknek. A turbótengelyek megbízhatóbbak is, mint a dugattyús motorok, különösen akkor, ha a helikopter által megkövetelt tartósan magas teljesítményt produkálják. A turbótengelyes motort a tervezett helikopter méretére lehetett méretezni, így a legkönnyebb helikoptermodellek kivételével ma minden turbina motor hajtja.

Speciális sugárhajtóműveket, amelyeket a rotornak a rotorhegyekről való meghajtására fejlesztettek ki, csúcssugaraknak nevezzük . A távoli kompresszorral működtetett csúcsfúvókat hidegvégű fúvókáknak, míg az égéskipufogó által működtetett fúvókákat meleghegyes fúvókáknak nevezik. A hideg sugárhajtású helikopterre példa a Sud-Ouest Djinn , a meleghegyes sugárhajtású helikopterre pedig az YH-32 Hornet .

Néhány rádióvezérlésű helikopterek és kisebb, helikopter típusú pilóta nélküli légi járművek , használja az elektromos motorok és motorkerékpárokhoz. A rádióvezérelt helikoptereknek lehetnek dugattyús hajtóművei is, amelyek benzintől eltérő üzemanyagokat, például nitrometánt használnak . A helikopterekben általánosan használt néhány turbinás motor is használhat biodízelt a sugárhajtómű helyett.

Vannak még az emberi erővel hajtott helikopter .

Repülésvezérlők

Vezérlők a Bell 206 -ból

A helikopter négy repülésvezérlő bemenettel rendelkezik. Ezek a ciklikus, a kollektív, a nyomatékgátló pedálok és a fojtószelep. A ciklikus vezérlés általában a pilóta lába között helyezkedik el, és általában ciklikus botnak vagy csak ciklikusnak nevezik . A legtöbb helikopterben a ciklikus hasonló a joystickhoz. A Robinson R22 és a Robinson R44 azonban egyedülálló ciklikus vezérlőrendszerrel rendelkezik, és néhány helikopter ciklikus vezérléssel rendelkezik, amely felülről leereszkedik a pilótafülkébe.

A vezérlőt ciklikusnak nevezik, mert megváltoztatja a főlapátok ciklikus dőlésszögét . Ennek eredményeképpen a rotor tárcsa meghatározott irányba dől, és a helikopter ebben az irányban mozog. Ha a pilóta előre tolja a ciklusot, a rotor tárcsa előre dől, és a rotor előrenyomást hoz létre. Ha a pilóta oldalra tolja a ciklikusat, a forgórész tárcsa erre az oldalra dől, és tolóerőt generál ebbe az irányba, ami miatt a helikopter oldalra lebeg.

A kollektív dőlésszög -szabályozó vagy kollektíva a pilótaülés bal oldalán található, beállítható súrlódásszabályozóval, hogy megakadályozza a véletlen mozgást. A kollektíva együttesen (azaz egyszerre) megváltoztatja az összes fő rotorlapát dőlésszögét, függetlenül azok helyzetétől. Ezért, ha kollektív bevitelt végez, az összes lapát egyenlően változik, és ennek eredményeként a helikopter magassága növekszik vagy csökken.

A törlőlap vezérli a fő pengék kollektív és ciklikus dőlésszögét. A takarótányér felfelé és lefelé mozog a főtengely mentén, hogy megváltoztassa mindkét lapát dőlésszögét. Ez azt eredményezi, hogy a helikopter a támadási szögtől függően lefelé vagy felfelé nyomja a levegőt . A takarólemez a szögét is megváltoztathatja, hogy a pengéket előre vagy hátra, vagy balra és jobbra mozgassa, hogy a helikopter ezekben az irányokban mozogjon.

A nyomatékgátló pedálok ugyanabban a helyzetben vannak, mint a rögzített szárnyú repülőgép kormánypedáljai , és hasonló célt szolgálnak, nevezetesen a repülőgép orrának irányának irányítását. Alkalmazása a pedál egy adott irányba változik a pályán a farok rotorlapátok, növelve vagy csökkentve a tolóerő által termelt farok rotor és okoz az orr, hogy fordulását az irányt az alkalmazott pedál. A pedálok mechanikusan megváltoztatják a farok forgórészének dőlésszögét, megváltoztatva a létrehozott tolóerőt.

A helikopter rotorokat úgy tervezték, hogy szűk fordulatszám tartományban működjenek . A fojtószelep szabályozza a motor által előállított teljesítményt, amelyet rögzített arányú sebességváltó kapcsol a rotorhoz. A fojtószelep célja, hogy elegendő motorteljesítményt tartson fenn ahhoz, hogy a forgórész fordulatszámát a megengedett határokon belül tartsa, hogy a rotor elegendő emelést produkáljon a repüléshez. Az egymotoros helikopterekben a fojtószelep egy motorkerékpár-stílusú csavaros markolat, amely a kollektív vezérlésre van felszerelve, míg a kétmotoros helikopterek mindegyik motorhoz rendelkeznek egy erőkarral.

Vegyes hajtómű rendszerű helikopter

Az összetett helikopter egy további rendszerrel rendelkezik a tolóerő és általában a kis csonk rögzített szárnyak számára . Ez tehermentesíti a rotort a körutazás során, ami lehetővé teszi forgásának lelassítását , ezáltal növelve a repülőgép maximális sebességét. A Lockheed AH-56A Cheyenne motorja teljesítményének akár 90% -át egy toló propellerre terelte előrerepülés közben.

Repülési

Helikopter lebeg a hajó felett a mentési gyakorlat során

A helikopternek három alapvető repülési feltétele van: lebegés, előrerepülés és a kettő közötti átmenet.

Lebeg

A lebegés a helikopter repülésének legnagyobb kihívása. Ez azért van, mert egy helikopter lebegés közben saját fújó levegőt állít elő, amely a törzs és a repülésvezérlő felületek ellen hat . A végeredmény a pilóta állandó vezérlőbemenete és korrekciója, hogy a helikoptert ott tartsák, ahol szükséges. A feladat összetettsége ellenére a lebegés vezérlési bemenetei egyszerűek. A ciklikus a vízszintes síkban való sodródás kiküszöbölésére szolgál, azaz előre és hátra, jobbra és balra. A kollektívát a magasság fenntartására használják. A pedálok vezérlésére orr irányába, vagy címsor . Ezeknek a kezelőszerveknek az interakciója teszi a lebegést annyira nehézzé, mivel bármelyik vezérlő beállításához szükség van a másik kettő kiigazítására, ami állandó korrekciós ciklust hoz létre.

Átmenet lebegésről előrerepülésre

Amint egy helikopter a lebegésről az előrerepülésre lép, transzlációs emelésnek nevezett állapotba kerül, amely extra emelést biztosít a teljesítmény növelése nélkül. Ez az állapot leggyakrabban akkor fordul elő, amikor a légsebesség eléri a körülbelül 16–24 csomót (30–44 km/h; 18–28 mph), és szükséges lehet egy helikopter számára a repüléshez.

Repülés előre

Az előrerepülés során a helikopter repülésvezérlői jobban viselkednek, mint egy fix szárnyú repülőgépek. A ciklikus előremenet elmozdulása következtében az orr leereszkedik, ami a légsebesség növekedéséhez és a magasságvesztéshez vezet. A ciklikus hátrafelé az orr felemelkedik, ami lelassítja a helikoptert és felmászik. A kollektív (teljesítmény) növelése az állandó légsebesség fenntartása mellett emelkedést indukál, míg a kollektív csökkenés ereszkedést okoz. Ennek a két bemenetnek az összehangolása, lefelé kollektív plusz hátrafelé ciklikus vagy felfelé kollektív plusz előre ciklikus, légsebesség -változásokat eredményez, miközben állandó magasságot tart fenn. A pedálok ugyanazt a funkciót látják el helikopterben és rögzített szárnyú repülőgépben is a kiegyensúlyozott repülés érdekében. Ez úgy történik, hogy a pedált egy tetszőleges irányba kell nyomni, hogy a labdát a kanyar és a bankjelző középpontjába állítsa .

Felhasználások

Egy HH-65 Delfin bizonyítja emelő mentő képesség

A helikopter működési jellemzői - függőleges felszállási és leszállási, valamint hosszú ideig lebegési képessége, valamint a repülőgép kezelési tulajdonságai miatt alacsony légsebesség mellett - úgy döntöttek, hogy olyan feladatokat hajt végre, amelyeket korábban nem más repülőgépekkel lehetséges, vagy a földön idő- vagy munkaigényes volt. Ma helikopter alkalmazások közé tartoznak a szállítás az emberek és a rakomány, a katonai célokra, építési, tűzvédelmi, keresési és mentési , a turizmus , az orvosi közlekedés, a bűnüldözés, a mezőgazdaság, a hírek és a média , és a légi megfigyelés , többek között.

A hosszú kábelekhez vagy hevederekhez kapcsolódó terhek szállítására használt helikoptert légi darunak nevezik . A légi darukat nehéz berendezések, például rádióadó -tornyok és nagy légkondicionáló egységek elhelyezésére használják magas épületek tetejére, vagy amikor egy tárgyat fel kell emelni egy távoli területen, például egy rádiótorony tetején. hegy vagy hegy. A helikoptereket légi daruként használják a fakitermelésben, hogy fákat emeljenek ki a terepről, ahol a járművek nem tudnak haladni, és ahol a környezetvédelmi szempontok tiltják az utak építését. Ezeket a műveleteket horogsornak nevezik a hosszú, egyetlen hevederzsinór miatt, amelyet a teher szállítására használnak.

A történelem legnagyobb, nem harci helikopterműve volt az 1986-os csernobili atomkatasztrófát követő katasztrófavédelmi művelet . Pilóták százai vettek részt repülési és megfigyelési küldetésekben, naponta több tucat repülést hajtottak végre több hónapig.

A " Helitack " helikopterek használata a vadföldi tüzek leküzdésére . A helikoptereket légi tűzoltásra ( vízbombázásra ) használják, és fel lehet szerelni tankokkal vagy helikopterekkel . A helikoptereket, például a Bambi vödröt általában úgy töltik fel, hogy a vödröt tavakba, folyókba, víztározókba vagy hordozható tartályokba merítik. A helikopterekre szerelt tartályokat tömlőből töltik fel, miközben a helikopter a földön van, vagy a vizet a tavakból vagy a tározókból egy függő snorkel segítségével szivattyúzzák, miközben a helikopter lebeg a vízforrás felett. Helitack helikopterek is használják szállít tűzoltók, akik rappel le megközelíthetetlen területeken, valamint utánpótlás tűzoltók. A közös tűzoltó helikopterek a Bell 205 és az Erickson S-64 Aircrane helitanker változatai.

Egy Bell 205 vizet enged a tűzre

A helikoptereket légi mentőként használják sürgősségi orvosi segítségnyújtásra olyan helyzetekben, amikor a mentők nem tudnak könnyen vagy gyorsan eljutni a helyszínre, vagy nem tudják időben elszállítani a beteget egy egészségügyi intézménybe. Helikoptereket akkor is használnak, amikor a betegeket orvosi létesítmények között kell szállítani, és a légi közlekedés a legpraktikusabb módszer. A légi mentőhelikopter stabilizált és korlátozott orvosi ellátást biztosít a betegnek repülés közben. A helikopterek légi mentőként való használatát gyakran " MEDEVAC " -nak nevezik, a betegeket pedig "légiszállított" vagy "medevaced" -nek. Ez a használat úttörő szerepet játszott a koreai háborúban , amikor az egészségügyi intézmény eléréséhez szükséges idő három órára csökkent a második világháborúban szükséges nyolc óráról, a vietnami háború pedig tovább csökkentette két órára .

A rendőrség és más bűnüldöző szervek helikoptereket használnak a gyanúsítottak üldözésére. Mivel a helikopterek egyedülálló légi felvételt érhetnek el, gyakran használják őket a helyszínen lévő rendőrséggel együtt, hogy jelentést tegyenek a gyanúsítottak helyéről és mozgásáról. Gyakran világító és hőérzékelő berendezésekkel vannak felszerelve az éjszakai tevékenységekhez.

A finn védelmi erők NHI NH90 (NH205) helikoptere

A katonai erők helikoptereket használnak légi támadások végrehajtására a szárazföldi célpontok ellen. Az ilyen helikoptereket rakétaindítókkal és minigunokkal szerelik fel . A szállítóhelikoptereket csapatok és ellátmányok szállítására használják, ahol a leszállópálya hiánya lehetetlenné tenné a rögzített szárnyú repülőgépekkel történő szállítást. A szállítóhelikopterek csapatok elszállítására való felhasználását, mint egy támadó erőt, légi támadásnak nevezik . Változatos méretű pilóta nélküli légi rendszerek (UAS) helikopterrendszereket fejlesztenek ki a vállalatok katonai felderítési és megfigyelési feladatokra. A tengeri erők merülő szonárral felszerelt helikoptereket is használnak a tengeralattjárók elleni hadviseléshez , mivel kis hajókról tudnak működni.

Az olajtársaságok helikoptereket bérelnek, hogy a munkavállalókat és alkatrészeket gyorsan a tengeren vagy távoli helyeken található távoli fúróhelyekre szállítsák. A hajókkal szembeni gyorsaság miatt a helikopterek magas üzemeltetési költségei költséghatékonyak annak biztosításában, hogy az olajplatformok továbbra is működjenek. Különböző vállalatok specializálódtak az ilyen típusú műveletekben.

A NASA kifejleszti a Mars Helikoptert , egy 1,8 kg -os helikoptert, amelyet 2020 -ban indítanak a Mars felmérésére (egy roverrel együtt). Tekintettel arra, hogy a marsi légkör 100 -szor vékonyabb, mint a Földé, két lapátja forogni fog közel 3000 fordulat percenként, körülbelül tízszer gyorsabb, mint egy földi helikopteré.

Piac

Egy Sikorsky S-64 Skycrane emel egy előregyártott házat

2017-ben, 926 polgári helikopterek szállították a $ 3,68 milliárd által vezetett Eurocopter a $ 1,87 milliárd 369 forgószárnyas, Leonardo helikopterek a $ 806 millió 102 (első háromnegyed csak), Bell helikopter a $ 696 millió 132, majd Robinson helikopter a 161 millió dollár 305 -ért.

2018 októberére a használatban lévő és tárolt 38 570 helikopter flottát polgári vagy állami üzemeltetőknél 24,7%-kal a Robinson Helicopter vezette, ezt követte az Airbus Helicopters 24,4%-kal, majd a Bell 20,5 és Leonardo 8,4%-kal, az orosz helikopterek 7,7%-kal, Sikorsky Aircraft 7,2%-kal, MD helikopterek 3,4%-kal és más 2,2%-kal. A legelterjedtebb modell a Robinson R44 dugattyú 5600, majd a H125/ AS350 3600 egységgel, majd a Bell 206 3400 -cal . A legtöbben Észak-Amerikában 34,3% -kal, majd Európában 28,0% -kal, majd Ázsia-Csendes-óceán 18,6% -kal, Latin-Amerika 11,6% -kal, Afrika 5,3% -kal és Közel-Kelet 1,7% -kal.

Történelem

Korai tervezés

A függőleges repülésre vonatkozó legkorábbi utalások Kínából származtak. Kr.e. 400 körül a kínai gyerekek bambusz repülő játékokkal (vagy kínai felsővel) játszottak . Ez a bambusz-hegesztőgép egy forgórészhez rögzített bot forgatásával fonódik. A fonás felemelést hoz létre, és a játék felszáll, amikor elengedik. A 4. századi AD taoista könyv Baopuzi által Ge Hong (抱朴子„Mester, aki elfogadja az egyszerűség”) állítólag ismertet néhány ötletet járó forgószárnyas repülőgép.

A kínai helikopterjátékhoz hasonló minták megjelentek néhány reneszánsz festményen és más munkában. A 18. században és a 19. század elején a nyugati tudósok repülőgépeket fejlesztettek ki a kínai játék alapján.

Csak az 1480 -as évek elején, amikor az olasz polihisztor, Leonardo da Vinci megalkotta a " légcsavar " -ként leírható gép tervét, a rögzített haladás a függőleges repülés felé haladt. Jegyzetei azt sugallták, hogy kicsi repülő modelleket épített, de nem volt arra utaló jel, hogy bármi olyan rendelkezés lenne, amely megakadályozná, hogy a forgórész elfordítsa a hajót. Ahogy a tudományos ismeretek növekedtek és egyre elfogadottabbá váltak, az emberek továbbra is a függőleges repülés gondolatát követték.

1754 júliusában az orosz Mihail Lomonoszov kifejlesztett egy kis koaxiális modellt, amelyet a kínai csúcs mintájára készítettek, de feltekercselt rugós eszközzel hajtották végre, és bemutatta az Orosz Tudományos Akadémiának . Rugóval hajtották, és a meteorológiai műszerek felemelésére szolgáló módszerként javasolták . 1783 -ban Christian de Launoy és szerelője , Bienvenu a kínai felső koaxiális változatát használták egy modellben, amely rotorlapátként ellentétes irányú pulyka repülőtollakból állt , és 1784 -ben bemutatta a Francia Tudományos Akadémiának . Sir George Cayley , a gyerekkori rajongás hatására a kínai repülő felsővel, kifejlesztett egy tollak modelljét, hasonlóan Launoyhoz és Bienvenuhoz, de gumiszalaggal hajtják. A század végére elérte, hogy ónlapokat használjon a rotorlapátokhoz, és rugókat az áramellátáshoz. Kísérleteiről és modelljeiről szóló írásai befolyással lesznek a jövőbeli repülés -úttörőkre. Alphonse Pénaud később 1870 -ben koaxiális forgórészes helikopterjátékokat fejlesztett ki, amelyeket szintén gumiszalagok hajtanak. Az egyik ilyen játék, amelyet édesapjuk ajándékozott, inspirálja a Wright testvéreket a repülés álmának megvalósítására.

Enrico Forlanini kísérleti helikoptere , 1877

1861-ben a "helikopter" szót Gustave de Ponton d'Amécourt , egy francia feltaláló alkotta meg , aki egy kis gőzhajtású modellt mutatott be. Bár egy új fém, alumínium innovatív felhasználásának ünnepelték, a modell soha nem emelkedett fel a talajról. D'Amecourt nyelvi hozzájárulása túlélné, hogy végül leírja az általa elképzelt függőleges repülést. A gőz teljesítmény más feltalálók körében is népszerű volt. 1878-ban az olasz Enrico Forlanini pilóta nélküli járműve, amelyet szintén gőzgép hajtott, 12 méter magasra emelkedett, és ott függőleges felszállás után mintegy 20 másodpercig lebegett. Emmanuel Dieuaide gőzüzemű kialakításában ellentétesen forgó rotorok voltak, amelyek a földön lévő kazán tömlőjén keresztül hajtottak. 1887 -ben a párizsi feltaláló, Gustave Trouvé épített és repített egy kötött elektromos helikoptert.

1901 júliusában Berlin-Schönebergben lezajlott Hermann Ganswindt helikopterének legelső repülése ; valószínűleg ez volt az első légnél nehezebb, motorral hajtott járat, amely embereket szállított. Az eseményről tudósító filmet Max Skladanowsky készítette , de elveszett .

1885 -ben James Gordon Bennett, Jr. , Thomas Edisont 1000 dollárral (ami ma 29 000 dollárnak felel meg) kapott , hogy kísérleteket hajtson végre a repülés fejlesztése érdekében. Edison helikoptert épített, és a papírt tőzsdeindítónak használta a gyapotgyártáshoz , amellyel megpróbálta meghajtani a belső égésű motort. A helikoptert robbanások megrongálták, egyik dolgozója súlyosan megégett. Edison arról számolt be, hogy kísérletei alapján egy olyan motorra van szükség, amelynek teljesítménye három -négy font / lóerő. Ján Bahýľ , szlovák feltaláló a belső égésű motort úgy alakította , hogy működtesse helikopter -modelljét , amely 1901 -ben elérte a 0,5 méter magasságot. 1905. május 5 -én helikoptere elérte a 4 métert (13 láb), és repült több mint 1500 méter (4900 láb). 1908 -ban Edison szabadalmaztatta saját tervezésű helikopterét, amelyet egy benzinmotor hajtott, dobozsárkányokkal, amelyeket egy rotorhoz kötött kábelek rögzítettek az árbochoz, de ez soha nem repült.

Első járatok

1906 -ban két francia testvér, Jacques és Louis Breguet , kísérletezni kezdett helikopterek légterelőivel. 1907 -ben ezek a kísérletek az 1. számú Gyroplane -t eredményezték , valószínűleg a quadcopter legkorábbi ismert példájaként. Bár van némi bizonytalanság a dátummal kapcsolatban, valamikor 1907. augusztus 14. és szeptember 29. között az 1. számú giproplán egy percre körülbelül 0,6 méter (2 láb) magasba emelte pilótáját. Az 1. számú giroplane  rendkívül bizonytalannak bizonyult, és egy személyre volt szüksége a repülőgép minden sarkában, hogy stabilan tartsa. Emiatt az  1. számú Gyroplane járatait tekintik a helikopter első emberes repülésének, de nem szabad vagy kötetlen járatnak.

Paul Cornu helikoptere, 1907

Ugyanebben az évben a francia feltaláló társ, Paul Cornu megtervezte és megépítette a Cornu helikoptert, amely két 6,1 méteres (20 láb) ellenforgó rotort használt, 24 lóerős (18 kW) Antoinette motorral hajtva . 1907. november 13 -án 0,3 méterre emelte feltalálóját, és 20 másodpercig felemelkedett. Annak ellenére, hogy ez a járat nem haladta meg az 1. számú Gyroplane repülését, a jelentések szerint ez volt az első igazán ingyenes repülés pilótával. A Cornu helikoptere végzett még néhány repülést, és közel 2,0 méteres magasságot ért el, de instabilnak bizonyult, és elhagyták.

1911 -ben Ivan Slokar szlovén filozófus és közgazdász szabadalmaztatott egy helikopter -konfigurációt.

A dán feltaláló, Jacob Ellehammer 1912-ben építette meg az Ellehammer helikoptert . Egy keretből állt, amely két ellentétesen forgó tárcsával volt felszerelve, és mindegyik hat lapáttal volt felszerelve a kerülete körül. A beltéri tesztek után a repülőgépet a szabadban mutatták be, és számos ingyenes felszállást hajtottak végre. A helikopterrel folytatott kísérletek 1916 szeptemberéig folytatódtak, amikor a felszállás során felborult, megsemmisítve annak rotorjait.

Alatt az I. világháború , az Osztrák-Magyar kifejlesztett PKZ , kísérleti helikopter prototípus, két repülőgép épül.

Korai fejlesztés

Csendes film a Pescara helikopterének próbarepüléséről, 1922. EYE Film Institute Hollandia .

Az 1920-as évek elején az argentin Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio , miközben Európában dolgozott, bemutatta a ciklikus pálya egyik első sikeres alkalmazását. A koaxiális, ellentétesen forgó, két síkú forgórészeket meg lehet vetemedni, hogy ciklikusan növeljék és csökkentsék az általuk gyártott emelést. A forgórész agya néhány fokkal előre is dönthető, lehetővé téve a repülőgép előrehaladását anélkül, hogy külön propellert tolna vagy húzna. Pateras-Pescara is bizonyítani tudta az autorotáció elvét . 1924 januárjában a Pescara  1. számú helikopterét tesztelték, de kiderült, hogy alulteljesített, és nem tudta emelni saját súlyát. A 2F -je jobban járt, és rekordot döntött. A brit kormány finanszírozta a Pescara további kutatásait, amelyek eredményeként létrejött a 3. számú helikopter, amely 250 lóerős (190 kW) radiális motorral hajtott, és amely akár tíz percig is képes repülni.

1923 márciusában a Time Magazine beszámolt arról, hogy Thomas Edison gratulált Dr. George de Bothezaatnak a sikeres helikopteres tesztrepüléshez. Edison ezt írta: "Amennyire én tudom, te készítetted az első sikeres helikoptert." A helikoptert a McCook's Fielden tesztelték, és 2 percig és 45 másodpercig levegőben maradt 15 láb magasságban.

1924. április 14 -én a francia Étienne Oehmichen felállította az Fédération Aéronautique Internationale (FAI) által elismert első helikopter -világrekordot, és 360 méteren (1180 láb) repítette a quadrotor helikopterét .  1924. április 18 -án Pescara megdöntötte Oemichen rekordját, 736 méter (2415 láb) (közel 0,80 kilométer) távolságot repült 4 perc és 11 másodperc alatt (kb. 13 km/h vagy 8 mph), megtartva a magasságot 1,8 méter (6 láb). Május 4-  én Oehmichen második számú gépével 7 perc 40 másodperc alatt teljesítette az első egy kilométeres (0,62 mérföld) zárt körű helikopterrepülést.

Az Egyesült Államokban George de Bothezat építette a de Bothezat helikoptert, amely az Egyesült Államok Hadseregének Légiszolgálata számára készült, de a hadsereg 1924 -ben lemondta a programot, és a gépet selejtezték.

Albert Gillis von Baumhauer , holland repülőmérnök 1923-ban kezdte el tanulmányozni a forgószárnyas tervezést. Első prototípusa 1925. szeptember 24-én "repült" ("ugrált" és lebeg a valóságban), Floris Albert van Heijst holland hadsereg-hadsereg kapitányával. vezérlők. A vezérlők, amelyeket van Heijst használt, von Baumhauer találmányai voltak, a ciklikus és a kollektív . A brit légügyi minisztérium  1927. január 31 -én a 265 272 sz.

1927 -ben a német Engelbert Zaschka épített egy helikoptert, két rotorral felszerelve, amelyben giroszkópot használtak a stabilitás növelésére, és energiaakkumulátorként szolgálnak a siklórepüléshez a leszálláshoz. Zaschka repülőgépe, az első helikopter, amely valaha ilyen sikeresen működött miniatűrben, nemcsak függőlegesen emelkedik és ereszkedik le, hanem bármilyen magasságban képes helyben maradni.

1928 -ban Asbóth Oszkár magyar légiközlekedési mérnök megalkotta a helikopter prototípusát, amely legalább 182 alkalommal szállt fel és szállt le, a maximális egyetlen repülés időtartama 53 perc volt.

1930 -ban Corradino D'Ascanio olasz mérnök megépítette a D'AT3 koaxiális helikoptert. Viszonylag nagy gépe két, két pengéjű, ellentétesen forgó rotorral rendelkezett. Az irányítást segédszárnyakkal vagy szervo-fülekkel érte el a lapátok hátsó élein, ezt a koncepciót később más helikoptertervezők, köztük Bleeker és Kaman is elfogadták. Három kisméretű légcsavart használtak a repülőgép vázához további dőlésszög-, gördülés- és elfordulásszabályozáshoz. A D'AT3 szerény FAI sebesség- és magassági rekordokat vezetett az adott időben, beleértve a magasságot (18 m vagy 59 láb), az időtartamot (8 perc 45 másodperc) és a megtett távolságot (1078 m vagy 3540 láb).

Az első praktikus forgógép

A spanyol légiközlekedési mérnök és pilóta, Juan de la Cierva az 1920 -as évek elején találta fel az autogyro -t , és ez lett az első praktikus forgógép. 1928 -ban de la Cierva sikeresen átrepített egy autógyárat a La Manche csatornán, Londonból Párizsba. 1934 -ben egy autogyro lett az első forgószárnyas, amely sikeresen felszállt és leszállt a hajó fedélzetén. Ugyanebben az évben az autogyro -t a spanyol hadsereg alkalmazta az asztúriai lázadás idején , és ez lett az első katonai bevetése egy rotációs hajónak. Az autogyro -kat New Jersey -ben és Pennsylvaniában is alkalmazták posta és újságok kézbesítésére a helikopter feltalálása előtt. Bár hiányzik az igazi függőleges repülési képesség, az autogyro -n végzett munka képezi a helikopterek elemzésének alapját.

Egyetlen emelő-rotor siker

A Szovjetunióban Boris N. Jurjev és Alekszej M. Cseremukhin, a Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institutban (TsAGI vagy a Központi Aerohidrodinamikai Intézet) dolgozó két légiforgalmi mérnök építették és repítették a TsAGI 1-EA egyemelő-rotoros helikoptert, amely egy nyitott csőváz, négylapátos fő emelő rotor és két 1,8 méteres (5,9 láb) átmérőjű, két pengéjű nyomatékgátló rotor: két darab az orrban és egy kettő a farokban. A TsAGI 1-EA két M-2 erőművel hajtotta, az első világháború Gnome Monosoupape 9 Type B-2 100 CV kimeneti rotációs motorjának felminősített másolataival. 1932. augusztus 14-ig Cseremukhinnak sikerült az 1-EA-t 605 méter (1985 láb) nem hivatalos magasságba emelnie, ami megdöntötte d'Ascanio korábbi eredményét. Mivel azonban a Szovjetunió még nem volt tagja a FAI -nak, Cseremukhin rekordját azonban nem ismerték fel.

Nicolas Florine orosz mérnök megépítette az első iker tandem rotorgépet, amely szabad repülést hajtott végre. Sint-Genesius-Rode- ban, a Laboratoire Aérotechnique de Belgique-ben (ma von Karman Intézet ) repült 1933 áprilisában, és elérte a hat méter (20 láb) magasságot és a nyolc perces állóképességet. Florine együtt forgó konfigurációt választott, mert a rotorok giroszkópikus stabilitása nem szűnt meg. Ezért a forgórészeket kissé meg kellett dönteni ellentétes irányba a nyomaték ellensúlyozása érdekében. A csuklópánt nélküli rotorok és az együttforgatás minimálisra csökkentették a hajótestre nehezedő terhelést. Abban az időben a létező egyik legstabilabb helikopter volt.

A Bréguet-Dorand Gyroplane Laboratoire 1933-ban épült. Koaxiális helikopter volt, ellentétesen forgó. Sok földi teszt és baleset után először 1935. június 26 -án indult útnak. Rövid időn belül a repülőgép rekordokat állított fel Maurice Claisse pilótával az irányításnál. 1935. december 14-én 500 méteres (1600 láb) átmérőjű zárt körű repülés rekordját állította fel. A következő évben, 1936. szeptember 26 -án Claisse 158 méter (518 láb) magasságrekordot állított fel. Végül 1936. november 24 -én egy óra, két perc és 50 másodperc repülési időrekordot állított fel 44 kilométeres zárt körben 44,7 kilométer per óra sebességgel. A repülőgépet 1943 -ban megsemmisítette egy szövetséges légicsapás a Villacoublay repülőtéren.

Amerikai egyrotoros kezdetek

Arthur M. Young amerikai feltaláló 1928 -ban kezdett el dolgozni a modellhelikoptereken, átalakított elektromos lebegő motorok segítségével a rotorfej meghajtásához. Young feltalálta a stabilizáló rudat, és röviddel ezután szabadalmaztatta. Egy közös barát bemutatta Youngnak Lawrence Dale -t, aki egyszer látta a munkáját, és felkérte, hogy csatlakozzon a Bell Aircraft céghez. Amikor 1941 -ben Young megérkezett Bellhez, aláírta szabadalmát, és megkezdte a helikopteren való munkát. Költségvetése 250 000 amerikai dollár volt (ami ma 4,4 millió dollárnak felel meg) két működő helikopter építésére. Mindössze hat hónap alatt elkészült az első Bell Model 1, amely a Bell Model 30 -at hozta létre , később a Bell 47 lett.

Egy iparág születése

Igor Sikorsky és az első sorozatgyártású helikopter, a Sikorsky R-4 , 1944

Heinrich Focke a Focke-Wulf-tól licencet vásárolt a Cierva Autogiro Company-tól , amely Frank Kingston Smith Sr. szerint tartalmazza a "teljesen szabályozható ciklikus/kollektív pálya hub rendszert". Cserébe a Cierva Autogiro keresztengedélyt kapott a Focke-Achgelis helikopterek építésére. A Focke tervezte a világ első praktikus keresztirányú ikerrotoros helikopterét, a Focke-Wulf Fw 61-et , amely először 1936 júniusában repült. h). Az autogiro fejlesztését most megkerülte a helikopterekre való összpontosítás.

A második világháború idején a náci Németország kis számú helikoptert használt megfigyelésre, szállításra és orvosi evakuálásra. A Flettner Fl 282 Kolibri szinkronizálót- ugyanazt az alapkonfigurációt használva, mint Anton Flettner saját úttörő Fl 265- ösét-a Földközi-tengeren használták, míg a Focke Achgelis Fa 223 Drache ikerrotoros helikoptert Európában. A szövetséges erők kiterjedt bombázása megakadályozta Németországot abban, hogy a háború alatt nagy mennyiségű helikoptert gyártson.

Az Egyesült Államokban az orosz származású mérnök, Igor Sikorsky és Wynn Laurence LePage versenyeztek az amerikai hadsereg első helikopterének gyártásáért. A LePage szabadalmaztatta az Fw 61 mintájú helikopterek kifejlesztését, és megépítette az XR-1-et . Eközben Sikorsky egy egyszerűbb, egyetlen rotoros kialakításra, a VS-300-ra települt , amely az első praktikus egy emelő-forgórészes helikopter-konstrukciónak bizonyult. Miután kipróbálta a konfigurációkat, hogy ellensúlyozza az egyetlen fő rotor által előállított nyomatékot, Sikorsky egyetlen, kisebb, a farokrúdra szerelt rotorra települt.

A VS-300-ból kifejlesztett Sikorsky R-4 volt az első nagyszabású, sorozatgyártású helikopter, 100 repülőgép gyártási rendelésével. Az R-4 volt az egyetlen szövetséges helikopter, amely a második világháborúban szolgált, elsősorban a burmai hadjárat keresésére és mentésére (az USAAF 1. légikommandó-csoportja által ) ; Alaszkában; és más, zord terepű területeken. A teljes termelés elérte a 131 helikoptert, mielőtt az R-4-et más Sikorsky helikopterek váltották fel, mint például az R-5 és az R-6 . A második világháború vége előtt Sikorsky összesen több mint 400 helikoptert gyártott.

Míg a LePage és a Sikorsky építették helikoptereiket a hadsereg számára, addig a Bell Aircraft felbérelte Arthur Youngot, hogy segítsen helikopter építésében Young kéttengelyű, forgó rotoros kialakításával, amely a rotorlapáthoz képest 90 ° -os szögben elhelyezett súlyozott stabilizáló rudat használt . A későbbi Model 30 helikopter megmutatta a tervezés egyszerűségét és könnyű használatát. A 30 -as modellt a Bell 47 -be fejlesztették , amely az első polgári használatra engedélyezett helikopter lett az Egyesült Államokban. A több országban gyártott Bell 47 közel 30 éve a legnépszerűbb helikopter -modell volt.

Turbina kor

1951-ben Charles Kaman a haditengerészeti minisztériumban lévő kapcsolattartói felszólítására módosította K-225- ös szinkroncsillapítóját- egy kétrotoros helikopter-koncepciót, amelyet először Anton Flettner fejlesztett ki 1939-ben a fent említett Fl 265 dugattyús motorral. design Németországban - egy új típusú motorral, a turbótengelyes motorral. A turbinás motornak ez az adaptációja nagy energiát biztosított a Kaman helikopterének, kisebb súlyú büntetéssel, mint a dugattyús motorok, nehéz motorblokkjaikkal és segédkomponenseikkel.  1951. december 11- én a Kaman K-225 lett a világ első turbinával működő helikoptere. Két évvel később, 1954. március 26-án egy módosított Navy HTK-1, egy másik Kaman helikopter lett az első iker-turbinás helikopter. Azonban a Sud Aviation Alouette II lett az első helikopter, amelyet turbina motorral gyártottak.

A stabil lebegésre alkalmas megbízható helikoptereket évtizedekkel a fix szárnyú repülőgépek után fejlesztették ki. Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy a motorteljesítmény-követelmények magasabbak, mint a fix szárnyú repülőgépeknél. A 20. század első felében az üzemanyagok és motorok fejlesztése kritikus tényező volt a helikopterek fejlesztésében. A könnyű turbótengelyes motorok rendelkezésre állása a 20. század második felében nagyobb, gyorsabb és nagyobb teljesítményű helikopterek kifejlesztéséhez vezetett. Míg a kisebb és olcsóbb helikopterek továbbra is dugattyús hajtóműveket használnak, a turbótengelyes motorok a helikopterek kedvelt erőművei.

Biztonság

Az orosz légierő Kamov Ka-50 koaxiális rotorrendszert használ

Maximális sebességkorlátozás

Több oka is lehet annak, hogy a helikopter nem tud olyan gyorsan repülni, mint egy rögzített szárnyú repülőgép. Amikor a helikopter lebeg, a rotor külső csúcsa a penge hossza és a forgási sebesség által meghatározott sebességgel halad. Mozgó helikopterben azonban a pengék léghez viszonyított sebessége függ a helikopter sebességétől, valamint forgási sebességétől. A haladó rotorlapát légsebessége sokkal magasabb, mint maga a helikopter. Lehetséges, hogy ez a penge meghaladja a hangsebességet , és ezáltal jelentősen megnöveli a ellenállást és a rezgést.

Ugyanakkor az előrehaladó penge több emelést hoz létre előrefelé, a visszahúzódó penge kevesebb emelést eredményez. Ha a repülőgép felgyorsítaná azt a légsebességet, amellyel a pengehegyek forognak, a visszahúzódó penge áthalad a penge azonos sebességével mozgó levegőn, és egyáltalán nem emel, így nagyon nagy nyomatékterhelést okoz a központi tengelyen, amely billentse le a jármű visszahúzódó pengeoldalát, és elveszíti az irányítást. A kettős, ellentétesen forgó penge megakadályozza ezt a helyzetet, mivel két előrehaladó és két visszahúzódó penge van kiegyensúlyozott erővel.

Mivel a haladó penge nagyobb légsebességgel rendelkezik, mint a visszavonuló penge, és diszimmetriát hoz létre az emelésben , a rotorlapátok úgy vannak kialakítva, hogy „csapkodjanak” - emeljenek és csavarjanak oly módon, hogy a haladó penge felpattan és kisebb támadási szöget alakít ki. Ezzel szemben a visszahúzódó penge leereszkedik, nagyobb támadási szöget fejleszt és nagyobb emelést eredményez. Nagy fordulatszámon a rotorokra ható erő olyan mértékű, hogy túlzottan "csapkodnak", és a visszahúzódó penge túl nagy szöget érhet el és elakadhat. Emiatt a helikopter maximális biztonságos előrehaladási légsebessége a V NE nevű tervezési minősítést kapja , a sebesség, soha ne lépje túl . Ezenkívül lehetséges, hogy a helikopter olyan légsebességgel repül, ahol a visszavonuló penge túl sok elakad, ami magas rezgést, emelkedést és a visszavonuló pengebe gurulást eredményez.

Zaj

A Eurocopter EC120 helikopter bizonyítja agility egy hordó roll

A 20. század utolsó éveiben a tervezők elkezdtek dolgozni a helikopterek zajcsökkentésén . A városi közösségek gyakran nagy ellenszenvet fejeztek ki a zajos repüléssel vagy a zajos repülőgépekkel szemben, a rendőrség és az utasok helikopterei pedig népszerűtlenek lehetnek a hang miatt. Az újratervezés néhány városi helikopter -repülőtér bezárását és a kormányzati intézkedéseket követte a nemzeti parkokban és más természeti szépségekben lévő repülési utak korlátozására .

Rezgés

A vibráció csökkentése érdekében minden helikopter rendelkezik rotor -állítással a magasság és a súly szerint. Egy rosszul beállított helikopter könnyen annyira vibrálhat, hogy szét fogja rázni magát. A penge magasságát a penge dőlésszögének megváltoztatásával lehet beállítani. A súlyt a rotorfejen és/vagy a pengevégsapkákon lévő súlyok hozzáadásával vagy eltávolításával lehet beállítani. A legtöbbnek rezgéscsillapítói is vannak a magasság és a dőlésszög érdekében. Néhányan mechanikus visszacsatoló rendszereket is használnak a rezgések érzékelésére és ellensúlyozására. Általában a visszacsatoló rendszer egy tömeget használ "stabil referenciaként", és a tömegből származó összeköttetés egy szárnyat működtet a rotor támadási szögének beállításához a rezgés ellen. A beállítás részben nehéz lehet, mivel a rezgés mérése nehéz, általában kifinomult gyorsulásmérőket igényel a repülőgép és a sebességváltók egészére. A leggyakoribb penge rezgésszabályozó mérési rendszer a stroboszkópos villanólámpa használata, és a rotorlapátok alsó oldalán festett jelölések vagy színes reflektorok megfigyelése. A hagyományos low-tech rendszer szerint színes krétát kell felszerelni a forgórész csúcsaira, és látni kell, hogyan jelölik meg a vászonlepedőt. Az egészség- és használatfelügyeleti rendszerek (HUMS) rezgésfigyelést, valamint a forgórészek nyomkövetési és kiegyensúlyozási megoldásait biztosítják a rezgés csökkentésére. A sebességváltó rezgése leggyakrabban a sebességváltó felújítását vagy cseréjét igényli. A sebességváltó vagy a hajtómű rezgései rendkívül károsak lehetnek a pilóta számára. A legsúlyosabb hatások a fájdalom, zsibbadás és a tapintható megkülönböztetés vagy ügyesség elvesztése.

A farokrotor hatékonyságának elvesztése

Az egyetlen fő rotorral rendelkező szabványos helikopterek esetében a fő rotorlapátok hegyei örvénygyűrűt hoznak létre a levegőben, amely spirális és körkörösen forgó légáram. Ahogy a hajó halad előre, ezek az örvények a jármű mögött haladnak.

Ha előrefelé átlós oldalszélben lebeg, vagy előre átlós irányban mozog, a fő forgórész lapátjait követő forgó örvények igazodnak a farok forgórészéhez, és instabilitást okoznak a repülésirányításban.

Ha a hátsó forgórésznek ütköző hátsó örvények ugyanabba az irányba forognak, ez a hátsó forgórész tolóerejének elvesztését okozza. Amikor a hátsó örvények a farok forgórészével ellentétes irányban forognak, a tolóerő megnő. A lábpedálok használata szükséges a farok forgórészének támadási szögének beállításához, hogy kompenzálja ezeket az instabilitásokat.

Ezek a problémák abból adódnak, hogy a fedetlen forgórész átvág a szabad levegőn a jármű hátulja körül. Ez a probléma megszűnik, ha a farkát ehelyett elvezetik, a farokba zárt belső járókerékkel és a farokból oldalirányban nagynyomású levegősugarat használva, mivel a fő rotor örvényei nem befolyásolhatják a belső járókerék működését.

Kritikus szél azimut

Az egyetlen fő rotorral rendelkező szabványos helikopter esetében az egyenletes repülés fenntartása oldalszéllel további repülésirányítási problémát jelent, amikor bizonyos szögből érkező erős oldalszél növeli vagy csökkenti a fő rotorokból származó emelést. Ez a hatás szélcsendes körülmények között is fellép, amikor a hajót átlósan mozgatják különböző irányokban, a fő rotor forgásirányától függően.

Ez az irányítás elvesztéséhez és balesethez vagy nehéz leszálláshoz vezethet alacsony magasságban történő üzemeltetéskor, a hirtelen váratlan emelésvesztés és a helyreállításhoz rendelkezésre álló idő és távolság miatt.

Terjedés

A hagyományos forgószárnyú repülőgépek komplex mechanikus sebességváltókat használnak a gázturbinák nagy forgási sebességének átalakítására a fő- és a hátsó rotorok meghajtásához szükséges alacsony sebességre. Az erőművekkel ellentétben a mechanikus sebességváltókat nem lehet megkettőzni (redundancia miatt), és mindig is a helikopter megbízhatóságának egyik fő gyenge pontja volt. A repülés közben bekövetkező katasztrofális sebességváltó-meghibásodások gyakran a sebességváltó elakadását és az azt követő haláleseteket eredményezik, míg a kenés elvesztése tüzet okozhat a fedélzeten. A mechanikus sebességváltók másik gyengesége az átmeneti teljesítmény korlátozása, a szerkezeti fáradtság korlátai miatt. A legújabb EASA tanulmányok rámutatnak a motorokra és a sebességváltókra, mint a pilótahibák utáni balesetek fő okára.

Ezzel szemben az elektromágneses átvitel nem használ semmilyen érintkező részt; így a kenés drasztikusan leegyszerűsíthető vagy megszüntethető. A bennük rejlő redundancia jó ellenállóképességet kínál a kudarc egyetlen pontjára. A fogaskerekek hiánya nagy teljesítményű tranzienst tesz lehetővé, anélkül, hogy befolyásolná az élettartamot. A helikoptereken és elektromágneses hajtásokon alkalmazott elektromos meghajtás fogalmát Pascal Chretien valósította meg, aki megtervezte, megépítette és repülte a világ első emberhordozó, szabadon repülő elektromos helikopterét. A koncepciót a koncepcionális számítógépes tervezési modellből 2010. szeptember 10-én vették át az első, 30% -os teljesítményű tesztelésre 2011. március 1-jén-kevesebb, mint hat hónap alatt. A repülőgép először 2011. augusztus 12 -én repült. A fejlesztést a franciaországi Venelles -ben végezték.

Veszélyek

Mint minden mozgó jármű esetében, a nem biztonságos működés az irányítás elvesztéséhez, szerkezeti sérülésekhez vagy életvesztéshez vezethet. Az alábbiakban felsorolunk néhány lehetséges helikopteres veszélyt:

  • Erővel való letelepedés az , amikor a repülőgép nem rendelkezik elegendő erővel a leszállás leállításához. Ez a veszély Vortex gyűrűs állapotba fejlődhet, ha nem korrigálják.
  • Az örvény gyűrűs állapota az alacsony légsebesség, a nagy teljesítménybeállítás és a nagy süllyedési sebesség kombinációja által kiváltott veszély. A forgórész-hegyes örvények a rotortárcsa alatti nagynyomású levegőből a tárcsa feletti alacsony nyomású levegőbe keringenek, így a helikopter leereszkedik a saját leszálló légáramába. A nagyobb teljesítmény növelése növeli a levegő áramlását és súlyosbítja a helyzetet. Néha összetévesztik az erővel való letelepedéssel, de aerodinamikailag eltérőek.
  • A visszavonuló penge elakadás tapasztalható nagy sebességű repülés során, és ez a helikopter előrehaladásának leggyakoribb korlátozó tényezője.
  • A talajrezonancia egy önerősítő rezgés, amely akkor következik be, amikor a csuklós rotorrendszer lapátjainak vezetéke/késleltetése szabálytalanná válik.
  • Az alacsony-G állapot hirtelen váltás pozitív G-erő állapotból negatív G-erő állapotba, ami az emelés elvesztését (tehermentesített tárcsát) és az azt követő felborulást eredményezi. Ha a hátsó ciklikusat alkalmazzák a lemez kirakása közben, a fő rotor ütheti a farkát, és katasztrofális meghibásodást okozhat.
  • Dinamikus borulás , amelyben a helikopter elfordul az egyik csúszda körül, és az oldalára húzza magát (majdnem olyan, mint egy rögzített szárnyú repülőgép földi hurok ).
  • Az erőátviteli rendszer meghibásodása, különösen azok, amelyek a magasság-sebesség diagram árnyékos területén belül fordulnak elő .
  • A hátsó rotor meghibásodása, amely a farokrotor vezérlőrendszerének mechanikai hibájából vagy a farok forgórészének tolóerejének elvesztéséből ered, amelyet "a farokrotor hatékonyságának elvesztésének" (LTE) neveznek.
  • Feszültségeséskor poros körülmények között, vagy kihagyás havas körülmények között.
  • A rotor alacsony fordulatszáma, vagy "rotor leesés" az, amikor a motor nem tudja meghajtani a lapátokat elegendő fordulatszámmal a repülés fenntartásához.
  • A rotor túllépése, amely túlzottan megterhelheti a forgórész agytengely-csapágyait (brinelling), és ha elég súlyos, akkor a penge elválik a repülőgéptől.
  • Drót- és favágás az alacsony magasságú műveletek, valamint a távoli helyeken történő felszállások és leszállások miatt.
  • Irányított repülés a terepbe , amelyben a repülőgépet akaratlanul a talajba repítik a helyzetfelismerés hiánya miatt.
  • Árboc ütközik néhány helikopterben

Halálos balesetek listája

A leghalálosabb helikopter lezuhant a halottak száma szerint
Dátum Operátor Repülőgép Esemény és helyszín Halálos áldozatok száma
2002. augusztus 19 Oroszország Mil Mi-26 Csecsenföld felett lőtték le 127
1982. december 9 Nicaragua Mil Mi-8 A szandinisztáni lázadók 88 embert szállítottak le. Mind a 84 utas életét vesztette, és a személyzet mind a négy tagja életben maradt. 84
1997. február 4 Izrael Sikorsky CH-53 tengeri mén (x2) Ütközés Izrael felett 73
1992. december 14 Oroszország (orosz légierő) Mil Mi-8 Grúz erők lőttek le Abházia SA-14 MANPAD - jaival, a súlyos kíséret ellenére. Három személyzet és 58 utas, főként orosz menekültekből. 61
1993. október 4 Grúzia Mil Mi-8 Lelőtték, amikor 60 menekültet szállítottak Kelet -Abházia területéről; a fedélzeten lévőket mind megölték. 60
1977. május 10 Izrael CH-53 Baleset Yitav közelében , a Jordán -völgyben 54
1968. január 8 Egyesült Államok Sikorsky CH-53A tengeri mén , USMC Baleset a Dél -vietnami Đông Hà harci bázis közelében . Mind az öt legénység és 41 utas meghalt. 46
1972. július 11 Egyesült Államok Sikorsky CH-53D tengeri mén , USMC Rakétával lőtték le a dél -vietnami Quảng Trị közelében . Hat amerikai tengerészgyalogos és 50 vietnami tengerészgyalogos a fedélzeten. Három amerikai tengerészgyalogost és 43 vietnami tengerészgyalogost öltek meg. 46
1982. szeptember 11 Egyesült Államok Boeing CH-47 Chinook , amerikai hadsereg Lezuhant egy légibemutatón Mannheimben , akkor Nyugat -Németországban . 46
1986. november 6 Brit nemzetközi helikopterek Boeing 234LR Chinook Baleset a Shetland -szigeteken 45
1992. január 28 Azerbajdzsán Mil Mi-8 Lelő 44
2009. július 3 Pakisztán (pakisztáni hadsereg) Mil Mi-17 Összeomlás 41
2011. augusztus 6 Egyesült Államok CH-47 Chinook Lődöntés , Afganisztán 38
1971. augusztus 18 Egyesült Államok CH-47 Chinook, amerikai hadsereg Baleset Pegnitz közelében , akkor Nyugat -Németországban. Mind a négy személyzet és 33 utas életét vesztette. 37
2005. január 26 Egyesült Államok Sikorsky CH-53E szuper mén , USMC Lezuhant közelében Ar Rutbah , Irak 31

Világrekordok

Rekord típusa Rekord Helikopter Pilóta (k) Dátum Elhelyezkedés jegyzet Referencia
Sebesség 400,87 km/h (249,09 mph) Westlandi hiúz John Trevor Egginton (Egyesült Királyság) 1986. augusztus 11 Egyesült Királyság
Távolság leszállás nélkül 3561,55 km (2213,04 mérföld) Hughes YOH-6A Robert G. Ferry (USA) 1966. április 6 Egyesült Államok
Világkörüli sebesség 136,7 km/h (84,9 mph) Agusta A109S Grand Scott Kasprowicz (USA) 2008. augusztus 18 New Yorkból és
onnan Európába, Oroszországba, Alaszkába és Kanadába
Repülés közben nincs tankolás
A legnagyobb magasság hasznos teher nélkül 12 442 m (40 820 láb) Aerospatiale Láma Jean Boulet (Franciaország) 1972. június 21 Franciaország
A legmagasabb repülési magasság 11 010 m (36 120 láb) Sikorsky CH-54 Tarhe James K. templom 1971. november 4 Egyesült Államok
Magasság 40 tonna hasznos terheléssel 2255 m (7,398 láb) Mil V-12 Vaszilij Kolochenko és mtsai. 1969. augusztus 6 Szovjetunió
Legmagasabb felszállás (turbina) 8848 m (29 029 láb) Eurocopter AS350 Didier Delsalle 2005. május 14 Nepál Mount Everest
Legmagasabb felszállás (dugattyú) 4300,7 m (14,110 láb) Robinson R44 Mark Young 2009. október 12 Egyesült Államok Pike's Peak, Colorado
Az első emberes elektromos repülés Tisztán elektromos lebegés Megoldás F Prototípus Pascal Chretien 2011. augusztus 12 Franciaország Venelles
A leghosszabb emberhajtású lift Pedálozás, emelés 64 s állóképesség, 3,3 m magasság; átlós szélesség: 46,9 m AeroVelo Atlas , 4 forgórész Dr. Todd Reichert 2013. június 13 Kanada Fedett futballstadion; Igor I. Sikorsky verseny győztese

Lásd még

Hivatkozások

Megjegyzések

Lábjegyzetek

Bibliográfia

Külső linkek