Helikopter: struktura, tipi, nadzorni sistem, funkcija

Prvi helikopter na svetu, čeprav vojaški, se je začel uporabljati 13. januarja 1942, ko je v zrak poletel Sikorskyjev helikopter, zasnovan za vojaške namene. Letalski inženir je začel razvijati helikopterje v predrevolucionarni Rusiji in nato nadaljeval v izgnanstvu v ZDA. Od takrat je minilo veliko časa in zasnova helikopterjev se je precej spremenila, vendar uporaba strojev ostaja enaka.

Oblikovanje helikopterja

Vse helikopterske karte imajo enake osnovne dele:

• glavni rotor. Ustvarja pogonske in vzgonske sile ter krmili helikopter. Konstrukcijsko je sestavljen iz lopatic in pesta, ki na lopatice prenaša navor z glavne gredi menjalnika.
• Repni rotor helikopterja. kompenzira reakcijski navor glavnega rotorja. Sestavljajo ga pesto in lopatice repnega rotorja, nameščene na gredi repnega menjalnika.
• Sistem za nadzor nagiba. krmili ciklični in skupni naklon glavnega rotorja, prenaša signale iz krmilnega vezja na aksialni spoj pesta in nato na lopatice.
• Nadzorni sistem. Helikopterji so opremljeni s tremi neodvisnimi sistemi za nadzor nagiba: nadzor nagiba, nadzor nagiba in nadzor celotnega nagiba. Takšni sistemi vključujejo vzvode v kabini, mehanizme za nagibanje sile, kolebnice in vezi, avtomatiko nagiba in hidravlične ojačevalnike.
• Prenos. prenaša moč iz motorjev na rotorje in pomožne enote. Število in razporeditev motorjev ter razporeditev helikopterja določajo zasnovo pogonskega sklopa.
• Trup. Nanj so pritrjeni glavni sestavni deli helikopterja. Zasnovan za prevoz potnikov in tovora, goriva in opreme.
• Krila. tvori dodatno dvižno silo, ki zmanjša obremenitev glavnega rotorja in poveča hitrost helikopterja. V krila je mogoče namestiti tudi opremo, rezervoarje za gorivo in vdolbine za podvozje. Glavna rotorja pri prečnih helikopterjih podpirata krilo.
• Obodna rebra. Zagotavlja ravnotežje, stabilnost in vodljivost helikopterja. Delimo jih na dve vrsti - navpične ali krilne in vodoravne ali stabilizacijske.
• Sestavni deli za vzletanje in pristajanje helikopterjev. Zasnovan za parkiranje helikopterjev, absorpcijo kinetične energije med pristajanjem in gibanjem po tleh. Številni helikopterji imajo med letom zložljivo podvozje.
• Helikopterski motor. Ustvarja moč, potrebno za pogon pomožnih enot, glavnega pogona in repnih rotorjev. Elektrarna združuje več motorjev s sistemi, ki zagotavljajo njihovo stabilno delovanje v različnih režimih.

Vrste helikopterjev

Helikopterji se delijo na več vrst. Vsaka vrsta ima svoje posebnosti, prednosti in slabosti.

Helikopter z enim rotorjem

Najpogostejša vrsta helikopterja je enorotorski stroj z repnim rotorjem. Prednost te zasnove je v preprostosti - en prenos, en rotor, enostaven nadzor. Približno 8-10 % moči motorja se porabi za delo repnega rotorja med lebdenjem v zraku, približno 3-4 % pa za let naprej. Relativno majhna teža in preprostost zasnove nadomestita to izgubo moči. Slabost te strukture helikopterja je nevarnost za osebje na tleh zaradi repnega rotorja.

Girodin

Os propelerja takšnih helikopterjev, ki kompenzira navor, je med letom usmerjena. Ta zasnova ustvarja potisk brez potrebe po glavnem rotorju. S tem se poveča njegova učinkovitost, saj ga ni treba nagibati naprej. Propeler, ki kompenzira navor podpornega propelerja, je nameščen tako, da ne ustvarja upora in da se poveča moč, ki jo dobi kompenzacijski propeler.

Jet helikopter

Zasnova tega modela je preprosta način za odpravo težave navor. Ustvarjajo ga motorji na koncu lopatic, vendar se ne prenaša prek gredi. Na trup se prenaša le torni navor ležaja.

Reaktivni motorji ustvarjajo reaktivni potisk. Ta vrsta propelerja ima preprosto zasnovo, kar je prednost, slabost pa je velika poraba goriva.

Koaksialni helikopter

Dva soosna helikopterska propelerja, ki sta nameščena drug nad drugim in se vrtita v nasprotnih smereh, blažita navor, ki se prenaša na trup. Edina zahteva za propelerje je enak navor.

Koaksialni helikopterji so po velikosti manjši od enorotorskih, vendar navora ne nadomestijo z močjo, kar je mogoče zaradi helikopterske.

Helikopterji s prečno nameščenim glavnim rotorjem

Prednost takega helikopterja je v manjši moči, potrebno za gibanje naprej. To je še posebej pomembno pri večmotornih helikopterjih, ki se morajo še naprej gibati v vodoravni smeri, ko motor miruje.

Pomanjkljivost teh strojev je velik zračni upor povlecite konstrukcija, na kateri stojijo glavni rotorji. Zaradi poenostavljene in pomanjšane zasnove se poveča teža helikopterja.

Helikopter s prečno postavitvijo propelerjev ima bolj zapleten prenos in večje mere, čeprav na to vpliva stopnja prekrivanja glavnega rotorja. Eno največjih in najtežjih letal te zasnove je Mi-12.

Helikopter z vzdolžnim rotorjem

Prostoren trup in možnost premika težišča sta prednosti te zasnove helikopterja. Koristni tovor se porazdeli med glavna rotorja. Zapleteni pogonski sklop in njegova velika teža sta glavni pomanjkljivosti helikopterjev s križnim rotorjem.

Druga pomanjkljivost je manjša učinkovitost propelerjev, saj se njihovi curki prekrivajo. Pri letenju naprej je izguba kakovosti manjša, saj je repni rotor višje od sprednjega. Koliko rezil je v tej zasnovi? premer in število lopatic propelerja je mogoče spreminjati za izboljšanje vodljivosti in stabilnosti stroja.

Helikopterji z več propelerji

Zasnove večvrtilnih helikopterjev, ki so jih razvili letalski konstruktorji, so predvidevale izdelavo modelov težkih strojev. Več glavnih rotorjev poenostavi krmiljenje, saj se lahko helikopter obrne glede na katero koli od treh osi tako, da poveča potisk določenega rotorja. Zasnova težkih helikopterjev z več propelerji omogoča, da je premer propelerjev v določenih mejah.