Helikopter: enhed, typer, kontrolsystem, formål

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Begivenheden den 13. januar 1942, hvor Sikorsky-helikopteren, beregnet til militære formål, blev hevet i luften, kan betragtes som en fuldgyldig opsendelse af verdens første helikopter, omend en militær. Flydesigneren begyndte udviklingen af helikoptere i det førrevolutionære Rusland og fortsatte dem i eksil i USA. Siden da er der gået meget tid, designet af helikoptere har gennemgået betydelige ændringer, men målene med at bruge teknologi er forblevet de samme.

Helikopterdesign

I alle helikoptersystemer skelnes de samme hoveddele:

• Hovedrotor. Genererer fremdrift og løft og styrer helikopteren. Strukturelt består den af knive og en bøsning, der overfører drejningsmoment fra hovedgearkassens aksel til knivene.
• Halskrue. Retningsstyringen af en enkelt-rotor helikopter kompenserer for hovedrotorens reaktive drejningsmoment. Dens design inkluderer en bøsning og klinger, der er fastgjort til halegearets aksel.
• Svaskeplade. Styrer hovedrotorens cykliske og kollektive stigning, transmitterer signaler fra styrekredsløbet til navets aksiale hængsel og derefter tilklinger.
• Kontrolsystem. Helikoptere er udstyret med tre uafhængige kontrolsystemer: retningsbestemt, langsgående-tværgående og kontrollerende propellens fælles stigning. Sådanne systemer omfatter håndtag i førerhuset, kraftgradientmekanismer, vippe- og trækkraft, svingplader og hydrauliske boostere.
• Transmission. Overfører kraft til propeller og hjælpeudstyr fra motorer. Antallet og placeringen af motorer samt helikopterens layout bestemmer transmissionens design.
• Fuselage. Helikopterens hovedkomponenter er fastgjort til den. Designet til at rumme passagerer og fragt, brændstof, udstyr.
• Wing. Genererer yderligere løft, reducerer belastningen på hovedrotoren og øger helikopterens hastighed. Vingerne kan også rumme udstyr, brændstoftanke og nicher for at skjule chassiset. Rotorerne i tværgående helikoptere understøttes af vingen.
• Fjerdragt. Giver balance, stabilitet og kontrollerbarhed af helikopteren. Den er opdelt i to typer - lodret eller køl og vandret eller stabilisator.
• Helikopter start- og landingsdele. Designet til at parkere en helikopter, slukke kinetisk energi under landing og bevægelse på jorden. Mange helikoptere har landingsstellet trukket tilbage under flyvningen.
• Helikoptermotor. Genererer den nødvendige kraft til at drive tilbehøret, hoveddrevet og halerotorerne. Kraftværket kombinerer flere motorer med systemer, der sikrer deres stabile drift i forskellige tilstande.

Helikoptertyper

Helikoptre er opdelt i flere typer. Hver type har sine egne karakteristika, styrker og svagheder.

Enkeltrotor-helikoptere

Den mest almindelige type helikopterenhed er en enkelt-rotor-maskine med en halerotor. Fordelen ved dette design ligger i enkelheden - en transmission, en skrue, nem betjening. Omkring 8-10% af motorkraften bruges til at betjene halerotoren, mens den svæver i luften, omkring 3-4% - under translationsflyvning. Relativt let vægt og enkelt design kompenserer for sådanne strømtab. Ulempen ved en sådan anordning til helikoptere er den fare, der truer jordpersonale fra halerotoren.

Zhirodin

Propelaksen på sådanne helikoptere, der kompenserer for drejningsmomentet, er rettet langs flyvningen. Dette design giver dig mulighed for at skabe fremdrift uden at ty til brugen af en hovedrotor. Dette øger dens effektivitet, da det ikke er nødvendigt at vippe det fremad. Hovedrotorens momentkompenserende skrue er placeret på en sådan måde, at den ikke danner træk og øger den effekt, der leveres til kompensationsskruen.

Jethelikopter

Enheden i denne model er en nem måde at løse drejningsmomentproblemet på. Det genereres af motorerne placeret for enden af knivene, men overføres ikke gennem akslen. Kun lejernes friktionsmoment overføres til skroget.

Jetmotorer skaber jettryk. Denne type rotor har en simpel struktur, hvilket er dens fordel;blandt ulemperne er højt brændstofforbrug.

Koaksialhelikopter

To skruer i en koaksial helikopter, placeret over hinanden og roterer i modsatte retninger, dæmper det øjeblik, der overføres til flykroppen. Det eneste krav til skruerne er det samme moment.

Koaksiale helikoptere er ringere end enkeltrotor-helikoptere i størrelse, men drejningsmomentet kompenseres ikke for af kraften, hvilket er muligt på grund af designet af helikoptere.

Tværgående rotorhelikoptere

Fordelen ved en sådan helikopter ligger i reduktionen af den kraft, der kræves til fremadgående bevægelse. Dette er især vigtigt i flermotorede helikoptere, som skal fortsætte med at bevæge sig i vandret retning med stoppet motor.

Ulempen ved sådanne maskiner er høj modstand på grund af den frontale modstand af den struktur, som rotorerne hviler på. Effektiviseringen og nedskæringen af strukturen øger vægten af helikopteren.

Den tværgående rotorhelikopter har en mere kompleks transmission og større dimensioner, selvom de er påvirket af graden af rotoroverlapning. En af de største og tungeste helikoptere af dette design er Mi-12.

Forlæns-rotorhelikopter

Et rummeligt skrog og evnen til at flytte tyngdepunktet er fordelene ved dette helikopterdesign. Nyttelasten fordeles mellem rotorerne. Den komplicerede transmission og dens tunge vægt er de største ulemper ved helikoptere med tværgåendeplacering af skruer.

Den anden ulempe er den reducerede effektivitet af propellerne, da dyserne i deres arbejde krydser hinanden. Ved fremadflyvning reduceres kvalitetstabet på grund af, at den bagerste propel er placeret højere end den forreste. Hvor mange vinger har en helikopter af dette design? Propeldiameter og antal blade kan variere for at forbedre maskinens håndtering og stabilitet.

Multi-rotor helikoptere

Projekter af multi-rotor helikoptere udviklet af flydesignere involverede skabelsen af tunge modeller af maskiner. På grund af flere hovedrotorer er styringen forenklet, da helikopteren kan roteres om en hvilken som helst af de tre akser ved at øge trækkraften af en bestemt propel. Multi-rotor ordningen med tunge helikoptere giver dig mulighed for at holde diameteren af skruerne inden for visse grænser.