Gedurende die geskiedenis van helikopters is gereeld verskillende ontwerpe van die draersisteem voorgestel, maar slegs een daarvan het klassiek geword en daarna aansienlike ontwikkeling gekry. Ander oplossings, wat voorsiening maak vir verskillende opsies vir die propelleraandrywing, lemontwerpe, funksies, ens., Kon nie daarmee meeding nie. So 'n resultaat van 'n gewaagde projek was dikwels te wyte aan objektiewe tekortkominge en probleme.
Tegniese klassieke
Die klassieke helikopterskema bied verskeie redelik eenvoudige oplossings. In die romp van die masjien is 'n kragsentrale met 'n ratkas geplaas wat wringkrag lewer aan die hoof- en stertrotor. Die hoofrotor met 'n groot deursnee is gebaseer op 'n swashplaat, wat 'n verandering in lift en / of maneuver moontlik maak, en ook verskeie lemme met 'n hoë aspekverhouding het.
Hierdie ontwerp is relatief eenvoudig, goed ontwikkel en kan maklik herbou en geskaal word om aan bestaande vereistes te voldoen. Daarbenewens het dit geen nadele nie, soos die noodsaaklikheid om die verbindings in pypleidings te verseël of die risiko dat lemme oorvleuel.
Daar is egter ook nadele. Die helikopter van die klassieke skema het beperkings op die horisontale vlugsnelheid wat verband hou met die besonderhede van die vloei rondom die rotorblaaie. In sommige modusse kan ander negatiewe verskynsels voorkom, soos 'n draaikolk. Met 'n enkele hoofrotor moet u 'n lang en sterk stertbalk ontwerp om die stertrotor te akkommodeer.
Die ontwikkeling van die klassieke skema het gelei tot die ontstaan van multi-rotor helikopters met langs-, dwars- of ander plasing van verskeie laerstelsels. 'N Koaksiale skema het wydverspreid geword, waarin twee skroewe met 'n tradisionele voorkoms aan 'n enkele bus vasgemaak word. Die klassieke ondersteuningsstelsel en 'n aantal eenhede daarvan het ook die basis geword vir verskeie alternatiewe ontwerpe.
Jet propeller
Die enkelrotor-helikopter word gekonfronteer met die probleem van reaktiewe wringkrag, en verskillende oplossings is voorgestel om dit te hanteer. In die dertigerjare verskyn die idee van 'n rotor met 'n straalaandrywing byna gelyktydig in verskeie lande. So 'n skroef is nie aan die enjin in die romp gekoppel nie en dwing hom gevolglik nie om in die teenoorgestelde rigting te draai nie.
Die straalrotor word onderskei deur die teenwoordigheid van sy eie enjins aan die punte van die lemme. Die skroef kan aangedryf word deur 'n kompakte turboprop- of ramjet -enjin. Ook is ontwerpe bekend met die toevoer van saamgeperste gasse vanaf 'n gasturbine -enjin in die romp na die spuitpunte of na die verbrandingskamer in die lem.
Die jet rotor -idee het in die vyftiger- en sestigerjare baie aandag gekry; 'n aantal loodsprojekte is in verskillende lande ontwikkel. Hulle is aangebied as ligte voertuie van die tipe Dornier Do 32 of B-7 ML. Mile en Hughes XH-17 swaarvervoerhelikopter. Nie een van hierdie monsters het egter verder gegaan as kleinskaalse produksie nie.
Die grootste probleem met die straalpropeller is die kompleksiteit van die naaf. Daardeur moet saamgeperste gas en / of brandstof aan die beweegbare lem gelewer word, wat transmissie- en seëlmiddels benodig. Op die lem self moet 'n enjin van die een of ander aard geplaas word, wat nuwe vereistes aan die ontwerp stel. Die bou van 'n robuuste ontwerp met hierdie vermoëns was te moeilik, en die verwagte voordele kon die moeite nie regverdig nie.
Gekruiste lemme
In die dertigerjare is 'n sogenaamde skema voorgestel. sinchrocopter. Hierdie konsep stel voor dat twee rotors met twee lemme gebruik word, waarvan die nawe op 'n minimale afstand met die as na buite geplaas word. Die propellers moet na mekaar toe draai, en die spesiale ontwerp van die ratkas sluit die oorvleueling van die lemme uit.
Die synchrocopter -draerstelsel kan die vereiste hysbak skep en vlugte in dieselfde modus as die klassieke skema bied. Dit het die voordeel dat dit die algehele stoot- en hefvermoë kan verhoog, en die uitbreiding van die stootvektore verhoog die stabiliteit in sweef- en ander modusse. In hierdie geval vergoed die reaktiewe oomblikke van die twee propellers mekaar en elimineer die behoefte aan 'n stuurstelsel.
Sinchrocopters word egter nie wyd gebruik nie. In die dertigerjare is sulke toerusting deur die Duitse maatskappy Flettner vervaardig, en sedert 1945 word hierdie onderwerp in ander lande behandel. Die helikopters van die Amerikaanse maatskappy Kaman Aerosystems is die bekendste. Tot 'n sekere tyd was sinchrocopters in aanvraag, maar toe verdwyn die rigting - nou is daar slegs een monster in die reeks. Vir die hele tyd is nie meer as 400-500 reeksmasjiene van hierdie klas gebou nie.
Die grootste nadeel van 'n sinchrocopter is die ingewikkeldheid van die ratkas, wat wringkrag lewer aan twee propellers met 'n goeie afstand. 'N Enkele rotor -aandrywing met dieselfde eienskappe blyk baie makliker te wees. Boonop het 'n paar propeller met twee lemme 'n beperkte stootpotensiaal. Die moderne 'swaar' sinchrokopter Kaman K-Max lig dus nie meer as 2700 kg nie en verloor in hierdie opsig baie helikopters van die klassieke plan.
Draai en stop
Die idee om 'n roterende skroef en 'n vaste vleuel te kombineer, is bekend. In hierdie geval word die rotasie van die hoofrotor gebruik vir opstyg en versnelling. Teen 'n sekere spoed moet die skroef stop, en die lemme moet 'n vaste vleuel word. Dit laat 'n hoë vliegsnelheid ontwikkel, maar vereis die ontwikkeling en implementering van nuwe oplossings.
Beskou as voorbeeld die Sikorsky X-Wing-projek, wat sedert die middel sewentigerjare ontwikkel is om die S-72-helikopter aan te vul. Laasgenoemde was 'n helikopter met 'n hoof- en stertrotor, toegerus met 'n ontwikkelde vleuel van 'n klein sweep. Aan die kante van die romp was daar 'n paar gasturbine-enjins wat die as (vir propellers) krag verskaf en 'n straalstoot (vir 'n hoëspoedvlug) skep.
Die X-Wing-draersisteem het 'n skyfkaafnaaf gekry wat slegs toegerus is met 'n skuurplaat met 'n gemeenskaplike steek. Ons gebruik reghoekige lemme met 'n vertikaal simmetriese profiel. Aan die voor- en agterrand van die lem was daar openinge vir die vrystelling van saamgeperste lug van die kompressor na buite. As gevolg van die Coanda -effek, was die lug veronderstel om die profiel van die lem te "verleng" en dit te help om hysbak te skep. Afhangende van die manier waarop die lug toegedien word, kan die lem ewe doeltreffend werk as dit draai en in 'n stilstaande posisie is.
Die X-Wing-stelsel is suksesvol in 'n windtunnel getoets en is selfs op 'n ervare S-72 geïnstalleer. Kort voor die beplande vlugte, in 1988, het NASA en DARPA egter beveel om te stop. Met al die verwagte voordele, was die ongewone draerstelsel te kompleks. Boonop het die projek meer as 10 jaar gestrek, en die koste daarvan het die toelaatbare perk oorskry. Om hierdie rede is die X-Wing-konsep nie verder ontwikkel nie.
Lens in vlug
Op die oomblik werk die Franse onderneming Conseil & Technique aan die konsep van 'n ligte taxi -helikopter met 'n ongewone vervoerderstelsel. Die voorgestelde ontwerp van die skroef verloor vir die tradisionele in terme van die geskepte hysbak by opstyg- en landingsmetodes, maar verskil in groter eenvoud en die vermoë om verhoogde krag in horisontale vlug te skep. Die vermoë om geraas te verminder word ook vermeld.
Die oorspronklike propeller is gebou op die basis van 'n lensvormige skyf wat 70% van die gevee oppervlakte beslaan. Dit word voorgestel om kort lemme van die vliegblad langs die rande te monteer. Die moontlikheid om die onderplaat te plaas word nie aangemeld nie; trekkragbeheer kan uitgevoer word deur die snelheid te verander.
Toetse het getoon dat die skyfgedeelte tydens horisontale vlug 'n aansienlike hysbak veroorsaak, waardeur die struktuur in sy geheel die tradisionele ontwerpskroef omseil in terme van kenmerke. Boonop was dit moontlik om die invalshoek op 25 ° te bring sonder om die vloei te stuit. Die vliegtuie wat ontwikkel word, sal volgens berekeninge snelhede van tot 200 km / h kan bereik.
Die projek van die Conseil & Technique -onderneming is nog in die stadium van navorsing en ontwerpontwikkeling. Waarskynlik, sal dit in die nabye toekoms na toetse oor mock-ups gebring word, waarna 'n volwaardige eksperimentele multi-rotorhelikopter kan verskyn. Dit is nie bekend of hierdie alternatiewe ontwerp al die take sal kan oplos en 'n plek kan vind in die lugvaartbedryf nie.
Opsoek na alternatiewe
Lang dekades bestaan en aktiewe werking van helikopters toon al die voordele van die klassieke ontwerp van die draersisteem. Pogings om alternatiewe skemas te skep met 'n minimale ooreenkoms, is nog nie met spesiale sukses bekroon nie. Wetenskaplikes en ingenieurs hou egter nie op met werk nie en soek steeds belowende idees.
'N Ander soortgelyke projek word tans geskep, en die resultate daarvan sal in die nabye toekoms duidelik word. Terselfdertyd is dit duidelik dat geen van die nuwe laerstelsels 'n merkbare uitwerking op die algemene stand van sake sal hê nie, en die klassieke skema en verskillende variante van die ontwikkeling daarvan sal hul plek in lugvaarttegnologie behou. Nuwe ontwikkelings - onderhewig aan voldoende perfeksie - kan egter hul nis vind, waar hul voordele die mees geskikte en winsgewendste sal wees.
