Helikopter: seade, tüübid, juhtimissüsteem, eesmärk

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Sündmust 13. jaanuaril 1942, mil sõjaliseks otstarbeks mõeldud helikopter Sikorsky õhku tõsteti, võib pidada maailma esimese, kuigi sõjalise helikopteri täieõiguslikuks stardiks. Lennukikonstruktor alustas helikopterite väljatöötamist revolutsioonieelsel Venemaal, jätkates neid paguluses USA-s. Sellest ajast on möödunud palju aega, helikopterite disain on läbi teinud olulisi muudatusi, kuid tehnoloogia kasutamise eesmärgid on jäänud samaks.

Helikopteri disain

Kõigis helikopterite skeemides eristatakse samu põhiosi:

• Pearootor. Genereerib tõukejõu ja tõstejõudu ning juhib kopterit. Struktuurselt koosneb see labadest ja puksist, mis edastab pöördemomendi peakäigukasti võllilt labadele.
• Sabakruvi. Ühe rootoriga kopteri suunajuhtimine kompenseerib pearootori reaktiivmomenti. Selle konstruktsioon sisaldab puksi ja labasid, mis on kinnitatud sabahammasratta võlli külge.
• Swashplate. Reguleerib pearootori tsüklilist ja kollektiivset sammu, edastab signaalid juhtahelast rummu aksiaalhingele ja seejärelterad.
• Juhtsüsteem. Helikopterid on varustatud kolme sõltumatu juhtimissüsteemiga: suuna-, piki-risti- ja propelleri ühist sammu kontrolliv. Sellised süsteemid hõlmavad kabiinisiseseid hoobasid, jõukaldemehhanisme, noogureid ja veojõudu, pöördeplaati ja hüdrovõimendeid.
• Külakanne. Edastab jõu mootoritelt propelleritele ja abiseadmetele. Mootorite arv ja paigutus, samuti helikopteri paigutus määravad käigukasti konstruktsiooni.
• Kere. Selle külge on kinnitatud helikopteri põhikomponendid. Mõeldud reisijate ja lasti, kütuse, varustuse majutamiseks.
• Tiib. Loob täiendava tõstejõu, vähendades pearootori koormust ja suurendades helikopteri kiirust. Tiivad mahutavad ka varustust, kütusepaake ja nišše šassii peitmiseks. Põikhelikopterite rootoreid toetab tiib.
• Sulestik. Tagab helikopteri tasakaalu, stabiilsuse ja juhitavuse. See on jagatud kahte tüüpi – vertikaalne ehk kiil ja horisontaalne ehk stabilisaator.
• Helikopteri stardi- ja maandumisosad. Mõeldud helikopteri parkimiseks, kineetilise energia kustutamiseks maandumisel ja maapinnal liikumisel. Paljudel helikopteritel on telik lennu ajal sisse tõmmatud.
• Helikopteri mootor. Toodab tarvikute, peaajami ja sabarootori toiteks vajalikku võimsust. Elektrijaam ühendab mitu mootorit süsteemidega, mis tagavad nende stabiilse töö erinevates režiimides.

Helikopteritüübid

Helikopterid jagunevad mitut tüüpi. Igal tüübil on oma omadused, tugevad ja nõrgad küljed.

Ühe rootoriga helikopterid

Kõige levinum helikopteritüüp on ühe rootoriga sabarootoriga masin. Selle disaini eeliseks on lihtsus – üks jõuülekanne, üks kruvi, lihtne käsitsemine. Umbes 8-10% mootori võimsusest kasutatakse sabarootori käitamiseks õhus hõljudes, umbes 3-4% - translatsioonilennul. Suhteliselt kerge kaal ja lihtne disain kompenseerivad sellised võimsuskadud. Sellise helikopteriseadme puuduseks on oht, mis ähvardab maapealseid töötajaid sabarootori poolt.

Žirodin

Selliste helikopterite propelleri telg, mis kompenseerib pöördemomenti, on suunatud piki lendu. See disain võimaldab teil luua tõukejõudu ilma pearootori kasutamata. See suurendab selle tõhusust, kuna pole vaja seda ettepoole kallutada. Pearootori pöördemomendi kompenseerimiskruvi on paigutatud nii, et see ei tekitaks takistust ega suurendaks kompenseerimiskruvile antavat võimsust.

Reaktiivhelikopter

Selle mudeli seade on lihtne viis pöördemomendi probleemi lahendamiseks. Seda genereerivad labade otsas asuvad mootorid, kuid seda ei edastata võlli kaudu. Kerele edastatakse ainult laagrite hõõrdemoment.

Reaktiivmootorid loovad reaktiivmootori tõukejõu. Seda tüüpi rootoril on lihtne struktuur, mis on selle eelis;puuduste hulgas on suur kütusekulu.

Koaksiaalhelikopter

Koaksiaalhelikopteri kaks kruvi, mis asuvad üksteise kohal ja pöörlevad vastassuundades, summutavad kerele ülekantavat momenti. Ainus nõue kruvidele on sama pöördemoment.

Koaksiaalhelikopterid jäävad oma mõõtmetelt alla ühe rootoriga kopteritele, kuid pöördemomenti ei kompenseeri võimsus, mis on võimalik tänu helikopterite konstruktsioonile.

Piikrootoriga helikopterid

Sellise helikopteri eelis seisneb edasiliikumiseks vajaliku võimsuse vähenemises. See on eriti oluline mitme mootoriga helikopterite puhul, mis peavad seisva mootoriga jätkama liikumist horisontaalsuunas.

Selliste masinate puuduseks on suur takistus, mis tuleneb konstruktsiooni eesmisest takistusest, millele rootorid toetuvad. Konstruktsiooni sujuvamaks muutmine ja mõõtmete vähendamine suurendab kopteri kaalu.

Põikrootoriga helikopteril on keerulisem jõuülekanne ja suuremad mõõtmed, kuigi neid mõjutab rootori kattumise määr. Üks suurimaid ja raskemaid selle konstruktsiooniga helikoptereid on Mi-12.

Edasirootoriga helikopter

Selle helikopteri disaini eelisteks on ruumikas kere ja raskuskese nihutamise võimalus. Kasulik koormus jaotatakse rootorite vahel. Keeruline jõuülekanne ja selle suur kaal on põikisuunaliste helikopterite peamised puudusedkruvide asukoht.

Teine puudus on propellerite vähenenud efektiivsus, kuna nende tööjoad ristuvad. Edasilennul väheneb kvaliteedikadu tänu sellele, et tagumine propeller asub eesmisest kõrgemal. Mitu laba on sellise konstruktsiooniga helikopteril? Propelleri läbimõõt ja labade arv võivad masina käsitsemise ja stabiilsuse parandamiseks erineda.

Mitme rootoriga helikopterid

Lennukidisainerite välja töötatud mitme rootoriga helikopterite projektid hõlmasid raskete masinamudelite loomist. Mitme pearootori tõttu on juhtimine lihtsustatud, kuna kopterit saab pöörata mis tahes kolmest teljest, suurendades konkreetse propelleri tõukejõudu. Raskete helikopterite mitme rootori skeem võimaldab hoida kruvide läbimõõtu teatud piirides.