Helikopteri

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 12. lokakuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Helikopteri  on pystysuora lentoonlähtö ja -lasku pyöriväsiipinen lentokone , jossa nosto- ja käyttövoimat (propulsio [1] ) kaikissa lennon vaiheissa syntyy yhden tai useamman yhden tai useamman moottorin käyttämän pääroottorin avulla .

Etymologia

Helikopterin vanhentunut nimi - "helikopteri" - lainattiin ranskasta ( French  hélicoptère ) jo 1800-luvun lopulla [2] . Ranskan kielessä sana puolestaan ​​luotiin antiikin kreikan kielen juurista ( muut kreikkalaiset ἕλιξ , genititiivi ἕλικος "spiraali, ruuvi" ja πτερόν "siipi").

Sanan "helikopteri" (sanasta "pyörii" ja "lentää") kirjoittaja kuuluu N. I. Kamoville [3] . Varhaisin asiakirja, jossa "helikopteria" on käytetty, on 8. helmikuuta 1929 päivätty OSOAVIAKHIM :n keskusneuvoston teknisen toimikunnan kokouksen pöytäkirja, jonka puheenjohtajana toimi B. N. Yuryev . Komission kokous oli omistettu insinöörien N. I. Kamovin ja N. K. Skrzhinskyn KASKR-1 autogyro -projektin pohdinnalle . Uusi sana juurtui synonyyminä sanalle "helikopteri", joka korvasi sen kokonaan 1940-luvun lopulla. Sana " autogyro " säilyi venäjäksi alkuperäisessä merkityksessään.

Ei vaikuta todelta, että L. A. Vvedenskajan ja N. P. Kolesnikovin väite, jonka mukaan "kun he keksivät lentokoneen, joka ei tarvitse juoksua ennen lentoonlähtöä, koska se pystyy nousemaan pystysuunnassa ja lentää mistä tahansa alustasta, sana "helikopteri" luotiin sen nimi "( pystysuoraan + lentää)" [4] , varsinkin kun KASKR-1 , joka on gyroplane, ei voinut nousta pystysuoraan.

On myös versio, että sanan "helikopteri" keksi ja toi venäjän kieleen Neuvostoliiton tieteiskirjailija A. P. Kazantsev [5] .

Perusperiaatteet

Kuten lentokoneen siiven , helikopterin roottorin lavat ovat kulmassa potkurin kiertotasoon nähden, jota kutsutaan nousukulmaksi. Toisin kuin lentokoneen kiinteässä siivessä, helikopterin siipien asennuskulma voi vaihdella suuresti (jopa 30°).

Melkein aina helikopterin pääroottori on varustettu kääntölevyllä , joka lennonohjauksessa siirtää potkurin paineen keskipisteen siipien nivelletyssä liitoksessa tai kallistaa lentokoneen pyörimistasoa. potkuri, jos kyseessä on puolijäykkä liitos .

Swash-levy on yleensä jäykästi yhdistetty aksiaaliseen saranaan terien iskukulman muuttamiseksi.

Järjestelmissä, joissa on kolme tai useampia roottoria, kääntölevy saattaa puuttua.

Helikopterin siivet pyörivät pääsääntöisesti vakiotaajuudella kaikissa lentotiloissa, pääroottorin työntövoiman lisäys tai lasku riippuu roottorin noususta.

Potkurin pyöriminen välittyy yleensä yhdestä tai kahdesta moottorista pääroottoripylvään voimansiirron ja välivaihteiston kautta. Tällöin syntyy reaktiivinen momentti, joka pyrkii pyörittämään helikopteria pääroottorin pyörimissuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Suihkumomentin estämiseksi sekä suuntaohjaukseen käytetään joko takaroottoria tai eri suuntiin pyörivien roottoreiden koaksiaalista kaaviota .

Ohjauslaitteena käytetään yleensä häntäpuomin päässä olevaa pystysuoraa häntäroottoria , harvemmin käytetään rengaskanavassa olevaa häntäroottoria - fenestronia , vielä harvemmin Coanda-ilmiöön perustuvaa NOTAR- järjestelmää .

NOTAR -järjestelmä koostuu ontosta pyrstöpuomista, jonka pohjassa on ruuvi tarvittavan paineen luomiseksi, säädettävät raot palkin pinnalla ja pyörivä suutin suunnansäätöä varten palkin päässä . Ohjatuista raoista poistuva ilma saa aikaan erilaisia ​​nopeuksia peräpuomin pinnalle. Bernoullin lain mukaan siinä pinnan osassa, jossa rajailmakerroksen virtausnopeus on suurempi, ilmanpaine on pienempi. Ilmanpaineeron vuoksi peräpuomin sivuilla syntyy tarvittava voima, joka suunnataan korkeapaineiselta alueelta pienemmän paineen alueelle (esimerkki tällaisesta helikopterista on MD 500 ).

On myös vaihtoehtoja pyrstön roottorin sijainnista helikopterin siivessä , kun taas ruuvi ei vain torju suihkumomenttia ja osallistuu suuntaohjaukseen, vaan myös luo lisätyöntövoimaa eteenpäin, jolloin pääroottori puretaan lennon aikana.

Käytettäessä vastakkaiseen suuntaan pyörivien potkureiden koaksiaalista kaaviota reaktiiviset momentit kompensoidaan keskenään, kun taas moottoreilta ei tarvita lisätehoa. Tällainen järjestelmä vaikeuttaa kuitenkin merkittävästi helikopterin suunnittelua.

Siinä tapauksessa, että ruuvia käyttävät suihkumoottorit , jotka on asennettu itse teriin, reaktiivinen momentti ei ole melkein havaittavissa.

Pääroottorin purkamiseksi suurella nopeudella helikopteri voidaan varustaa riittävän kehittyneellä siivellä ja suuntavakautta voidaan käyttää myös emennageilla .

Kun helikopteri lentää eteenpäin, eteenpäin liikkuvilla lapoilla on suurempi nopeus suhteessa ilmaan kuin taaksepäin liikkuvilla. Tämän seurauksena toinen potkurin puoliskoista luo enemmän nostovoimaa kuin toinen ja syntyy ylimääräinen kallistusmomentti. Tässä tapauksessa puolet potkurista, jossa on etenevät siivet suhteessa tulevaan ilmavirtaan tämän virtauksen vaikutuksesta, pyrkii kääntymään ylöspäin vaakasuorassa saranassa. Jäykkä liitos swash-levyn kanssa johtaa iskukulman pienenemiseen ja siten noston vähenemiseen. Potkurin toisella puolella siivet kokevat paljon vähemmän ilmanpainetta, siipien asennuskulma kasvaa ja myös nostovoima kasvaa. Tämä yksinkertainen menetelmä vähentää kallistusmomentin vaikutusta. Perääntyvien siipien kohdalla voidaan tietyissä olosuhteissa havaita virtauksen pysähtymistä , ja etenevien siipien päätyosat voivat voittaa aaltokriisin kulkiessaan ääniesteen läpi.

Lisäksi vakauden parantamiseksi lennon aikana, maksiminopeuden ja hyötykuorman lisäämiseksi käytetään lisäsiipiä (esimerkiksi Mi-6 :ssa ja osittain Mi-24  :ssä - tässä helikopterissa ripustettujen aseiden pylväät toimivat ylimääräisinä siivet). Siipien lisänostovoiman ansiosta on mahdollista purkaa pääroottori, pienentää potkurin kokonaisnousua ja pienentää jonkin verran vierintävaikutuksen voimaa, mutta hover-tilassa siivet luovat lisävastusta. alaspäin virtaava ilma pääroottorista, mikä heikentää vakautta.

Pääroottori synnyttää tärinää , joka uhkaa rakenteen tuhoamista. Siksi useimmissa tapauksissa käytetään aktiivista järjestelmää ilmaantuvien tärinöiden vaimentamiseen.

Moottorivian sattuessa helikopterin on kyettävä laskeutumaan turvallisesti autorotaatiotilassa , eli pääroottorin itsekiertotilassa vastaantulevan ilmavirran vaikutuksesta. Tätä varten lähes kaikki helikopterit, lukuun ottamatta suihkukoneita, on varustettu vapaapyörällä, joka tarvittaessa katkaisee voimansiirron pääroottorista. Laskeutuminen autorotaatiotilassa osoittautuu hallituksi, mutta sitä pidetään hätätilana: kevyiden helikopterien tasainen laskunopeus on 5 m/s ja raskaiden helikopterien jopa 30 m/s tai enemmän.

Helikopterin ominaisuudet riippuvat ympäröivän ilman paineesta, erityisesti lentokorkeudesta, ilman lämpötilasta ja kosteudesta.

Helikopterin pääosat

Hallinto

Kallistuksen ja nousun säätö useimmissa olemassa olevissa helikoptereissa suoritetaan käyttämällä syklistä muutosta pääroottorin siipien ( nousukulman ) iskukulmassa, jota kutsutaan sykliseksi nousuksi , käyttämällä kiertolevyä . Jaksottaista nousua muuttaessa syntyy helikopteria kallistava momentti, jonka seurauksena pääroottorin työntövoimavektori poikkeaa tiettyyn suuntaan. Muunnoskoneissa ohjaus tapahtuu lentokoneella. Myös muut kallistuksen ja nousun ohjaustavat ovat mahdollisia, mutta niitä ei käytetä olemassa olevissa helikoptereissa.

Käännön ohjaus vaihtelee helikopterin aerodynaamisen konfiguraation mukaan ja se voidaan suorittaa käyttämällä häntäroottoria (klassisen mallin helikoptereille), potkureiden kokonaisnousun eroa (kaksiroottorisille helikoptereille) suihkulla suutin (suihkujärjestelmällä varustetuille helikoptereille) sekä vaakasuuntaisella liikkeellä pystysuoran hännän avulla.

Syklisen askeleen ohjaamiseksi helikopterin ohjaamoon on asennettu pystysuora kahva. Sen poikkeama eteenpäin / taaksepäin mahdollistaa hallinnan nousussa, vasemmalle / oikealle - rullassa. Pääroottorin yleisen nousun (vastaavasti helikopterin nostovoiman) muuttamiseen käytetään ohjaajan vasemman käden alla ylöspäin taivutettua "pikikaasu" -kahvaa. Yawta ohjataan polkimilla.

On oleellista, että helikopterissa, toisin kuin lentokoneissa, ei käytetä suoraa moottoritehon ohjausta, vaan epäsuoraa ohjausta. Lennon aikana pääroottorin pyörimisnopeus muuttuu suhteellisen kapeissa rajoissa. Tehonsäätölogiikka voidaan kuvata seuraavasti. Esimerkiksi lentoonlähdön suorittamiseksi ohjaaja kasvattaa pääroottorin kokonaisnousua, lisääntynyt ilmanvastus vähentää potkurin nopeutta, automaattinen moottorin ohjaus havaitsee tällaisen nopeuden laskun ja lisää polttoaineen syöttöä, mikä lisää tehoa. Tällainen järjestelmä on asennettu kaikkiin kaasuturbiinimoottorilla varustettuihin helikoptereihin poikkeuksetta, samoin kuin valtaosaan mäntähelikoptereista, lukuun ottamatta harvinaisia ​​esimerkkejä 1950-luvulta.

Huolimatta tällaisen automaattisen ohjausjärjestelmän olemassaolosta, joissakin tapauksissa ohjaajan väliintuloa tarvitaan edelleen (moottorin tehon suora ohjaus). Tätä varten tehonsäädin (ns. "korjaus") sijaitsee kollektiivisessa nousukahvassa. Säädin on valmistettu pyörivän renkaan muodossa, joka on samanlainen kuin moottoripyörän kaasu. Korjausalue on suhteellisen pieni; Tehon hienosäätöä käytetään korjauksella. Tästä syystä kollektiivista pitch-nuppia kutsutaan usein "pitch-throttleksi".

Kaksimoottorisiin helikoptereihin voidaan asentaa myös suora erillinen moottorin ohjausjärjestelmä. Sitä käytetään varmuuskopiona erilaisten vikojen tai hätätilanteiden varalta.

Edut ja haitat

Suurin etu on kyky nousta ja laskeutua pystysuoraan - helikopteri voi laskeutua (ja lähteä) minne tahansa, missä on tasainen alue, jonka potkurin halkaisija on puolitoista. Myös niiden ohjattavuus : helikopterit pystyvät leijumaan ilmassa ja jopa lentämään taaksepäin. Lisäksi helikopterit voivat kuljettaa lastia ulkoisella hihnalla, jonka avulla voit kuljettaa erittäin tilaa vieviä lastia sekä suorittaa asennustöitä.

Kaikille pyöriväsiipiselle tekniikalle ominaisia ​​haittapuolia lentokoneisiin verrattuna ovat alhaisempi maksimilentonopeus ja lisääntynyt polttoaineenkulutus ( polttoaineen ominaiskulutus ). Tämän seurauksena lennon hinta on korkeampi matkustajakilometriä tai kuljetetun rahtimassayksikköä kohti. Helikopterien haitat voivat myös johtua hallinnan monimutkaisuudesta.

Helikopterit, joissa on pääroottorin suihkukäyttö, vaikeuttavat autorotaatioon laskeutumista huomattavasti (kun moottorit sammutetaan, moottorin konepeltien suuri vastus hidastaa nopeasti pääroottorin pyörimistä), sekä korkea melu ja hyvä näkyvyys. moottorin polttimista.

Kuten lentokoneissa, helikoptereilla on omat erityiset, ainutlaatuiset vaaralliset lentotavat, hätätilat ja aerodynaamiset ominaisuudet: esimerkiksi pyörrerengas, maaresonanssi jne. Helikopterin lentäjällä tulee olla vankat tiedot ja käytännön taidot ehkäistä näistä johtuvia mahdollisia hätätilanteita. helikopterin ominaisuudet.

Luokitus

Helikopterisuunnitelmat

Helikopterien luokittelu pääroottorin reaktiivisen momentin kompensointimenetelmän mukaan (helikopterikaavio) [6] on yleisimmin käytetty. .

Yksiroottorinen helikopteri

Helikopteri yhdellä pääroottorilla .

Suihkuroottorikäyttöinen helikopteri ( jethelikopteri ) on helikopteri, jonka pääroottoria ohjaavat suihkumoottorit tai potkurin lapoihin asennetut suuttimet . Tässä kaaviossa ei ole pääroottorin mekaanista käyttövoimaa, ja potkurista välittyvä vääntömomentti on mitätön. Sen ja suuntaohjauksen kompensoimiseksi helikopteriin asennetaan ohjauspinnat, pieni häntäroottori tai suihkuohjaussuuttimet.

Tämä sisältää myös kokeelliset helikopterit, joissa on pienet vetopotkurit jokaisessa roottorin siivessä ja pääroottorin kompressorin käyttö , kun paineilmaa syötetään siipien suuttimiin kompressorista ("kylmäkierto") tai palamistuotteet korkeassa paineessa ("kuuma" sykli”).

Yksiroottorinen pyrstöroottorihelikopteri on helikopteri, jonka pääroottorin  reaktiivinen momentti kompensoituu peräpuomiin (empennage) kiinnitetyllä ylimääräisellä häntäroottorilla. Häntäroottori toimii myös helikopterin suuntaohjauksen välineenä. Tämä järjestelmä on yleisin - suurin osa maailman helikoptereista on rakennettu sen mukaan, joten sitä kutsutaan usein klassiseksi järjestelmäksi .

Tämän järjestelmän muunnelmana voidaan pitää häntäroottorin käyttöä helikopterissa, joka on suljettu rengasfenestroniin .

Esimerkkejä: Mi-1 , Mi-2 , Mi-8 , Mi-34 jne.

Suihkuohjausjärjestelmällä varustettu helikopteri  on helikopteri, jonka pääroottorin reaktiomomentti kompensoidaan suutinjärjestelmällä peräpuomin pituudella ja päässä. Tämän järjestelmän nimi oli NOTAR ulkomailla . (esimerkki: MD-900 )

Yhden roottorin helikopteri kompensaattoriruuveilla ( yhdistelmähelikopteri ) on yksiroottorinen helikopteri, jossa on kaksi potkuria , jotka on asennettu poikittaiskonsoleihin (siipi tai ristikko ). Pääroottorin reaktiivista momenttia kompensoi potkureiden työntövoiman ero. Tämä järjestelmä on löytänyt sovelluksen roottorialusten luomisessa .

Ohjauspinnoilla varustettu yksiroottorihelikopteri  on helikopteri, jonka pääroottorin reaktiivisuusmomenttia kompensoivat ohjauspinnat, jotka ohjaavat ilmavirran pää- tai työntöpyrstöroottorilta.

Kaksiroottorihelikopteri

Helikopteri kahdella roottorilla .

Kaksiroottorinen poikkihelikopteri ( poikkihelikopteri ) on helikopteri, jossa on kaksi pääroottoria , jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja sijaitsevat helikopterin poikittaisakselilla. Tätä varten roottorit asennetaan siiven tai ristikon päihin . Tässä kaaviossa roottoreiden reaktiiviset momentit ovat vastakkaisia ​​ja tasapainottavat toisiaan siivessä (ristikko).

Kaksiroottorinen pitkittäishelikopteri ( pituussuuntainen helikopteri , vanhentunut: tandemhelikopteri ) on helikopteri, jossa on kaksi vastakkain pyörivää roottoria, jotka sijaitsevat helikopterin pituusakselilla. Tätä varten roottorit asennetaan helikopterin nokkaan ja pyrstään. Tasalennon roottorien keskinäisen vaikutuksen erityispiirteistä johtuen takaroottori asetetaan yleensä korkeammalle kuin eturoottori. Tässä kaaviossa roottoreiden reaktiiviset momentit ovat vastakkaisia ​​ja tasapainottavat toisiaan helikopterin rungossa.

Tämän kaavion muunnelma on kahden samaan suuntaan pyörivän roottorin käyttö. Tässä reaktiiviset momentit kompensoidaan kallistamalla potkurien akseleita.

Kaksiroottorinen koaksiaalihelikopteri ( koaksiaalihelikopteri , koaksiaalihelikopteri ) on helikopteri, jossa on kaksi pääroottoria , jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja sijaitsevat samalla akselilla päällekkäin. Usein tällaisia ​​roottoreita pidetään yhtenä mallina ja niitä kutsutaan koaksiaaliroottoreiksi . Tämän kaavion roottoreiden reaktiiviset momentit ovat etumerkillisesti vastakkaisia ​​ja tasapainottavat toisiaan helikopterin päävaihteistossa.

Kaksoisroottorihelikopteri, jossa on risteävät siivet ( synkropteri ) - helikopteri, jossa on kaksi pääroottoria, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja jotka sijaitsevat merkittävällä päällekkäisyydellä pyörimisakselien pienellä kaltevuudella. Ruuvien pyörimisakselien kaltevuus poikittaistasossa ulospäin ja ruuvien pyörimisen synkronointi varmistaa yhden pääroottorin siipien turvallisen kulkemisen toisen navan yli. Tämän kaavion roottoreiden reaktiomomentit eivät täysin tasapainota toisiaan helikopterin päävaihteistossa. Ohjausjärjestelmä kompensoi pienen momentin nousussa .

Moniroottorihelikopteri

Helikopteri, jossa on vähintään kolme roottoria .

Kolmiroottorihelikopteri on helikopteri, jossa on kolme pääroottoria  , jotka on järjestetty kolmiomaisesti. Roottoreiden reaktiivinen vääntömomentti niiden yksisuuntaisessa pyörimisessä kompensoidaan kallistamalla ruuvien pyörimisakseleita [7] .

Siinä tapauksessa, että kaksi roottoria pyörii samaan suuntaan ja kolmas vastakkaiseen suuntaan, ilmaantuu eri suuntiin pyörivä ruuvipari, jonka kokonaisreaktiivinen momentti on tasapainotettu keskenään. Jäljellä olevan parittoman ruuvin reaktiivisen momentin kompensoimiseksi riittää, että kallistaa vain sen pyörimisakselia.

Tämän mallin muunnelma on kolmiroottoriinen helikopteri, jossa on pieni häntäroottori . Tämä kaavio on olennaisesti poikittaismallin kaksiroottorihelikopteri, jossa on hännän (taka) vaakasuora häntäroottori. Tässä mallissa häntäroottori on paljon pienempi kuin kaksi muuta pääroottoria, jotka muodostavat päänoston. Häntäroottori toimii elevaattorina ja joskus peräsimenä . Tässä kaaviossa roottoreiden reaktiomomentit eivät ole täysin tasapainossa, mutta pyrstöroottorin vaikutus on merkityksetön.

Neliroottorihelikopteri ( quadcopter ) on helikopteri, jossa on neljä pääroottoria , jotka sijaitsevat siipien tai ristikoiden päissä . Johtuen vastakkaisesta pyörimissuunnasta kussakin roottoriparissa (etu- ja takaosa) potkuriparien reaktiomomentti on tasapainotettu siipien (ristikoiden) varaan.

Lentoonlähtöpainoluokitus

  • Ultrakevyet - helikopterit, joiden lentoonlähtöpaino on enintään 1000 kg;
  • Kevyet - helikopterit, joiden lentoonlähtöpaino on 1000–4500 kg;
  • Keskikokoiset - helikopterit, joiden lentoonlähtöpaino on 4500 - 13000 kg;
  • Raskas - helikopterit, joiden lentoonlähtöpaino on yli 13 000 kg.

Keskiraskaiden ja raskaiden helikoptereiden jako on erilainen Venäjällä ja ulkomailla. Siksi jotkut helikopterit voidaan luokitella Venäjällä keskikokoisiksi ja ulkomailla raskaiksi.

Joissakin tapauksissa voidaan käyttää lisäluokkaa superraskaita helikoptereita (esimerkiksi: Mi-12- helikopteri ).

Luokittelu tarkoituksen mukaan

Siviilihelikopterit voidaan jakaa seuraaviin tyyppeihin:

Sotilashelikopterit eroavat ehdollisesti seuraavista:

Helikopteriluokat

Sertifiointivaiheessa oleville siviilihelikoptereille vahvistetaan seuraavat luokat [8] :

  • Luokka A  – helikopterin suorituskyky yhden moottorin vikaantuessa missä tahansa lentoonlähdön lentoradan kohdassa mahdollistaa lentoonlähdön pysäyttämisen ja turvallisen laskeutumisen kiitotielle (lento pysähtyi ) tai lentoonlähdön jatkamisen ja nousun ( jatkoa lentoonlähtöä ). Lisäksi helikopterin ominaisuudet yhden moottorin vikaantuessa missä tahansa laskeutumisradan kohdassa mahdollistavat turvallisen laskun ( jatkolasku ) tai laskemisen lopettamisen ja nousun ( keskeytetty lasku ). Tämä luokka koskee monimoottorisia helikoptereita. Sertifiointia varten suositellaan helikoptereille, joiden lentoonlähtöpaino on yli 9080 kg ja joissa on yli 9 matkustajaa.
  • Luokka B  - helikopterit, jotka eivät kuulu A-luokkaan. Yhden moottorin vikaantuessa nousun tai laskun aikana helikopterin suorituskykyominaisuudet takaavat turvallisen laskeutumisen (lyhyt lentoonlähtö, jatkuva lasku).

Helikopteri voidaan hyväksyä molemmissa luokissa.

ICAO - luokitus ( lentoluokkien mukaan )

FAI- luokitus

Kaikki helikopterit on luokiteltu E-1.

Eri lentoonlähtöpainojen helikopterien ominaisuuksien kuvaamiseksi tarkemmin on lisätty alaluokkia:

  • E-1a - lentoonlähtöpaino enintään 500 kg;
  • E-1b - lentoonlähtöpainolla 500 - 1000 kg;
  • E-1c - lentoonlähtöpainolla 1000 - 1750 kg;
  • E-1d - lentoonlähtöpainolla 1750 - 3000 kg;
  • E-1e - lentoonlähtöpainolla 3000 - 4500 kg;
  • E-1f - lentoonlähtöpainolla 4500 - 6000 kg;
  • E-1g - lentoonlähtöpainolla 6000 - 10000 kg;
  • E-1h - lentoonlähtöpainolla 10 000 - 20 000 kg;
  • E-1j - lentoonlähtöpainolla 30 000 - 40 000 kg.

Tausta

Ensimmäiset ideat

Ensimmäinen maininta pystysuoraan nousevasta laitteesta ilmestyi Kiinassa noin vuonna 400 jKr. e. Laite oli kepin muodossa oleva lelu, jossa oli höyheniä, ja joka oli kiinnitetty tämän kepin päähän kiinnitetyn ruuvin muodossa, joka tulisi kiertää puristetuissa kämmenissä nostovoiman aikaansaamiseksi ja vapauttaa sitten [9] .

Tunnetaan erilaisia ​​lentokoneita , jotka eivät ole helikoptereita, alkaen Leonardo da Vincin ( 1475 ) lentokoneesta ja edelleen esimerkiksi Juan de la Siervan autogyrosta ( 1920 ).

Toimiva fyysinen laite

Riippumatta Leonardo da Vincin lentokoneideasta , jonka teokset löydettiin paljon myöhemmin, M.V. Lomonosov yritti luoda pystysuoran nousun lentokoneen, jonka olisi pitänyt tarjota kaksoispotkurilla (rinnakkaisakselilla) ), tämä laite ei kuitenkaan tarkoittanut miehitettyjä lentoja - tämän laitteen päätarkoitus oli meteorologinen tutkimus - kaikenlaisia ​​​​mittauksia eri korkeuksilla (lämpötila, paine jne.). Asiakirjoista voidaan ymmärtää, että tätä ideaa ei toteutettu, mutta samalla voidaan päätellä, että tämä oli ensimmäinen todellinen helikopterin prototyyppi. Tiedemies onnistui vain tekemään fyysisen laitteen pystysuoran lennon periaatteen osoittamiseksi [10] [11] [12] [13] . Näin sanotaan tiedeakatemian konferenssin pöytäkirjassa (1754, 1. heinäkuuta; käännetty latinasta) ja M. V. Lomonosovin raportissa tieteellisestä työstä vuonna 1754 (1755):

Nro 4 ... Arvostettu neuvonantaja Lomonosov esitteli keksimäänsä konetta, jota hän kutsuu lentopaikaksi [ilmahengitys] ja jolla pitäisi painaa ilmaa [heittää se alas] liikutettujen siipien avulla vaakasuunnassa eri suuntiin jousen voimalla, jolla kellot yleensä toimitetaan, miksi kone nousee ilman ylempiin kerroksiin, jotta voidaan tutkia yläilman olosuhteita [tilaa] tähän aerodynaamiseen koneeseen kiinnitetyt meteorologiset koneet [instrumentit]. Kone oli ripustettu kahdelle hihnapyörälle venytetylle narulle ja sitä pidettiin tasapainossa vastakkaisesta päästä ripustetuilla painoilla. Heti kun kevät alkoi, [kone] nousi korkeuteen ja lupasi sitten saavuttaa halutun toiminnan. Mutta tämä toiminta lisääntyy keksijän mukaan entisestään, jos jousen voimaa lisätään ja jos kahden siipiparin välinen etäisyys kasvaa ja laatikko, johon jousi asetetaan, on valmistettu puusta vähentämään paino. Hän [keksijä] lupasi huolehtia tästä ... /
nro 5 ... Hän teki kokeen koneella, joka nousi itsestään ylös, voisi ottaa mukaansa pienen lämpömittarin selvittääkseen lämpöasteen lämpöä korkeudessa, jota, vaikka se oli kevennetty useammalla kuin kahdella kelalla, kuitenkin haluttuun ei näy lopussa.

— "Ilmailu ja ilmailu Venäjällä vuoteen 1917" [neljätoista] Project d'Amecourt

Vuosina 1853-1860 Ranskassa G. Ponton d'Amecourt kehitti projektin lentävälle koneelle - "aeronef". Aeronefin piti nousta ylös kahden koaksiaalisen potkurin avulla, joita käytettiin höyrykoneella.

Kuzminskyn projektit

Pavel Dmitrievich Kuzminsky loi useita projekteja ilmaa raskaammille laitteille, joista mikään ei kuitenkaan toteutunut käytännössä. Yksi projekteista, joka tunnetaan nimellä "Russolet", jossa oli kaksi kartiomaista spiraalista pystysuoraa ruuvia "Russoids" tai "Russoidial ruuvit", " Venäjän teknisen seuran muistiinpanojen" luonnosten perusteella päätellen oli itse asiassa kaksoisroottorihelikopteri, vaikka muiden lähteiden mukaan yksi ruuvi oli suunnattu ylöspäin ja toinen eteenpäin [15] .

Yksiruuvikaavio

Ennen swashplaten keksimistä helikopterin lentoa oletettiin ohjaavan taivutettavien pintojen (peräsinten) tai lisäpotkurien avulla. Swash-levyn avulla tuli mahdolliseksi ohjata helikopteria suoraan pääroottorilta . 18. toukokuuta 1911 erinomainen insinööri B. N. Jurjev julkaisi " kaavion yksiroottorisesta helikopterista, jossa on pyrstöroottori ja automaattinen kääntölevy " . Tähän asti tätä mekanismia on käytetty useimmissa helikoptereissa. Vuonna 1912 Jurjev rakensi ensimmäisen mallin yksiroottorisesta helikopterista, jossa oli häntäroottori. Rahan puutteen vuoksi hän ei kuitenkaan pystynyt patentoimaan keksintöjään ja jatkamaan kehitystä.

Varhaiset onnistumiset

Pääasiallinen syy maasta nousevien helikoptereiden ilmaantumiseen oli bensiinimoottorin käyttö voimalaitoksena , jolla on enemmän tehoa verrattuna vähemmän painoiseen höyrykoneeseen.

Pystylento

Historian ensimmäinen pystylento tapahtui 24. elokuuta (muiden lähteiden mukaan 29. syyskuuta) 1907 ja kesti yhden minuutin (lento tapahtui hihnassa, ilman ohjaajaa eikä sitä valvottu). Helikopteri, jonka veljekset Louis ja Jacques Breguet (Louis & Jacques Bréguet) rakensivat professori Charles Richet'n ohjauksessa , nousi 50 cm ilmaan. Laitteen massa oli 578 kg ja se oli varustettu Antoinette-moottorilla. teho 45 hv. Kanssa. Gyroplanessa oli 4 roottoria, joiden halkaisija oli 8,1 m, jokainen ruuvi koostui kahdeksasta terästä , jotka oli yhdistetty pareittain neljän pyörivän kaksitasoisen siiven muodossa. Kaikkien potkureiden kokonaistyöntövoima oli 560-600 kg. Suurin leijuuskorkeus 1525 metriä saavutettiin 29. syyskuuta. On myös todisteita siitä, että ranskalainen M. Leger loi vuonna 1905 kahdella vastakkain pyörivällä potkurilla varustetun laitteen, joka pystyi nousemaan maasta jonkin aikaa [16] .

Ensimmäinen pilotti

Ensimmäisenä helikopterilla ilmaan nousi ranskalainen polkupyörämekaanikko Paul Cornu . Marraskuun 13. päivänä 1907 hän onnistui suunnittelemallaan helikopterilla nousemaan pystysuoraan ilmaan 50 cm:n korkeuteen ja roikkumaan ilmassa 20 sekuntia. Cornun pääsaavutus oli yritys tehdä helikopterista hallittavissa, jota varten keksijä asensi ruuvien alle erikoispinnat, jotka heijastaen ruuveista tulevaa ilmavirtaa antoivat laitteelle tietyn liikkumavaran. Mutta tämä helikopteri oli myös huonosti ohjattu.

Kestävästi hallittu lento

Vuonna 1922 vallankumouksen jälkeen Venäjältä Yhdysvaltoihin muuttanut professori Georgy Botezat rakensi Yhdysvaltain armeijan tilauksesta ensimmäisen vakaasti ohjatun helikopterin, joka pystyi nousemaan ilmaan kuorman kanssa 5 metrin korkeuteen. lento useita minuutteja.

Kronologia

  • 1908-1912  - opiskellessaan  Kiovan ammattikorkeakoulussa I. I. Sikorsky suunnitteli ja rakensi kuusi helikopteria
  • 24. huhtikuuta 1924 argentiinalainen insinööri Raul Pateras Pescara teki ensimmäisen maailmanennätyksen Pescara No. 3  - 736 m.
  • Toukokuun 4. päivänä 1924 ranskalainen insinööri Etienne Emishen lensi helikopterillaan 1100 metriä suljettua kolmion muotoista reittiä pitkin. Lento kesti 7 minuuttia 40 sekuntia.
  • Vuonna 1930 d'Ascanion suunnittelema italialainen kone lensi 1078 metriä, ja siitä tuli ensimmäinen helikopteri, joka kulki yli kilometrin matkan.
  • 14. elokuuta 1932 A. M. Cheryomukhin asetti epävirallisen maailman lentokorkeuden ennätyksen 605 m ensimmäisellä Neuvostoliiton TsAGI 1-EA -helikopterilla.
  • 21. joulukuuta 1935 Louis Breguetin ja Rene Doranin suunnittelema Gyroplane koaksiaalihelikopteri saavutti ensimmäistä kertaa 100 km / h nopeuden.
  • Vuonna 1936 saksalainen insinööri Focke loi Focke-Wulf Fw 61 -helikopterin [17]
  • 14. syyskuuta 1939 I. I. Sikorsky repi irti oman suunnittelemansa VS-300-helikopterin maasta.
  • Neuvostoliiton hallitus antoi 4. maaliskuuta 1940 asetuksen uuden helikopterin perustamisesta, jonka kehittämisen OKB-3 MAI aloitti I. P. Bratukhinin johdolla . Heinäkuun 27. päivänä 1940 hyväksyttiin helikopterin alustava suunnittelu, joka sai merkinnän 2MG "Omega" (poikittaisen järjestelmän kaksimoottorinen helikopteri).
  • Vuonna 1942 saksalainen helikopteri Flettner Fl 282 (roottoreiden ristikkäisillä akseleilla tai synkropteri ) nousi Kölnin risteilijältä, ja siitä tuli ensimmäinen lentotukialuspohjainen helikopteri.
  • 14. tammikuuta 1942 tapahtui Sikorsky R-4 -helikopterin ensimmäinen lento . VS-300:n pohjalta luodusta Double R-4:stä tuli maailman ensimmäinen tuotantohelikopteri.
  • Joulukuussa 1942 ensimmäinen esimerkki Arthur Youngin suunnittelemasta pienestä yksipaikkaisesta Bell-30- helikopterista nousi maasta. Tästä helikopterista itse asiassa alkoi Bell Helicopter -yhtiön historia .
  • Keväällä 1943 Friedrich Doblhofin WNF-342 , maailman ensimmäinen suihkuhelikopteri, teki ensimmäisen lentonsa .
  • Huhtikuussa 1944 Yhdysvaltain armeijan luutnantti Carter Harman suoritti maailman ensimmäisen uhrien evakuoinnin Burman teatterissa R-4-helikopterilla .
  • Heinäkuussa 1945 armeijan helikopteri R-6A teki 690 km pituisen välilaskuttoman lennon (2. maaliskuuta 1944 samalla helikopterilla tehtiin epäviralliset ennätykset suoralla lentomatkalla 623 km ja lennon kestolla 4 tuntia 55). pöytäkirja).
  • Syyskuun 7. päivänä 1965 suoritti ensimmäisen lennon amerikkalainen AH-1 Cobra  -helikopteri, maailman ensimmäinen erityisesti suunniteltu hyökkäyshelikopteri.
  • 6. elokuuta 1969 koelentäjä V. P. Koloshenko superraskaalla Mi-12- helikopterilla nosti 44 205 kg:n kuorman 2 255 metrin korkeuteen ja asetti helikopterien kantokyvyn maailmanennätyksen, jota ei ole lyöty tähän päivään mennessä .
  • Syyskuussa 1982 Ross Perot ja Jay Coburn suorittivat ensimmäisen maailmanympärilennon Bell 206 -helikopterilla, joka kesti 29 päivää.
  • Toukokuun 26. päivänä 2005 ranskalaisen pilotin Didier Delsallen ohjaama helikopteri saavutti maan korkeimman kohdan, Mount Everestin .
  • Elokuussa 2009 ryhmä venäläisiä lentäjiä teki ensimmäisen lennon Atlantin yli Robinson R44 -kevyillä helikoptereilla .

Venäjän valtakunnassa

Igor Sikorsky rakensi kaksi helikopteria Venäjän valtakunnassa [18]  - vuosina 1908 ja 1909. Helikopteri nousi ilmaan, mutta ei ollut tarpeeksi vahva nostaakseen ohjaajan. Siksi Sikorsky menetti kiinnostuksensa helikopteriin ja alkoi suunnitella lentokonetta. Sikorsky palasi helikoptereihin vasta vuonna 1938 yrittäen pitää Sikorsky Aircraft -yrityksen pystyssä. Ensimmäinen onnistuneesti lentävä prototyyppi Sikorsky Vought-Sikorsky 300 ( S-46 ) -helikopterista lensi vuonna 1939, ja sarja Sikorsky R-4 lensi vuonna 1942 ja sitä valmistettiin vuodesta 1944.

Neuvostoliitossa

"helikopteriryhmä"

Vuonna 1926, RSFSR : ssä , TsAGI :hen perustettiin "helikopteriryhmä" , jota johti A. M. Cheryomukhin . Tämän ryhmän työn tulos oli ensimmäinen TsAGI 1-EA -ohjattu helikopteri , joka teki ensimmäisen lentonsa syyskuussa 1930 . TsAGI- 1EA voimalaitoksessa oli kaksi M-2 RPD:tä, kumpikin 120 hv. Kanssa. jokainen. Lähtöpaino - 1145 kg. Lento tapahtui 10-12 metrin korkeudessa maanpinnasta. Myöhemmin tällä laitteella saavutettiin maailmanennätykset: lentokorkeus - 605 m (5 kertaa enemmän kuin ennen), kesto - 14 minuuttia, enimmäisetäisyys - 3 km, lentonopeus - 21 km / h. Ensimmäisiä lentokokeita varten ehdotettiin helikopterin kiinnittämistä vaakasuoraan kaapeliin, jotta helikopteri ei pääse lentämään yli muutaman metrin korkeuteen ja putoamaan korkealta putoamaan törmäysvaara.

Ensimmäinen sarja

Ensimmäinen Neuvostoliiton sarjahelikopteri - Mi-1 , jonka suunnitteli suunnittelutoimisto M. L. Milin johdolla . Vuonna 1948 koelentäjä M.K. Baikalov teki ensimmäisen lennon eteenpäin nopeudella Mi-1:llä.

Vuonna 1950 valtion testit valmistuivat, helikopteri meni massatuotantoon .

Vuodesta 1952 lähtien Mi-1:tä alettiin valmistaa Kazanin helikopteritehtaalla , mikä merkitsi helikopterien laajamittaisen tuotannon alkua Neuvostoliitossa.

Toukokuussa 1954 helikopteri otettiin käyttöön siviili-ilmailussa.

8. tammikuuta 1956 Mi-1 teki ensimmäisen lentonsa Etelämantereella .

Neuvostoliitossa helikoptereiden tuotanto saavutti yli 900 helikopteria vuodessa. .

Lihasvoimalla toimivat helikopterit

Heinäkuussa 2013 Atlas -ultrakevyt, lihasvoimalla toimiva nelikopteri voitti 250 000 dollarin Sikorsky -palkinnon leijuessaan ilmassa 64,11 sekuntia ja saavuttaen 3,33 metrin korkeuden, pysyen samalla neliön sisällä, jonka sivu oli 9,8 metriä [19] [20 ] ] [21] [22] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Tietosanakirja "Aviation". - M . : Tieteellinen kustantaja "Big Russian Encyclopedia", 1994. - 736 s.
  2. ↑ Venäjän kielen etymologinen sanakirja. T. 1. Toim. N. M. Shansky. - M., 1972. Tässä annetaan muoto "helikopteri", mikä on melko epätavallista. Kirjassa "Venäläinen kirjallinen ääntäminen ja stressi" (toim. R. I. Avanesov ja S. I. Ozhegov. - M., 1959) on määrätty muoto "helikopteri, -a [ te ] ja sallittu helikopteri, -a [ te ]".
  3. ↑ Savinsky Yu. E. Kamov. Helikopterisuunnittelijan luova elämäkerta - M .: "Polygon-press", 2002 ISBN 5-94384-012-5
  4. ↑ Vvedenskaya L. A., Kolesnikov N. P. Etymologia. Opastus. - Pietari: "Peter", 2004. - S. 107.
  5. ↑ Rossiyskaya Gazeta 5.7.2012
  6. ↑ Juriev, 1956 , s. 88.
  7. ↑ Jurijev, 1956 .
  8. ↑ Ilmailusäännöt, osa 29 (AP-29) "Kuljetusluokan roottorialusten lentokelpoisuusvaatimukset"
  9. ↑ Helikopterilentojen historia arkistoitu 13. heinäkuuta 2014.
  10. ↑ Materiaalit Lomonosovin elämäkertaan. Keräsi poikkeuksellinen akateemikko Bilyarsky. Pietari. Keisarillisen tiedeakatemian kirjapainossa. 1865
  11. ↑ M. V. Lomonosovin teoksia ilmaa raskaamman lentokoneen luomisen alalla (Eroplan-verkkosivustolla)
  12. ↑ Helikopterit (Der Beginn - Die Hubschrauber - Seite)
  13. ↑ Lomonosov "Aerodynamiikka" (Lomonosov "Aerodynamiikka" - Kaikki maailman roottorialukset)
  14. ↑ A. S. Bilyarskyn lainaukset on annettu kirjan "Aeronautics and Aviation in Russia vuoteen 1917" mukaan. Asiakirjojen kokoelma. V. A. Popovin päätoimittajana. M.: Puolustusteollisuuden valtion kustantamo. 1856
  15. ↑ Vallankumousta edeltävän Venäjän helikopterit  // t-library.ru. Arkistoitu alkuperäisestä 5.7.2019.
  16. ↑ B. Spunda. Lentävät mallihelikopterit. - M., 1988. - S. 7-8.
  17. ↑ Fokke-Ahgelis Helikopterit Fokke-Ahgelis Flugzeugbau GmbH
  18. ↑ Sikorsky I.I. Lentotie  - M .: Venäjän tapa. - N.-Y.: YMCA Press, 1998
  19. ↑ Konstantin Hodakovski. Lihasvoimalla toimiva helikopteri voitti virallisesti Sikorsky-palkinnon . 3Dnews.ru (12. heinäkuuta 2013).
  20. ↑ Mihail Karpov. Tämä polkupyörähelikopteri pysyi ilmassa kaksi minuuttia ja voitti Sikorsky-palkinnon . Computerra (12. heinäkuuta 2013).
  21. ↑ U of T -insinöörit tekevät historiaa ensimmäisellä ihmisvoimalla toimivalla helikopterilla . ctvnews.ca (11. heinäkuuta 2013). Arkistoitu alkuperäisestä 15. heinäkuuta 2013.
  22. ↑ AeroVelo palkittiin virallisesti AHS Sikorsky -palkinnolla! . aerovelo.com (11. heinäkuuta 2013). Arkistoitu alkuperäisestä 15. heinäkuuta 2013.

Kirjallisuus

  • Helikopterien aerodynaaminen laskenta / Yuryev B. N. - M . : Puolustusteollisuuden valtion kustantamo, 1956. - 560 s.: ill.
  • Savinsky Yu. E. Insinööri da Vincin perilliset . - CreateSpace Independent Publishing Platform, 2012. - 460 s. — ISBN 978-1475107234 .
  • Pivovarov Yu. F. Taisteluhelikopterit osana kotimaan armeijan ilmailua. 1951-1972. // Sotahistorialehti . - 2008. - Nro 3. - P.13-16.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Temaattiset sivustot
Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa
 Lentokoneet
Suunnittelijat
Pyöriväsiipinen
Aerostaattinen
Aerodynaaminen
Rakettidynamiikka
muu