Gennem helikopters historie blev der regelmæssigt foreslået forskellige designs af transportsystemet, men kun en af dem blev klassisk og modtog efterfølgende en betydelig udvikling. Andre løsninger, der giver mulighed for forskellige muligheder for propeldrevet, bladdesign, funktioner osv., Kunne ikke konkurrere med det. Ofte skyldtes et sådant resultat af et dristigt projekt objektive mangler og problemer.
Tekniske klassikere
Den klassiske helikopterordning giver flere ret enkle løsninger. I maskinens krop er placeret et kraftværk med en gearkasse, der leverer drejningsmoment til hoved- og halerotoren. Hovedrotoren med stor diameter er baseret på en swashplate, som giver en ændring i løft og / eller manøvrering, og også har flere blade med højt formatforhold.
Dette design er relativt enkelt, det er veludviklet og egner sig til let ombygning og skalering for at opfylde eksisterende krav. Derudover er det blottet for nogle ulemper, såsom behovet for at tætne samlinger i rørledninger eller risikoen for overlappende vinger.
Der er dog også ulemper. Helikopteren i det klassiske skema har begrænsninger for den vandrette flyvehastighed, der er forbundet med detaljerne i strømmen omkring rotorbladene. I nogle tilstande kan der forekomme andre negative fænomener, såsom en hvirvelring. Med en enkelt hovedrotor skal du designe en lang og stærk halebom, der kan rumme halerotoren.
Udviklingen af den klassiske ordning førte til fremkomsten af multi-rotor helikoptere med langsgående, tværgående eller anden placering af flere lejesystemer. Et koaksialskema er blevet udbredt, hvor to skruer med et traditionelt udseende er samlet på en enkelt bøsning. Også det klassiske støttesystem og en række af dets enheder blev grundlaget for flere alternative designs.
Jet propeller
Enkeltrotorhelikopteren står over for problemet med reaktivt drejningsmoment, og der er blevet foreslået forskellige løsninger for at håndtere det. Tilbage i trediverne dukkede ideen om en rotor med et jetdrev op næsten samtidigt i flere lande. En sådan propel er ikke forbundet med motoren inde i flykroppen og tvinger den derfor ikke til at rotere i den modsatte retning.
Jetrotoren kendetegnes ved tilstedeværelsen af sine egne motorer ved bladernes spidser. Propellen kan drives af en kompakt turboprop- eller ramjetmotor. Også kendt er konstruktioner med tilførsel af komprimerede gasser fra en gasturbinemotor i skroget til dyserne eller til forbrændingskammeret i bladet.
Jetrotor -ideen fik stor opmærksomhed i halvtredserne og tresserne; en række pilotprojekter er blevet udviklet i forskellige lande. De blev tilbudt som lette køretøjer af typen Dornier Do 32 eller B-7 ML. Mile og Hughes XH-17 tungtransporthelikopter. Ingen af disse prøver er imidlertid gået ud over produktion i mindre skala.
Hovedproblemet med jetpropellen er navets kompleksitet. Gennem det skal komprimeret gas og / eller brændstof tilføres det bevægelige blad, hvilket kræver transmission og forseglingsmidler. På selve bladet er det nødvendigt at placere en eller anden slags motor, som stiller nye krav til dens design. At bygge et robust design med disse muligheder viste sig at være for svært, og de forventede fordele kunne ikke retfærdiggøre indsatsen.
Krydsede blade
I trediverne blev der foreslået en såkaldt ordning. synkrokopter. Dette koncept foreslår brug af to tobladede rotorer, hvis nav er placeret i en minimumsafstand med akselkammeret udad. Propellerne skal rotere mod hinanden, og gearkassens særlige design udelukker overlapning af knivene.
Synkrokopter -bærersystemet er i stand til at skabe det nødvendige løft og levere flyvning i de samme tilstande som det klassiske skema. Det har den fordel, at det er i stand til at øge den samlede tryk- og løftekapacitet, og udvidelsen af trykvektorerne øger stabiliteten i svævning og andre tilstande. I dette tilfælde kompenserer de to propellers reaktive øjeblikke hinanden og eliminerer behovet for et styresystem.
Synkrokoptere bruges imidlertid ikke i vid udstrækning. I trediverne blev sådant udstyr produceret af det tyske firma Flettner, og siden 1945 har dette emne været behandlet i andre lande. Helikoptrene fra det amerikanske firma Kaman Aerosystems er bedst kendt. Indtil et bestemt tidspunkt var synkrokoptere efterspurgte, men så falmede retningen - nu er der kun en prøve i serien. For hele tiden blev der ikke bygget mere end 400-500 seriemaskiner i denne klasse.
Den største ulempe ved en synkrokopter er gearkassens kompleksitet, som leverer drejningsmoment til to propeller med tæt afstand. Et enkelt rotordrev med de samme egenskaber viser sig at være meget lettere. Derudover har et par propeller med to blade et begrænset trykpotentiale. Så den moderne "tunge" synkrokopter Kaman K-Max løfter ikke mere end 2700 kg og taber i denne henseende til mange helikoptere i den klassiske ordning.
Spin og stop
Ideen om at kombinere en roterende propel og en fast vinge er kendt. I dette tilfælde bruges hovedrotorens rotation til start og acceleration. Ved en bestemt hastighed skal propellen stoppe, og dens blade skal blive til en fast vinge. Dette gør det muligt at udvikle en høj flyvehastighed, men kræver udvikling og implementering af nye løsninger.
Som et eksempel kan du overveje Sikorsky X-Wing-projektet, som er blevet udviklet siden midten af halvfjerdserne for at supplere S-72-helikopteren. Sidstnævnte var en helikopter med en hoved- og halerotor, udstyret med en udviklet fløj af et lille fej. På siderne af flykroppen var der et par gasturbinemotorer, der gav akslen kraft (til propeller) og skabte jetkraft (til højhastighedsflyvning).
X-Wing-bæresystemet modtog et skivehulsteringsnav, der kun var udstyret med en skilleplade med en fælles stigning. Vi brugte rektangulære vinger med en lodret symmetrisk profil. På bladets for- og bagkant var der åbninger til frigivelse af trykluft fra kompressoren til ydersiden. Luften skulle på grund af Coanda -effekten "forlænge" bladets profil og hjælpe den med at skabe løft. Afhængigt af den måde luften tilføres på, kan bladet fungere lige så effektivt, når det drejer og i en stationær position.
X-Wing-systemet blev testet med succes i en vindtunnel og blev endda installeret på en erfaren S-72. Kort før de planlagte flyvninger, i 1988, beordrede NASA og DARPA imidlertid at stoppe arbejdet. Med alle de forventede fordele var det usædvanlige transportsystem for komplekst. Desuden strakte projektet sig ud i mere end 10 år, og omkostningerne oversteg den tilladte grænse. Af denne grund blev X-Wing-konceptet ikke videreudviklet.
Linse under flyvning
Lige nu arbejder det franske firma Conseil & Technique på konceptet med en letlufttaxihelikopter med et usædvanligt transportsystem. Den foreslåede konstruktion af propellen taber til den traditionelle i form af den skabte lift ved start og landing, men adskiller sig i større enkelhed og evnen til at skabe øget tryk i vandret flyvning. Evnen til at reducere støj er også angivet.
Den originale propel er bygget på basis af en linseformet skive, der optager 70% af det fejede område. Det foreslås at montere korte vinger af profilen langs kanterne. Muligheden for at placere swashpladen er ikke rapporteret; trækkontrol kan udføres ved at ændre hastigheden.
Test har vist, at under vandret flyvning skaber skivedelen et betydeligt løft, hvorfor strukturen som helhed omgår den traditionelle designpropel med hensyn til egenskaber. Derudover var det muligt at bringe angrebsvinklen til 25 ° uden at standse strømmen. Flyet under udvikling vil ifølge beregninger kunne nå hastigheder på op til 200 km / t.
Projektet fra Conseil & Technique -virksomheden er stadig på forsknings- og designudviklingsstadiet. Sandsynligvis vil den i den nærmeste fremtid blive bragt til test på mock-ups, hvorefter en fuldgyldig eksperimentel multi-rotorhelikopter kan dukke op. Det vides ikke, om dette alternative design vil være i stand til at løse alle opgaverne og finde et sted i luftfartsindustrien.
Leder efter alternativer
Lange årtiers eksistens og aktiv drift af helikoptere har vist alle fordelene ved det klassiske design af transportsystemet. Forsøg på at oprette alternative ordninger, der har minimal lighed med det, er endnu ikke blevet kronet med særlig succes. Forskere og ingeniører stopper imidlertid ikke med at arbejde og fortsætter med at søge efter lovende ideer.
Et andet projekt af denne art er ved at blive oprettet lige nu, og dets resultater vil blive tydelige i den nærmeste fremtid. Samtidig er det klart, at ingen af de nye bæresystemer vil kunne have en mærkbar effekt på den generelle tilstand, og den klassiske ordning og forskellige varianter af dens udvikling vil beholde deres plads inden for luftfartsteknologi. Nye udviklinger - med forbehold af tilstrækkelig perfektion - kan imidlertid finde deres niche, hvor deres fordele vil være mest hensigtsmæssige og rentable.
