Helikopteri: laite, tyypit, ohjausjärjestelmä, tarkoitus

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Tapahtumaa 13. tammikuuta 1942, jolloin sotilaallisiin tarkoituksiin tarkoitettu Sikorsky-helikopteri nostettiin ilmaan, voidaan pitää maailman ensimmäisen, vaikkakin sotilashelikopterin täysimittaisena laukaisuna. Lentokonesuunnittelija aloitti helikopterien kehittämisen vallankumousta edeltäneellä Venäjällä ja jatkoi niitä maanpaossa Yhdysv altoihin. Sen jälkeen on kulunut paljon aikaa, helikopterien suunnittelussa on tapahtunut merkittäviä muutoksia, mutta tekniikan käytön tavoitteet ovat pysyneet ennallaan.

Helikopterisuunnittelu

Kaikissa helikopterisuunnitelmissa erotetaan samat pääosat:

• Pääroottori. Luo työntövoimaa ja nostaa ja ohjaa helikopteria. Rakenteellisesti se koostuu teristä ja holkista, joka välittää vääntömomentin päävaihteiston akselilta teriin.
• Häntäruuvi. Yksiroottorisen helikopterin suunnansäätö kompensoi pääroottorin reaktiivista vääntömomenttia. Sen rakenne sisältää holkin ja terät, jotka on kiinnitetty peräpyörän akseliin.
• Swashplate. Ohjaa pääroottorin syklistä ja kollektiivista nousua, lähettää signaalit ohjauspiiristä navan aksiaaliseen saranaan ja sittenterät.
• Ohjausjärjestelmä. Helikopterit on varustettu kolmella itsenäisellä ohjausjärjestelmällä: suunta-, pituus-poikittais- ja potkurin yhteisen nousun ohjaaminen. Tällaisia järjestelmiä ovat ohjaamon sisäiset vivut, k altevuusmekanismit, keinuvivut ja veto, swashplate ja hydrauliset tehostimet.
• Vaihteisto. Siirtää tehoa moottoreista potkureihin ja apulaitteisiin. Moottoreiden lukumäärä ja sijoitus sekä helikopterin sijoittelu määräävät voimansiirron suunnittelun.
• Runko. Helikopterin pääkomponentit on kiinnitetty siihen. Suunniteltu vastaanottamaan matkustajia ja rahtia, polttoainetta, laitteita.
• siipi. Luo lisänostoa, vähentää pääroottorin kuormitusta ja lisää helikopterin nopeutta. Siipiin mahtuu myös varusteita, polttoainesäiliöitä ja syvennyksiä alustan piilottamiseksi. Poikittaishelikopterien roottorit tukevat siipiä.
• Plumage. Tarjoaa helikopterin tasapainon, vakauden ja hallittavuuden. Se on jaettu kahteen tyyppiin - pystysuoraan eli köliin ja vaakasuoraan eli stabilointiin.
• Helikopterin nousu- ja laskuosat. Suunniteltu helikopterin pysäköintiin, kineettisen energian sammuttamiseen laskeutumisen ja maassa liikkumisen aikana. Monissa helikoptereissa laskutelineet on vedetty sisään lennon aikana.
• Helikopterin moottori. Tuottaa tarvittavan tehon lisävarusteiden, pääkäytön ja takaroottoreiden käyttämiseen. Voimalaitoksessa on yhdistetty useita moottoreita järjestelmiin, jotka varmistavat niiden vakaan toiminnan eri tiloissa.

Helikopterityypit

Helikopterit on jaettu useisiin tyyppeihin. Jokaisella tyypillä on omat ominaisuutensa, vahvuutensa ja heikkoutensa.

Yksiroottorihelikopterit

Yleisin helikopterityyppi on yksiroottori, jossa on takaroottori. Tämän rakenteen etuna on yksinkertaisuus - yksi voimansiirto, yksi ruuvi, helppokäyttöisyys. Noin 8-10 % moottorin tehosta käytetään häntäroottorin ohjaamiseen ilmassa leijuessa, noin 3-4 % - translaatiolennon aikana. Suhteellisen kevyt paino ja yksinkertainen rakenne kompensoivat tällaiset tehohäviöt. Tällaisen helikopterilaitteen haittana on vaara, joka uhkaa maahenkilöstöä häntäroottorista.

Zhirodin

Tällaisten helikopterien vääntömomenttia kompensoiva potkurin akseli on suunnattu lentoa pitkin. Tämän rakenteen avulla voit luoda työntövoimaa turvautumatta pääroottoriin. Tämä lisää sen tehokkuutta, koska sitä ei tarvitse kallistaa eteenpäin. Pääroottorin vääntömomentin tasausruuvi on sijoitettu siten, että se ei aiheuta vastusta ja lisää tasausruuvin tehoa.

Jethelikopteri

Tämän mallin laite on helppo tapa ratkaista vääntömomenttiongelma. Se syntyy siipien päissä olevista moottoreista, mutta se ei välity akselin läpi. Vain laakerien kitkamomentti välittyy runkoon.

Suihkumoottorit luovat suihkun työntövoiman. Tämän tyyppisellä roottorilla on yksinkertainen rakenne, mikä on sen etu;haittoja on korkea polttoaineenkulutus.

Koaksiaalihelikopteri

Koaksiaalihelikopterin kaksi ruuvia, jotka sijaitsevat päällekkäin ja pyörivät vastakkaisiin suuntiin, vaimentavat runkoon siirtyvää momenttia. Ainoa vaatimus ruuveille on sama vääntömomentti.

Koaksiaalihelikopterit ovat kooltaan huonompia kuin yksiroottoriset, mutta vääntömomenttia ei kompensoi teho, mikä on mahdollista helikopterien suunnittelun ansiosta.

Poikittaisroottorihelikopterit

Tällaisen helikopterin etuna on eteenpäin liikkeelle tarvittavan tehon väheneminen. Tämä on erityisen tärkeää monimoottorisissa helikoptereissa, joiden on jatkettava liikkumista vaakasuunnassa moottorin ollessa pysäytettynä.

Tällaisten koneiden haittana on suuri vastus, joka johtuu roottorien lepäävän rakenteen etuvastuksesta. Rakenteen virtaviivaistaminen ja koon pienentäminen lisää helikopterin painoa.

Poikittaisroottorihelikopterilla on monimutkaisempi voimansiirto ja suuremmat mitat, vaikka niihin vaikuttaa roottorin päällekkäisyys. Yksi tämän mallin suurimmista ja raskaimmista helikoptereista on Mi-12.

Eteenroottorihelikopteri

Tilava runko ja kyky siirtää painopistettä ovat tämän helikopterin suunnittelun etuja. Hyötykuorma jakautuu roottoreiden kesken. Monimutkainen voimansiirto ja sen suuri paino ovat poikittaishelikopterien tärkeimmät haitatruuvien sijainti.

Toinen haittapuoli on potkureiden heikentynyt tehokkuus, koska niiden työn suihkut leikkaavat toisiaan. Eteenlennolla laatuhäviö vähenee, koska takapotkuri sijaitsee korkeammalla kuin etupotkuri. Kuinka monta terää tämän mallin helikopterissa on? Potkurin halkaisija ja siipien lukumäärä voivat vaihdella koneen käsittelyn ja vakauden parantamiseksi.

Moniroottorihelikopterit

Lentokoneiden suunnittelijoiden kehittämät moniroottorihelikopteriprojektit sisälsivät raskaita konemalleja. Useiden pääroottoreiden ansiosta ohjaus on yksinkertaistettu, koska helikopteria voidaan pyörittää minkä tahansa kolmen akselin ympäri lisäämällä tietyn potkurin työntövoimaa. Raskaiden helikopterien moniroottorimalli mahdollistaa ruuvien halkaisijan pitämisen tietyissä rajoissa.