Gjennom historien til helikoptre ble det regelmessig foreslått forskjellige design av bæresystemet, men bare en av dem ble klassisk og fikk senere betydelig utvikling. Andre løsninger, som gir forskjellige alternativer for propeldriften, bladdesign, funksjoner osv., Kunne ikke konkurrere med den. Ofte skyldtes et slikt resultat av et dristig prosjekt objektive mangler og problemer.
Tekniske klassikere
Den klassiske helikopterordningen gir flere ganske enkle løsninger. I flykroppen til maskinen er det plassert et kraftverk med en girkasse som gir dreiemoment til hoved- og bakrotoren. Hovedrotoren med stor diameter er bygget på grunnlag av en swashplate, som gir endring i løft og / eller manøvrering, og har også flere store sideforholdsblader.
Denne designen er relativt enkel, den er godt utviklet og egner seg til enkel ombygging og skalering for å oppfylle eksisterende krav. I tillegg er det blottet for noen ulemper, for eksempel behovet for å tette skjøter i rørledninger eller risikoen for overlappende kniver.
Imidlertid er det også ulemper. Helikopteret i den klassiske ordningen har begrensninger på den horisontale flygehastigheten knyttet til detaljene i strømmen rundt rotorbladene. I noen moduser kan det oppstå andre negative fenomener, for eksempel en virvelring. Med en enkelt hovedrotor må du designe en lang og sterk halebom for å imøtekomme halerotoren.
Utviklingen av den klassiske ordningen førte til fremveksten av flerrotorhelikoptre med langsgående, tverrgående eller annen plassering av flere lagersystemer. En koaksial ordning har blitt utbredt, der to skruer med tradisjonelt utseende er satt sammen på en enkelt gjennomføring. Det klassiske støttesystemet og en rekke enheter ble også grunnlaget for flere alternative design.
Jet propell
Enkeltrotorhelikopteret står overfor problemet med reaktivt dreiemoment, og det er foreslått forskjellige løsninger for å håndtere det. Tilbake på trettiårene dukket ideen om en rotor med jetdrev opp nesten samtidig i flere land. En slik propell er ikke koblet til motoren inne i flykroppen og tvinger den følgelig ikke til å rotere i motsatt retning.
Jetrotoren kjennetegnes ved tilstedeværelsen av egne motorer på bladets spisser. Propellen kan drives av en kompakt turboprop- eller ramjetmotor. Også kjent er konstruksjoner med tilførsel av komprimerte gasser fra en gasturbinmotor i flykroppen til dysene eller til forbrenningskammeret i bladet.
Jetrotor -ideen fikk mye oppmerksomhet på femti- og sekstitallet; en rekke pilotprosjekter er utviklet i forskjellige land. De ble tilbudt som lette kjøretøyer av typen Dornier Do 32 eller B-7 ML. Mile og Hughes XH-17 tungtransporthelikopter. Imidlertid har ingen av disse prøvene kommet videre enn produksjon i liten skala.
Hovedproblemet med jetpropellen er navets kompleksitet. Gjennom den må komprimert gass og / eller drivstoff tilføres det bevegelige bladet, som krever overførings- og forseglingsmidler. På selve bladet er det nødvendig å plassere en eller annen motor som stiller nye krav til utformingen. Å bygge en robust design med disse egenskapene viste seg å være for vanskelig, og de forventede fordelene kunne ikke rettferdiggjøre innsatsen.
Kryssede kniver
På trettiårene ble det foreslått en såkalt ordning. synkrokopter. Dette konseptet foreslår bruk av to tobladede rotorer, hvis nav er plassert i en minimumsavstand med akselkammeret utover. Propellene må rotere mot hverandre, og den spesielle utformingen av girkassen utelukker overlapping av bladene.
Synkrokopterets bæresystem er i stand til å skape nødvendig løft og sørge for flyging i samme modus som det klassiske opplegget. Den har fordelen av å være i stand til å øke den totale skyvekraften og løftekapasiteten, og utvidelsen av skyvevektorene øker stabiliteten i sveving og andre moduser. I dette tilfellet kompenserer de reaktive øyeblikkene til de to propellene hverandre og eliminerer behovet for et styringssystem.
Imidlertid er synkrokoptere ikke mye brukt. På trettiårene ble slikt utstyr produsert av det tyske selskapet Flettner, og siden 1945 har dette temaet blitt behandlet i andre land. Helikoptrene til det amerikanske selskapet Kaman Aerosystems er best kjent. Inntil en viss tid var synkrokoptere etterspurt, men da bleknet retningen - nå er det bare ett utvalg i serien. For hele tiden ble det ikke bygget mer enn 400-500 seriemaskiner av denne klassen.
Den største ulempen med et synkrokopter er kompleksiteten til girkassen, som gir dreiemoment til to propeller med tett mellomrom. En enkelt rotordrift med de samme egenskapene viser seg å være mye enklere. I tillegg har et par propeller med to blader begrenset skyvepotensial. Så det moderne "tunge" synkrokopteret Kaman K-Max løfter ikke mer enn 2700 kg og mister i denne forbindelse mange helikoptre i den klassiske ordningen.
Spinn og stopp
Ideen om å kombinere en roterende propell og en fast vinge er kjent. I dette tilfellet brukes rotasjonen av hovedrotoren for start og akselerasjon. Ved en viss hastighet må propellen stoppe, og bladene må bli til en fast vinge. Dette gjør det mulig å utvikle en høy flyhastighet, men krever utvikling og implementering av nye løsninger.
Som et eksempel kan du se på Sikorsky X-Wing-prosjektet, som har blitt utviklet siden midten av syttitallet for å utfylle S-72-helikopteret. Sistnevnte var et helikopter med hoved- og halerotor, utstyrt med en utviklet vinge av et lite fei. På sidene av flykroppen var det et par gassturbinmotorer som ga kraft til akselen (for propeller) og skapte jetkraft (for høyhastighetsflyging).
X-Wing-bæresystemet mottok et skivehylse-nav utstyrt med en skifteplate bare med en felles stigning. Vi brukte rektangulære kniver med en vertikalt symmetrisk profil. På bladets for- og bakkant var det åpninger for frigjøring av trykkluft fra kompressoren utenfor. Luften, på grunn av Coanda -effekten, skulle "forlenge" profilen til bladet og hjelpe det med å skape løft. Avhengig av metoden for lufttilførsel kan bladet fungere like effektivt i rotasjon og i en stasjonær posisjon.
X-Wing-systemet ble vellykket testet i en vindtunnel og ble til og med installert på en erfaren S-72. Kort tid før de planlagte flyvningene, i 1988, beordret imidlertid NASA og DARPA å stoppe arbeidet. Med alle forventede fordeler var det uvanlige transportsystemet for komplekst. I tillegg strekker prosjektet seg i mer enn 10 år, og kostnaden oversteg den tillatte grensen. Av denne grunn ble X-Wing-konseptet ikke videreutviklet.
Linse i flukt
Akkurat nå jobber det franske selskapet Conseil & Technique med konseptet med et lett lufttaxihelikopter med et uvanlig transportsystem. Den foreslåtte utformingen av propellen taper for den tradisjonelle når det gjelder det opprettede løftet ved start- og landingsmoduser, men skiller seg ut i større enkelhet og evne til å skape økt skyvekraft i horisontal flyging. Evnen til å redusere støy er også oppgitt.
Den originale propellen er bygget på grunnlag av en linseformet skive som opptar 70% av det feide området. Det foreslås å montere korte blader av flygelet langs kantene. Muligheten for å plassere swashplaten er ikke rapportert; trekkraftkontroll kan utføres ved å endre hastigheten.
Tester har vist at under horisontal flyging, skivedelen skaper en betydelig løftekraft, på grunn av hvilken strukturen som helhet omgår den tradisjonelle designpropellen når det gjelder egenskaper. I tillegg var det mulig å bringe angrepsvinkelen til 25 ° uten å stoppe strømmen. Flyet under utvikling, ifølge beregninger, vil kunne nå hastigheter på opptil 200 km / t.
Prosjektet til Conseil & Technique -selskapet er fremdeles på forsknings- og designutviklingsstadiet. Sannsynligvis vil det i nær fremtid bli brakt til tester på mock-ups, hvoretter det kan dukke opp et fullverdig erfaren multi-rotorhelikopter. Det er ikke kjent om denne alternative designen vil være i stand til å løse alle oppgavene og finne et sted i luftfartsindustrien.
Ser etter alternativer
Lange tiår med eksistens og aktiv drift av helikoptre har vist alle fordelene med den klassiske utformingen av bæresystemet. Forsøk på å lage alternative ordninger som har minimal likhet med det, har ennå ikke blitt kronet med spesiell suksess. Forskere og ingeniører slutter imidlertid ikke å jobbe og fortsetter å lete etter lovende ideer.
Et annet prosjekt av denne typen opprettes akkurat nå, og resultatene vil bli klare i nær fremtid. Samtidig er det klart at ingen av de nye lagersystemene vil kunne ha en merkbar effekt på den generelle situasjonen, og den klassiske ordningen og forskjellige varianter av dens utvikling vil beholde sin plass innen luftfartsteknologi. Ny utvikling - med forbehold om tilstrekkelig perfeksjon - kan imidlertid finne sin nisje, der fordelene vil være mest hensiktsmessige og lønnsomme.
