|
Röviden a helikopterek kialakulásáról:
Az emberek, amikor meglátnak egy helikoptert, általában rácsodálkoznak, hogy micsoda bonyolult szerkezet. Igen, valóban az, nagyon összetett a működése mind mechanikailag, mind aerodinamikailag. A helikopter története az 1480-as évekre nyúlik vissza, amikor is Leonardo Da Vinci megtervezte az első légcsavart, ami elképzelései szerint repülni tud. Sőt a kínaiak már ie. 400-ban egy játékot szerkesztettek, ami úgy nézett ki, hogy volt egy légcsavar egy, a közepéből lelógó pálvával. A pálcát a kezeink között fel kellett pörgetni és ez a levegőbe emelkedett. Valószínűleg a fügefák repülő, autorotáló magjai inspirálták az kínai embereket, hogy ilyen játékokat alkossanak akkoriban. (Nálunk a hársfák magjai autorotálnak:-) )
Ezzel a leírással szeretném megmagyarázni a helikopterek működését, különböző helikoptertípusok ismertetésén keresztül. A helikopterek rotorjait, forgószárnynak, is hívják, míg a farokrotorokat pedig faroklégcsavarnak. A helikoptereket többféle képpen csoportosíthatjuk, először nézzük meg a szerkezeti felépítésük alapján.
Rotorfej rendszerek:
HAGYOMÁNYOS: A legáltalánosabb rotorelrendezés, amikor van a főrotor, és a farok-, vagy más néven nyomatékkiegyenlítő rotor, ami egyben az oldarkormány szerepét is betölti. Ez biztosítja a helikopter függőleges tengely körüli elfordulását.. Kevés gyártó kivételével ez az elsődleges rotorelrendezés. Előnye az egyszerűbb mechanikai felépítés, hátránya a különböző aerodinamikai, és más nem kívánatos hatások.
A farokrotor, a nagy rotor által keltett forgatónyomatékot egyenlíti ki, (anti-torque rotor) illetve kormányozza a helit, viszont ehhez minden időpillanatban energiára van szükség, amit a helikopter hajtóművéből nyer, illetve a légellenállás miatt is teljesítményt emészt fel. Így a hajtómű energiáját 10-30% -kal csökkenti.
Általában a modellezésben is ez az általános rotorelrendezés.
KOAXIÁLIS: A következő nagyszerű rotorelrendezés a koaxiális. Ez azt jelenti, hogy két nagy rotorsík egymás folött helyezkednek el, ellentétesen forognak, és ezzel kiegyenlítik egymás forgatónyomatékát. Ha az egyik rotorkörnek nagyobb állászszöget adunk, mint a másiknak, akkor a helikopter el kezd forogni az egyik irányba, mert felborul a nyomatékegyensúly. Így valósítják meg az oldalkormányozást ezeken a helikoptereken.
Nagyon előnyös ez az elrendezés, mert a két rotorkör mint megismertük kiegyenlíti egymás forgatónyomatékát, így a hajtómű teljes energiája az emelőerőre fordítható, nem kell kompenzálnia semmit. Azért ennek az elrendezésnek is vannak hátrányai, mint pl. a két rotorkörnek sokkal nagyobb a légellenállása, mint a hagyományos helikoptereknek, így az elérhető legnagyobb sebesség alacsonyabb. Ügyes fiatal orosz mérnökök kitalálták, illetve e technológia fejlődésével lehetővé vált, hogy merev (rigid) rotorfejet alkalmazzanak, illetve a rotorlapátok anyagát erősebbre készítsék, így a forgószárnykörök közelebb kerülhetnek egymáshoz, ami csökkenti a légellenállást.
Ezt az elrendezést a világon csak néhány gyártó használja, napjainkban az orosz KAMOV gyár.
TANDEM: Ez a rotorelrendezés is viszonylag ritka, napjainkban csak két ismert típusa van, az egyik a CH-47 Chinook, a másik, a KV-107 Vertol. A tandem elrendezésű rotorok, mint a koaxiális rotorok ellentétesen forognak, és így kiegyenlítik egymás forgatónyomatékát, nincs szükség további légcsavarokra. Ezeket a helikoptereket főleg teheremelésre, illetve teherszállításra használják, ami adja magát a gép geometriai felépítéséből. A nagyobb légellenállás a rotorokon ennél a rendszernél is jelentkezik, sőt, a hatalmas géptest is károsan befolyásolja. A rotorkörök - általában 3 ágúak - átlapolják egymást forgás közben. Azért nem tudnak a lapátok összeakadni, mert az első és a hátsó rotorok meghajtása közös, fixen össze van kötve. A helikopter vezérlése itt is sokkal bonyolúltabb, hiszen a kezelőszervekkel a két távol lévő rotorfejet kell egyszerre szinkronban vezérelni. Érdekes módon az oldalkormányozást az ellentétes irányú csűréssel valósítják meg, de lehet differenciálni ezt a mozgást is, így a pilóta a feladattól függően pl. függőleges tengely körüli elfordulást többféle képpen végezheti el, az első rotorkör áll egy helyben és a farokrész írja le a kört, vagy a farokrész áll egy helyben és az eleje írja le a kört, vagy a helikopter geometriai, vagy súlypontja körül fordul. Bonyolítja a vezérlést, hogy az előrehaladáshoz differenciál kollektívet kell alkalmazni.
 Twin: Megfigyelhetjük, hogy a tandem rotorelrendezést főleg nagy helikoptereken alkalmazzák. A következő elrendezés, amikor a légijármű két oldalán helyezkednek el a rotorok. Ennek a konstrukciónak is a fő problémája, a bonyolult vezérlés, és meghajtáslánc kialakítása. Ez az egymás melletti rotorelrendezés, sohasem volt kedvelt, de pl. a Mi12-es, és a Kamov KA-22-es helikoptereken ezt alkalmazták.
 Twin-rotor synchropter: Napjainkban fedezték fel újra ezt a fajta rotorelrendezést, amelyet a Kaman gyár a K-MAX helikopteren alkalmaz(ott). Azonban, ezt a repülés hajnalán felfedezett ezközt tökéletesítették, de mégsem alkalmazzák. Ezt az együléses helikoptert főleg teheremelésre, függesztett teherszállításra használják(ták). A twin-rotor synchropter elrendezésnél a kér rotorkör szöget zár be és metszik egymást. Mint az összes kettős rotor elrendezésnél, itt sincs szükség farokrotorra, mert az ellentétesen forgó rotorok kiegyenlítik egymás nyomatékát. Érdekessége a helikopternek, hogy a ciklikus irányítását nem úgy oldják meg, ahogyan a többi helikopternél, amin a rudazat a lapátok állásszögét állítja. Ezen a helikopteren, illetve a lapátokon egy, kb. a lapát hosszának a 75%-nál találhatunk egy-egy csűrőlapot, ezeknek a csűrőlapoknak a szögével állítják be a szabadon mozgó lapátok állásszögét.
NOTAR: Végül, de nem utolsó sorban ejtsünk szót a NOTAR helikopterekről, amelyek jeles képviselői az MD520-530, MD600-630, MD900 típusok. A NOTAR, mozaikszó, a No Tail Rotor angol szavakból ered. Mint ahogyan az ábrán látható, a helikopter törzsében egy ventillátor van, ami a megvastagított farokcsőbe fújja a levegőt, majd a megfelelő nyílásokon távozik a levegő, és ezt használják egyrészt a főrotor forgatónyomatékának kompenzálására, illetve a helikopter függőleges tengely körüli elforgatására, kormányzására. Ezzel a megoldással zajcsökkenés mellett nagyon biztonságos üzemelést is elértek. |
