Elicopter: dispozitiv, tipuri, sistem de control, scop

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Evenimentul din 13 ianuarie 1942, când elicopterul Sikorsky, destinat scopurilor militare, a fost ridicat în aer, poate fi considerat o lansare cu drepturi depline a primului elicopter din lume, deși militar. Proiectantul de aeronave a început dezvoltarea elicopterelor în Rusia prerevoluționară, continuându-le în exil în Statele Unite. De atunci, a trecut mult timp, designul elicopterelor a suferit modificări semnificative, dar obiectivele utilizării tehnologiei au rămas aceleași.

Design elicopter

În toate schemele de elicoptere, se disting aceleași părți principale:

• Rotor principal. Generează propulsie și ridică și controlează elicopterul. Din punct de vedere structural, este format din lame și o bucșă care transmite cuplul de la arborele principal al cutiei de viteze către lame.
• Șurub de coadă. Controlul direcțional al unui elicopter cu un singur rotor compensează cuplul reactiv al rotorului principal. Designul său include o bucșă și lame atașate la arborele angrenajului din coadă.
• Swashplate. Controlează pasul ciclic și colectiv al rotorului principal, transmite semnale de la circuitul de control către balamaua axială a butucului și apoi cătrelame.
• Sistem de control. Elicopterele sunt echipate cu trei sisteme de control independente: direcțional, longitudinal-transversal și controlând pasul comun al elicei. Astfel de sisteme includ pârghii în cabină, mecanisme de gradient de forță, balansoare și tracțiune, plăci oscilătoare și servomotoare hidraulice.
• Transmisie. Transmite puterea către elice și auxiliare de la motoare. Numărul și amplasarea motoarelor, precum și aspectul elicopterului determină proiectarea transmisiei.
• Fuselaj. Principalele componente ale elicopterului sunt atașate la acesta. Proiectat pentru a găzdui pasageri și mărfuri, combustibil, echipamente.
• Aripă. Generează portanță suplimentară, reducând sarcina pe rotorul principal și mărind viteza elicopterului. Aripile pot găzdui și echipamente, rezervoare de combustibil și nișe pentru a ascunde șasiul. Rotoarele elicopterelor transversale sunt susținute de aripă.
• Penaj. Oferă echilibrul, stabilitatea și controlabilitatea elicopterului. Este împărțit în două tipuri - verticală sau chilă și orizontală sau stabilizator.
• Piese pentru decolare și aterizare a elicopterului. Proiectat pentru parcarea unui elicopter, stingând energia cinetică în timpul aterizării și mișcării pe sol. Multe elicoptere au trenul de aterizare retras în zbor.
• Motor de elicopter. Generează puterea necesară pentru alimentarea accesoriilor, a rotoarelor de antrenare principală și de coadă. Centrala combină mai multe motoare cu sisteme care asigură funcționarea lor stabilă în diferite moduri.

Tipuri de elicoptere

Elicopterele sunt împărțite în mai multe tipuri. Fiecare tip are propriile sale caracteristici, puncte forte și puncte slabe.

Elicoptere cu un singur rotor

Cel mai obișnuit tip de dispozitiv de elicopter este o mașină cu un singur rotor cu un rotor de coadă. Avantajul acestui design constă în simplitate - o transmisie, un șurub, operare ușoară. Aproximativ 8-10% din puterea motorului este folosită pentru a opera rotorul de coadă în timp ce plutește în aer, aproximativ 3-4% - în timpul zborului de translație. Greutatea relativ ușoară și designul simplu compensează astfel de pierderi de putere. Dezavantajul unui astfel de dispozitiv pentru elicoptere este pericolul care amenință personalul de la sol din rotorul de coadă.

Zhirodin

Axa elicei unor astfel de elicoptere, care compensează cuplul, este îndreptată de-a lungul zborului. Acest design vă permite să creați tracțiune fără a recurge la utilizarea unui rotor principal. Acest lucru îi crește eficiența, deoarece nu este nevoie să-l înclinați înainte. Șurubul de compensare a cuplului rotorului principal este plasat astfel încât să nu formeze tragere și să crească puterea furnizată șurubului de compensare.

Elicopter cu reacție

Dispozitivul acestui model este o modalitate ușoară de a rezolva problema cuplului. Este generat de motoarele situate la capatul paletelor, dar nu se transmite prin arbore. Fuzelajului se transmite doar momentul de frecare al rulmenților.

Motoarele cu reacție creează tracțiune cu reacție. Acest tip de rotor are o structură simplă, ceea ce este avantajul său;printre dezavantaje se numără consumul mare de combustibil.

Elicopter coaxial

Două șuruburi ale unui elicopter coaxial, situate unul deasupra celuil alt și care se rotesc în direcții opuse, atenuează momentul transmis fuzelajului. Singura cerință pentru șuruburi este același cuplu.

Elicopterele coaxiale sunt inferioare celor cu un singur rotor ca dimensiune, dar cuplul nu este compensat de putere, ceea ce este posibil datorită designului elicopterelor.

Elicoptere cu rotor transversal

Avantajul unui astfel de elicopter constă în reducerea puterii necesare mișcării înainte. Acest lucru este deosebit de important în cazul elicopterelor cu mai multe motoare, care trebuie să continue să se miște în direcție orizontală cu motorul oprit.

Dezavantajul unor astfel de utilaje este rezistenta mare datorita rezistentei frontale a structurii pe care se sprijina rotoarele. Raționalizarea și reducerea dimensiunii structurii crește greutatea elicopterului.

Elicopterul cu rotor transversal are o transmisie mai complexă și dimensiuni mai mari, deși sunt afectate de gradul de suprapunere a rotorului. Unul dintre cele mai mari și mai grele elicoptere de acest design este Mi-12.

Elicopter cu rotor înainte

Un fuselaj încăpător și capacitatea de a deplasa centrul de greutate sunt avantajele acestui design elicopter. Sarcina utilă este distribuită între rotoare. Transmisia complicată și greutatea sa mare sunt principalele dezavantaje ale elicopterelor cu transversalelocația șuruburilor.

Al doilea dezavantaj este randamentul redus al elicelor, deoarece jeturile muncii lor se intersecteaza. În zborul înainte, pierderea calității este redusă datorită faptului că elicea din spate este situată mai sus decât cea din față. Câte pale are un elicopter cu acest design? Diametrul elicei și numărul de palete pot varia pentru a îmbunătăți manevrabilitatea și stabilitatea mașinii.

Elicoptere cu mai multe rotoare

Proiectele de elicoptere cu mai multe rotoare dezvoltate de designerii de aeronave au presupus crearea de modele grele de mașini. Datorită mai multor rotoare principale, controlul este simplificat, deoarece elicopterul poate fi rotit în jurul oricăreia dintre cele trei axe prin creșterea forței unei anumite elice. Schema cu mai multe rotoare a elicopterelor grele vă permite să mențineți diametrul șuruburilor în anumite limite.