Tijekom povijesti helikoptera redovito su se predlagali različiti dizajni sustava nosača, no samo je jedan od njih postao klasičan i kasnije dobio značajan razvoj. Druga rješenja, koja pružaju različite mogućnosti za pogon propelera, dizajn lopatica, funkcije itd., Nisu se mogla natjecati s njim. Često je takav ishod odvažnog projekta bio posljedica objektivnih nedostataka i problema.
Tehnički klasici
Klasična shema helikoptera nudi nekoliko prilično jednostavnih rješenja. U trupu stroja smještena je elektrana s mjenjačem koji isporučuje okretni moment glavnom i repnom rotoru. Glavni rotor velikog promjera izgrađen je na temelju okretne ploče koja omogućuje promjenu u podizanju i / ili manevriranju, a ima i nekoliko lopatica velikog omjera stranica.
Ovaj je dizajn relativno jednostavan, dobro je razvijen i podložan je jednostavnoj obnovi i skaliranju kako bi se zadovoljili postojeći zahtjevi. Osim toga, lišen je nekih nedostataka, poput potrebe brtvljenja spojeva u cjevovodima ili opasnosti od preklapanja lopatica.
Međutim, postoje i nedostaci. Helikopter klasične sheme ima ograničenja u horizontalnoj brzini leta povezana sa specifičnostima protoka oko lopatica rotora. U nekim načinima rada mogu se pojaviti drugi negativni fenomeni, poput vrtložnog prstena. S jednim glavnim rotorom morate dizajnirati dugu i snažnu repnu konstrukciju koja će prilagoditi repni rotor.
Razvoj klasične sheme doveo je do pojave helikoptera s više rotora s uzdužnim, poprečnim ili drugim postavljanjem nekoliko ležajnih sustava. Koaksijalna shema postala je široko rasprostranjena, u kojoj su dva vijka tradicionalnog izgleda sastavljena na jednoj čahuri. Također, klasični sustav podrške i niz njegovih jedinica postali su osnova za nekoliko alternativnih dizajna.
Propeler mlazni
Helikopter s jednim rotorom suočen je s problemom reaktivnog zakretnog momenta, a za rješavanje su predložena različita rješenja. Tridesetih godina, ideja o rotoru s mlaznim pogonom pojavila se gotovo istodobno u nekoliko zemalja. Takav propeler nije povezan s motorom unutar trupa i, prema tome, ne tjera ga da se okreće u suprotnom smjeru.
Mlazni rotor odlikuje se prisutnošću vlastitih motora na vrhovima lopatica. Propeler se može pokretati kompaktnim turbopropelerskim ili ramjetnim motorom. Poznati su i projekti s dovodom komprimiranih plinova iz motora s plinskom turbinom u trupu u mlaznice ili u komoru za izgaranje u lopatici.
Ideja mlaznog rotora privukla je veliku pozornost pedesetih i šezdesetih; u različitim zemljama razvijen je niz pilot projekata. Ponuđena su kao laka vozila tipa Dornier Do 32 ili B-7 ML. Mile i Hughes XH-17 teški transportni helikopter. Međutim, niti jedan od ovih uzoraka nije napredovao dalje od male proizvodnje.
Glavni problem s mlaznom elisom je složenost glavčine. Kroz nju se komprimirani plin i / ili gorivo moraju dovoditi do pomične oštrice, za što su potrebna sredstva za prijenos i brtvljenje. Na samu oštricu potrebno je postaviti motor ove ili one vrste, što postavlja nove zahtjeve na njegov dizajn. Izgradnja robusnog dizajna s tim mogućnostima pokazala se preteškom, a očekivane koristi nisu mogle opravdati trud.
Ukrštene oštrice
Tridesetih godina predložena je shema tzv. sinkrokopter. Ovaj koncept predlaže uporabu dva dvokrilna rotora, čija su glavčine postavljene na minimalnu udaljenost s osovinskim nagibom prema van. Propeleri se moraju okretati jedan prema drugom, a poseban dizajn mjenjača isključuje preklapanje lopatica.
Sustav za nošenje sinkrokoptera sposoban je stvoriti potrebno dizalo i omogućiti let u istim načinima kao i klasična shema. Prednost mu je što može povećati ukupni potisak i kapacitet podizanja, a proširenje vektora potiska povećava stabilnost pri lebdenju i drugim načinima. U tom slučaju reaktivni momenti dvaju propelera međusobno se kompenziraju i eliminiraju potrebu za sustavom upravljanja.
Međutim, sinkrokopteri se ne koriste široko. Tridesetih godina takvu je opremu proizvodila njemačka tvrtka Flettner, a od 1945. ovom temom bave se i druge zemlje. Najpoznatiji su helikopteri američke tvrtke Kaman Aerosystems. Do određenog vremena tražili su se sinkrokopteri, ali tada je smjer izblijedio - sada postoji samo jedan uzorak u seriji. Za sve vrijeme nije izgrađeno više od 400-500 serijskih strojeva ove klase.
Glavni nedostatak sinkrokoptera je složenost mjenjača koji isporučuje okretni moment na dva blisko postavljena propelera. Pokazalo se da je jedan pogon s jednim rotorom istih karakteristika mnogo lakši. Osim toga, par propelera s dvije lopatice ima ograničen potencijal potiska. Dakle, moderni "teški" sinkrokopter Kaman K-Max ne podiže više od 2700 kg i u tom pogledu gubi od mnogih helikoptera klasične sheme.
Zavrti i stani
Poznata je ideja kombiniranja rotirajućeg propelera i fiksnog krila. U ovom slučaju rotacija glavnog rotora koristi se za uzlijetanje i ubrzanje. Propeler se pri određenoj brzini mora zaustaviti, a njegove lopatice moraju se pretvoriti u fiksno krilo. To omogućuje razvoj velike brzine leta, ali zahtijeva razvoj i implementaciju novih rješenja.
Kao primjer, razmotrimo projekt Sikorsky X-Wing, koji se od sredine sedamdesetih razvijao kako bi nadopunio helikopter S-72. Potonji je bio helikopter s glavnim i repnim rotorom, opremljen razvijenim krilom malog zamaha. Na bočnim stranama trupa nalazila su se par motora s plinskim turbinama koji su davali snagu vratilu (za elise) i stvarali mlazni potisak (za velike brzine leta).
Sustav nosača X-Wing dobio je čvorište za oblaganje diskova opremljeno okretnom pločom samo sa zajedničkim korakom. Koristili smo pravokutne oštrice s okomito simetričnim profilom. Na prednjem i stražnjem rubu lopatice bili su otvori za ispuštanje komprimiranog zraka iz kompresora izvana. Zrak je, zbog učinka Coande, trebao "produžiti" profil oštrice, pomažući joj u stvaranju uzgona. Ovisno o načinu dovoda zraka, oštrica može raditi jednako učinkovito u rotaciji i u nepomičnom položaju.
Sustav X-Wing uspješno je testiran u zračnom tunelu, a čak je instaliran i na iskusni S-72. Međutim, malo prije planiranih letova, 1988. godine, NASA i DARPA naredile su prekid rada. Uz sve očekivane prednosti, neobičan sustav nosača bio je previše složen. Osim toga, projekt se protegao na više od 10 godina, a njegova cijena premašila je dopuštenu granicu. Iz tog razloga koncept X-Wing nije dalje razvijen.
Objektiv u letu
Trenutno francuska tvrtka Conseil & Technique radi na konceptu lakog zračnog taksi helikoptera s neobičnim sustavom nosača. Predloženi dizajn elise gubi od tradicionalnog u smislu stvorenog dizala pri uzlijetanju i slijetanju, ali se razlikuje po većoj jednostavnosti i mogućnosti stvaranja povećanog potiska u vodoravnom letu. Također se navodi sposobnost smanjenja buke.
Izvorni propeler izgrađen je na temelju lećastog diska koji zauzima 70% površine pometanja. Predlaže se postavljanje kratkih oštrica zračnog profila uz njegove rubove. Ne prijavljuje se mogućnost postavljanja okretne ploče; kontrola proklizavanja može se izvesti promjenom brzine.
Ispitivanja su pokazala da tijekom horizontalnog leta dio s diskom stvara značajnu silu podizanja, zbog čega konstrukcija u cjelini zaobilazi karakteristične propelere tradicionalnog dizajna. Osim toga, bilo je moguće dovesti napadni kut na 25 ° bez zaustavljanja protoka. Zrakoplov u razvoju, prema izračunima, moći će dosezati brzine do 200 km / h.
Projekt tvrtke Conseil & Technique još je u fazi istraživanja i razvoja dizajna. Vjerojatno će u bliskoj budućnosti biti doveden na testiranje maketa, nakon čega bi se mogao pojaviti punopravni iskusni višerotorni helikopter. Nije poznato hoće li ovaj alternativni dizajn uspjeti riješiti sve zadatke i pronaći mjesto u zrakoplovnoj industriji.
Tražite alternative
Duga desetljeća postojanja i aktivnog rada helikoptera pokazali su sve prednosti klasičnog dizajna nosačkog sustava. Pokušaji stvaranja alternativnih shema koje imaju minimalne sličnosti s njim još nisu okrunjene posebnim uspjehom. Međutim, znanstvenici i inženjeri ne prestaju raditi i nastavljaju tražiti obećavajuće ideje.
Trenutno se stvara još jedan projekt ove vrste, a njegovi će rezultati postati jasni u bliskoj budućnosti. Istodobno je jasno da niti jedan od novih ležajnih sustava neće moći imati zamjetan utjecaj na opće stanje stvari, a klasična shema i razne varijante njezina razvoja zadržat će svoje mjesto u zrakoplovnoj tehnologiji. Međutim, novi razvoj - pod uvjetom da je dovoljno savršen - može pronaći svoju nišu, gdje će njihove prednosti biti najprikladnije i najunosnije.
