Visā helikopteru vēsturē regulāri tika piedāvāti dažādi pārvadātāju sistēmas dizaini, taču tikai viens no tiem kļuva klasisks un vēlāk tika ievērojami attīstīts. Citi risinājumi, kas paredz dažādas dzenskrūves piedziņas iespējas, lāpstiņu konstrukcijas, funkcijas utt., Nevarētu konkurēt ar to. Bieži vien šāds drosmīga projekta rezultāts bija saistīts ar objektīviem trūkumiem un problēmām.
Tehniskā klasika
Klasiskā helikoptera shēma paredz vairākus diezgan vienkāršus risinājumus. Mašīnas fizelāžā ir novietota spēkstacija ar pārnesumkārbu, kas nodrošina griezes momentu galvenajam un astes rotoram. Lielā diametra galvenā rotora pamatā ir sviedru plāksne, kas nodrošina izmaiņas pacelšanā un / vai manevrēšanā, un tam ir arī vairāki asmeņi ar augstu malu attiecību.
Šis dizains ir salīdzinoši vienkāršs, tas ir labi izstrādāts, un to var viegli atjaunot un palielināt, lai tas atbilstu esošajām prasībām. Turklāt tam nav zināmu trūkumu, piemēram, nepieciešamības noslēgt cauruļvadu savienojumus vai asmeņu pārklāšanās risku.
Tomēr ir arī trūkumi. Klasiskās shēmas helikopteram ir ierobežojumi attiecībā uz horizontālo lidojuma ātrumu, kas saistīts ar plūsmas specifiku ap rotora lāpstiņām. Dažos režīmos var rasties citas negatīvas parādības, piemēram, virpuļgredzens. Izmantojot vienu galveno rotoru, jums ir jāizstrādā garš un spēcīgs astes uzplaukums, lai tas atbilstu astes rotoram.
Klasiskās shēmas izstrādes rezultātā radās daudzrotoru helikopteri ar garenisku, šķērsvirziena vai citu vairāku gultņu sistēmu izvietojumu. Ir kļuvusi plaši izplatīta koaksiālā shēma, kurā uz vienas bukses ir samontētas divas tradicionāla izskata skrūves. Arī klasiskā atbalsta sistēma un vairākas tās vienības kļuva par pamatu vairākiem alternatīviem dizainiem.
Reaktīvais dzenskrūve
Viena rotora helikopters saskaras ar reaktīvā griezes momenta problēmu, un tā risināšanai ir piedāvāti dažādi risinājumi. Vēl trīsdesmitajos gados ideja par rotoru ar reaktīvo piedziņu parādījās gandrīz vienlaicīgi vairākās valstīs. Šāds dzenskrūve nav savienots ar motoru fizelāžas iekšpusē un attiecīgi nepiespiež to griezties pretējā virzienā.
Reaktīvo rotoru izceļas ar to, ka asmeņu galos ir savi dzinēji. Dzenskrūvi var vadīt ar kompaktu turbopropelleru vai ramjet dzinēju. Ir zināmi arī dizainparaugi ar saspiestu gāzu piegādi no gāzturbīnu dzinēja fizelāžā uz sprauslām vai uz sadegšanas kameru lāpstiņā.
Reaktīvā rotora ideja saņēma lielu uzmanību piecdesmitajos un sešdesmitajos gados; ir izstrādāti vairāki izmēģinājuma projekti dažādās valstīs. Tie tika piedāvāti kā Dornier Do 32 vai B-7 ML tipa vieglie transportlīdzekļi. Mile un Hughes XH-17 smagā transporta helikopters. Tomēr neviens no šiem paraugiem nav attīstījies tālāk par maza apjoma ražošanu.
Galvenā reaktīvā dzenskrūves problēma ir rumbas sarežģītība. Caur to pārvietojamā asmens ir jāpiegādā saspiesta gāze un / vai degviela, kurai nepieciešami pārraides un blīvēšanas līdzekļi. Uz paša asmens ir jānovieto viena veida dzinējs, kas uzliek jaunas prasības tā konstrukcijai. Izveidot spēcīgu dizainu ar šīm iespējām izrādījās pārāk grūti, un paredzamais ieguvums nevar attaisnot centienus.
Šķērsotie asmeņi
Trīsdesmitajos gados tika ierosināta tā saucamā shēma. sinhronkopētājs. Šī koncepcija ierosina izmantot divus divu asmeņu rotorus, kuru rumbas ir novietotas minimālā attālumā ar ass izliekumu uz āru. Dzenskrūves jāgriežas viena pret otru, un īpašā pārnesumkārbas konstrukcija izslēdz asmeņu pārklāšanos.
Sinhronkopētāja nesēju sistēma spēj radīt nepieciešamo pacēlumu un nodrošināt lidojumu tādos pašos režīmos kā klasiskā shēma. Tā priekšrocība ir iespēja palielināt kopējo vilces spēku un celtspēju, un vilces vektoru izplešanās palielina stabilitāti lidojošos un citos režīmos. Šajā gadījumā abu dzenskrūvju reaktīvie momenti kompensē viens otru un novērš nepieciešamību pēc stūres sistēmas.
Tomēr sinhronkopētāji netiek plaši izmantoti. Trīsdesmitajos gados šādu aprīkojumu ražoja vācu uzņēmums Flettner, un kopš 1945. gada šī tēma tiek risināta citās valstīs. Vislabāk zināmi amerikāņu kompānijas Kaman Aerosystems helikopteri. Līdz noteiktam laikam sinhronkopētāji bija pieprasīti, bet tad virziens izgaisa - tagad sērijā ir tikai viens paraugs. Visu laiku tika uzbūvētas ne vairāk kā 400-500 šīs klases sērijas mašīnas.
Galvenais sinhrokoptera trūkums ir pārnesumkārbas sarežģītība, kas nodrošina griezes momentu divām tuvu izvietotām dzenskrūvēm. Viena rotora piedziņa ar vienādām īpašībām izrādās daudz vienkāršāka. Turklāt divu lāpstiņu dzenskrūvju pārim ir ierobežots vilces potenciāls. Tātad mūsdienu "smagais" sinhronkopters Kaman K-Max paceļ ne vairāk kā 2700 kg un šajā ziņā zaudē daudziem klasiskās shēmas helikopteriem.
Griezt un apstāties
Ir zināma ideja apvienot rotējošu dzenskrūvi un fiksētu spārnu. Šajā gadījumā pacelšanai un paātrināšanai tiek izmantota galvenā rotora rotācija. Pie noteikta ātruma dzenskrūvei jāapstājas, un tās lāpstiņām jāpārvēršas par fiksētu spārnu. Tas ļauj attīstīt lielu lidojuma ātrumu, bet prasa jaunu risinājumu izstrādi un ieviešanu.
Kā piemēru ņemiet vērā projektu Sikorsky X-Wing, kas kopš septiņdesmito gadu vidus ir izstrādāts, lai papildinātu helikopteru S-72. Pēdējais bija helikopters ar galveno un astes rotoru, kas aprīkots ar attīstītu neliela slaucīšanas spārnu. Fizelāžas sānos bija pāris gāzturbīnu dzinēju, kas nodrošināja vārpstas jaudu (dzenskrūvēm) un radīja reaktīvo vilci (ātrgaitas lidojumam).
X-Wing nesēju sistēma saņēma disku izlīdzināšanas rumbu, kas aprīkota tikai ar kopēju plati. Mēs izmantojām taisnstūra asmeņus ar vertikāli simetrisku profilu. Lāpstiņas priekšējā un aizmugurējā malā bija atveres saspiesta gaisa izvadīšanai no kompresora uz āru. Gaisa dēļ Coanda efekta dēļ vajadzēja "pagarināt" asmens profilu, palīdzot tam radīt pacelšanos. Atkarībā no gaisa padeves veida asmens var darboties vienlīdz efektīvi rotējot un nekustīgā stāvoklī.
X-Wing sistēma tika veiksmīgi pārbaudīta vēja tunelī un pat tika uzstādīta pieredzējušam S-72. Tomēr neilgi pirms plānotajiem lidojumiem, 1988. gadā, NASA un DARPA lika pārtraukt darbu. Ar visām gaidītajām priekšrocībām neparastā nesēju sistēma bija pārāk sarežģīta. Turklāt projekts ilga vairāk nekā 10 gadus, un tā izmaksas pārsniedza pieļaujamo robežu. Šī iemesla dēļ X-Wing koncepcija netika tālāk attīstīta.
Objektīvs lidojuma laikā
Pašlaik franču kompānija Conseil & Technique strādā pie vieglā gaisa taksometra helikoptera ar neparastu nesēju sistēmu koncepcijas. Piedāvātā dzenskrūves konstrukcija zaudē tradicionālajai konstrukcijai pacelšanās un nosēšanās režīmā, bet atšķiras ar lielāku vienkāršību un spēju radīt lielāku vilci horizontālā lidojumā. Tiek norādīta arī spēja samazināt troksni.
Oriģinālais dzenskrūve ir veidota, pamatojoties uz lēcveida disku, kas aizņem 70% no slaucītās platības. Ir ierosināts montēt īsas aerodinamiskās lāpstiņas gar tās malām. Nav ziņots par iespēju novietot tīrīšanas plāksni; vilces kontroli var veikt, mainot ātrumu.
Testi parādīja, ka horizontālā lidojuma laikā diska daļa rada ievērojamu pacēlumu, kā dēļ konstrukcija kopumā apiet tradicionālās konstrukcijas dzenskrūvi pēc īpašībām. Turklāt bija iespējams palielināt uzbrukuma leņķi līdz 25 °, neapturot plūsmu. Izstrādājamais lidaparāts, saskaņā ar aprēķiniem, spēs sasniegt ātrumu līdz 200 km / h.
Uzņēmuma Conseil & Technique projekts joprojām atrodas izpētes un dizaina izstrādes stadijā. Iespējams, tuvākajā laikā tas tiks novirzīts uz maketu testiem, pēc tam var parādīties pilnvērtīgs eksperimentāls daudzrotoru helikopters. Nav zināms, vai šis alternatīvais dizains spēs atrisināt visus uzdevumus un atrast vietu aviācijas nozarē.
Meklē alternatīvas
Helikopteru ilgas pastāvēšanas desmitgades un aktīva darbība ir parādījušas visas pārvadātāju sistēmas klasiskā dizaina priekšrocības. Mēģinājumi radīt alternatīvas shēmas, kurām ir minimāla līdzība, vēl nav vainagojušies ar īpašiem panākumiem. Tomēr zinātnieki un inženieri nepārtrauc darbu un turpina meklēt daudzsološas idejas.
Pašlaik tiek veidots vēl viens šāda veida projekts, un tā rezultāti kļūs skaidri tuvākajā laikā. Tajā pašā laikā ir skaidrs, ka neviena no jaunajām gultņu sistēmām nevarēs manāmi ietekmēt vispārējo situāciju, un klasiskā shēma un dažādi tās attīstības varianti saglabās savu vietu aviācijas tehnoloģijās. Tomēr jauni sasniegumi - ievērojot pietiekamu pilnību - var atrast savu nišu, kur to priekšrocības būs vispiemērotākās un ienesīgākās.
