De-a lungul istoriei elicopterelor, au fost propuse în mod regulat diferite modele ale sistemului de transport, dar doar unul dintre ele a devenit clasic și ulterior a primit o dezvoltare semnificativă. Alte soluții, care oferă diferite opțiuni pentru acționarea elicei, proiectarea palelor, funcțiile etc., nu au putut concura cu aceasta. Adesea, un astfel de rezultat al unui proiect îndrăzneț s-a datorat deficiențelor și problemelor obiective.
Clasice tehnice
Schema clasică de elicopter oferă câteva soluții destul de simple. În fuzelajul mașinii este plasată o centrală electrică cu o cutie de viteze care oferă cuplu rotorului principal și al cozii. Rotorul principal cu diametru mare este construit pe baza unei plăci rotative, care asigură o schimbare a ridicării și / sau a manevrelor și are, de asemenea, mai multe lame cu raport de aspect mare.
Acest design este relativ simplu, este bine dezvoltat și se pretează la reconstruirea și scalarea ușoară pentru a îndeplini cerințele existente. În plus, este lipsit de unele dezavantaje, cum ar fi necesitatea etanșării îmbinărilor în conducte sau riscul suprapunerii lamelor.
Cu toate acestea, există și dezavantaje. Elicopterul schemei clasice are limitări ale vitezei orizontale de zbor asociate cu specificul fluxului în jurul palelor rotorului. În unele moduri, pot apărea alte fenomene negative, cum ar fi un inel vortex. Cu un singur rotor principal, trebuie să proiectați un braț de coadă lung și puternic pentru a se potrivi rotorului de coadă.
Dezvoltarea schemei clasice a dus la apariția elicopterelor multi-rotor cu amplasare longitudinală, transversală sau de altă natură a mai multor sisteme de rulmenți. S-a răspândit o schemă coaxială, în care două șuruburi de aspect tradițional sunt asamblate pe o singură bucșă. De asemenea, sistemul de suport clasic și o serie de unități ale acestuia au devenit baza pentru mai multe modele alternative.
Elice cu jet
Elicopterul cu un singur rotor se confruntă cu problema cuplului reactiv și au fost propuse diverse soluții pentru a face față acestuia. În anii treizeci, ideea unui rotor cu acționare cu jet a apărut aproape simultan în mai multe țări. O astfel de elice nu este conectată la motor în interiorul fuselajului și, prin urmare, nu îl forțează să se rotească în direcția opusă.
Rotorul cu jet se distinge prin prezența propriilor sale motoare la vârfurile lamelor. Elicea poate fi acționată de un motor turbopropulsat sau ramjet. De asemenea, sunt cunoscute proiectele cu furnizarea de gaze comprimate de la un motor cu turbină cu gaz din fuzelaj către duze sau către camera de combustie din lamă.
Ideea rotorului cu jet a primit multă atenție în anii cincizeci și șaizeci; o serie de proiecte pilot au fost dezvoltate în diferite țări. Au fost oferite ca vehicule ușoare de tipul Dornier Do 32 sau B-7 ML. Elicopterul de transport greu Mile și Hughes XH-17. Cu toate acestea, niciunul dintre aceste eșantioane nu a progresat dincolo de producția la scară mică.
Principala problemă a elicei cu jet este complexitatea butucului. Prin intermediul acestuia, gazul comprimat și / sau combustibil trebuie să fie furnizate lamei mobile, care necesită mijloace de transmisie și etanșare. Pe lama însăși, este necesar să plasați un motor de un fel sau altul, care impune noi cerințe proiectării sale. Construirea unui design robust cu aceste capacități s-a dovedit a fi prea dificilă, iar beneficiile așteptate nu ar putea justifica efortul.
Lamele încrucișate
În anii treizeci, a fost propusă o așa-numită schemă. sincrocopter. Acest concept propune utilizarea a două rotoare cu două palete, ale căror butucuri sunt plasate la o distanță minimă, cu axul înălțat în exterior. Elicele trebuie să se rotească una spre cealaltă, iar designul special al cutiei de viteze exclude suprapunerea palelor.
Sistemul de transport sincrocopter este capabil să creeze ridicarea necesară și să asigure zborul în aceleași moduri ca și schema clasică. Are avantajul de a putea crește forța totală și capacitatea de ridicare, iar extinderea vectorilor de împingere crește stabilitatea în moduri de plutire și alte moduri. În acest caz, momentele reactive ale celor două elice se compensează reciproc și elimină necesitatea unui sistem de direcție.
Cu toate acestea, sincrocopterele nu sunt utilizate pe scară largă. În anii treizeci, astfel de echipamente au fost produse de compania germană Flettner, iar din 1945 acest subiect a fost tratat în alte țări. Elicopterele companiei americane Kaman Aerosystems sunt cele mai cunoscute. Până la un anumit timp, sincrocopterele erau la cerere, dar apoi direcția a dispărut - acum există doar un singur eșantion în serie. Tot timpul, nu au fost construite mai mult de 400-500 de mașini de serie din această clasă.
Principalul dezavantaj al unui sincrocopter este complexitatea cutiei de viteze, care oferă cuplu către două elice strâns distanțate. O singură unitate de rotor cu aceleași caracteristici se dovedește a fi mult mai ușoară. În plus, o pereche de elice cu două palete au un potențial limitat de tracțiune. Deci, sincrocopterul "greu" modern Kaman K-Max nu ridică mai mult de 2700 kg și pierde în acest sens față de multe elicoptere din schema clasică.
Rotiți și opriți-vă
Este cunoscută ideea combinării unei elice rotative și a unei aripi fixe. În acest caz, rotația rotorului principal este utilizată pentru decolare și accelerație. La o anumită viteză, elica trebuie să se oprească, iar palele sale trebuie să se transforme într-o aripă fixă. Acest lucru permite dezvoltarea unei viteze mari de zbor, dar necesită dezvoltarea și implementarea de noi soluții.
Ca exemplu, luați în considerare proiectul Sikorsky X-Wing, care a fost dezvoltat de la mijlocul anilor șaptezeci pentru a completa elicopterul S-72. Acesta din urmă era un elicopter cu un rotor principal și cu coadă, echipat cu o aripă dezvoltată cu o mică mătură. Pe părțile laterale ale fuzelajului existau o pereche de motoare cu turbină cu gaz care furnizau putere arborelui (pentru elice) și creau o tracțiune a jetului (pentru zbor de mare viteză).
Sistemul de purtare X-Wing a primit un hub de carenaj de disc echipat cu o placă de rulare numai cu un pas comun. Am folosit lame dreptunghiulare cu un profil simetric pe verticală. Pe marginea anterioară și laterală a lamei existau deschideri pentru degajarea aerului comprimat din compresor în exterior. Aerul, datorită efectului Coanda, trebuia să „lungească” profilul lamei, ajutându-l să creeze ridicarea. În funcție de metoda de alimentare cu aer, lama poate funcționa la fel de eficient în rotație și într-o poziție staționară.
Sistemul X-Wing a fost testat cu succes într-un tunel de vânt și a fost chiar instalat pe un S-72 experimentat. Cu toate acestea, cu puțin înainte de zborurile planificate, în 1988, NASA și DARPA au ordonat să oprească lucrarea. Cu toate beneficiile așteptate, sistemul neobișnuit de transport a fost prea complex. În plus, proiectul sa întins pe mai mult de 10 ani, iar costul său a depășit limita admisibilă. Din acest motiv, conceptul X-Wing nu a fost dezvoltat în continuare.
Lentila în zbor
În acest moment, compania franceză Conseil & Technique lucrează la conceptul unui elicopter ușor de taxi aerian cu un sistem de transport neobișnuit. Proiectarea propusă a elicei pierde față de cea tradițională în ceea ce privește ridicarea creată la modurile de decolare și aterizare, dar diferă prin simplitate mai mare și prin capacitatea de a crea o tracțiune sporită în zbor orizontal. Este menționată și capacitatea de a reduce zgomotul.
Elica originală este construită pe baza unui disc lenticular care ocupă 70% din suprafața măturată. Se propune montarea lamelor scurte ale aripii de-a lungul marginilor sale. Posibilitatea de a plasa platoul nu este raportată; controlul tracțiunii poate fi efectuat prin schimbarea vitezei.
Testele au arătat că, în timpul zborului orizontal, partea de disc creează o ridicare semnificativă, datorită căreia structura în ansamblu ocolește elicea de design tradițională din punct de vedere al caracteristicilor. În plus, a fost posibil să se aducă unghiul de atac la 25 ° fără a opri fluxul. Avionul în curs de dezvoltare, conform calculelor, va putea atinge viteze de până la 200 km / h.
Proiectul companiei Conseil & Technique este încă în stadiul cercetării și dezvoltării designului. Probabil că, în viitorul apropiat, va fi supus testelor la machete, după care poate apărea un elicopter experimental multi-rotor cu drepturi depline. Nu se știe dacă acest design alternativ va fi capabil să rezolve toate sarcinile și să își găsească un loc în industria aviației.
Căutând alternative
Lungele decenii de existență și funcționarea activă a elicopterelor au arătat toate avantajele designului clasic al sistemului de transport. Încercările de a crea scheme alternative care au o asemănare minimă cu aceasta nu au fost încă încununate cu succes special. Cu toate acestea, oamenii de știință și inginerii nu încetează să lucreze și continuă să caute idei promițătoare.
Un alt proiect de acest fel este creat chiar acum, iar rezultatele sale vor deveni clare în viitorul apropiat. În același timp, este clar că niciunul dintre noile sisteme de rulmenți nu va putea avea un efect vizibil asupra stării generale a lucrurilor, iar schema clasică și diferitele variante ale dezvoltării sale își vor păstra locul în tehnologia aviației. Cu toate acestea, noile dezvoltări - supuse unei perfecțiuni suficiente - își pot găsi nișa, unde avantajele lor vor fi cele mai adecvate și profitabile.
