Хеликоптер: структура, типове, система за управление, функция

Пускането на първия в света хеликоптер, макар и военен, може да се счита за пълномащабно събитие на 13 януари 1942 г., когато хеликоптерът на Сикорски, проектиран за военни цели, е вдигнат във въздуха. Учен в областта на авиационния дизайн, който започва да проектира хеликоптери в предреволюционна Русия и продължава да работи в изгнание в САЩ. Оттогава е минало доста време, структурата на хеликоптерите се е променила значително, но приложението остава същото.

Проектиране на хеликоптер

Всички карти на хеликоптери имат едни и същи основни части:

• Основният ротор. Създава движещи и повдигащи сили и управлява хеликоптера. Конструктивно той се състои от лопатки и главина, която предава въртящия момент към лопатките от главния вал на скоростната кутия.
• опашен ротор. Компенсира реакционния момент на управлението на движението на главния ротор на еднороторен хеликоптер. Тя се състои от монтирана на вала на опашката на скоростната кутия главина и лопатки.
• Размахваща се плоча. управлява цикличната и общата стъпка на главния ротор, предава сигналите от веригата за управление към оста на главината и след това към лопатките.
• Система за управление. Хеликоптерите са оборудвани с три независими системи за управление: наклон, преобръщане и общ наклон. Системите включват лостове в кабината, механизми за сила на наклона, люлеещи се и свързващи рамена, автоматични настройки на наклона и хидравлични агрегати.
• Предаване. Предава мощност от двигателите към витлата и спомагателните устройства. Броят и разположението на двигателите, както и разположението на хеликоптера, определят конструкцията на трансмисията.
• Фюзелаж. Това е мястото, където се закрепват основните компоненти на хеликоптера. Предназначен е за пътници, товари, гориво и оборудване.
• Крило. Създава допълнителна подемна сила, като намалява натоварването на главния ротор и увеличава скоростта на хеликоптера. В крилата могат да се разположат също така оборудване, резервоари за гориво и вдлъбнатини за ходовата част. Напречните ротори при хеликоптерите се поддържат от крилото.
• Периметърни ребра. Поддържа хеликоптерите балансирани, стабилни и управляеми. Разделя се на два вида - вертикален, или килов, и хоризонтален, или стабилизатор.
• Компоненти за излитане и кацане на хеликоптери. Предназначен е за паркиране на хеликоптера, разсейване на кинетичната енергия по време на кацане и придвижване по земята. Много хеликоптери имат прибиращ се колесник по време на полет.
• Двигател на хеликоптер. Генерира енергията, необходима за захранване на спомагателните агрегати, главното задвижване и опашните ротори. Силовата установка съчетава няколко двигателя със системи, които осигуряват стабилната им работа в различни режими.

Видове хеликоптери

Хеликоптерите се делят на няколко вида. Всеки тип има свои характеристики, силни и слаби страни.

Еднороторни хеликоптери

Най-разпространеният тип хеликоптер е еднороторна машина с опашен ротор. Предимството на тази конструкция е в простотата - една трансмисия, един ротор, лесно управление. Около 8-10% от мощността на двигателя се изразходва за работата на опашния ротор, докато той виси във въздуха, а около 3-4% - по време на полет напред. Сравнително ниското тегло и простотата на конструкцията покриват тази загуба на мощност. Недостатъкът на този тип хеликоптери е опасността за наземния персонал от опашния ротор.

Girodin

Остта на витлото на такива хеликоптери, която компенсира въртящия момент, е насочена по траекторията на полета. Тази конструкция позволява на хеликоптера да създава тяга, без да е необходим главен ротор. Това увеличава ефективността му, тъй като не е необходимо да го накланяте напред. Витлото, компенсиращо въртящия момент на главния ротор, е разположено така, че да не създава съпротивление и да увеличава мощността, подавана към компенсиращото витло.

Реактивен хеликоптер

Дизайнът на такъв модел е прост средство за защита въртящ момент. То се създава от двигателите в края на лопатките, но не се предава през вала. Към фюзелажа се предава само моментът на триене на лагера.

Реактивните двигатели създават реактивно задвижване. Този тип главен ротор има проста конструкция, което е неговото предимство; недостатъкът е високият разход на гориво.

Коаксиален хеликоптер

Две коаксиални витла на хеликоптер, монтирани едно над друго и въртящи се в противоположни посоки, намаляват въртящия момент, предаван на фюзелажа. Единственото изискване към витлата е да имат същия въртящ момент.

Коаксиалните хеликоптери отстъпват по размери на еднороторните, но въртящият момент не се компенсира за сметка на мощността, което е възможно благодарение на конструкцията на хеликоптерите.

Хеликоптери с напречно разположен главен ротор

Предимството на този тип хеликоптери е в намалената мощност, необходими за движение напред. Това е особено важно при многодвигателните хеликоптери, които трябва да се движат хоризонтално, когато двигателят е спрял.

Недостатъкът на тези машини е голямото съпротивление влачене Структурата, върху която се поддържат главните ротори. Оптимизирането и намаляването на размерите увеличава теглото на хеликоптера.

Хеликоптер с напречно разположение на витлата има по-сложна трансмисия и по-големи размери, въпреки че това се влияе от степента на припокриване на главния ротор. Един от най-големите и най-тежките хеликоптери от тази конструкция е Ми-12.

Хеликоптер с надлъжно разположение на витлата

Просторният фюзелаж и възможността за преместване на центъра на тежестта са предимствата на тази конструкция на хеликоптера. Полезният товар се разпределя между основните ротори. Сложната трансмисия и голямото му тегло са основните недостатъци, характерни за хеликоптерите с напречен ротор.

Вторият недостатък е намалената ефективност на витлата, тъй като техните струи се припокриват. Полетът напред е намален поради това, че задното витло е разположено по-високо от предното. Колко лопатки има в един хеликоптер? Диаметърът на витлото и броят на лопатките могат да се променят, за да се подобри управляемостта и стабилността на машината.

Многовитлови хеликоптери

Проектите на многовитловите хеликоптери, разработени от авиационните инженери, включват създаването на тежки модели. Множеството основни ротори опростяват управлението, тъй като хеликоптерът може да завива по всяка от трите оси, като увеличава тягата на определен ротор. Разположението на няколко витла при тежките хеликоптери позволява диаметърът на витлото да се поддържа в определени граници.