Kogu helikopterite ajaloo jooksul pakuti regulaarselt välja erinevaid kandesüsteemi konstruktsioone, kuid ainult üks neist sai klassikaks ja sai seejärel olulise arengu. Teised lahendused, mis näevad ette propelleri ajami erinevaid võimalusi, labade konstruktsioone, funktsioone jne, ei suuda sellega konkureerida. Sageli oli sellise julge projekti tulemus tingitud objektiivsetest puudustest ja probleemidest.
Tehnika klassika
Klassikaline helikopteriskeem näeb ette mitmeid üsna lihtsaid lahendusi. Masina kere sisse on paigutatud jõujaam käigukastiga, mis annab pea- ja sabarootorile pöördemomendi. Suure läbimõõduga pearootor põhineb pöörlemisplaadil, mis muudab tõste ja / või manööverdamise ning sellel on ka mitu suure kuvasuhtega tera.
See disain on suhteliselt lihtne, hästi välja töötatud ning seda saab hõlpsasti taastada ja skaleerida, et see vastaks olemasolevatele nõuetele. Lisaks puuduvad sellel mõned puudused, näiteks vajadus torujuhtmete vuukide tihendamiseks või labade kattumise oht.
Siiski on ka puudusi. Klassikalise skeemi helikopteril on horisontaalse lennukiiruse piirangud, mis on seotud rootori labasid ümbritseva voolu eripäraga. Mõnes režiimis võivad ilmneda muud negatiivsed nähtused, näiteks pöörisrõngas. Ühe pearootoriga peate konstrueerima pika ja tugeva sabapoomi, et see sobiks sabarootoriga.
Klassikalise skeemi väljatöötamine tõi kaasa mitme rootoriga helikopterite tekkimise, millel on mitme kandesüsteemi pikisuunaline, põiki või muu paigutus. Laialt on levinud koaksiaalskeem, milles ühele puksile on kokku pandud kaks traditsioonilise välimusega kruvi. Samuti sai klassikaline tugisüsteem ja mitmed selle üksused mitme alternatiivse disaini aluseks.
Jet -propeller
Ühe rootoriga helikopter seisab silmitsi reaktiivmomendi probleemiga ja selle lahendamiseks on välja pakutud erinevaid lahendusi. Veel kolmekümnendatel aastatel ilmus reaktiivmootoriga rootori idee mitmes riigis peaaegu samaaegselt. Selline sõukruvi ei ole kerega sees oleva mootoriga ühendatud ja seega ei sunni see seda vastassuunas pöörlema.
Jetrootorit eristab oma mootorite olemasolu labade otstes. Propellerit saab juhtida kompaktse turbopropelleri või ramjetmootoriga. Tuntud on ka konstruktsioonid, mille surugaasid tarnitakse kere gaasiturbiinmootorist pihustitesse või laba põlemiskambrisse.
Jetrootori idee pälvis viiekümnendatel ja kuuekümnendatel palju tähelepanu; erinevates riikides on välja töötatud mitmeid katseprojekte. Neid pakuti Dornier Do 32 või B-7 ML tüüpi kergete sõidukitena. Mile ja Hughes XH-17 raskeveokopter. Ükski neist proovidest ei ole aga väiketootmisest kaugemale jõudnud.
Jet -propelleri peamine probleem on rummu keerukus. Selle kaudu tuleb teisaldatavale terale tarnida surugaasi ja / või kütust, mis nõuab ülekande- ja tihendusvahendeid. Tera enda peal on vaja paigutada üht või teist tüüpi mootor, mis seab selle konstruktsioonile uued nõuded. Nende võimalustega tugeva disaini loomine osutus liiga keeruliseks ja oodatud kasu ei õigustanud pingutusi.
Ristitud terad
Kolmekümnendatel aastatel pakuti välja nn skeem. sünkrokopter. See kontseptsioon soovitab kasutada kahte kahe labaga rootorit, mille rummud on paigutatud minimaalsele kaugusele, telje kaldenurk väljapoole. Propellerid peavad pöörlema üksteise poole ning käigukasti erikujundus välistab labade kattumise.
Sünkrokopteri kandesüsteem suudab luua vajaliku tõste ja pakkuda lendu samades režiimides nagu klassikaline skeem. Selle eeliseks on üldise tõukejõu ja tõstevõime suurendamine ning tõukejõu vektorite laienemine suurendab stabiilsust hõljuvates ja muudes režiimides. Sel juhul kompenseerivad kahe sõukruvi reaktiivmomendid üksteist ja välistavad vajaduse roolisüsteemi järele.
Kuid sünkrokoptereid ei kasutata laialdaselt. Kolmekümnendatel aastatel valmistas selliseid seadmeid Saksa ettevõte Flettner ja alates 1945. aastast on selle teemaga tegeletud ka teistes riikides. Kõige tuntumad on Ameerika ettevõtte Kaman Aerosystems helikopterid. Kuni teatud ajani olid sünkrokopterid nõutud, kuid siis suund kustus - nüüd on sarjas vaid üks proov. Kogu selle aja jooksul ehitati mitte rohkem kui 400–500 selle klassi seeriamasinat.
Sünkrokopteri peamine puudus on käigukasti keerukus, mis annab pöördemomendi kahele tihedalt asetsevale propellerile. Ühe rootoriga ajam, millel on samad omadused, osutub palju lihtsamaks. Lisaks on kahe labaga propellerite paaril tõukejõu potentsiaal piiratud. Niisiis, kaasaegne "raske" sünkrokopter Kaman K-Max tõstab kuni 2700 kg ja kaotab selles osas paljudele klassikalise skeemi helikopteritele.
Pöörake ja lõpetage
Pöörleva propelleri ja fikseeritud tiiva ühendamise idee on teada. Sel juhul kasutatakse stardiks ja kiirenduseks pearootori pöörlemist. Teatud kiirusel peab propeller peatuma ja selle labad muutuma fikseeritud tiivaks. See võimaldab arendada suurt lennukiirust, kuid nõuab uute lahenduste väljatöötamist ja rakendamist.
Näitena võib tuua projekti Sikorsky X-Wing, mida on alates seitsmekümnendate keskpaigast arendatud helikopteri S-72 täiendamiseks. Viimane oli pea- ja sabarootoriga helikopter, mis oli varustatud väikese pühkimisega arenenud tiivaga. Kere kere külgedel oli paar gaasiturbiinmootorit, mis andsid võllile jõudu (sõukruvide jaoks) ja tekitasid reaktiivjõu (kiirlennu jaoks).
X-Wing kandesüsteem sai ainult ühise sammuga plaatplaadiga varustatud kettapaigutuskeskuse. Kasutasime vertikaalselt sümmeetrilise profiiliga ristkülikukujulisi labasid. Tera esi- ja tagaservas olid avad suruõhu vabastamiseks kompressorist väljapoole. Coanda efekti tõttu pidi õhk tera profiili "pikendama", aidates sellel tõsta. Sõltuvalt õhu juurdevoolu viisist võib tera töötada pöörlemisel ja statsionaarses asendis võrdselt tõhusalt.
X-Wingi süsteemi katsetati edukalt tuuletunnelis ja see paigaldati isegi kogenud S-72-le. Kuid veidi enne kavandatud lende, 1988. aastal, andsid NASA ja DARPA käsu töö lõpetada. Kõigi eeldatavate eelistega oli ebatavaline kandesüsteem liiga keeruline. Lisaks venis projekt üle 10 aasta ja selle maksumus ületas lubatud piiri. Sel põhjusel ei arendatud X-Wingi kontseptsiooni edasi.
Objektiiv lennu ajal
Praegu töötab prantsuse ettevõte Conseil & Technique ebatavalise kandesüsteemiga kerge õhutakso helikopteri kontseptsiooni kallal. Kavandatud propelleri konstruktsioon kaotab stardi- ja maandumisrežiimides loodud tõstejõu poolest traditsioonilisele, kuid erineb suurema lihtsuse ja horisontaallennul suurema tõukejõu tekitamise võime poolest. Samuti on märgitud müra vähendamise võime.
Algne propeller on ehitatud läätseketta põhjal, mis võtab 70% pühkitud alast. Tehakse ettepanek paigaldada õhuriba lühikesed labad selle servadele. Puhastusplaadi paigaldamise võimalust ei teatata; veojõukontrolli saab teostada kiirust muutes.
Katsed on näidanud, et horisontaalse lennu ajal tekitab kettaosa märkimisväärse tõste, mille tõttu konstruktsioon tervikuna möödub omaduste poolest traditsioonilise disainiga propellerist. Lisaks oli võimalik viia rünnakunurk 25 ° -ni, ilma et vool oleks takistatud. Arendatav õhusõiduk suudab arvutuste kohaselt saavutada kiirust kuni 200 km / h.
Ettevõtte Conseil & Technique projekt on veel uurimis- ja disainiarenduse staadiumis. Tõenäoliselt viiakse see lähitulevikus makettide katsetele, misjärel võib ilmuda täieõiguslik eksperimentaalne mitme rootoriga helikopter. Pole teada, kas see alternatiivne disain suudab lahendada kõik ülesanded ja leida koha lennundustööstuses.
Otsitakse alternatiive
Helikopterite pikkade aastakümnete olemasolu ja aktiivne töö on näidanud kõiki kandesüsteemi klassikalise disaini eeliseid. Katseid luua alternatiivseid skeeme, millel on sellega minimaalne sarnasus, pole veel kroonitud erilise eduga. Teadlased ja insenerid ei lakka aga töötamast ning jätkavad paljulubavate ideede otsimist.
Praegu on käsil veel üks selline projekt, mille tulemused selguvad lähiajal. Samas on selge, et ükski uus laagrisüsteem ei suuda üldisele olukorrale märgatavat mõju avaldada ning klassikaline skeem ja selle väljatöötamise erinevad variandid säilitavad oma koha lennutehnikas. Uued arengud - kui need on piisavalt täiuslikud - võivad siiski leida oma niši, kus nende eelised on kõige asjakohasemad ja kasumlikumad.
