Helikopterlerin tarihi boyunca, düzenli olarak çeşitli taşıyıcı sistem tasarımları önerildi, ancak bunlardan sadece biri klasik hale geldi ve ardından önemli bir gelişme aldı. Pervane tahriki, kanat tasarımları, fonksiyonlar vb. için farklı seçenekler sunan diğer çözümler onunla rekabet edemedi. Çoğu zaman, cesur bir projenin böyle bir sonucu, nesnel eksiklikler ve sorunlardan kaynaklanıyordu.
Teknik klasikler
Klasik helikopter şeması, oldukça basit birkaç çözüm sunar. Makinenin gövdesine, ana rotora ve kuyruk rotoruna tork sağlayan dişli kutulu bir elektrik santrali yerleştirilmiştir. Geniş çaplı ana rotor, kaldırma ve/veya manevrada değişiklik sağlayan ve ayrıca birkaç yüksek en-boy oranlı kanatlara sahip olan bir eğik plakaya dayanmaktadır.
Bu tasarım nispeten basittir, iyi geliştirilmiştir ve mevcut gereksinimleri karşılamak için kolay yeniden yapılandırmaya ve ölçeklendirmeye uygundur. Ek olarak, boru hatlarındaki derzlerin sızdırmaz hale getirilmesi ihtiyacı veya bıçakların üst üste gelme riski gibi bazı dezavantajlardan yoksundur.
Ancak dezavantajları da vardır. Klasik şemanın helikopteri, rotor kanatları etrafındaki akışın özellikleriyle bağlantılı yatay uçuş hızında sınırlamalara sahiptir. Bazı modlarda, girdap halkası gibi başka olumsuz olaylar meydana gelebilir. Tek bir ana rotorla, kuyruk rotorunu yerleştirmek için uzun ve güçlü bir kuyruk bomu tasarlamanız gerekir.
Klasik şemanın geliştirilmesi, birkaç yatak sisteminin boyuna, enine veya başka şekilde yerleştirilmesiyle çok rotorlu helikopterlerin ortaya çıkmasına neden oldu. Geleneksel bir görünüme sahip iki vidanın tek bir burç üzerine monte edildiği bir koaksiyel şema yaygınlaştı. Ayrıca, klasik destek sistemi ve bir dizi birimi, çeşitli alternatif tasarımların temeli oldu.
Jet pervanesi
Tek rotorlu helikopter, reaktif tork sorunu ile karşı karşıyadır ve bununla başa çıkmak için çeşitli çözümler önerilmiştir. Otuzlu yıllarda, jet sürücülü bir rotor fikri, birkaç ülkede neredeyse aynı anda ortaya çıktı. Böyle bir pervane, gövde içindeki motora bağlı değildir ve buna göre onu ters yönde dönmeye zorlamaz.
Jet rotoru, kanatların uçlarında kendi motorlarının varlığı ile ayırt edilir. Pervane, kompakt bir turboprop veya ramjet motorla çalıştırılabilir. Aynı zamanda, gövdedeki bir gaz türbin motorundan nozüllere veya kanattaki yanma odasına sıkıştırılmış gazların tedarik edildiği tasarımlar da bilinmektedir.
Jet rotor fikri ellili ve altmışlı yıllarda büyük ilgi gördü; farklı ülkelerde bir dizi pilot proje geliştirilmiştir. Dornier Do 32 veya B-7 ML tipi hafif araçlar olarak sunuldular. Mile ve Hughes XH-17 ağır nakliye helikopteri. Ancak bu örneklerin hiçbiri küçük ölçekli üretimin ötesine geçmedi.
Jet pervanesiyle ilgili temel sorun, göbeğin karmaşıklığıdır. Bu sayede, aktarma ve sızdırmazlık araçları gerektiren hareketli bıçağa sıkıştırılmış gaz ve / veya yakıt sağlanmalıdır. Bıçağın kendisinde, tasarımına yeni gereksinimler getiren bir tür veya başka bir motor yerleştirmek gerekir. Bu yeteneklerle sağlam bir tasarım oluşturmanın çok zor olduğu ortaya çıktı ve beklenen faydalar bu çabayı haklı çıkaramadı.
Çapraz bıçaklar
Otuzlu yıllarda, sözde bir plan önerildi. senkrokopter. Bu konsept, göbekleri dingil kamberi dışarı doğru minimum mesafeye yerleştirilmiş iki adet iki kanatlı rotorun kullanımını önermektedir. Pervaneler birbirine doğru dönmelidir ve dişli kutusunun özel tasarımı, kanatların üst üste gelmesini engeller.
Senkrokopter taşıyıcı sistem, klasik şema ile aynı modlarda gerekli kaldırmayı oluşturup uçuşu sağlayabilmektedir. Genel itme ve kaldırma kapasitesini artırabilme avantajına sahiptir ve itme vektörlerinin genişlemesi, havada asılı kalma ve diğer modlarda stabiliteyi artırır. Bu durumda iki pervanenin reaktif momentleri birbirini dengeler ve dümen sistemine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Ancak senkrokopterler yaygın olarak kullanılmamaktadır. Otuzlu yıllarda, bu tür ekipman Alman Flettner şirketi tarafından üretildi ve 1945'ten beri bu konu diğer ülkelerde ele alındı. Amerikan şirketi Kaman Aerosystems'in helikopterleri en iyi bilinmektedir. Belirli bir zamana kadar senkrokopterler talep edildi, ancak daha sonra yön azaldı - şimdi seride sadece bir örnek var. Her zaman, bu sınıfın 400-500'den fazla seri makinesi yapılmadı.
Bir senkrokopterin ana dezavantajı, birbirine yakın iki pervaneye tork sağlayan dişli kutusunun karmaşıklığıdır. Aynı özelliklere sahip tek rotorlu bir tahrikin çok daha kolay olduğu ortaya çıkıyor. Ek olarak, bir çift iki kanatlı pervane, sınırlı itme potansiyeline sahiptir. Bu nedenle, modern "ağır" senkrokopter Kaman K-Max, 2700 kg'dan fazla kaldırmaz ve bu bağlamda klasik şemanın birçok helikopterini kaybeder.
Döndür ve durdur
Dönen bir pervane ile sabit bir kanadı birleştirme fikri biliniyor. Bu durumda, kalkış ve hızlanma için ana rotorun dönüşü kullanılır. Belli bir hızda pervane durmalı ve kanatları sabit bir kanada dönüşmelidir. Bu, yüksek bir uçuş hızının geliştirilmesine izin verir, ancak yeni çözümlerin geliştirilmesini ve uygulanmasını gerektirir.
Örnek olarak, yetmişli yılların ortalarından beri S-72 helikopterini tamamlamak için geliştirilen Sikorsky X-Wing projesini düşünün. İkincisi, küçük bir taramanın gelişmiş bir kanadıyla donatılmış, ana ve kuyruk rotorlu bir helikopterdi. Gövdenin yanlarında, mile güç sağlayan (pervaneler için) ve jet itişi (yüksek hızlı uçuş için) oluşturan bir çift gaz türbini motoru vardı.
X-Wing taşıyıcı sistemi, yalnızca ortak bir adıma sahip bir eğik plaka ile donatılmış bir disk kaporta göbeği aldı. Dikey simetrik profile sahip dikdörtgen bıçaklar kullandık. Bıçağın ön ve arka kenarında, kompresörden dışarıya basınçlı havanın serbest bırakılması için açıklıklar vardı. Coanda etkisi nedeniyle havanın, bıçağın profilini "uzatması" ve kaldırmaya yardımcı olması gerekiyordu. Havanın sağlanma şekline bağlı olarak, bıçak dönerken ve sabit bir konumda eşit derecede verimli çalışabilir.
X-Wing sistemi bir rüzgar tünelinde başarıyla test edildi ve hatta deneyimli bir S-72'ye kuruldu. Ancak, planlanan uçuşlardan kısa bir süre önce, 1988'de NASA ve DARPA, çalışmayı durdurma emri verdi. Beklenen tüm faydalarıyla birlikte, olağandışı taşıyıcı sistem çok karmaşıktı. Ayrıca, proje 10 yıldan fazla uzadı ve maliyeti izin verilen sınırı aştı. Bu nedenle X-Wing konsepti daha fazla geliştirilmedi.
Lens uçuşta
Şu anda Fransız şirketi Conseil & Technique, alışılmadık bir taşıyıcı sisteme sahip hafif hava taksi helikopteri konsepti üzerinde çalışıyor. Pervanenin önerilen tasarımı, kalkış ve iniş modlarında oluşturulan kaldırma açısından geleneksel olana kaybeder, ancak daha fazla basitlik ve yatay uçuşta artan itme yaratma yeteneği bakımından farklılık gösterir. Gürültüyü azaltma yeteneği de belirtilmiştir.
Orijinal pervane, süpürülen alanın %70'ini kaplayan merceksi bir disk temelinde inşa edilmiştir. Kısa kanat kanatlarının kenarları boyunca monte edilmesi önerilir. Eğik plakayı yerleştirme olasılığı bildirilmemiştir; hız değiştirilerek çekiş kontrolü yapılabilmektedir.
Testler, yatay uçuş sırasında, disk parçasının, yapının bir bütün olarak geleneksel tasarım pervanesini özellikler açısından atlaması nedeniyle önemli bir kaldırma oluşturduğunu göstermiştir. Ek olarak, akışı durdurmadan hücum açısını 25 ° 'ye getirmek mümkün oldu. Geliştirilmekte olan uçak, hesaplamalara göre 200 km/s hıza ulaşabilecek.
Conseil & Technique firmasının projesi halen araştırma ve tasarım geliştirme aşamasındadır. Muhtemelen, yakın gelecekte, tam teşekküllü bir deneysel çok rotorlu helikopterin ortaya çıkabileceği, maketler üzerindeki testlere getirilecek. Bu alternatif tasarımın tüm görevleri çözüp havacılık sektöründe kendine yer bulup bulamayacağı bilinmiyor.
Alternatif aramak
Helikopterlerin uzun yıllardır varlığı ve aktif çalışması, taşıyıcı sistemin klasik tasarımının tüm avantajlarını göstermiştir. Onunla minimal benzerliği olan alternatif şemalar yaratma girişimleri henüz özel bir başarı ile taçlandırılmamıştır. Ancak bilim adamları ve mühendisler çalışmayı bırakmazlar ve gelecek vaat eden fikirleri aramaya devam ederler.
Bu türden başka bir proje şu anda oluşturuluyor ve sonuçları yakın gelecekte netlik kazanacak. Aynı zamanda, yeni yatak sistemlerinin hiçbirinin genel durum üzerinde gözle görülür bir etkisi olmayacağı ve klasik şema ve gelişiminin çeşitli varyantlarının havacılık teknolojisindeki yerini koruyacağı açıktır. Bununla birlikte, yeni gelişmeler - yeterli mükemmelliğe tabi - avantajlarının en uygun ve karlı olacağı nişlerini bulabilir.
