یک هلیکوپتر به این دلیل پرواز می کند که یک روتور بزرگ در بالای آن می چرخد. پروانه دارای پره هایی است. آنها به شکل بال های هواپیما هستند. و هنگامی که پره ها به سرعت روی پروانه می چرخند، نیرویی ایجاد می شود که این دستگاه را به هوا می برد.
در هلیکوپترهای مختلف، روی روتور اصلی - در غیر این صورت روتور نامیده می شود - ممکن است وجود داشته باشد مقادیر مختلفتیغه ها
یک هلیکوپتر سایز متوسط معمولا دارای سه پره است.
بزرگترین هلیکوپترها که دارای چهار پره روتور هستند، می توانند تعداد زیادی نفر یا بارهای بزرگ را به طور همزمان حمل کنند.
آنها می توانند در جهات مختلف پرواز کنند.
خلبان هنگام پرواز با هلیکوپتر می تواند روتور اصلی را به سمت چپ کج کند. و سپس ماشین هوایی او شروع به حرکت به سمت سمت چپ می کند. و اگر روتور اصلی را به سمت راست کج کنید، ماشین به سمت راست حرکت می کند.
اگر روتور را به جلو یا عقب کج کنید، هلیکوپتر به جلو یا عقب حرکت می کند - این یک دستگاه مطیع است.
هلیکوپترها حتی می توانند در هوا شناور باشند. این خاصیت برای موارد مختلف بسیار مفید است. و برای سایر خودروهای بالدار در دسترس نیست.
جالب است:
در بالای هلیکوپتر یک پروانه بزرگ وجود دارد - یک روتور. اگر روتور از یک موقعیت افقی در یک جهت یا جهت دیگر کج شود، که خلبان می تواند با استفاده از اهرم های کنترل انجام دهد، هلیکوپتر دقیقاً در جهت شیب روتور حرکت می کند. زیرا نیروی بالابر تیغه های دوار نیز به نیروی حرکت افقی انتقالی آنها اضافه می شود. هر هلیکوپتر دارای یک ملخ کوچک اضافی در دم خود است. به صورت عمودی قرار دارد و برای جلوگیری از چرخش هلیکوپتر هنگام کار روتور اصلی مورد نیاز است.
دستورالعمل ها
حتی لئوناردو داوینچی نیز در یادداشت های درخشان خود به این نکته اشاره کرده است که برای پرواز، نیازی نیست بال های خود را تکان دهید، بلکه به آنها سرعت افقی بدهید و اجازه دهید نسبت به هوا حرکت کنند. مخترع افسانه ای معتقد بود که وقتی یک بال صاف با توده های هوا تعامل می کند، نیروی بالابر باید به وجود بیاید که از وزن هواپیما بیشتر می شود. اما ما باید چندین قرن صبر می کردیم تا این اصل محقق شود.
آزمایش‌کنندگان آزمایش‌هایی را با بال‌های صاف با موفقیت انجام دادند. با قرار دادن چنین صفحه ای در زاویه کمی نسبت به جریان هوا، می توان مشاهده کرد که چگونه نیروی بالابر ایجاد می شود. اما یک نیروی کشش نیز ظاهر می شود که تمایل دارد بال صاف را به عقب براند. محققان زاویه ای که در آن جریان هوا در صفحه بال عمل می کند، زاویه حمله نامیدند. هر چه بزرگتر باشد، نیروهای بالابر و کشش بیشتر می شود.
در روزهای اولیه هوانوردی، محققان دریافتند که کارآمدترین زاویه حمله برای یک بال مسطح 2 تا 9 درجه است. با مقدار کمتر، ایجاد نیروی بالابر لازم امکان پذیر نخواهد بود. و اگر زاویه حمله بیش از حد بزرگ باشد، مقاومت غیر ضروری در برابر حرکت ایجاد می شود - بال به سادگی به بادبان تبدیل می شود. دانشمندان نسبت بالابر به نیروی کشش را کیفیت آیرودینامیکی بال می نامند.
مشاهدات پرندگان نشان داده است که بال های آنها اصلا صاف نیست. معلوم شد که فقط یک نمایه محدب می تواند کیفیت آیرودینامیکی بالایی را ارائه دهد. دویدن روی یک بال که محدب دارد قسمت بالاو کف صاف، جریان هوا به دو قسمت تقسیم می شود. بالادست سرعت بیشتری دارد زیرا باید مسافت بیشتری را طی کند. اختلاف فشار ایجاد می شود که نیرویی رو به بالا ایجاد می کند. می توانید با تنظیم زاویه حمله آن را افزایش دهید.
هواپیماهای مدرن وزن قابل توجهی دارند. اما نیروی بالابری که در لحظه برخاستن به وجود می آید به سازه سنگین اجازه می دهد تا از سطح زمین جدا شود. راز در مشخصات درست انتخاب شده بال، در محاسبه دقیق منطقه و زاویه حمله آنها نهفته است. اگر بال هواپیما کاملاً مسطح بود، پرواز با هواپیمای سنگین تر از هوا غیرممکن بود.
از بالابر نه تنها هنگام برخاستن و نگه داشتن هواپیما در هوا استفاده می شود. همچنین برای کنترل هواپیما در حال پرواز مورد نیاز است. برای انجام این کار، بال ها به تعدادی عنصر متحرک تقسیم می شوند. هنگام انجام مانور، چنین فلپ ها موقعیت خود را نسبت به قسمت ثابت بال تغییر می دهند. این هواپیما دارای یک دم افقی است که به عنوان آسانسور عمل می کند و یک دم عمودی که به عنوان سکان عمل می کند. چنین عناصر ساختاری پایداری هواپیما را در هوا تضمین می کند.
حداکثر ارتفاع پرواز توسط دو "سقف" تعیین می شود: ایستا و دینامیک. در مورد اول، ما در مورد بلند کردن عمودی فقط با کمک روتور صحبت می کنیم. این رقم معمولا کمتر است. در حالت دوم، بلند کردن هم با کمک پیچ و هم به دلیل سرعت حرکت خطی انجام می شود. در این صورت می توانید بالاتر بروید.
هلیکوپتر: ویژگی ها
در هواپیما به دلیل سرعت و پیکربندی بال شکل می گیرد. یک هلیکوپتر به روشی کاملاً متفاوت بالا می رود. حداکثر ارتفاع پرواز به ندرت از 3000-3500 متر تجاوز می کند. برای بلند کردن از یک نیروگاه و یک روتور اصلی استفاده می شود. سرعت قابل مقایسه با هواپیما نیست، اما یک هلیکوپتر می تواند به راحتی بدون باند پرواز کند، در یک باند فرود آماده فرود بیاید، در جای خود شناور شود و به طرفین حرکت کند.
طبق دستورالعمل خلبانان از خاموش کردن موتورهای خود در هنگام فرود در ارتفاعات بالای 3000 متر منع می شوند. عملکرد عادیبرای اکثر هلیکوپترها تا 4.5 کیلومتر در حالت عادی امکان پذیر است. بالاتر از این آستانه، هوا کمیاب می شود و تیغه های پروانه باید حداکثر زاویه حمله را داشته باشند. و این می تواند منجر به شرایط اضطراری شود.
انواع
برای تعیین عینی شاخص ها، باید مشخص شود که چه نوع هلیکوپتری است. حداکثر ارتفاع پرواز را می توان برای چهار زیر کلاس روتورکرافت تنظیم کرد که طبق ویژگی های طراحی آنها توسط فدراسیون بین المللی هوانوردی (FAI) به آنها تقسیم می شود.
علاوه بر هلیکوپتر، جایروپلن نیز تعریف شده است که روتور اصلی در آن ها زاویه شیب را تغییر نمی دهد و تنها برای ایجاد بالابر استفاده می شود. زیرگروه دیگر tiltrotors است. ملخ آنها همراه با موتورهایشان در هنگام برخاستن به سمت بالا هدایت می شوند و در پرواز افقی مانند هواپیما می چرخند و عمل می کنند. یک زیر کلاس جداگانه از روتورکرافت متمایز می شود که در آن علاوه بر روتور اصلی، از هواپیماهای آیرودینامیکی جانبی روی بدنه (بالها) برای ایجاد بالابر استفاده می شود.
همه هلیکوپترها نیز بسته به وزن برخاست به پنج گروه تقسیم می شوند: از 500 کیلوگرم تا 4500 کیلوگرم. علاوه بر این، نوع انتصاب نیز مشخص می شود: غیرنظامی یا نظامی. در میان آنها، بسته به ویژگی های استفاده، می توان زیر کلاس های جداگانه را متمایز کرد: حمل و نقل، چند منظوره، جستجو و نجات، آتش نشانی، کشاورزی، هلیکوپترهای جرثقیل و غیره.
هلیکوپتر: حداکثر ارتفاع پرواز
هر دو "سقف" ایستا و پویا محدودیت هایی دارند. محدودیت‌هایی برای تعیین محدودیت‌ها معرفی شده‌اند که فراتر از آنها می‌تواند منجر به اختلال در جریان هوا از پره‌های روتور شود. روتورکرافت در ارتفاعات تا ارتفاع 4500 متری با حداکثر "سقف" تا 6 کیلومتر برای هواپیماهای منفرد مطمئن تر است.
حداکثر ارتفاع پرواز هلیکوپتر که به عنوان رکورد مطلق ثبت شده است 12442 متر است که توسط هوانورد فرانسوی ژان بوله ثبت شده است. Aerospatiale "Lama" او که متعلق به زیر کلاس "هلیکوپترها" بود، در سال 1972 توانست بر علامت 12 کیلومتری غلبه کند. آن پرواز می‌توانست مرگبار تمام شود، زیرا در ارتفاعی که دمای آن زیر 60 درجه سانتیگراد بود، موتور متوقف شد. خلبان مجبور شد رکورد دیگری را ثبت کند - حداکثر نزول ارتفاع در حالت خود چرخشی روتور اصلی.
هلیکوپتر "کوسه"
خودروی دو روتور با آرایش کواکسیال که برای سرویس به کار گرفته شده است - Ka-50 - دارای یک سقف ثابت است، تعریف شده مشخصات فنیدر سطح 4000 متر. حداکثر ارتفاع پرواز پویا هلیکوپتر کوسه می تواند تا 5500 متر باشد. سرعت پرواز در حالت کروز 260 کیلومتر در ساعت، به پهلو - 80 کیلومتر در ساعت، به عقب - تا 90 کیلومتر در ساعت است. با سرعت 28 متر بر ثانیه ارتفاع می گیرد. قادر به انجام یک "حلقه مرده" کامل است، اگرچه چنین مانوری به دلیل احتمال زیاد گیر کردن پیچ ها خطرناک است.
برای مقایسه، حداکثر ارتفاع پرواز هلیکوپتر Mi-26 6500 متر و Mi-28 5800 متر است. آپاچی AN-64 آمریکایی می تواند تا 6400 متر افزایش یابد. تمساح مدرن Ka-52 درست مانند کوسه، در ارتفاع 5700 متری پرواز می کند.
چوب کنترل گام چرخشی روتور اصلی را تعیین می کند. با کمک آن، خلبان هلیکوپتر را به صورت چرخشی و زمینی کنترل می کند. کار کردن با چوب کنترل در حین آویزان کردن مانند ایجاد تعادل روی نوک سوزن است. تقریباً هر عملی نیاز به تصحیح مربوطه توسط سایر کنترل ها دارد. به عنوان مثال، برای افزایش سرعت، خلبان چوب را از خود دور می کند و ماشین را به جلو کج می کند. در این حالت مولفه عمودی در بردار رانش پروانه کاهش می یابد و برای از دست دادن ارتفاع لازم است گام کلی را افزایش دهید (اهرم "گام دریچه گاز" را بالا ببرید).
1. دستگیره کنترل. 2. اهرم استپ دریچه گاز. 3. پدال. 4. مدیریت ارتباطات. 5-قطب نما
استپ دریچه گاز. با بالا بردن اهرم دریچه گاز، خلبان گام کلی (زاویه حمله پره ها) روتور اصلی را افزایش می دهد و در نتیجه نیروی رانش را افزایش می دهد. در صورت افزایش شدید گام، گشتاور واکنشی پروانه تغییر می کند و هلیکوپتر تمایل به تغییر مسیر دارد. برای ماندن در مسیر انتخاب شده، خلبان به طور همزمان با اهرم استپ دریچه گاز و پدال ها کار می کند.
پدال ها گام روتور تثبیت کننده ("دم") را تعیین می کنند. با کمک آنها، خلبان مسیر ماشین را کنترل می کند. پدال زدن تیز بر گشتاور واکنش پروانه تثبیت کننده تأثیر می گذارد و علیرغم جرم ناچیز آن، تا حدودی بر روی زمین تأثیر می گذارد. سرگئی دروی می‌گوید: «مربیان باتجربه گاهی اوقات با تعمیر چوب کنترل و دریچه گاز و کنترل ارتفاع و سرعت پرواز، فقط کمی دم را تکان می‌دهند، ترفندی به دانشجویان نشان می‌دهند.» شایعات در مورد «رادیو- هلیکوپترهای کنترل شده» و جادوهای دیگر ظاهر می شوند.
6. واریومتر (نشانگر سرعت عمودی). 7. افق نگرش. 8. نشانگر سرعت هوا. 9. سرعت سنج (در سمت چپ نشانگر دور موتور، در سمت راست پروانه است). 10. ارتفاع سنج. 11. نشانگر فشار در منیفولد ورودی (ایده ای از ذخیره قدرت موتور در یک بار معین و شرایط آب و هوایی ارائه می دهد). 12. لامپ های سیگنال. 13. دمای هوا در مجرای ورودی. 14. ساعت. 15. ابزار موتور (فشار و دمای روغن، سطح سوخت، ولتاژ داخل هواپیما). 16. کنترل روشنایی. 17. کلید درایو قدرت کلاچ (گشتاور را پس از گرم شدن موتور به پروانه منتقل می کند). 18. کلید اصلی. 19. سوئیچ جرقه زنی. 20. گرمایش کابین. 21. تهویه کابین. 22. میکسر اینترکام. 23. ایستگاه رادیویی.
توزیع توجه
مهمترین مهارت برای پرواز با هلیکوپتر است انتخاب درستجهت مشاهده به کادت ها آموزش داده می شود که در حالی که در فاصله 5-15 متری جلوی خود به زمین نگاه می کنند، بلند شوند و فرود بیایند. این هندسه ساده است. اگر بیشتر به سمت افق نگاه کنید، ممکن است متوجه تغییرات قابل توجهی در ارتفاع نشوید. خلبانان هلیکوپتر مستقیماً به "زیر لبه کابین خلبان" نگاه می کنند و متوجه تغییرات میلی متری در ارتفاع می شوند. اگر کادت همان جهت نگاه را انتخاب کند، نوسانات کوچکی را می بیند، اما نمی تواند آنها را اصلاح کند - او مهارت های کافی و مهارت های حرکتی ظریفی که با تجربه به دست می آید، نخواهد داشت. بنابراین، هنگام تمرین، مربی پیشنهاد می کند که کادت با نگاه کردن به 15 متر شروع کند و سپس به تدریج این فاصله را کاهش دهد.
"شیر" روی تونل مرکزی اصطکاک دسته کنترل را کنترل می کند. با کمک آن، خلبان می تواند مقاومت روی دسته را تا زمانی که کاملاً قفل شود، افزایش دهد. این ویژگی به پروازهای طولانی مدت کمک می کند.
جهت اصلی دید در پرواز در طول مسیر "هود-افق" است. اگر موقعیت افق نسبت به کاپوت تغییر نکند، به این معنی است که هلیکوپتر در یک ارتفاع معین با سرعت ثابت پرواز می کند. "نوک زدن" به احتمال زیاد به معنای افزایش سرعت و از دست دادن ارتفاع خواهد بود؛ کج شدن خط افق به معنای تغییر مسیر است. سرگئی دروی می‌گوید: «در هوای خوب، می‌توانید با نوار ابزار به بالا پرواز کنید، اما با بسته شدن پنجره‌های کابین خلبان، دورتر پرواز نمی‌کنید.»
پله یا گاز؟
بیشتر هلیکوپترهای مدرن دارای اتوماسیونی هستند که سوخت رسانی به موتور را تنظیم می کند تا سرعت روتور را در محدوده عملیاتی باریکی نگه دارد. با چرخاندن دسته اهرم "گام دریچه گاز"، خلبان می تواند به طور مستقل منبع سوخت را کنترل کند. در طول پرواز، خلبان می تواند احساس کند که چگونه دسته خود کمی در دستش می چرخد - این یک عملیات خودکار است. این اتفاق می افتد که افراد تازه وارد در تنش دسته را فشار می دهند و از کارکرد دستگاه جلوگیری می کنند و سیگنال صوتی، هشدار کاهش سرعت.
چرخش خودکار
حالت چرخش خودکار، که در آن پروانه با زاویه حمله کوچک با استفاده از انرژی جریان هوای ورودی می چرخد، به شما این امکان را می دهد که در صورت لزوم، محل فرود را انتخاب کنید و با موتور خاموش فرود بیایید. برای حفظ حالت، خلبان به سرعت سنج نگاه می کند. اگر سرعت پروانه کمتر از محدوده عملیاتی شود، باید به آرامی گام کلی پروانه را کاهش دهید. اگر سرعت افزایش یابد، زمین جمعی باید افزایش یابد. در عین حال، هلیکوپتر از نظر هدینگ، رول و زمین کاملاً قابل کنترل است.
بالگردها
برنج. 1. توضیح اصل پرواز هلیکوپتر
روتور اصلی (RO) برای پشتیبانی و حرکت هلیکوپتر در هوا عمل می کند.
هنگام چرخش در یک صفحه افقی، NV یک رانش (T) به سمت بالا و غیره ایجاد می کند. به عنوان ایجاد کننده نیروی بالابر (Y) عمل می کند. هنگامی که رانش NV بیشتر از وزن هلیکوپتر (G) باشد، هلیکوپتر بدون تیک آف از زمین بلند می شود و صعود عمودی را آغاز می کند. اگر وزن هلیکوپتر و نیروی رانش NV برابر باشد، هلیکوپتر بدون حرکت در هوا معلق می شود. برای فرود عمودی، کافی است چند ضربه NV ایجاد کنید. وزن کمتربالگرد. نیروی (P) برای حرکت رو به جلو هلیکوپتر با کج کردن صفحه چرخش NV با استفاده از سیستم کنترل روتور تأمین می شود. شیب هواپیمای چرخشی NV باعث شیب متناظر کل نیروی آیرودینامیکی می شود، در حالی که جزء عمودی آن هلیکوپتر را در هوا نگه می دارد و جزء افقی باعث حرکت انتقالی هلیکوپتر در جهت مربوطه می شود.
برنج. 2. قسمت های اصلی هلیکوپتر:
1 - بدنه؛ 2- موتورهای هواپیما 3 - روتور اصلی 4 - انتقال؛ 5 - روتور دم.
6 - تیر انتهایی؛ 7 - تثبیت کننده؛ 8 - بوم دم; 9 – شاسی
بدنه اصلی ترین بخش ساختار هلیکوپتر است که برای اتصال تمام قسمت های آن به یک کل و همچنین برای جا دادن خدمه، مسافران، محموله و تجهیزات به کار می رود. دارای دم و بوم های انتهایی برای قرار دادن روتور دم در خارج از ناحیه چرخش NV و بال (در برخی هلیکوپترها بال برای افزایش نصب شده است. حداکثر سرعت، بیشینه سرعتپرواز به دلیل تخلیه جزئی - (MI-24)). نیروگاه (موتورها) منبع انرژی مکانیکی برای به حرکت درآوردن روتورهای اصلی و دم است. این شامل موتورها و سیستم هایی است که عملکرد آنها را تضمین می کند (سوخت، روغن، سیستم خنک کننده، سیستم راه اندازی موتور و غیره).
NV برای پشتیبانی و حرکت هلیکوپتر در هوا کار می کند و از پره هایی تشکیل شده است
و بوشینگ های NV. گیربکس برای انتقال نیرو از موتور به روتورهای اصلی و دم کار می کند. اجزای گیربکس شفت، گیربکس و کوپلینگ هستند. روتور دم (RT) (هم کشش و هم هل دادن) برای متعادل کردن گشتاور واکنشی که در طول چرخش روتور رخ می دهد و برای کنترل جهت هلیکوپتر استفاده می شود. نیروی رانش پروانه لحظه ای را نسبت به مرکز ثقل هلیکوپتر ایجاد می کند که گشتاور واکنشی پروانه را متعادل می کند. برای چرخاندن هلیکوپتر کافی است میزان رانش هلیکوپتر را تغییر دهید. RV همچنین از تیغه ها و یک بوش تشکیل شده است.
سیستم کنترل هلیکوپتر (CS) از کنترل های دست و پا تشکیل شده است. آنها شامل اهرم های فرمان (چوب کنترل، اهرم استپ دریچه گاز و پدال ها) و سیستم های سیم کشی به MV و PV هستند. NV با استفاده از دستگاه خاصی به نام swashplate کنترل می شود. RV توسط پدال ها کنترل می شود.
دستگاه های برخاست و فرود (TLU) به عنوان پشتیبان برای هلیکوپتر در هنگام پارک عمل می کنند و از حرکت هلیکوپتر بر روی زمین، برخاست و فرود اطمینان حاصل می کنند. برای نرم کردن ضربه ها و ضربه ها مجهز به ضربه گیر هستند. دستگاه های برخاست و فرود را می توان به صورت شاسی چرخ دار، شناور و اسکی ساخت.
برنج. 3. فرم کلیطراحی هلیکوپتر (با استفاده از نمونه هلیکوپتر رزمی MI-24P).