Princip upravljanja helikopterom. Kako radi helikopter? Opći zahtjevi uključuju

Danas su ljudi izmislili mnoge različite vrste tehnologije koje ne samo da se mogu kretati po cestama, već i letjeti. Avioni, helikopteri i druge letjelice omogućile su istraživanje zračnog prostora. Helikopterski motori, koji su bili potrebni za normalan rad odgovarajućih strojeva, vrlo su snažni.

Opći opis uređaja

Trenutno postoje dvije vrste takvih jedinica. Prvi tip su klipni motori ili drugi tip su motori koji udišu zrak. Osim toga, raketni motor može djelovati i kao motor helikoptera. Međutim, obično se ne koristi kao glavni, već se nakratko uključuje u rad stroja kada je potrebna dodatna snaga, na primjer, tijekom slijetanja ili polijetanja.

Ranije su se često koristili za ugradnju na helikoptere. Imali su dizajn s jednom osovinom, ali su ih počeli prilično snažno zamjenjivati druge vrste opreme. To je postalo posebno vidljivo na višemotornim helikopterima. U ovoj vrsti tehnologije najviše se koriste turboelisni helikopterski motori s dvije osovine i tzv. slobodnom turbinom.

Jedinice s dvije osovine

Posebnost takvih uređaja bila je da turbopunjač nije imao izravnu mehaničku vezu s glavnim rotorom. Korištenje turboelisnih jedinica s dvije osovine smatralo se prilično učinkovitima, jer su omogućile potpuno korištenje strukture snage helikoptera. Stvar je u tome što u ovom slučaju brzina rotacije glavnog rotora opreme nije ovisila o brzini rotacije turbopunjača, što je zauzvrat omogućilo odabir optimalne frekvencije za svaki način leta zasebno. Drugim riječima, turboelisni helikopterski motor s dvije osovine osiguravao je učinkovit i pouzdan rad elektrane.

Pogon mlaznog propelera

Helikopteri također koriste pogon na mlazni propeler. U ovom slučaju, obodna sila će se primijeniti izravno na same lopatice propelera, bez korištenja teškog i složenog mehaničkog prijenosa koji bi tjerao cijeli propeler da se okreće. Da bi se stvorila takva obodna sila, koriste se ili autonomni mlazni motori koji se nalaze na lopaticama rotora ili pribjegavaju istjecanju plina (komprimirani zrak). U tom slučaju, plin će izlaziti kroz posebne rupe za mlaznice, koje se nalaze na kraju svake lopatice.

Što se tiče ekonomičnosti rada reaktivnog pogona, ovdje će biti inferioran u odnosu na mehanički. Ako odaberete najekonomičniju opciju samo među mlaznim uređajima, onda je najbolji turbomlazni motor, koji se nalazi na lopaticama propelera. Međutim, pokazalo se da je konstruktivno stvaranje takvog uređaja preteško, zbog čega takvi uređaji nisu dobili široku praktičnu upotrebu. Zbog toga tvornice motora za helikoptere nisu započele masovnu proizvodnju.

Prvi modeli turboosovinskih uređaja

Prvi motori s turboosovinom stvoreni su 60-70-ih. Treba napomenuti da je u to vrijeme takva oprema u potpunosti zadovoljavala sve potrebe ne samo civilnog, već i vojnog zrakoplovstva. Takve su jedinice mogle osigurati paritet, au nekim slučajevima i superiornost nad izumima konkurenata. Najmasovnija proizvodnja turboosovinskih helikopterskih motora ostvarena je montažom modela TV3-117. Važno je napomenuti da je ovaj uređaj imao nekoliko različitih modifikacija.

Osim njega, model D-136 također je dobio dobru distribuciju. Prije izlaska ova dva modela proizvodili su se D-25V i TV2-117, ali u to vrijeme više nisu mogli konkurirati novim motorima, pa je njihova proizvodnja prekinuta. Međutim, pošteno je reći da ih je dosta proizvedeno i da su još uvijek instalirani na onim vrstama zračnog prijevoza koji su pušteni prije dosta vremena.

Gradacija opreme

Sredinom 80-ih pojavila se potreba za unificiranjem dizajna motora helikoptera. Kako bi se riješio problem, odlučeno je da se svi turboosovinski i turboprop motori dostupni u to vrijeme dovedu u zajednički raspon veličina. Ovaj prijedlog je prihvaćen na razini Vlade, pa je došlo do podjele u 4 kategorije.

Prva kategorija su uređaji s kapacitetom od 400 KS. s., drugi - 800 l. s., treći - 1600 l. S. i četvrti - 3200 l. S. Osim toga, odobrena je izrada još dva modela plinskoturbinskog motora helikoptera. Njihova snaga bila je 250 KS. S. (0 kategorija) i 6000 l. S. (kategorija 5). Osim toga, pretpostavljeno je da će svaka kategorija ovih uređaja biti sposobna generirati snagu od 15-25%.

Daljnji razvoj

Kako bi u potpunosti osigurao razvoj i konstrukciju novih modela, CIAM je proveo prilično opsežna istraživanja. Time je omogućeno dobivanje znanstveno-tehničke podloge (NTR) prema kojoj će se dalje odvijati razvoj ovog područja.

Ovaj NTZ je ukazao da bi princip rada helikopterskih motora budućih generacija trebao biti zasnovan na jednostavnom principu Braytonovog termodinamičkog ciklusa. U tom će slučaju razvoj i izgradnja novih jedinica biti obećavajući. Što se tiče dizajna novih modela, oni bi trebali imati plinski generator s jednom osovinom i pogonsku turbinu s prednjim izlazom pogonske osovine kroz ovaj plinski generator. Osim toga, dizajn mora uključivati i ugrađeni mjenjač.

U skladu sa svim zahtjevima znanstvene i tehničke pozadine, u Omskom dizajnerskom birou započeo je rad na proizvodnji takvog modela motora helikoptera kao što je TV GDT TV-0-100, snaga ovog uređaja trebala je biti 720 KS . s., i odlučeno je da se koristi na stroju kao što je Ka-126. Međutim, 90-ih su svi radovi zaustavljeni, unatoč činjenici da je u to vrijeme uređaj bio prilično napredan, a također je imao mogućnost povećanja snage na pokazatelje poput 800-850 KS. S.

Proizvodnja u OJSC Rybinsk Motors

U isto vrijeme, Rybinsk Motors OJSC je fino podešavao model motora kao što je TV GDT RD-600V. Snaga uređaja bila je 1300 litara. s., a planirali su ga koristiti za takav tip helikoptera kao što je Ka-60. Generator plina za takvu jedinicu izrađen je prema prilično kompaktnom dizajnu, koji je uključivao četverostupanjski centrifugalni kompresor. Imao je 3 aksijalna stupnja i 1 centrifugalni stupanj. Brzina rotacije koju pruža takva jedinica dosegla je 6000 o / min. Izvrstan dodatak bio je da je takav motor dodatno opremljen zaštitom od prašine i prljavštine, kao i od ulaska drugih stranih predmeta. Ovaj tip motora prošao je niz različitih testova, a konačna certifikacija je završena 2001. godine.

Nadalje, vrijedno je napomenuti da su paralelno s usavršavanjem ovog motora stručnjaci radili na stvaranju turboprop motora TVD-1500B, koji je planiran za upotrebu na helikopterima An-38. Snaga ovog modela je samo 100 KS. S. veći i tako je iznosio 1400 l. S. Što se tiče plinskog generatora, njegov izgled i oprema bili su isti kao na modelu RD-600V. Tijekom njihovog razvoja, stvaranja i konfiguracije, planirano je da će činiti osnovu za obitelj motora kao što su turboosovinski i turboelisni.

Motocikl s helikopterskim motorom

Danas je proizvodnja raznih vrsta opreme prilično napredovala. To vrijedi za gotovo sve industrije, uključujući i proizvodnju motocikala. Svaki proizvođač uvijek je pokušavao svoj novi model učiniti jedinstvenijim i originalnijim od svojih konkurenata. Zbog te želje, tvrtka Marine Turbine Technologies nedavno je izdala prvi motocikl koji je pokretao helikopterski motor. Naravno, ova promjena uvelike je utjecala i na konstrukcijski dio stroja i na njegove tehničke karakteristike.

Parametri opreme

Naravno, karakteristike motocikla koji ima na raspolaganju helikopterski motor imaju i jedinstvene tehničke parametre. Osim što je ovakva inovacija omogućila ubrzanje motocikla do gotovo nezamislivih 400 km/h, postoje i druga svojstva na koja također vrijedi obratiti pažnju.

Prvo, volumen spremnika goriva ovog modela je 34 litre. Drugo, težina opreme je značajno porasla i iznosi 208,7 kg. Snaga ovog motocikla je 320 konjskih snaga. Najveća moguća brzina koja bi se mogla postići na ovakvom uređaju je 420 km/h, a veličina naplataka mu je 17 inča. Zadnje što vrijedi spomenuti je da je rad motora helikoptera uvelike utjecao na proces ubrzanja, zbog čega oprema dostiže svoj limit za nekoliko sekundi.

Prva takva kreacija koju je Marine Turbine Technologies pokazala svijetu zvala se Y2K. Ovdje možemo dodati da točno vrijeme ubrzanja do 100 km/h traje samo jednu i pol sekundu.

Sumirajući sve gore navedeno, možemo reći da je industrija za stvaranje motora za helikoptere daleko odmakla, a trenutni razvoj tehnologije omogućio je korištenje proizvoda čak iu opremi kao što su motocikli.

Danas je helikopter najsvestranija letjelica. U mnogim zemljama to se zove " helikopter“, koja je nastala od dvije grčke riječi, u prijevodu „spirala” i „krilo”. Helikopter, koji dugo lebdi na jednom mjestu, tada može letjeti u bilo kojem smjeru, a da se ni ne okrene. A također mu ne trebaju posebne piste, jer je u stanju okomito poletjeti bez "trčanja" i okomito sletjeti bez "trčanja". Zahvaljujući tome, helikopteri se široko koriste za transport do teško dostupnih mjesta, za gašenje požara, sanitarne i spasilačke poslove.

Glavna razlika između helikoptera i zrakoplova je u tome što polijeće bez ubrzanja i podiže se u okomitom položaju. Helikopter nema krila, već umjesto toga ima veliki propeler smješten na krovu i mali propeler na repu. Glavna prednost helikoptera je sposobnost manevriranja. Može dugo lebdjeti u zraku i, osim toga, letjeti unatrag. Helikopteru za slijetanje nije potrebno uzletište: može sletjeti na bilo koje ravno područje, čak i visoko u planinama.

Početkom dvadesetog stoljeća Francuz P. Cornu prvi je u svijetu upravljao helikopterom. Uspio je odletjeti do visine od 150 centimetara, odnosno visio je u svom izumu negdje u razini prsa odraslog čovjeka. Tada je ovaj let trajao samo 20 sekundi. Paul Cornu je zaključio da je visina previsoka, a i puno je riskirao, pa se naknadno vinuo uvis samo sa sigurnosnom mrežom - na uzici.

Glavni element dizajna zbog kojeg helikopter uzlijeće i zatim se vinje nebom je njegov veliki propeler. Stalno zahvata zrak svojim lopaticama, zbog čega helikopter leti. Istodobno, repni rotor sprječava da se tijelo ove ptice letačice okreće u smjeru suprotnom od okretanja glavnog rotora. Ovaj dizajn helikoptera izumio je 1940-ih ruski inženjer.

Kada se glavni rotor helikoptera okreće, javlja se sila reakcije koja ga vrti u suprotnom smjeru. Ovisno o načinu uravnoteženja te sile, razlikuju se helikopteri s jednim i s dva rotora. Kod helikoptera s jednim rotorom sila reakcije se eliminira pomoćnim repnim rotorom, a kod helikoptera s dva rotora zbog toga što se rotori okreću u suprotnim smjerovima.

Vrste helikoptera.

Glavna svrha jurišnih helikoptera je poraz neprijateljskih kopnenih ciljeva. To su najbolji vojni helikopteri, zbog čega se takvi strojevi nazivaju i jurišnim helikopterima. Njihovo naoružanje sastoji se od vođenih protutenkovskih i zrakoplovnih projektila, teških strojnica i malokalibarskih topova.

Jurišni helikopter može uništiti ogromnu količinu neprijateljske opreme i ljudstva u jednoj bitci. Jurišni helikopter Eurocopter Tiger u službi je vojski Francuske, Španjolske, Njemačke i Australije.

Ruski helikopter Ka-50 smatra se jednim od najupravljivijih jurišnih helikoptera na svijetu. U svijetu je poznata pod nadimkom Black Shark. Ovaj helikopter opremljen je s dva velika propelera, a rep mu je poput aviona. Helikopter Black Shark izvodi najsloženije akrobatike i sposoban je lebdjeti u zraku do 12 sati. Zahvaljujući suvremenoj automatizaciji, Ka-50 kontrolira samo jedan pilot.

Godine 1983. u američkoj državi Arizoni stvoren je jurišni helikopter AN-64 Apache. Njegovo naoružanje uključivalo je automatski brzometni top i 16 vođenih protutenkovskih projektila. Helikopter Apache može postići brzinu do tri stotine kilometara na sat i letjeti na visini od 6 kilometara. Ovaj helikopter savršeno manevrira kako u mrklom mraku tako iu najgorim vremenskim uvjetima. Helikopter Apache i danas je glavni helikopter koji koristi američka vojska.

Transportni helikopter može se koristiti za prijevoz putnika i tereta. Ostale vrste helikoptera uključuju specijalni spasilački helikopter i laki istraživački helikopter dvosjed.

.

Glavni rotor helikoptera: jedan ili više (obično dva) glavna rotora koriste se za let. Njegove lopatice (do 8 komada) djeluju poput krila aviona i pri rotaciji stvaraju potrebnu silu podizanja. Isprva su se lopatice izrađivale od metala, a od kasnih pedesetih godina prošlog stoljeća izrađuju se od stakloplastike.

Pomoćni rotor služi za uklanjanje sile reakcije koja okreće helikopter u suprotnom smjeru kada se glavni rotor vrti. Ponekad se umjesto propelera može ugraditi mlaznica na repnu granu. Motor helikoptera A pokreće glavne i pomoćne vijke na okretanje. To je obično klipni ili mlazni motor.

Pilot u kokpitu V nalazi se kontrolno kormilo (upravljač), koje okreće pilot kako bi letio u smjeru koji mu je potreban. Kormilo mijenja nagib lopatica propelera, tijekom leta jedan dio kruga koji propeler opisuje spuštat će se niže od drugoga i helikopter će letjeti u tom smjeru.

Trup uključuje pilotsku kabinu, putnički ili teretni prostor i motorni prostor. Šasija - budući da helikopter ne mora "trčati" za polijetanje i slijetanje, vrlo često se šasija s kotačima zamjenjuje praktičnijim skijama.

20.06.2015

Princip letenja aviona i helikoptera

Svako tijelo koje se kreće u zraku neprekidno doživljava otpor svom kretanju od strane potonjeg. Stoga, da biste pokrenuli tijelo, morate svladati otpor i primijeniti određenu silu. Sila otpora zraka na koju nailazi tijelo koje se u njemu kreće upravno je proporcionalna gustoći zraka, površini tijela, kvadratu brzine kretanja i ovisi o obliku tijela, njegovoj glatkoći i položaju u strujanju zraka.
Na temelju ovog osnovnog zakona aerodinamike može se utvrditi da ako se istom silom djeluje na tijela različitih oblika i veličina smještena u različitim okruženjima, tada će njihova brzina kretanja biti različita.
Ako u struju zraka postavite tijela raznih oblika - ploču, tijelo uglatog oblika i tijelo u obliku kapi, tada se ispostavlja da što je veća razlika tlaka ispred i iza njih, to je veća površina vrtloga, manja brzina gibanja tijela u zraku i veća sila otpora. Ta sila, usmjerena izravno protiv gibanja tijela, naziva se sila otpora ili otpor.
Kod strujanja oko tijela uglatog oblika strujanje se manje usporava nego kod strujanja oko ploče, stoga će i područje niskog tlaka i otpor biti manji (slika 1).

Ako se u struju zraka stavi kapljičasto tijelo savršenijeg aerodinamičkog oblika, tada će pritisak ispred i iza tog tijela biti beznačajan, budući da struje zraka tijesno struju oko njega i gotovo ne stvaraju turbulencije. U prisutnosti takvih tijela bit će potrebna najmanja sila za prevladavanje otpora. Iz navedenog postaje jasno da su u zrakoplovstvu od presudne važnosti aerodinamični oblici tijela koji stvaraju najmanji mogući otpor i ne izazivaju turbulencije. Takvim tijelima prije
To uključuje tijela u obliku suze i krila. Krila aviona su njegovi glavni dijelovi. Oni stvaraju uzgon i omogućuju let.
Razmotrimo općenito uzroke dizanja (slika 2). Neka se krilo kreće u zraku pod određenim napadnim kutom. Čestice zraka koje udare u leteće krilo savijat će se oko gornje, konveksne i donje, ravne ili blago konkavne površine krila. U isto vrijeme, potoci koji teku oko krila odozgo moraju prijeći dužu udaljenost nego potoci koji teku oko krila odozdo. To znači da će se gornji tokovi kretati većom brzinom od donjih.

Iz Bernoullijevog zakona proizlazi da što je veća brzina protoka, to je manji tlak u njemu. Stoga se iznad krila stvara manji pritisak nego ispod krila. Uslijed razlike u tlaku, krilo, s jedne strane, kao da je usisano prema gore zbog smanjenog tlaka, a s druge strane također je poduprto zbog povećanog tlaka. Kao rezultat toga, nastaje sila podizanja, koja djeluje odozdo prema gore i usmjerena je okomito na protok zraka. Na ovom svojstvu krila temelji se let zrakoplova i helikoptera kao vozila težih od zraka.
Zrakoplov dobiva uzgon samo ako se kreće dovoljnom brzinom. Da bi se avion odigao od tla, uzgon s njegovog krila mora biti veći od težine aviona.
Da bi se zrakoplov kretao u zraku određenom brzinom, mora stalno svladavati otpor zraka, a tijekom zaleta i trenje kotača o tlo. Sila koja svladava otpor zraka i daje zrakoplovu brzinu prema naprijed je potisak propelera koji rotira motor.

Struktura aviona

Glavni dijelovi zrakoplova su krila, trup, organi stabilnosti i upravljanja, organi za kretanje i slijetanje te grupa propeler-motor (slika 3).
Krila su jedan od najvažnijih dijelova zrakoplova. Letne karakteristike zrakoplova ovise o obliku u tlocrtu i presjeku, kao io veličini krila.
Zrakoplov tipa monoplan ima jedno krilo, dok avion tipa dvokrilac ima dva krila. Gornja i donja krila međusobno su spojena podupiračima. Krilca su šarkama pričvršćena za gornja i donja krila. U tlocrtu, krilo zrakoplova s krilcima najčešće ima pravokutni oblik s eliptičnim zaobljenjem krajeva.

Tijelo zrakoplova (trup) je glavni dio konstrukcije na koji su povezani središnji dio, krila, motorna jedinica, stajni trap i rep. Osim toga, služi za smještaj tereta zrakoplova (putnici, teret itd.).
Organi stabilnosti i upravljanja zrakoplova sastoje se od krilaca i repa.
Krilca su dio krila i mala su pomična krilca smještena na krajevima krila zrakoplova. Krilca služe za održavanje bočne stabilnosti zrakoplova i njegovo naginjanje pri okretanju oko svoje uzdužne osi.
Rep zrakoplova sastoji se od vodoravnog i okomitog repa. Uz njihovu pomoć, zrakoplov održava uzdužnu stabilnost u zraku, diže se, spušta i mijenja smjer leta.
Horizontalni rep sastoji se od stabilizatora - fiksnog dijela koji zrakoplovu osigurava uzdužnu stabilnost u letu (u okomitom smjeru), i pokretnog dijela - elevatora. Oni su komande zrakoplova u vertikalnoj ravnini i služe za njegovo prebacivanje u uspon ili pad.
Vertikalni rep se sastoji od peraje, koja je čvrsto povezana sa stražnjim dijelom trupa i služi za postizanje stabilnosti zrakoplova u letu (u vodoravnom smjeru), i pokretnog dijela - kormila, koji je organ stabilnosti smjera i upravljivost. Uz njegovu pomoć možete promijeniti smjer leta zrakoplova udesno i ulijevo, tj. u vodoravnoj ravnini.
Organi za kretanje i slijetanje su stajni trap s repnim ili prednjim kotačem. Stajni trap zrakoplova je uređaj za polijetanje i slijetanje neophodan za polijetanje, ublažavanje utjecaja slijetanja i poboljšanje upravljivosti pri taksiranju na zemlji. U zimskim uvjetima postavlja se repna skija (skija) za zaštitu od ukopavanja u snijeg.
Zrakoplov slijeće na tri točke, na primjer na dva prednja kotača i jedan rep.
Zrakoplovom se upravlja uz pomoć elevatora, kormila i krilaca.Glavni zahtjev za zrakoplov u letu je stabilnost i upravljivost u odnosu na tri osi (slika 4) koje prolaze kroz težište zrakoplova - uzdužna os XX1, poprečna os YU1 i vertikalna os ZZ1, okomita na ove osi. Upravljivost zrakoplova oko uzdužne osi ostvaruje se krilcima, poprečne osi elevatorima, a okomite osi kormilom. Za upravljanje zrakoplovom koriste se upravljač i nožne papučice. Kormilo je povezano s elevatorima i krilcima, a nožne pedale povezane su s kormilom i repnim kotačem. Kada se upravljač skrene ulijevo, krilca lijevih krila se podižu, a krilca desnih krila spuštaju; u ovom slučaju, avion dobiva lijevi nagib. Kad preuzmete kormilo, dizala se podižu i avion ide gore. Kada odmaknete kormilo od sebe, avion će se spustiti.

Kormilom se upravlja pritiskom na pedalu nogom. Na primjer, pritiskom desnom nogom kormilo će se okrenuti udesno i avion će se okrenuti udesno.
Skupina propeler-motor sastoji se od motora, propelera, okvira motora, sustava za opskrbu plinom i uljem te upravljanja motorom. Zračni propeler ima nekoliko lopatica koje se vrte udesno (u smjeru kazaljke na satu).

Primjenjivi zrakoplovi i zahtjevi za njih

Zrakoplovi koji se koriste za snimanje šuma i šumarstva iz zraka podliježu različitim zahtjevima.
U šumarstvu, za zaštitu šuma od požara, njihovo gašenje, zračnu taksaciju šuma, aerokemijsko suzbijanje štetnih insekata i druge poslove, najviše se koriste zrakoplovi YAK-12 i AN-2. Zrakoplov PO-2 je van proizvodnje.
Zrakoplov Jak-12 je jednokrilac, sa zatvorenom, ali dobro ostakljenom kabinom, u kojoj borave četiri osobe, uključujući i pilota. Pogodan za aerovizualna promatranja, ima dobru vidljivost i malu brzinu leta - 90-150 km/h. Aerofotografija velikih i srednjih razmjera iz njega moguća je samo za potrebe šumarstva, uz niske zahtjeve u pogledu strogog poštivanja visine leta i kuta nagiba aerofotografija.
Zrakoplov AN-2 ima široku primjenu za zrakoplovnu zaštitu šuma od požara, njihovo gašenje, aerokemijsku kontrolu štetnih insekata, prijevoz ljudi i tereta, kao i za snimanje iz zraka. U njegovu kabinu lako se mogu smjestiti dvije zračne kamere, posebna oprema za njih, uključujući radio visinomjer, statoskop i druge instrumente, te posada do šest ljudi. To omogućuje istovremeno promatranje šumskih područja iz zraka. Uz dobru stabilnost u zraku i brzinu krstarenja od 130-210 km/h, pogodan je za snimanje iz zraka srednjih i velikih razmjera. Njegova vidljivost za aerovizualna promatranja je lošija nego kod Yak-12.
Zrakoplovi LI-2 i IL-12 opremljeni su najnaprednijim letačkim i aeronautičkim instrumentima, imaju veliku nosivost i brzinu leta (230-400 km/h), te praktičnu visinu leta do 5000 m, što im omogućuje koristiti za snimanje iz zraka male i srednje veličine.
Posebni zahtjevi za zrakoplove za snimanje iz zraka uključuju:
1. Potreba za dovoljnim dimenzijama kabine za smještaj zračnih kamera i sve opreme za njih (radio visinomjeri, statoskopi i kontrolni instrumenti) te za stvaranje mogućnosti upravljanja njima u letu i otklanjanja manjih kvarova.
2. Mogućnost dobre vidljivosti za aeromjerača naprijed, u stranu i dolje.
3. Sposobnost brzog povećanja visine do 6000 m, brzine krstarenja do 350 km/h i rezerve goriva za 6-8 sati leta.
4. U zadanom horizontalnom režimu leta zrakoplov mora imati dobru uzdužnu, bočnu i smjernu stabilnost kako bi zadovoljio zahtjeve geometrijske kvalitete fotografske slike terena.
Za zrakoplovne usluge u šumarstvu potrebno je imati kako lake zrakoplove, pogodne za aerovizualna promatranja, velikog raspona brzina - od 80 do 200 km/h, koji omogućuju letove na malim visinama, tako i teške zrakoplove nosivosti od nekoliko tona. , sposobni za prijevoz tereta, radnika, padobranaca, raznih mehanizama i istovremeno pogodni za slijetanje i polijetanje s malih područja.

Helikopterski uređaj

Helikopter je letjelica teža od zraka. Njegovo strano ime je "helikopter", što dolazi od grčkih riječi hélicos (vijak) i pteron (krilo), odnosno rotacijska letjelica. Ruski naziv "helikopter" ukazuje na glavnu značajku ove letjelice - "vertikalni let".
Helikopter je sposoban okomito uzlijetati, ravno iz mjesta, i sletjeti okomito, bez trčanja. U zraku se može kretati u bilo kojem smjeru i može nepomično visiti iznad krošnje šume i na visini od nekoliko stotina metara. Helikopter može sletjeti na čistinu usred šume, u suhu močvaru bez drveća i sl. Brzine polijetanja i slijetanja, duljine polijetanja i zaleta jednake su nuli, pa helikopteru nisu potrebna posebna uzletišta, on je predstavnik ne- aerodromsko zrakoplovstvo. Helikopter ima širok raspon brzina - od 0 do 150-200 km/h. Zahvaljujući tim svojstvima nezaobilazno je sredstvo komunikacije, prijevoza i obavljanja raznih zadataka prilikom istraživanja nedostupnih mjesta u nenaseljenim uvjetima sjevera i Sibira.
Glavni dijelovi helikoptera uključuju; glavni rotor, tijelo, motor, prijenos, sustav upravljanja helikopterom, kormilarski (repni) rotor i stajni trap (slika 5).

Glavni rotor helikoptera igra ulogu krila. Pokreće ga motor i služi za stvaranje uzgona i potiska. Osim toga, glavni rotor je upravljački element helikoptera. Helikopteri koriste rotore s tri do četiri duge i uske (promjera 15-20 litara ili više) lopatice. Lopatice glavnog rotora mogu se okretati oko svoje osi u aksijalnom zglobu.
Vertikalno kretanje helikoptera kontrolira se promjenom brzine rotora ili kuta lopatica. Kako se brzina rotora ili kut lopatica povećava, sila uzgona raste i helikopter se diže. Ako brzina propelera padne ili se kut ugradnje smanji, uzgon se smanjuje i helikopter se smanjuje. Kada je sila podizanja potpuno uravnotežena težinom leta helikoptera, on "visi" u zraku, bez spuštanja ili dizanja. Čim sila uzgona premaši težinu helikoptera, on se diže. Pri rotaciji glavni rotor nastoji okrenuti helikopter u smjeru suprotnom od rotacije rotora, tj. stvara se reaktivni moment. Za njegovo balansiranje koristi se repni rotor koji, kada se okreće, stvara potisak i uravnotežuje torziju.
Tijelo helikoptera obavlja iste funkcije kao i zrakoplov. Povezuje sve dijelove u jednu cjelinu. U njemu se nalazi motor, upravljački sustav, posebna oprema, prijenosni mehanizam, kabina za pilota i teret.
Elektrana i prijenos. Moderni helikopteri koriste konvencionalne klipne motore s unutarnjim izgaranjem hlađene zrakom, zrakoplovne plinske turbine i turbomlazne motore.
Za prijenos snage motora na glavni i repni rotor koristi se poseban mehanizam koji se naziva prijenos.
Upravljanje, primjerice, helikopterom s jednim rotorom sastoji se od tri sustava; upravljanje glavnim rotorom, upravljanje repnim rotorom i upravljanje gasom motora.
Glavnim rotorom upravlja konvencionalna kontrolna palica tipa zrakoplova pomoću automatske zakretne ploče i poluge "korak-gas". Repnim rotorom upravljaju konvencionalne nožne pedale. Motorom upravlja ista poluga "step-gas" koja upravlja glavnim rotorom.
Poluga "step-throttle" naziva se tako jer se pri njenom kretanju istovremeno mijenjaju uspon propelera i snaga (gas) motora. Na primjer, kada se poluga "step-gas" pomakne prema dolje, ugradbeni kutovi ili nagib lopatica glavnog rotora će se smanjiti, a snaga motora također će se smanjiti. Posljedično, helikopter će se početi spuštati.
Repni rotor ugrađuje se samo na helikoptere s jednim rotorom. Uravnotežuje reaktivni moment glavnog rotora i omogućuje upravljanje smjerom, tj. koristi se za izvođenje zaokreta.
Stajni trap služi za amortizaciju mogućih udaraca i udaraca prilikom slijetanja te kao oslonac pri parkiranju. Šasija može biti na kotačima, plutati i klizati.
Laki helikopteri obično imaju tri kotača, dok teški imaju četiri.

Klasifikacija helikoptera

Helikopteri se razlikuju po broju rotora, njihovom položaju i načinu pogona rotacije. Sukladno ovim karakteristikama helikopteri mogu biti jednorotorni s repnim rotorom, s dva koaksijalno smještena rotora, s dva uzdužno smještena rotora, s dva poprečno smještena rotora, s mlaznim pogonom glavnoga rotora itd. (sl. 6.). ).
Najčešći su jednorotorni helikopteri s repnim rotorom konstrukcije M.L, Mil (MI-1, MI-4, MI-6, V-2, V-8 itd.). Oni su jednostavni u dizajnu i radu. Nedostaci su im dugačak rep (velike dimenzije) i značajan gubitak snage (do 10%) zbog rada repnog rotora.

Helikopteri koaksijalnog dizajna imaju oba rotora na istoj osi, jedan ispod drugog. Osovina gornjeg vijka prolazi unutar šuplje osovine donjeg vijka. Zbog rotacije rotora u suprotnim smjerovima, reaktivni moment je potisnut. Ovi helikopteri su male veličine, lagane težine, imaju dobru upravljivost i manevriranje,
Nedostaci koaksijalnih helikoptera uključuju gubitak snage donjeg rotora, koji radi u struji zraka koju izbacuje gornji rotor, te poteškoće proračuna tijekom projektiranja.
Prema ovoj shemi stvaraju se laki helikopteri N.I. Kamov: jednosjed KA-10, dvosjed KA-15 i četverosjed KA-18.
Helikopteri s dva uzdužno smještena rotora imaju jedan rotor smješten iznad nosa trupa, a drugi iznad repa. Vijci se okreću u suprotnim smjerovima kako bi međusobno poništili reaktivni moment. Njihov nedostatak je što stražnji propeler radi u zračnom okruženju koje je prethodno ometao prednji propeler, a to smanjuje njegovu učinkovitost.
Propeleri helikoptera s dva poprečna rotora montirani su na posebne grede na bočnim stranama trupa. Rotirajući u suprotnim smjerovima, stvaraju dobru bočnu stabilnost.

Za rotaciju glavnog rotora koristi se motor helikoptera. Ako helikopter ima više glavnih rotora, tada ih može pokretati jedan zajednički motor ili svaki zasebni motor, ali tako da je rotacija rotora strogo sinkronizirana.

Namjena motora na helikopteru razlikuje se od namjene motora na zrakoplovu, žiroplanu ili zračnom brodu, jer u prvom slučaju okreće glavni rotor, preko kojeg stvara i potisak i uzgon, u drugim slučajevima okreće traktorski rotor stvarajući samo potisak.reakcijska sila mlaza plina (na mlaznom zrakoplovu) koja također daje samo potisak.

Ako je helikopter opremljen klipnim motorom, tada njegov dizajn mora uzeti u obzir niz značajki svojstvenih helikopteru.

Helikopter može letjeti u nedostatku brzine naprijed, to jest, visjeti nepomično u odnosu na zrak. U tom slučaju nema protoka zraka i hlađenja motora, vodenog hladnjaka i hladnjaka ulja, zbog čega se motor može pregrijati i otkazati. Stoga je na helikopteru svrsishodnije koristiti zrakom hlađeni motor nego vodom hlađeni, budući da potonji ne treba težak i glomazan tekući sustav hlađenja, koji bi zahtijevao vrlo velike rashladne površine na helikopteru.

Zračno hlađeni motor, koji se obično postavlja na helikopter u tunelu, mora imati pogon za prisilni ventilator, koji osigurava hlađenje motora tijekom lebdenja i horizontalnog leta, kada je brzina relativno mala.

U istom tunelu ugrađen je hladnjak ulja. Temperatura motora i ulja može se podesiti promjenom veličine ulaznih ili izlaznih otvora tunela pomoću pomičnih zaklopki kojima se ručno ili automatski upravlja iz kokpita.

Klipni motor zrakoplova obično ima nazivnu brzinu od oko 2000 o/min. Jasno je da se cijeli broj okretaja motora ne može prenijeti na propeler, budući da će u ovom slučaju vršne brzine lopatica biti toliko velike da će izazvati zastoj pri velikoj brzini. Iz tih razloga broj M na krajevima lopatica ne smije biti veći od 0,7-0,8. Osim toga, s velikim centrifugalnim silama, glavni rotor bi bio teške konstrukcije.

Izračunajmo najveće dopuštene okretaje rotora promjera 12 m, kod kojih broj M krajeva lopatica ne prelazi 0,7 za visinu leta od 5000 m pri brzini leta od 180 km/h,

Dakle, motor helikoptera mora imati mjenjač s visokim stupnjem redukcije.

U avionu je motor uvijek kruto povezan s propelerom. Izdržljivi potpuno metalni propeler malog promjera lako podnosi trzaje koji prate pokretanje klipnog motora, kada iznenada postigne nekoliko stotina okretaja. Rotor helikoptera, koji ima veliki promjer, mase daleko udaljene od osi rotacije i stoga veliki moment tromosti, nije dizajniran za iznenadna promjenjiva opterećenja u ravnini rotacije; Prilikom pokretanja može doći do oštećenja noževa zbog trzaja pri pokretanju.

Stoga je potrebno da u trenutku polijetanja glavni rotor helikoptera bude odvojen od motora, odnosno da se motor mora pokrenuti u praznom hodu, bez opterećenja. To se obično postiže uvođenjem tarnih i bregastih spojki u dizajn motora.

Prije pokretanja motora spojke moraju biti isključene, a rotacija osovine motora ne prenosi se na glavni rotor.

Međutim, bez opterećenja, motor može razviti vrlo velike brzine (spin), što će uzrokovati njegovo uništenje. Stoga, prilikom pokretanja, prije nego što se uključe spojke, ne možete potpuno otvoriti prigušnicu rasplinjača motora i prekoračiti zadanu brzinu.

Kada motor već radi, potrebno ga je spojiti na glavni rotor pomoću tarne spojke.

Kao tarna spojka može poslužiti hidraulička spojka koja se sastoji od nekoliko metalnih diskova obloženih materijalom s visokim koeficijentom trenja. Dio diskova spojen je na osovinu mjenjača motora, a međudiskovi su spojeni na pogon glavne osovine na glavni rotor. Sve dok diskovi nisu komprimirani, slobodno se okreću jedan u odnosu na drugi. Kompresija diskova vrši se klipom. Dovod ulja pod visokim pritiskom ispod klipa uzrokuje pomicanje klipa i postupno sabijanje diskova. U ovom slučaju, okretni moment iz motora prenosi se na propeler postupno, glatko odmotavajući propeler.

Brojači okretaja ugrađeni u kokpit pokazuju okretaje motora i propelera. Kada su brzina motora i propelera jednaka, to znači da su diskovi hidrauličke spojke čvrsto pritisnuti jedan uz drugi i spojka se može smatrati spojenom kao kruta spojka. U ovom trenutku, pseća spojka se može uključiti glatko (bez trzaja).

Konačno, kako bi se osigurala mogućnost samorotacije, glavni rotor mora biti automatski odvojen od motora. Sve dok motor radi i okreće propeler, kvačilo je uključeno. Ako motor zakaže, njegova brzina brzo opada, ali se glavni rotor još neko vrijeme vrti po inerciji pri istom broju okretaja; u tom se trenutku pseća spojka isključuje.

Glavni rotor, odvojen od motora, tada se može nastaviti okretati u samorotirajućem načinu rada.

Let u režimu samorotacije za potrebe obuke izvodi se s ugašenim motorom ili s upaljenim motorom, pri čemu se u potonjem slučaju njegova brzina toliko smanji da propeler (uzimajući u obzir redukciju) napravi veći broj okretaja nego koljenasto vratilo motora.

Nakon slijetanja helikoptera prvo se smanjuje broj okretaja motora, otpušta spojka, a zatim se motor gasi. Prilikom parkiranja helikoptera, propeler uvijek mora biti zakočen, inače se može početi okretati zbog naleta vjetra.

Snaga motora helikoptera troši se na svladavanje otpora vrtnji rotora, na vrtnju repnog rotora (6-8%), na vrtnju ventilatora (4-6%) i na svladavanje gubitaka u prijenosu (5-7%).

Dakle, glavni rotor ne koristi svu snagu motora, već samo dio. Korištenje snage motora od strane propelera obračunava se koeficijentom koji pokazuje koliki dio snage motora koristi rotor. Što je veći ovaj koeficijent, to je dizajn helikoptera napredniji. Tipično = 0,8, tj. propeler koristi 80% snage motora:

Snaga klipnog motora ovisi o težinskom naboju zraka uvučenog u cilindre, odnosno o gustoći okolnog zraka. Zbog činjenice da gustoća okolnog zraka opada s povećanjem nadmorske visine, snaga motora također stalno opada. Takav motor se naziva motor za male visine. S porastom do visine od 5000-6000 m, snaga takvog motora smanjuje se za otprilike polovicu.

Kako bi se snaga motora ne samo smanjila, nego čak i povećala do određene nadmorske visine, na usisnom vodu zraka u motor ugrađen je kompresor koji povećava gustoću usisnog zraka. Zbog kompresora, snaga motora se povećava do određene nadmorske visine, koja se naziva projektirana visina, a zatim se smanjuje na isti način kao kod motora na niskoj nadmorskoj visini.

Kompresor se pokreće radilicom motora. Ako postoje dvije brzine prijenosa od radilice do kompresora, a kada je druga brzina uključena, brzina kompresora se povećava, tada je s povećanjem visine moguće osigurati dvostruko povećanje snage. Takav motor već ima dvije konstrukcijske visine.

Helikopteri u pravilu imaju motore s kompresorima.