A helikopter irányításának elve. Hogyan működik egy helikopter? Az általános követelmények közé tartozik
Manapság az emberek sokféle technológiát találtak fel, amelyek nemcsak az utakon mozoghatnak, hanem repülhetnek is. Repülőgépek, helikopterek és egyéb repülőgépek tették lehetővé a légtér felfedezését. A helikoptermotorok, amelyek a megfelelő gépek normál működéséhez szükségesek, nagy teljesítményűek.
A készülék általános leírása
Jelenleg kétféle ilyen egység létezik. Az első típus a dugattyús motorok, vagy a második típus a légbeszívó motorok. Ezenkívül a rakétamotor helikoptermotorként is működhet. Általában azonban nem főként használják, hanem rövid időre belefoglalják a gép működésébe, ha további teljesítményre van szükség, például leszállás vagy felszállás során.
Korábban gyakran használták helikopterekre történő telepítésre. Egytengelyes kialakításúak voltak, de meglehetősen erősen felváltották őket más típusú berendezésekkel. Ez különösen a többmotoros helikoptereken vált szembetűnővé. Az ilyen típusú technológiában a legelterjedtebbek az úgynevezett szabadturbinás kéttengelyes turbólégcsavaros helikoptermotorok.
Kéttengelyes egységek
Az ilyen eszközök megkülönböztető jellemzője az volt, hogy a turbófeltöltőnek nem volt közvetlen mechanikus kapcsolata a fő rotorral. A kéttengelyes turbólégcsavaros egységek alkalmazását meglehetősen hatékonynak ítélték, mivel lehetővé tették a helikopter erőszerkezetének teljes kihasználását. A helyzet az, hogy ebben az esetben a berendezés főrotorának forgási sebessége nem függött a turbófeltöltő forgási sebességétől, ez viszont lehetővé tette az optimális frekvencia kiválasztását az egyes repülési módokhoz. Vagyis a kéttengelyes turbólégcsavaros helikoptermotor biztosította az erőmű hatékony és megbízható működését.
Sugárcsavar meghajtás
A helikopterek sugárhajtóműves meghajtást is használnak. Ebben az esetben a kerületi erő közvetlenül magukra a légcsavarlapátokra hat, anélkül, hogy olyan nehéz és összetett mechanikai erőátvitelt alkalmaznánk, amely az egész légcsavart forgásra kényszerítené. Egy ilyen kerületi erő létrehozásához vagy autonóm sugárhajtóműveket használnak, amelyek a rotorlapátokon helyezkednek el, vagy a gáz (sűrített levegő) kiáramlásához folyamodnak. Ebben az esetben a gáz speciális fúvókanyílásokon keresztül távozik, amelyek az egyes pengék végén találhatók.
Ami a reaktív hajtás gazdaságos működését illeti, itt rosszabb lesz, mint a mechanikus. Ha csak a sugárhajtóművek közül választja a leggazdaságosabb lehetőséget, akkor a legjobb a turbóhajtómű, amely a légcsavar lapátjain található. Egy ilyen eszköz konstruktív létrehozása azonban túl nehéznek bizonyult, ezért az ilyen eszközök nem kaptak széles körű gyakorlati alkalmazást. Emiatt a helikoptermotorgyárak nem kezdték meg a tömeggyártást.
A turbótengelyes készülékek első modelljei
Az első turbótengelyes motorokat a 60-70-es években hozták létre. Meg kell említeni, hogy akkoriban az ilyen berendezések teljes mértékben kielégítették nemcsak a polgári, hanem a katonai repülés minden igényét is. Az ilyen egységek képesek voltak paritást, és bizonyos esetekben fölényt biztosítani a versenytársak találmányaival szemben. A turbótengelyes helikoptermotorok legnagyobb tömeggyártását a TV3-117 modell összeszerelésével érték el. Érdemes megjegyezni, hogy ennek az eszköznek számos különböző módosítása volt.
Emellett a D-136-os modell is jó elosztásban részesült. E két modell megjelenése előtt a D-25V és a TV2-117 is készült, de akkor már nem tudták felvenni a versenyt az új motorokkal, ezért gyártásukat leállították. Azt azonban joggal mondhatjuk, hogy elég sokat gyártottak belőlük, és még mindig azokra a légi közlekedési típusokra telepítik őket, amelyeket elég régen adtak ki.
Berendezés fokozatosság
A 80-as évek közepén felmerült az igény a helikoptermotorok tervezésének egységesítésére. A probléma megoldása érdekében úgy döntöttek, hogy az akkoriban kapható összes turbótengelyes és turbóprop motort közös mérettartományba hozzák. Ezt a javaslatot kormányzati szinten elfogadták, így 4 kategóriába való felosztás jött létre.
Az első kategória a 400 LE teljesítményű készülékek. s., második - 800 l. s., harmadik - 1600 l. Val vel. és a negyedik - 3200 l. Val vel. Ezen túlmenően további két helikopter-gázturbinás motor modell létrehozását engedélyezték. Teljesítményük 250 LE volt. Val vel. (0 kategória) és 6000 l. Val vel. (5. kategória). Ezen túlmenően azt feltételezték, hogy ezeknek az eszközöknek minden kategóriája 15-25%-os áramtermelésre lenne képes.
További fejlődés
Az új modellek fejlesztésének és építésének teljes körű biztosítása érdekében a CIAM meglehetősen kiterjedt kutatómunkát végzett. Ez lehetővé tette egy olyan tudományos-technikai alap (NTR) megszerzését, amely szerint ennek a területnek a fejlesztése folytatódik.
Ez az NTZ jelezte, hogy a jövő generációi helikoptermotorjainak működési elvének a Brayton termodinamikai ciklus egyszerű elvén kell alapulnia. Ebben az esetben az új blokkok fejlesztése és építése ígéretes lesz. Ami az új modellek kialakítását illeti, egy egytengelyes gázgenerátorral és egy olyan erőturbinával kell rendelkezniük, amelyen az erőtengely előremenő kimenete ezen a gázgenerátoron keresztül történik. Ezenkívül a kialakításnak tartalmaznia kell egy beépített sebességváltót is.
A tudományos és műszaki háttér minden követelményének megfelelően az Omszk Tervezőirodában megkezdődött a munka egy olyan helikoptermotor-modell gyártásán, mint a TV GDT TV-0-100, ennek az eszköznek a teljesítménye 720 LE volt. . s., és úgy döntöttek, hogy egy olyan gépen használják, mint a Ka-126. A 90-es években azonban minden munkát leállítottak, annak ellenére, hogy abban az időben az eszköz meglehetősen fejlett volt, és képes volt az olyan mutatók teljesítményének növelésére is, mint a 800-850 LE. Val vel.
Gyártás az OJSC Rybinsk Motorsnál
Ezzel egy időben a Rybinsk Motors OJSC egy motormodellt finomhangolt, például a TV GDT RD-600V-t. A készülék teljesítménye 1300 liter volt. s., és olyan típusú helikopterekhez tervezték használni, mint a Ka-60. Az ilyen egység gázgenerátora meglehetősen kompakt kialakítás szerint készült, amely négyfokozatú centrifugális kompresszort tartalmazott. 3 axiális és 1 centrifugális fokozata volt. Az ilyen egység által biztosított forgási sebesség elérte a 6000 ford./perc értéket. Kiváló kiegészítés volt, hogy egy ilyen motort emellett por és szennyeződés, valamint egyéb idegen tárgyak behatolása elleni védelemmel is ellátták. Ez a motortípus számos különböző teszten esett át, végső minősítése 2001-ben fejeződött be.
Továbbá érdemes megjegyezni, hogy ennek a motornak a tökéletesítésével párhuzamosan a szakemberek a TVD-1500B turbóprop motor létrehozásán dolgoztak, amelyet az An-38 helikoptereken terveztek használni. Ennek a modellnek a teljesítménye mindössze 100 LE. Val vel. magasabb, és így 1400 l-t tett ki. Val vel. Ami a gázgenerátort illeti, annak elrendezése és felszereltsége megegyezett az RD-600V modellel. Fejlesztésük, létrehozásuk és konfigurációjuk során azt tervezték, hogy egy olyan motorcsalád alapját képezzék, mint a turbótengelyek és a turbópropagok.
Motorkerékpár helikopter motorral
Napjainkra a különféle típusú berendezések gyártása meglehetősen előrehaladott. Ez szinte minden iparágra igaz, beleértve a motorkerékpár-gyártást is. Minden gyártó mindig igyekezett új modelljét egyedibbé és eredetibbé tenni versenytársainál. E vágy miatt a Marine Turbine Technologies nemrégiben kiadta az első helikoptermotorral hajtott motorkerékpárt. Ez a változás természetesen mind a gép szerkezeti részét, mind műszaki jellemzőit nagymértékben befolyásolta.
A berendezés paraméterei
A helikoptermotorral rendelkező motorkerékpár jellemzői természetesen egyedi műszaki paraméterekkel is rendelkeznek. Amellett, hogy egy ilyen újítás lehetővé tette a motor szinte elképzelhetetlen 400 km/h-ra gyorsulását, vannak még olyan tulajdonságok, amelyekre szintén érdemes odafigyelni.
Először is, ennek a modellnek az üzemanyagtartály térfogata 34 liter. Másodszor, a berendezés súlya jelentősen megnőtt, és eléri a 208,7 kg-ot. Ennek a motorkerékpárnak a teljesítménye 320 lóerő. Egy ilyen eszközön elérhető maximális sebesség 420 km/h, a felnik mérete pedig 17 hüvelyk. Utolsóként érdemes megemlíteni, hogy a helikopter motorjának működése nagymértékben befolyásolta a gyorsítási folyamatot, ezért a felszereltség pillanatok alatt eléri a határt.
Az első ilyen alkotás, amelyet a Marine Turbine Technologies bemutatott a világnak, az Y2K nevet kapta. Itt még hozzátehetjük, hogy a pontos gyorsulás 100 km/h-ra mindössze másfél másodpercet vesz igénybe.
Összefoglalva a fentieket, elmondhatjuk, hogy a helikoptermotorok gyártása hosszú utat tett meg, és a technológia jelenlegi fejlődése lehetővé tette a termékek használatát még olyan berendezésekben is, mint például a motorkerékpárok.
Manapság a helikopter a legsokoldalúbb repülőgép. Sok országban úgy hívják, hogy " helikopter", amely két görög szóból alakult ki, fordítása "spirál" és "szárny" jelentésű. A hosszú ideig egy helyen lebegő helikopter ezután tetszőleges irányba tud repülni anélkül, hogy megfordulna. És nincs is szüksége speciális kifutópályákra, mert képes függőlegesen „futás” nélkül felszállni, és függőleges leszállás „futás” nélkül. Ennek köszönhetően a helikoptereket széles körben használják nehezen elérhető helyekre történő szállításra, tűzoltásra, egészségügyi és mentési munkákra.
A helikopter és a repülőgép közötti fő különbség az, hogy gyorsulás nélkül száll fel, és függőleges helyzetben emelkedik fel. A helikopternek nincsenek szárnyai, hanem van egy nagy légcsavar a tetőn, és egy kis propeller a farkán. A helikopter fő előnye a manőverezhetőség. Hosszú ideig lebeghet a levegőben, és ráadásul hátrafelé is repülhet. A leszálláshoz a helikopter nem igényel repülőteret: bármilyen sík területen leszállhat, még magasan a hegyekben is.
A huszadik század elején a francia P. Cornu volt az első a világon, aki helikopterrel repült. Sikerült 150 centiméter magasra repülnie, azaz találmányában valahol egy felnőtt férfi mellmagasságában lógott. Aztán ez a repülés csak 20 másodpercig tartott. Paul Cornu úgy döntött, hogy túl magas a magasság, és sok kockázatot vállalt, ezért később csak egy védőhálóval – pórázon – szárnyalt felfelé.
A fő dizájnelem, amely a helikopter felszállását, majd az egekben való szárnyalását készteti a nagy propellerre. A pengéivel folyamatosan felszívja a levegőt, ezért repül a helikopter. Ugyanakkor a farokrotor megakadályozza, hogy ennek a repülő madárnak a teste a főrotorral ellenkező forgásirányba forduljon. Ezt a helikopter-tervet az 1940-es években találta fel egy orosz mérnök.
Amikor a helikopter fő rotorja forog, reakcióerő keletkezik, amely az ellenkező irányba forgatja. Az erő kiegyenlítésének módjától függően léteznek egy- és kétrotoros helikopterek. Az egyrotoros helikoptereknél a reakcióerőt egy segédfarokrotor szünteti meg, a kétrotoros helikoptereknél pedig a rotorok ellentétes irányú forgása miatt.
A helikopterek típusai.
A támadóhelikopterek fő célja az ellenséges földi célpontok legyőzése. Ezek a legjobb katonai helikopterek, ezért is hívják az ilyen gépeket támadóhelikoptereknek. Fegyvereik irányított páncéltörő és repülőgép rakétákból, nehézgéppuskákból és kis kaliberű lövegekből állnak.
Egy támadóhelikopter hatalmas mennyiségű ellenséges felszerelést és munkaerőt képes megsemmisíteni egy csatában. Az Eurocopter Tiger támadóhelikopter Franciaország, Spanyolország, Németország és Ausztrália hadseregével áll szolgálatban.
Az orosz Ka-50-es helikoptert a világ egyik leginkább manőverezhető támadóhelikopterének tartják. Fekete cápa becenéven széles körben ismert a világon. Ez a helikopter két nagy légcsavarral van felszerelve, és a farka olyan, mint egy repülőgép. A Black Shark helikopter a legbonyolultabb műrepülést hajtja végre, és akár 12 órán át is képes lebegni a levegőben. A modern automatizálásnak köszönhetően a Ka-50-et csak egy pilóta irányítja.
1983-ban az Egyesült Államokban, Arizona államban létrehozták az AN-64 Apache támadóhelikoptert. Fegyverzete egy automata gyorstüzelő ágyúból és 16 irányított páncéltörő rakétából állt. Az Apache helikopter akár háromszáz kilométeres óránkénti sebességet is elérhet, és 6 kilométeres magasságban repülhet. Ez a helikopter tökéletesen manőverez mind koromsötétben, mind a legrosszabb időjárási körülmények között. Az Apache helikopter ma is az amerikai hadsereg fő helikoptere.
A szállítóhelikopter utasok és rakomány szállítására egyaránt használható. Más típusú helikopterek közé tartozik egy speciális mentőhelikopter és egy könnyű, kétüléses kutatóhelikopter.
.
Helikopter főrotora: egy vagy több (általában kettő) főrotort használnak a repüléshez. Pengéi (max. 8 db) repülőgépszárnyakként működnek, és forgás közben hozzák létre a szükséges emelőerőt. A pengék eleinte fémből, a múlt század ötvenes éveinek vége óta üvegszálból készültek.
A segédrotor arra szolgál, hogy kiküszöbölje azt a reakcióerőt, amely a helikoptert az ellenkező irányba forgatja, amikor a fő rotor forog. Néha a propeller helyett egy sugárfúvókát is fel lehet szerelni a farok gémre. Helikopter motor A meghajtja a fő- és a segédcsavarokat forgatáshoz. Ez általában dugattyús vagy sugárhajtóműves motor.
Pilóta a pilótafülkében V van egy irányító kormánylapát (kormánykerék), amelyet a pilóta elfordít, hogy a kívánt irányba repüljön. A kormánylapát megváltoztatja a légcsavar lapátok dőlését, repülés közben a légcsavar által leírt kör egyik része lejjebb süllyed, mint a másik, és a helikopter ebbe az irányba repül.
A törzs tartalmazza a pilótafülkét, az utas- vagy rakteret és a motorteret. Alváz - mivel a helikopternek nem kell „kocognia” a fel- és leszálláshoz, nagyon gyakran a kerekes alvázat kényelmesebb sílécekre cserélik.
20.06.2015
Repülőgépes és helikopteres repülés elve
A levegőben mozgó bármely test folyamatosan ellenállást tapasztal a mozgásával szemben. Ezért a test mozgatásához le kell győznie az ellenállást és erőt kell kifejtenie. A benne mozgó test légellenállási ereje egyenesen arányos a levegő sűrűségével, a test területével, a mozgási sebesség négyzetével, és függ a test alakjától, simaságától és helyzetétől. a légáramlásban.
Az aerodinamika ezen alaptörvénye alapján megállapítható, hogy ha a különböző környezetben elhelyezett különböző alakú és méretű testekre azonos erőt adunk, akkor ezek mozgási sebessége eltérő lesz.
Ha különféle formájú testeket helyez el a légáramba - egy lemezt, egy szögletes testet és egy csepp alakú testet, akkor kiderül, hogy minél nagyobb a nyomáskülönbség előttük és mögöttük, annál nagyobb az örvény területe, a kisebb a testek mozgási sebessége a levegőben és minél nagyobb az ellenállási erő. Ezt az erőt, amely közvetlenül a testek mozgása ellen irányul, húzóerőnek vagy ellenállásnak nevezzük.
Egy szögletes test körül áramolva az áramlás kevésbé lassul, mint a lemez körül, ezért mind az alacsony nyomású tartomány, mind a légellenállás kisebb lesz (1. ábra).
Ha egy tökéletesebb aerodinamikai formájú csepp alakú testet helyezünk a légáramba, akkor a test előtt és mögött a nyomás elenyésző lesz, mivel a légáramok szorosan körbefolynak, és szinte nem képeznek turbulenciát. Ilyen testek jelenlétében a legkisebb erőre lesz szükség a légellenállás leküzdéséhez. A fentiekből kitűnik, hogy a repülésben az áramvonalas, a lehető legkisebb ellenállást kiváltó, turbulenciát nem okozó karosszériaformák meghatározóak. Az ilyen testületekhez korábban
Ide tartoznak a könnycsepp alakú és a szárny alakú testek. A repülőgép szárnyai a fő részei. Felvonót hoznak létre és lehetővé teszik a repülést.
Tekintsük általánosságban az emelés okait (2. ábra). Hagyja, hogy a szárny bizonyos támadási szögben mozogjon a levegőben. A repülő szárnyat eltaláló levegőrészecskék a szárny felső, domború és alsó, lapos vagy enyhén homorú felülete körül is meghajlanak. Ugyanakkor a szárny körül felülről folyó patakoknak nagyobb utat kell megtenniük, mint az alulról a szárny körül áramló patakoknak. Ez azt jelenti, hogy a felső patakok nagyobb sebességgel fognak mozogni, mint az alsók.
Bernoulli törvényéből az következik, hogy minél nagyobb az áramlási sebesség, annál kisebb a nyomás benne. Ezért a szárny felett kisebb nyomás keletkezik, mint a szárny alatt. A nyomáskülönbség hatására a szárny egyrészt a csökkentett nyomás miatt felfelé szívódni látszik, másrészt a megnövekedett nyomás hatására fel is támasztják. Ennek eredményeként egy emelőerő keletkezik, amely alulról felfelé hat, és merőleges a légáramlásra. A repülőgépek és helikopterek, mint a levegőnél nehezebb járművek repülése a szárny ezen tulajdonságán alapul.
Egy repülőgép csak akkor nyer felemelőt, ha kellő sebességgel halad. Ahhoz, hogy egy repülőgép felemelkedhessen a földről, a szárnyának emelőereje nagyobb kell legyen, mint a repülőgép súlya.
Ahhoz, hogy egy repülőgép bizonyos sebességgel mozoghasson a levegőben, folyamatosan le kell győznie a légellenállást, és a felszállás során a kerekek talajon való súrlódását is. Az az erő, amely legyőzi a légellenállást és előrehaladási sebességet kölcsönöz a repülőgépnek, a motor által forgatott propeller tolóereje.
Repülőgép szerkezet
A repülőgép fő részei közé tartoznak a szárnyak, a test, a stabilitási és vezérlőszervek, a mozgást és a leszállást szolgáló szervek, valamint a propeller-motor csoport (3. ábra).
A szárnyak a repülőgépek egyik legfontosabb részei. A repülőgép repülési teljesítménye függ az alaprajzi és keresztmetszeti alaktól, valamint a szárnyak méretétől.
Az egysíkú repülőgépnek egy, a kétfedelű repülőgépnek két szárnya van. A felső és az alsó szárny támasztékokkal van összekötve egymással. A csűrők a felső és az alsó szárnyhoz csuklósan vannak rögzítve. A terv szerint a csűrővel ellátott repülőgépszárny leggyakrabban téglalap alakú, végei elliptikus lekerekítéssel.
A repülőgéptest (törzs) a szerkezet fő része, amelyhez a középső rész, a szárnyak, a motoregység, a futómű és a farok csatlakoznak. Ezen túlmenően a repülőgép rakományának (utasok, rakomány stb.) befogadására szolgál.
A repülőgép stabilitási és irányító szervei csűrőkből és farokból állnak.
A csűrők a szárny részét képezik, és kis mozgatható szárnyak, amelyek a repülőgép szárnyainak végén helyezkednek el. A csűrők a repülőgép oldalirányú stabilitásának megőrzésére és a hossztengely körüli elforduláskor megdöntésére szolgálnak.
A repülőgép farka vízszintes és függőleges farokból áll. Segítségükkel a repülőgép megőrzi hosszirányú stabilitását a levegőben, felemelkedik, leereszkedik és repülési irányt vált.
A vízszintes farok egy stabilizátorból áll - egy rögzített részből, amely biztosítja a repülőgép hosszirányú stabilitását repülés közben (függőleges irányban), és egy mozgó részből - liftekből. Ezek a repülőgép vezérlőelemei a függőleges síkban, és arra szolgálnak, hogy felemelkedjenek vagy süllyedjenek.
A függőleges farok egy uszonyból áll, amely fixen kapcsolódik a törzs hátsó részéhez, és stabilitást biztosít a repülőgépnek repülés közben (vízszintes irányban), valamint egy mozgó részből - a kormányból, amely az iránystabilitás és a stabilitás szerve. irányíthatóság. Segítségével megváltoztathatja a repülőgép repülési irányát jobbra és balra, azaz vízszintes síkban.
A mozgás és a leszállás szervei a farokkal vagy első kerékkel ellátott futómű. A repülőgép futóműve a felszálláshoz szükséges fel- és leszállószerkezet, amely enyhíti a leszállás hatását, és javítja az irányíthatóságot a talajon való gurulás során. Téli körülmények között faroksí (sí) van felszerelve, amely megvédi a hóba temetést.
A repülőgép három ponton landol, például két első keréken és egy farokon.
A repülőgép vezérlése felvonók, kormánykormány és csűrők segítségével történik.. A repülés közbeni repülőgépekkel szemben támasztott fő követelmény a stabilitás és az irányíthatóság a repülőgép súlypontján áthaladó három tengelyhez (4. ábra) - az XX1 hossztengelyhez, a keresztirányú tengelyhez YU1 és a ZZ1 függőleges tengely ezekre a tengelyekre merőlegesen. A repülőgép irányíthatóságát a hossztengely körül csűrők, a keresztirányú tengelyt felvonók, a függőleges tengelyt pedig kormánykormányok biztosítják. A repülőgép irányításához kormánykerék és lábpedálok szolgálnak. A kormány a felvonókhoz és a csűrőkhöz, a lábpedálok pedig a kormányhoz és a farokkerékhez csatlakoznak. Amikor a kormánykereket balra eltérítjük, a bal szárnyak csűrői felemelkednek, a jobb szárnyak csűrői pedig leereszkednek; ebben az esetben a gép bal partot kap. Amikor átveszed a kormányt, a liftek felemelkednek, a gép pedig felmegy. Ha elmozdítja magától a kormányt, a gép le fog ereszkedni.
A kormányt a pedál lábbal történő megnyomásával lehet vezérelni. Például a jobb lábbal történő megnyomással a kormánylapát jobbra, a gép pedig jobbra fordul.
A propeller-motor csoport egy motorból, légcsavarból, motorvázból, gáz- és olajellátó rendszerből és motorvezérlésből áll. A repülőgép propellerének több lapátja van, amelyek jobbra forognak (az óramutató járásával megegyező irányban).
Alkalmazandó repülőgépek és a rájuk vonatkozó követelmények
Az erdők és az erdőgazdálkodás légifotózására használt repülőgépekre eltérő követelmények vonatkoznak.
Az erdészetben az erdők tüzek elleni védelmére, oltására, az erdők légi megadóztatására, a káros rovarok aerokémiai védekezésére és egyéb munkákra a YAK-12 és AN-2 repülőgépeket használják legszélesebb körben. A PO-2 repülőgép gyártása megszűnt.
A Jak-12-es repülőgép egy monoplán, zárt, de jól üvegezett kabinnal, amelyben a pilótával együtt négy ember fér el. Kényelmes aerovizuális megfigyelésekhez, jó látási viszonyok és alacsony repülési sebesség - 90-150 km/h. Nagy és közepes méretű légifelvételek készítése csak erdészeti célból lehetséges, a légifelvételek repülési magasságának és dőlésszögének szigorú betartására vonatkozó alacsony követelmények mellett.
Az AN-2 repülőgépet széles körben használják erdők tüzek elleni védelmére, oltására, káros rovarok aerokémiai védekezésére, emberek és rakomány szállítására, valamint légi fényképezésre. Fülkéjében könnyedén elfér két légikamera, a hozzájuk tartozó speciális felszerelések, köztük rádiós magasságmérő, statoszkóp és egyéb műszerek, valamint a legfeljebb hat fős legénység. Ez lehetővé teszi az erdőterületek egyidejű légi megfigyelését. Jó levegőstabilitásával és 130-210 km/h utazósebességgel közepes és nagyméretű légifotózásra alkalmas. Láthatósága az aerovizuális megfigyelések során rosszabb, mint a Yak-12-é.
Az LI-2 és IL-12 repülőgépek a legfejlettebb repülési és repüléstechnikai műszerekkel vannak felszerelve, nagy hasznos teherbírással és repülési sebességgel rendelkeznek (230-400 km/h), praktikus repülési magasságuk akár 5000 m, ami lehetővé teszi számukra kis- és közepes méretű légifotózáshoz használható.
A légi fényképező repülőgépekre vonatkozó speciális követelmények a következők:
1. Megfelelő kabinméretekkel kell rendelkezni a légikamerák és a hozzájuk tartozó összes felszerelés (rádiómagasságmérők, statoszkópok és vezérlőműszerek) elhelyezéséhez, valamint repülés közbeni vezérlésük és kisebb hibák elhárításának lehetőségének megteremtéséhez.
2. Jó kilátás lehetősége a légivizsgáló számára előre, oldalra és lefelé.
3. Képes gyorsan megnőni 6000 m-ig, utazósebessége akár 350 km/h, és üzemanyag-tartalék 6-8 óra repüléshez.
4. Adott vízszintes repülési módban a légi járműnek jó hossz-, oldal- és iránystabilitással kell rendelkeznie ahhoz, hogy megfeleljen a terep fényképes képének geometriai minőségére vonatkozó követelményeknek.
Az erdészeti légiközlekedési szolgáltatásokhoz mind a légi-vizuális megfigyelésekhez kényelmes, nagy sebesség-tartománnyal - 80-tól 200 km/h-ig terjedő, kis magasságban történő repülést lehetővé tevő - könnyű repülőgépekre, mind a több tonnás teherbírású nehéz repülőgépekre van szükség. , rakomány szállítására alkalmas. , munkások, ejtőernyősök, különféle mechanizmusok és egyben alkalmas kis területekről történő le- és felszállásra.
Helikopter készülék
A helikopter a levegőnél nehezebb repülőgép. Idegen neve „helikopter”, amely a görög hélicos (csavar) és pteron (szárny), azaz forgószárnyas szavakból származik. Az orosz „helikopter” név jelzi a repülőgép fő jellemzőjét - a „függőleges repülést”.
A helikopter képes függőlegesen, álló helyzetből egyenesen felszállni és függőlegesen leszállni, futás nélkül. A levegőben bármilyen irányba mozoghat, és mozdulatlanul lóghat az erdő lombkorona felett és több száz méteres magasságban is. A helikopter leszállhat erdő közepén lévő tisztáson, száraz, fátlan mocsárban stb. A fel- és leszállási sebességek, a felszállási és futási hosszok nulla, így a helikopternek nincs szüksége speciális repülőterekre, a nem-repülőtér képviselője. repülőtéri repülés. A helikopter széles sebességtartománnyal rendelkezik - 0-tól 150-200 km/h-ig. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően nélkülözhetetlen kommunikációs, közlekedési eszköz, valamint különféle feladatok elvégzéséhez Észak és Szibéria lakatlan körülményei között megközelíthetetlen helyek felfedezésekor.
A helikopter fő részei a következők: főrotor, karosszéria, motor, sebességváltó, helikopter vezérlőrendszer, kormány (farok) rotor és futómű (5. ábra).
A helikopter főrotora szárny szerepét tölti be. Motor hajtja, és az emelés és a tolóerő létrehozására szolgál. Ezenkívül a fő rotor a helikopter vezérlőeleme. A helikopterek három-négy hosszú és keskeny (15-20 literes vagy nagyobb átmérőjű) lapáttal rendelkező rotort használnak. A fő rotorlapátok tengelyük körül foroghatnak egy axiális csuklópántban.
A helikopter függőleges mozgását a rotor fordulatszámának vagy a lapátok szögének változtatásával szabályozzák. A rotor sebességének vagy a lapátszögének növekedésével az emelőerő növekszik, és a helikopter felemelkedik. Ha a légcsavar sebessége csökken, vagy a beépítési szög csökken, az emelés csökken, és a helikopter csökken. Ha az emelőerőt teljesen kiegyenlíti a helikopter repülési súlya, akkor a helikopter a levegőben „lóg” anélkül, hogy ereszkedne vagy emelkedne. Amint az emelőerő meghaladja a helikopter súlyát, az felemelkedik. A főrotor forgása közben a helikoptert a rotor forgásával ellentétes irányba igyekszik elfordítani, azaz reaktív nyomaték jön létre. Kiegyensúlyozására farokrotort használnak, amely elforgatva tolóerőt hoz létre és kiegyensúlyozza a torziót.
A helikopter teste ugyanazokat a funkciókat látja el, mint egy repülőgép. Az összes részt egy egésszé köti össze. Itt található a motor, a vezérlőrendszer, a speciális berendezések, a sebességváltó, a pilótakabin és a rakomány.
Erőmű és átvitel. A modern helikopterek hagyományos léghűtéses, belső égésű dugattyús motorokat, légi gázturbinákat és turbósugárhajtóműveket használnak.
Annak érdekében, hogy a motor teljesítményét a fő- és a farokrotorra továbbítsák, egy speciális mechanizmust, úgynevezett sebességváltót használnak.
Például egy egyrotoros helikopter vezérlése három rendszerből áll; főrotor vezérlés, farokrotor vezérlés és motor fojtószelep vezérlés.
A főrotort egy hagyományos repülőgép-típusú vezérlőkar vezérli, automatikus lengőlappal és „lépcsős fojtószelep” karral. A farokrotort hagyományos lábpedálok vezérlik. A motort ugyanaz a „lépcsős fojtószelep” kar vezérli, amely a főrotort vezérli.
A „lépcsős fojtószelep” kart azért hívják, mert amikor mozog, a légcsavar menetemelkedése és a motor teljesítménye (fojtószelep) egyszerre változik. Például, amikor a „lépcsős gázkar” kar lefelé mozog, csökkennek a beépítési szögek vagy a fő rotorlapát emelkedése, és csökken a motor teljesítménye is. Következésképpen a helikopter ereszkedni kezd.
A farokrotort csak egyrotoros helikopterekre szerelik fel. Kiegyenlíti a főrotor reaktív forgatónyomatékát és irányszabályozást biztosít, azaz fordulat végrehajtására szolgál.
A futómű az esetleges ütések és rázkódások elnyelésére szolgál leszálláskor, valamint támaszként parkoláskor. Az alváz kerekes, úszó és csúszós lehet.
A könnyű helikoptereknek általában három kerekük van, míg a nehézeknek négy.
A helikopterek besorolása
A helikopterek különböznek egymástól a rotorok számában, elhelyezkedésükben és a vezetési forgás módjában. Ezeknek a jellemzőknek megfelelően a helikopterek lehetnek egyrotoros farokrotorral, két koaxiálisan elhelyezett rotorral, két hosszirányban elhelyezett rotorral, két keresztirányban elhelyezett rotorral, a főrotor sugárhajtásával stb. (6. ábra). ).
A legelterjedtebbek az egyrotoros, M.L, Mil által tervezett farokrotoros helikopterek (MI-1, MI-4, MI-6, V-2, V-8 stb.). Felépítésük és működésük egyszerű. Hátrányuk a hosszú farok (nagy méretek) és a farokrotor működéséből adódó jelentős teljesítményveszteség (akár 10%).
A koaxiális kivitelű helikopterek mindkét rotorja ugyanazon a tengelyen van, egymás alatt. A felső csavar tengelye az alsó csavar üreges tengelyén belül halad át. A forgórészek ellentétes irányú forgása miatt a reaktív nyomaték elnyomódik. Ezek a helikopterek kis méretűek, könnyűek, jó irányíthatósággal és manőverező képességgel rendelkeznek,
A koaxiális helikopterek hátrányai közé tartozik az alsó rotor teljesítményvesztése, amely a felső rotor által kidobott levegőáramban működik, valamint a számítások nehézsége a tervezés során.
E séma szerint N.I. könnyű helikoptereket hoznak létre. Kamov: együléses KA-10, kétüléses KA-15 és négyüléses KA-18.
A két hosszirányban elhelyezett rotorral rendelkező helikopterek egyik rotorja a törzs orra, a másik a farok felett helyezkedik el. A csavarok ellentétes irányban forognak, hogy kölcsönösen kiiktassa a reaktív nyomatékot. Hátrányuk, hogy a hátsó légcsavar korábban az első légcsavar által zavart légköri környezetben működik, és ez csökkenti a hatékonyságát.
A két keresztirányú rotorral rendelkező helikopterek légcsavarjait speciális gerendákra szerelik fel a törzs oldalain. Ellentétes irányban forogva jó oldalsó stabilitást biztosítanak.
A helikopter motorja a főrotor forgatására szolgál. Ha egy helikopter több főrotorral rendelkezik, akkor azokat egy közös motorral, vagy mindegyiket külön-külön hajthatja meg, de úgy, hogy a rotorok forgása szigorúan szinkronban legyen.
A helikopter motorjának rendeltetése eltér a repülőgépen, giroplán vagy léghajón lévő hajtómű rendeltetésétől, mivel az első esetben a főrotort forgatja, amelyen keresztül tolóerőt és emelőerőt is létrehoz, más esetekben pedig a hajtóművet forgatja. traktor rotor, amely csak tolóerőt hoz létre.a gázsugár reakcióereje (sugárhajtású repülőgépen), amely szintén csak tolóerőt biztosít.
Ha egy helikopter dugattyús motorral van felszerelve, akkor a tervezésénél figyelembe kell venni a helikopter számos jellemzőjét.
A helikopter előrehaladási sebesség hiányában is repülhet, azaz a levegőhöz képest mozdulatlanul lóghat. Ebben az esetben nincs légáramlás és a motor, a vízhűtő és az olajhűtő hűtése, aminek következtében a motor túlmelegedhet és meghibásodhat. Ezért helikopteren célszerűbb léghűtéses motort használni, mint vízhűtést, mivel ez utóbbihoz nincs szükség nehéz és terjedelmes folyadékhűtésre, ami egy helikopteren igen nagy hűtőfelületet igényelne.
A léghűtéses motornak, amelyet általában helikopterre szerelnek fel egy alagútban, léghűtéses ventilátorral kell rendelkeznie, amely hűtést biztosít a hajtómű számára lebegés és vízszintes repülés során, amikor a sebesség viszonylag alacsony.
Ugyanabban az alagútban olajhűtő van beépítve. A motor és az olaj hőmérséklete az alagút bemeneti vagy kimeneti nyílásainak méretének változtatásával állítható a pilótafülkéből manuálisan vagy automatikusan vezérelhető mozgatható csappantyúkkal.
A repülőgép-dugattyús motor névleges fordulatszáma általában körülbelül 2000 ford./perc. Nyilvánvaló, hogy a teljes motorfordulatszámot nem lehet átvinni a légcsavarra, mivel ebben az esetben a lapátok csúcssebessége olyan nagy lesz, hogy nagy sebességű leállást okoz. Ezen okok miatt a pengék végén lévő M szám nem lehet több 0,7-0,8-nál. Ezenkívül nagy centrifugális erők mellett a főrotor nehéz szerkezetű lenne.
Számítsuk ki egy 12 m átmérőjű rotor megengedett legnagyobb fordulatszámát, amelynél a lapátok végeinek M száma nem haladja meg a 0,7-et 5000 m repülési magasság esetén 180 km/h repülési sebesség mellett!
Tehát a helikopter motorjának nagy fokú redukciós sebességváltóval kell rendelkeznie.
Repülőgépen a motor mindig mereven kapcsolódik a légcsavarhoz. A strapabíró, kis átmérőjű, teljesen fémből készült légcsavar könnyedén ellenáll a dugattyús motor beindításával járó rángatásoknak, amikor az hirtelen több száz fordulatot vesz fel. A nagy átmérőjű, a forgástengelytől távol eső tömegek, és ezért nagy tehetetlenségi nyomatékú helikopter rotorok nem alkalmasak a forgási síkban hirtelen változó terhelésekre; Indításkor a kések megsérülhetnek az indítási rándulások miatt.
Ezért szükséges, hogy az indításkor a helikopter főrotorát le kell választani a motorról, azaz a motort alapjáraton, terhelés nélkül kell indítani. Ez általában súrlódó és bütykös tengelykapcsolók bevezetésével történik a motor kialakításában.
A motor beindítása előtt a tengelykapcsolókat ki kell kapcsolni, és a motor tengelyének forgása nem kerül át a főrotorra.
Terhelés nélkül azonban a motor nagyon nagy fordulatszámokat (pörgést) fejleszthet, ami tönkreteheti. Ezért indításkor, a tengelykapcsoló bekapcsolása előtt nem lehet teljesen kinyitni a motor karburátor fojtószelepét, és nem lépheti túl a beállított fordulatszámot.
Amikor a motor már jár, súrlódó tengelykapcsolóval kell a fő rotorhoz csatlakoztatni.
Súrlódó tengelykapcsolóként egy több fémtárcsából álló, nagy súrlódási tényezőjű anyaggal bevont hidraulikus tengelykapcsoló szolgálhat. A tárcsák egy része a motor sebességváltó tengelyéhez, a közbenső tárcsák pedig a főtengely meghajtásához a főrotorhoz csatlakoznak. Amíg a lemezek nincsenek összenyomva, szabadon forognak egymáshoz képest. A tárcsák összenyomását dugattyú végzi. Ha a dugattyú alá nagy nyomású olajat vezetünk, a dugattyú elmozdul, és fokozatosan összenyomja a tárcsákat. Ebben az esetben a motor nyomatékát fokozatosan továbbítják a légcsavarhoz, simán letekerve a légcsavart.
A pilótafülkébe szerelt fordulatszámmérők a motor és a légcsavar fordulatszámát mutatják. Ha a motor és a légcsavar fordulatszáma egyenlő, ez azt jelenti, hogy a hidraulikus tengelykapcsoló tárcsák szorosan egymáshoz nyomódnak, és a tengelykapcsoló merev tengelykapcsolóként csatlakoztatottnak tekinthető. Ebben a pillanatban a kutyakuplung simán (rángatás nélkül) bekapcsolható.
Végül az önforgás lehetőségének biztosítása érdekében a főrotort automatikusan le kell választani a motorról. Amíg a motor jár és forgatja a légcsavart, a tengelykapcsoló be van kapcsolva. Ha a motor meghibásodik, fordulatszáma gyorsan csökken, de a főrotor egy ideig tehetetlenségi nyomatékkal tovább forog azonos fordulatszám mellett; ebben a pillanatban a kutya kuplungja kiold.
A motorról leválasztott főrotor ezután önforgó üzemmódban tovább foroghat.
Az edzési célú önforgató üzemmódban történő repülés kikapcsolt vagy járó motor mellett történik, utóbbi esetben a fordulatszáma annyira lecsökken, hogy a légcsavar (a csökkentést is figyelembe véve) nagyobb fordulatszámot tesz meg mint a motor főtengelye.
A helikopter leszállása után először a motor fordulatszámát csökkentik, a tengelykapcsolót kioldják, majd a motor leáll. Helikopter parkoláskor a légcsavart mindig le kell fékezni, különben a széllökések miatt forogni kezdhet.
A helikopter motorteljesítményét a forgórész forgási ellenállásának leküzdésére, a farokrotor forgására (6-8%), a ventilátor forgására (4-6%) és az átviteli veszteségek leküzdésére (5-7%) fordítják.
Így a főrotor nem használja fel a motor teljes erejét, hanem annak csak egy részét. A propeller motorteljesítmény-felhasználását egy együtthatóval számolják el, amely megmutatja, hogy a forgórész motorteljesítményének mekkora részét használja fel. Minél magasabb ez az együttható, annál fejlettebb a helikopter kialakítása. Jellemzően = 0,8, azaz a propeller a motor teljesítményének 80%-át használja fel:
A dugattyús motor teljesítménye a hengerekbe beszívott levegő tömegtöltetétől, vagy a környező levegő sűrűségétől függ. Tekintettel arra, hogy a környező levegő sűrűsége a magasság növekedésével csökken, a motor teljesítménye is folyamatosan csökken. Az ilyen motort alacsony magasságú motornak nevezik. 5000-6000 m magasságra emelve egy ilyen motor teljesítménye körülbelül a felére csökken.
Annak érdekében, hogy a motor teljesítménye ne csak csökkenjen, hanem egy bizonyos magasságig még növekedjen, a levegőszívó vezetékre kompresszort szerelnek a motorba, növelve a beszívott levegő sűrűségét. A feltöltőnek köszönhetően a motor teljesítménye egy bizonyos magasságig, úgynevezett tervezési magasságig nő, majd ugyanúgy csökken, mint egy kis magasságú motornál.
A kompresszort a motor főtengelye hajtja forgásba. Ha két sebesség van a hajtóműben a főtengelytől a feltöltőig, és a második sebesség bekapcsolásakor a feltöltő sebessége nő, akkor a magasság növekedésével kétszeres teljesítménynövekedés érhető el. Egy ilyen motornak már két tervezési magassága van.
A helikopterek általában kompresszoros motorral rendelkeznek.
