Sepanjang sejarah helikopter, pelbagai reka bentuk sistem pengangkut selalu diusulkan, tetapi hanya satu daripadanya yang menjadi klasik dan kemudian mendapat perkembangan yang signifikan. Penyelesaian lain, yang menyediakan pilihan yang berbeza untuk pemacu baling-baling, reka bentuk pisau, fungsi, dan lain-lain, tidak dapat menandinginya. Seringkali, hasil dari projek yang berani ini disebabkan oleh kekurangan objektif dan masalah.
Klasik teknikal
Skema helikopter klasik menyediakan beberapa penyelesaian yang cukup mudah. Di badan mesin diletakkan loji kuasa dengan kotak gear yang memberikan tork ke rotor utama dan ekor. Rotor utama berdiameter besar didasarkan pada swashplate, yang memberikan perubahan pada lif dan / atau manuver, dan juga memiliki beberapa bilah nisbah aspek tinggi.
Reka bentuk ini agak mudah, dibangunkan dengan baik dan sesuai untuk pembinaan semula dan penskalaan untuk memenuhi keperluan yang ada. Di samping itu, ia tidak mempunyai beberapa kekurangan, seperti keperluan untuk menutup sendi di saluran paip atau risiko tumpang tindih.
Walau bagaimanapun, terdapat juga kekurangan. Helikopter skema klasik mempunyai had pada kelajuan penerbangan mendatar yang berkaitan dengan spesifik aliran di sekitar bilah pemutar. Dalam beberapa mod, fenomena negatif lain mungkin berlaku, seperti cincin pusaran. Dengan rotor utama tunggal, anda harus merancang boom ekor yang panjang dan kuat untuk menampung rotor ekor.
Perkembangan skema klasik menyebabkan munculnya helikopter multi-rotor dengan penempatan membujur, melintang atau lain-lain dari beberapa sistem galas. Skema sepaksi telah tersebar luas, di mana dua skru penampilan tradisional dipasang pada satu bushing. Juga, sistem sokongan klasik dan sejumlah unitnya menjadi asas bagi beberapa reka bentuk alternatif.
Baling jet
Helikopter rotor tunggal berhadapan dengan masalah tork reaktif, dan pelbagai penyelesaian telah dicadangkan untuk menanganinya. Pada tahun tiga puluhan, idea pemutar dengan pemacu jet muncul hampir serentak di beberapa negara. Baling-baling seperti itu tidak disambungkan ke mesin di dalam badan pesawat dan, dengan demikian, tidak memaksanya untuk berputar ke arah yang berlawanan.
Rotor jet dibezakan dengan adanya enjinnya sendiri di hujung bilah. Baling-baling boleh didorong oleh mesin turboprop atau ramjet padat. Juga terkenal ialah reka bentuk dengan penyediaan gas termampat dari mesin turbin gas di badan pesawat ke muncung atau ke ruang pembakaran di bilah.
Idea jet rotor mendapat banyak perhatian pada tahun lima puluhan dan enam puluhan; sejumlah projek perintis telah dibangunkan di pelbagai negara. Mereka ditawarkan sebagai kenderaan ringan jenis Dornier Do 32 atau B-7 ML. Helikopter pengangkutan berat Mile dan Hughes XH-17. Walau bagaimanapun, tidak ada sampel yang berkembang melebihi pengeluaran berskala kecil.
Masalah utama dengan baling-baling jet adalah kerumitan hub. Melaluinya, gas dan / atau bahan api yang dimampatkan mesti dibekalkan ke pisau yang dapat digerakkan, yang memerlukan alat transmisi dan penyegelan. Pada bilah itu sendiri, perlu meletakkan enjin satu jenis atau yang lain, yang mengenakan syarat baru pada reka bentuknya. Membangun reka bentuk yang kuat dengan kemampuan ini terbukti terlalu sukar, dan keuntungan yang diharapkan tidak dapat membenarkan usaha tersebut.
Bilah bersilang
Pada tahun tiga puluhan, skema yang disebut diusulkan. penyegerak. Konsep ini mencadangkan penggunaan dua rotor bilah dua, hub yang diletakkan pada jarak minimum dengan ruang gandar ke luar. Baling-baling mesti berpusing satu sama lain, dan reka bentuk khas kotak gear tidak termasuk pertindihan bilah.
Sistem pembawa synchrocopter mampu membuat lif yang diperlukan dan menyediakan penerbangan dalam mod yang sama seperti skema klasik. Ia mempunyai kelebihan kerana dapat meningkatkan daya tuju dan daya angkat secara keseluruhan, dan pengembangan vektor tujahan meningkatkan kestabilan dalam cara melayang dan mod lain. Dalam kes ini, momen reaktif dari kedua baling-baling saling mengimbangi dan menghilangkan keperluan untuk sistem stereng.
Walau bagaimanapun, synchrocopters tidak banyak digunakan. Pada tahun tiga puluhan, peralatan seperti itu dihasilkan oleh syarikat Jerman Flettner, dan sejak tahun 1945 topik ini telah ditangani di negara lain. Helikopter syarikat Amerika Kaman Aerosystems terkenal. Sehingga waktu tertentu, sinkopopter sangat diminati, tetapi arahnya semakin pudar - sekarang hanya ada satu sampel dalam siri ini. Sepanjang masa, tidak lebih daripada 400-500 mesin siri kelas ini dibina.
Kelemahan utama synchrocopter adalah kerumitan kotak gear, yang memberikan tork kepada dua baling-baling jarak dekat. Pemacu rotor tunggal dengan ciri yang sama ternyata jauh lebih mudah. Sebagai tambahan, sepasang baling-baling dua bilah mempunyai potensi tujahan terhad. Oleh itu, sinkronikopter "berat" moden Kaman K-Max mengangkat tidak lebih dari 2700 kg dan kehilangan banyak helikopter skema klasik dalam hal ini.
Putar dan berhenti
Idea menggabungkan baling-baling berputar dan sayap tetap diketahui. Dalam kes ini, putaran rotor utama digunakan untuk lepas landas dan pecutan. Pada kelajuan tertentu, baling-baling mesti berhenti, dan bilahnya mesti berubah menjadi sayap tetap. Ini membolehkan kelajuan penerbangan yang tinggi dikembangkan, tetapi memerlukan pengembangan dan pelaksanaan solusi baru.
Sebagai contoh, pertimbangkan projek Sikorsky X-Wing, yang telah dikembangkan sejak pertengahan tahun tujuh puluhan untuk melengkapi helikopter S-72. Yang terakhir adalah helikopter dengan rotor utama dan ekor, dilengkapi dengan sayap penyapu kecil yang dikembangkan. Di sisi badan pesawat terdapat sepasang mesin turbin gas yang memberikan kekuatan pada poros (untuk baling-baling) dan menciptakan tujahan jet (untuk penerbangan berkelajuan tinggi).
Sistem pembawa X-Wing menerima hab fairing cakera yang dilengkapi dengan plat swash hanya dengan nada biasa. Kami menggunakan bilah segi empat tepat dengan profil simetri menegak. Di tepi depan dan belakang bilah terdapat bukaan untuk melepaskan udara termampat dari pemampat di luar. Udara, kerana kesan Coanda, seharusnya "memanjangkan" profil pisau, membantunya membuat pengangkatan. Bergantung pada kaedah penyediaan udara, bilah dapat berfungsi sama efektif dalam putaran dan dalam keadaan pegun.
Sistem X-Wing berjaya diuji di terowong angin dan bahkan dipasang pada S-72 yang berpengalaman. Namun, tidak lama sebelum penerbangan yang dirancang, pada tahun 1988, NASA dan DARPA memerintahkan untuk berhenti bekerja. Dengan semua faedah yang diharapkan, sistem pembawa yang tidak biasa terlalu rumit. Sebagai tambahan, projek ini berlangsung selama lebih dari 10 tahun, dan kosnya melebihi had yang dibenarkan. Atas sebab ini, konsep X-Wing tidak dikembangkan lagi.
Lensa dalam penerbangan
Sekarang ini, syarikat Perancis Conseil & Technique sedang mengusahakan konsep helikopter teksi udara ringan dengan sistem pembawa yang tidak biasa. Reka bentuk baling-baling yang diusulkan kalah dengan yang tradisional dari segi gaya angkat yang dibuat pada mod lepas landas dan pendaratan, tetapi berbeza dalam kesederhanaan yang lebih besar dan kemampuan untuk membuat peningkatan daya tuju dalam penerbangan mendatar. Keupayaan untuk mengurangkan bunyi juga dinyatakan.
Baling-baling yang asli dibina berdasarkan cakera lentikular yang menempati 70% kawasan yang disapu. Dicadangkan untuk memasang bilah pendek dari pelana udara di sepanjang tepinya. Kemungkinan meletakkan swashplate tidak dilaporkan; kawalan daya tarikan dapat dilakukan dengan mengubah kelajuan.
Ujian telah menunjukkan bahawa semasa penerbangan mendatar, bahagian cakera menghasilkan daya angkat yang signifikan, kerana struktur secara keseluruhannya melewati baling-baling reka bentuk tradisional dari segi ciri. Selain itu, mungkin untuk membuat sudut serangan ke 25 ° tanpa menghentikan aliran. Pesawat yang sedang dalam pembangunan, menurut perhitungan, dapat mencapai kecepatan hingga 200 km / jam.
Projek syarikat Conseil & Technique masih di peringkat penyelidikan dan pengembangan reka bentuk. Mungkin, dalam masa terdekat ia akan diuji pada mock-up, selepas itu helikopter multi-rotor berpengalaman yang lengkap dapat muncul. Tidak diketahui apakah reka bentuk alternatif ini akan dapat menyelesaikan semua tugas dan mendapat tempat dalam industri penerbangan.
Mencari alternatif
Selama bertahun-tahun keberadaan dan operasi helikopter yang aktif telah menunjukkan semua kelebihan reka bentuk klasik sistem pembawa. Percubaan untuk membuat skema alternatif yang mempunyai sedikit persamaan dengan itu belum dinobatkan dengan kejayaan istimewa. Namun, saintis dan jurutera tidak berhenti bekerja dan terus mencari idea yang menjanjikan.
Projek lain seperti ini sedang dibuat sekarang, dan hasilnya akan menjadi jelas dalam masa terdekat. Pada masa yang sama, jelas bahawa tidak ada sistem galas baru yang dapat memberikan kesan yang nyata pada keadaan umum, dan skema klasik dan pelbagai varian pengembangannya akan mempertahankan tempat mereka dalam teknologi penerbangan. Walau bagaimanapun, perkembangan baru - tertakluk pada kesempurnaan yang mencukupi - dapat menemui niche mereka, di mana kelebihan mereka akan sangat sesuai dan menguntungkan.
