Urheilulentokoneiden ja -helikopterien moottoreiden suunnittelu. Miten helikopteri toimii? Tuotanto OJSC Rybinsk Motorsissa
Nykyään ihmiset ovat keksineet monia erilaisia tekniikoita, jotka eivät voi vain liikkua teitä pitkin, vaan myös lentää. Lentokoneet, helikopterit ja muut lentokoneet mahdollistivat ilmatilan tutkimisen. Helikopterimoottorit, joita tarvittiin vastaavien koneiden normaaliin toimintaan, ovat erittäin tehokkaita.
Yleiskuvaus laitteesta
Tällä hetkellä tällaisia yksiköitä on kahta tyyppiä. Ensimmäinen tyyppi on mäntämoottorit tai toinen tyyppi on ilmamoottorit. Lisäksi rakettimoottori voi toimia myös helikopterin moottorina. Sitä ei kuitenkaan yleensä käytetä päälaitteena, vaan se sisältyy hetkeksi koneen toimintaan, kun lisätehoa tarvitaan esimerkiksi laskeutumisen tai nousun aikana.
Aiemmin niitä käytettiin usein asentamiseen helikoptereihin. Niissä oli yksiakselinen rakenne, mutta ne alkoivat korvata melko voimakkaasti muuntyyppisillä laitteilla. Tämä tuli erityisen havaittavaksi monimoottorisissa helikoptereissa. Tämän tyyppisessä tekniikassa laajimmin käytettyjä ovat kaksiakselisetrit, joissa on niin sanottu vapaa turbiini.
Kaksiakseliset yksiköt
Tällaisten laitteiden erottuva piirre oli, että turboahtimella ei ollut suoraa mekaanista yhteyttä pääroottoriin. Kaksiakselisten potkuriturbiiniyksiköiden käyttöä pidettiin varsin tehokkaana, koska ne mahdollistivat helikopterin voimarakenteen täyden hyödyntämisen. Asia on siinä, että tässä tapauksessa laitteiston pääroottorin pyörimisnopeus ei riippunut turboahtimen pyörimisnopeudesta, mikä puolestaan mahdollisti optimaalisen taajuuden valitsemisen kullekin lentotilalle erikseen. Toisin sanoen kaksiakselinen potkuriturbiinimoottori varmisti voimalaitoksen tehokkaan ja luotettavan toiminnan.
Suihkupotkurin käyttö
Helikoptereissa käytetään myös suihkupotkurikäyttöä. Tässä tapauksessa kehävoima kohdistetaan suoraan itse potkurin lapoihin ilman raskasta ja monimutkaista mekaanista voimansiirtoa, joka pakottaisi koko potkurin pyörimään. Tällaisen kehävoiman luomiseksi käytetään joko autonomisia suihkumoottoreita, jotka sijaitsevat roottorin siipillä, tai turvautuvat kaasun (paineilman) ulosvirtaukseen. Tässä tapauksessa kaasu poistuu erityisten suutinreikien kautta, jotka sijaitsevat kunkin terän päässä.
Mitä tulee reaktiivisen käytön taloudelliseen toimintaan, se on tässä huonompi kuin mekaaninen. Jos valitset taloudellisimman vaihtoehdon vain suihkulaitteiden joukosta, paras on turbojet-moottori, joka sijaitsee potkurin lapoissa. Tällaisen laitteen rakentava luominen osoittautui kuitenkin liian vaikeaksi, minkä vuoksi tällaiset laitteet eivät saaneet laajaa käytännön käyttöä. Tämän vuoksi helikopterimoottoritehtaat eivät aloittaneet massatuotantoa.
Ensimmäiset turboakselilaitteiden mallit
Ensimmäiset turboakselimoottorit luotiin 60-70-luvuilla. On syytä mainita, että tuolloin tällaiset laitteet täyttivät täysin kaikki siviili-ilmailun, mutta myös sotilas-ilmailun tarpeet. Tällaiset yksiköt pystyivät tarjoamaan pariteetin ja joissakin tapauksissa paremmuuden kilpailijoiden keksintöihin verrattuna. Suurin massatuotanto tusaavutettiin TV3-117-mallin kokoonpanolla. On syytä huomata, että tällä laitteella oli useita erilaisia muutoksia.
Tämän lisäksi mallista D-136 on tullut suosittu. Ennen näiden kahden mallin julkaisua valmistettiin D-25V ja TV2-117, mutta tuolloin ne eivät enää pystyneet kilpailemaan uusien moottoreiden kanssa, ja siksi niiden tuotanto lopetettiin. On kuitenkin reilua sanoa, että niitä valmistettiin melko paljon, ja niitä asennetaan edelleen sellaisiin lentoliikenteisiin, jotka julkaistiin melko kauan sitten.
Laitteiden asteikko
80-luvun puolivälissä syntyi tarve yhtenäistää helikopterimoottorin suunnittelua. Ongelman ratkaisemiseksi päätettiin tuoda kaikki tuolloin saatavilla olevat turboakseli- ja potkuriturbiinimoottorit yhteiseen kokoluokkaan. Tämä ehdotus hyväksyttiin hallitustasolla, ja siksi syntyi jako 4 kategoriaan.
Ensimmäinen luokka on laitteet, joiden kapasiteetti on 400 hv. s., toinen - 800 l. s., kolmas - 1600 l. Kanssa. ja neljäs - 3200 l. Kanssa. Lisäksi hyväksyttiin kahden muun helikopterin kaasuturbiinimoottorimallin luominen. Niiden teho oli 250 hv. Kanssa. (0 luokka) ja 6000 l. Kanssa. (luokka 5). Lisäksi oletettiin, että jokainen näiden laitteiden luokka pystyisi tuottamaan tehoa 15-25%.
Edelleen kehittäminen
CIAM teki varsin laajaa tutkimustyötä varmistaakseen täysin uusien mallien kehittämisen ja rakentamisen. Tämä mahdollisti tieteellisen ja teknisen perustan (NTR), jonka mukaan tämän alueen kehittämistä etenee.
Tämä NTZ osoitti, että tulevien sukupolvien helikopterimoottorien toimintaperiaatteen tulisi perustua yksinkertaiseen Braytonin termodynaamisen syklin periaatteeseen. Tässä tapauksessa uusien yksiköiden kehittäminen ja rakentaminen on lupaavaa. Mitä tulee uusien mallien suunnitteluun, niissä pitäisi olla yksiakselinen kaasugeneraattori ja voimaturbiini, jonka tehoakselin ulostulo tämän kaasugeneraattorin kautta. Lisäksi suunnittelussa tulisi olla myös sisäänrakennettu vaihdelaatikko.
Kaikkien tieteellisen ja teknisen taustan vaatimusten mukaisesti aloitettiin työ Omskin suunnittelutoimistossa sellaisen helikopterimoottorimallin kuin TV GDT TV-0-100 tuotantoon, tämän laitteen tehon piti olla 720 hv. . s., ja sitä päätettiin käyttää koneessa, kuten Ka-126. Kuitenkin 90-luvulla kaikki työ pysäytettiin huolimatta siitä, että tuolloin laite oli melko edistynyt, ja sillä oli myös kyky lisätä tehoa indikaattoreihin, kuten 800-850 hv. Kanssa.
Tuotanto OJSC Rybinsk Motorsissa
Samaan aikaan Rybinsk Motors OJSC hienosääsi sellaista moottorimallia kuin TV GDT RD-600V. Laitteen teho oli 1300 litraa. s., ja sitä suunniteltiin käyttää sellaiseen helikopterityyppiin kuin Ka-60. Tällaisen yksikön kaasugeneraattori tehtiin melko kompaktin rakenteen mukaan, joka sisälsi nelivaiheisen keskipakokompressorin. Siinä oli 3 aksiaalivaihetta ja 1 keskipakovaihe. Tällaisen yksikön pyörimisnopeus saavutti 6000 rpm. Erinomainen lisäys oli, että tällainen moottori oli lisäksi varustettu suojalla pölyltä ja lialta sekä muiden vieraiden esineiden sisäänpääsyltä. Tämäntyyppinen moottori on käynyt läpi monia erilaisia testejä, ja sen lopullinen sertifiointi valmistui vuonna 2001.
Lisäksi on syytä huomata, että samanaikaisesti tämän moottorin parantamisen kanssa asiantuntijat työskentelivät potkuriturbiinimoottorin TVD-1500B luomisessa, jota suunniteltiin käytettäväksi An-38-helikoptereissa. Tämän mallin teho on vain 100 hv. Kanssa. korkeampi ja oli siten 1400 litraa. Kanssa. Mitä tulee kaasugeneraattoriin, sen asettelu ja varustelu olivat samat kuin RD-600V-mallissa. Niiden kehittämisen, luomisen ja konfiguroinnin aikana suunniteltiin, että ne muodostaisivat perustan moottoreille, kuten turboakselille ja potkuriturbiinille.
Moottoripyörä helikopterimoottorilla
Nykyään erilaisten laitteiden valmistus on edennyt melko laajasti. Tämä koskee lähes kaikkia toimialoja, myös moottoripyörien valmistusta. Jokainen valmistaja yritti aina tehdä uudesta mallistaan ainutlaatuisemman ja omaperäisemmän kuin kilpailijansa. Tästä halusta johtuen Marine Turbine Technologies julkaisi äskettäin ensimmäisen helikopterin moottoripyörän. Luonnollisesti tämä muutos vaikutti suuresti sekä koneen rakenteelliseen osaan että sen teknisiin ominaisuuksiin.
Laitteen parametrit
Luonnollisesti helikopterimoottorilla varustetun moottoripyörän ominaisuuksilla on myös ainutlaatuiset tekniset parametrit. Sen lisäksi, että tällainen innovaatio mahdollisti moottoripyörän kiihdytyksen lähes käsittämättömään 400 km/h:iin, on muitakin ominaisuuksia, joihin kannattaa kiinnittää huomiota.
Ensinnäkin tämän mallin polttoainesäiliön tilavuus on 34 litraa. Toiseksi laitteiden paino on kasvanut melko merkittävästi ja on 208,7 kg. Tämän moottoripyörän teho on 320 hevosvoimaa. Suurin mahdollinen nopeus, joka tällaisella laitteella voitaisiin saavuttaa, on 420 km/h, ja sen vanteiden koko on 17 tuumaa. Viimeisenä mainitsemisen arvoinen asia on, että helikopterin moottorin toiminta vaikutti suuresti kiihdytysprosessiin, minkä vuoksi laitteisto saavuttaa rajansa muutamassa sekunnissa.
Ensimmäinen tällainen luomus, jonka Marine Turbine Technologies näytti maailmalle, oli nimeltään Y2K. Tähän voidaan lisätä, että tarkka kiihtyvyys 100 km/h vie vain puolitoista sekuntia.
Kaiken edellä olevan yhteenvetona voidaan todeta, että helikopterimoottorien valmistusteollisuus on edennyt pitkälle, ja nykyinen tekniikan kehitys on mahdollistanut tuotteiden käytön myös laitteissa, kuten moottoripyörissä.
Helikopterin pääroottorin siivet on rakennettava siten, että ne kestävät kaikki niihin kohdistuvat kuormitukset samalla kun ne synnyttävät tarvittavan nostovoiman. Eivätkä ne vain kestäisi, vaan niillä olisi myös turvamarginaali kaikenlaisiin odottamattomiin tapauksiin, joita voi tapahtua lennon aikana ja helikopterin huoltotyön aikana maassa (esim. jyrkkä tuulenpuuska, ylöspäin suuntautuva ilmavirta, jyrkkä liike, siipien jäätyminen, potkurin virheellinen pyöriminen moottorin käynnistyksen jälkeen jne.).
Yksi helikopterin pääroottorin valinnan suunnittelutavoista on pystysuora nousutila millä tahansa laskentaan valitulla korkeudella. Tässä tilassa vaadittu teho on suurempi, koska potkurin kiertotasossa ei ole siirtonopeutta.
Kun he tietävät suunnilleen suunniteltavan helikopterin painon ja määrittävät hyötykuorman koon, jonka helikopterin on nostettava, he alkavat valita potkuria. Potkurin valinta perustuu siihen, että valitaan potkurin halkaisija ja sen kierrosten määrä minuutissa, joilla mitoituskuorma pystyi nostamaan potkurilla pystysuunnassa vähimmällä tehonkulutuksella.
Tiedetään, että pääroottorin työntövoima on verrannollinen sen halkaisijan neljänteen tehoon ja vain kierrosten lukumäärän toiseen potenssiin, eli pääroottorin kehittämä työntövoima on enemmän riippuvainen halkaisijasta kuin lukumäärästä. vallankumouksista. Siksi on helpompi saada tietty työntövoima lisäämällä halkaisijaa kuin lisäämällä kierrosten määrää. Joten esimerkiksi lisäämällä halkaisijaa 2 kertaa, saamme työntövoiman 24 = 16 kertaa suuremman ja kaksinkertaistamalla kierrosten lukumäärän, saamme työntövoiman vain 22 = 4 kertaa suuremman.
Kun tiedät helikopteriin roottorin käyttämiseen asennettavan moottorin tehon, valitse ensin roottorin halkaisija. Tätä varten käytetään seuraavaa suhdetta:
Roottorin terä toimii erittäin vaikeissa olosuhteissa. Siihen vaikuttavat aerodynaamiset voimat, jotka taivuttavat sitä, vääntävät sitä, repivät sitä ja pyrkivät repimään ihon pois siitä. Tällaisten aerodynaamisten voimien "vastustamiseksi" terän on oltava riittävän vahva.
Kun lennät sateessa, lumessa tai pilvissä jäätymiselle suotuisissa olosuhteissa, terän käyttö vaikeutuu entisestään. Sadepisarat, jotka osuvat terään valtavalla nopeudella, lyövät maalin pois siitä. Kun teriin muodostuu jäätä, muodostuu jääkasveja, jotka vääristävät sen profiilia, häiritsevät sen kääntöliikettä ja tekevät siitä raskaampaa. Helikopteria maassa säilytettäessä äkilliset lämpötilan, kosteuden ja auringonvalon muutokset vaikuttavat tuhoavasti terään.
Tämä tarkoittaa, että terän ei tarvitse olla vain vahva, vaan sen on myös oltava immuuni ulkoisen ympäristön vaikutuksille. Mutta jos vain tämä! Sitten terä voitaisiin tehdä kokonaan metallista peittämällä se korroosionestokerroksella, ja ongelma ratkeaisi.
Mutta on vielä yksi vaatimus: terän on tämän lisäksi oltava myös kevyt. Siksi se on tehty ontoksi terän rakenne perustuu metallisäleen, useimmiten vaihtelevan poikkileikkauksen omaavaan teräsputkeen, jonka pinta-ala pienenee asteittain tai asteittain terän juuresta päähän. .
Terän pääasiallisena pituussuuntaisena voima-elementtinä säle vaimentaa leikkausvoimia ja taivutusmomenttia. Tältä osin siiven varren toiminta on samanlaista kuin lentokoneen siiven varren. Kuitenkin siiven varsi on myös alttiina keskipakoisvoimille roottorin pyörimisen seurauksena, mikä ei päde lentokoneen siiven varrelle. Näiden voimien vaikutuksesta teräsalpa on alttiina jännitykselle.
Teräslaipat hitsataan tai niitataan kylkeen poikittaisen voimasarjan kiinnittämiseksi - terän rivat. Jokainen ripa, joka voi olla metallia tai puuta, koostuu seinistä ja hyllyistä. Metallivaippa liimataan tai hitsataan metallihyllyihin, vanerivaippa liimataan tai hitsataan puuhyllyihin tai vanerivaippa liimataan kärkeen ja kangasvaippa ommellaan häntään kuvan mukaisesti. Profiilin keulaosassa kylkilaipat on kiinnitetty etummaiseen nauhaan ja takaosassa - takanauhaan. Stringerit toimivat ylimääräisinä pitkittäislujuuselementteinä.
Ripojen laippoja peittävä nahka muodostaa terän profiilin missä tahansa osassa. Vaalein on pellavapeite. Kuitenkin, jotta vältetään profiilin vääristymät, jotka johtuvat kangaspäällyksen taipumisesta ripojen välisillä alueilla, terän rivat on asetettava hyvin usein, noin 5-6 cm:n etäisyydelle toisistaan, mikä tekee terä raskaampi. Huonosti venytetyn kangaspäällysteisen terän pinta näyttää uurteiselta ja sillä on huonot aerodynaamiset ominaisuudet, koska sen vastus on korkea. Yhden kierroksen aikana tällaisen terän profiili muuttuu, mikä edistää helikopterin lisävärähtelyn ilmaantumista. Siksi kangaspäällyste on kyllästetty dopella, joka kuivuessaan venyttää kangasta voimakkaasti.
Vanerinahoja valmistettaessa terän jäykkyys kasvaa ja ripojen välistä etäisyyttä voidaan kasvattaa 2,5-kertaiseksi verrattuna kankaalla päällystettyihin teriin. Resistanssin vähentämiseksi vanerin pinta käsitellään ja kiillotetaan sujuvasti.
Hyvät aerodynaamiset muodot ja suuri lujuus voidaan saavuttaa tekemällä ontto täysmetallinen terä. Sen valmistuksen vaikeus piilee poikkileikkaukseltaan vaihtelevan säpin valmistuksessa, joka muodostaa profiilin keulan. Teräprofiilin pyrstöosa on valmistettu peltikotelosta, jonka etureunat on hitsattu tasaisesti sauvan kanssa ja takareunat niitattu yhteen.
Helikopterin roottorin siiven profiili valitaan siten, että iskukulman kasvaessa virtauksen pysähtyminen tapahtuu korkeimmissa mahdollisissa kohtauskulmissa. Tämä on tarpeen, jotta vältetään virtauksen pysähtyminen vetäytyvässä terässä, jossa kohtauskulmat ovat erityisen korkeat. Lisäksi tärinän välttämiseksi profiili on valittava siten, että painekeskuksen sijainti ei muutu iskukulman muuttuessa.
Erittäin tärkeä tekijä terän lujuuden ja suorituskyvyn kannalta on profiilin painekeskipisteen ja painopisteen suhteellinen sijainti. Tosiasia on, että taivutuksen ja vääntöyhdistelmän vaikutuksesta terä altistuu itsestään virittyvälle värähtelylle, eli värähtelylle, jonka amplitudi kasvaa (värähtely). Tärinän välttämiseksi terä on tasapainotettava jänteeseen nähden, eli painopisteen asento jänteessä on varmistettava siten, että se estää itseään lisääntyvän tärinän. Tasapainotuksen tehtävänä on varmistaa, että rakennetun terän profiilin painopiste on painekeskuksen edessä.
Jatkamalla roottorin siiven ankaria käyttöolosuhteita, on huomioitava, että sadepisaroiden aiheuttamat vauriot terän puupinnalle voidaan estää vahvistamalla levyreunaa sen etureunaa pitkin.
Terien jäätymisen torjunta on vaikeampi tehtävä. Jos tällaiset jäätyypit lennon aikana, kuten huurre ja huura, eivät aiheuta suurta vaaraa helikopterille, niin vähitellen ja huomaamattomasti, mutta erittäin lujasti terässä kasvava lasimainen jää johtaa terän painoon, sen profiilin vääristymiseen ja viime kädessä nostovoiman vähenemiseen, mikä johtaa helikopterin hallittavuuden ja vakauden jyrkkään menettämiseen.
Aikoinaan olemassa ollut teoria, että jää halkeaisi lennon aikana terien heiluvan liikkeen vuoksi, osoittautui perusteettomaksi. Terän jäätyminen alkaa ensin juuriosasta, jossa terän taipuma sen räpyttelyliikkeen aikana on pieni. Tämän jälkeen jääkerros alkaa levitä yhä pidemmälle terän loppua kohti ja häviää vähitellen. On tapauksia, joissa jään paksuus juuriosassa oli 6 mm ja terän päässä - 2 mm.
Jäätymisen ehkäisemiseksi on kaksi tapaa.
Ensimmäinen tapa- tämä on huolellinen lentoalueen sääennusteen tutkiminen, matkan varrella kohtaamien pilvien välttäminen ja lentokorkeuden muuttaminen jääolosuhteista poistumiseksi, lennon pysäyttäminen jne.
Toinen tapa- terien varustaminen jäänestolaitteilla.
Koko joukko näitä laitteita tunnetaan helikopterin lapoista. Voit poistaa jään roottorin siipistä
tulee käyttää alkoholijäänsulatusainetta, joka suihkuttaa alkoholia potkurin etureunaan. Jälkimmäinen veteen sekoitettuna alentaa jäätymispistettä ja estää jään muodostumisen.
Jää voidaan murskata roottorin siipistä ilmalla, joka pumpataan roottorin etureunaa pitkin asetettuun kumikammioon. Täyttökammio hajottaa jääkuoren, jonka yksittäiset palaset tulevat sitten pyyhkäisemään pois potkurin lavoista vastaantulevan ilmavirran vaikutuksesta.
Jos roottorin siiven etureuna on metallia, se voidaan lämmittää joko sähköllä tai roottorin etureunaa pitkin vedetyn putkilinjan läpi kulkevalla lämpimällä ilmalla.
Tulevaisuus näyttää, kumpi näistä menetelmistä löytää laajemman sovellutuksen.
Pääroottorin aerodynaamisten ominaisuuksien kannalta pääroottorin siipien lukumäärä ja roottorin pyyhkäisemän alueen ominaiskuormitus ovat erittäin tärkeitä. Teoreettisesti roottorin siipien lukumäärä voi olla mikä tahansa, yhdestä äärettömän suuresta määrästä niin suuri, että ne lopulta sulautuvat spiraalipinnaksi, kuten Leonardo da Vincin projektissa tai I. Bykovin helikopteripyörässä oletettiin.
On kuitenkin olemassa tietty määrä teriä, jotka ovat edullisimmat. Lapojen lukumäärä ei saa olla pienempi kuin kolme, koska kahdella lavalla esiintyy suuria epätasapainoisia voimia ja potkurin työntövoiman vaihteluita. Pääroottorin työntövoiman muutos sen keskiarvon ympärillä yhden roottorin kierroksen aikana yksilapaisille ja kaksilapaisille potkureille esitetään. Kolmilapainen potkuri käytännössä ylläpitää keskimääräistä työntövoimaa koko kierroksen ajan.
Roottorin siipien lukumäärä ei myöskään saa olla kovin suuri, koska tällöin jokainen siipi toimii edellisen siiven häiritsemässä virtauksessa, mikä heikentää pääroottorin tehokkuutta.
Mitä enemmän potkurin lapoja, sitä suuremman osan pyyhkäisylevyn alueesta ne vievät. Helikopterin roottoriteoriaan on otettu käsite täyttökerroin o, joka lasketaan kokonaispinta-alan suhteena
Helikopterin pääroottorin suunnittelukäyttötavalle (jyrkkä nousu) edullisin täyttökerroinarvo on 0,05-0,08 (keskiarvo 0,065).
Tämä kuormitus on keskimääräinen. Kevyt kuorma on kuorma alueella 9-12 kg/m2. Tällaista kuormaa kuljettavat helikopterit ovat ohjattavia ja niillä on suuri matkalentonopeus.
Yleiskäyttöisten helikoptereiden keskimääräinen kuormitus on 12-20 kg/m2. Ja lopuksi, suuri kuorma, jota käytetään harvoin, on kuorma 20-30 kg/m2.
Tosiasia on, että vaikka pyyhkäisyalueen suuri ominaiskuorma tarjoaa helikopterille suuren hyötykuorman, moottorin vikaantuessa tällainen helikopteri laskeutuu nopeasti itsekiertotilassa, mikä ei ole hyväksyttävää, koska tässä tapauksessa helikopterin turvallisuus on turvallista. laskeutuminen vaarantuu.
Jotta helikopterilla olisi hyvät suorituskykyominaisuudet ja tehokas ajoneuvo, jota on helppo käyttää, sen on täytettävä useita vaatimuksia. Nämä vaatimukset voidaan jakaa yleisiin kaikille lentokoneille (AC) ja erityisiin, riippuen käyttötarkoituksesta ja taistelukäytön ominaisuuksista.
Yleisiä vaatimuksia ovat:
- - määrättyjen lentosuorituskykytietojen, riittävän vakauden ja ohjattavuuden ominaisuuksien saaminen alhaisin energiakustannuksin;
- - rakenteen riittävä (mutta ei liiallinen) lujuus ja jäykkyys, joka varmistaa käyttökuormituksen vaimentamisen ilman jäännösmuodonmuutoksia ja vaarallisen tärinän puuttumista;
- - korkea selviytymiskyky taistelussa, eli ilma-aluksen kyky jatkaa tehtävän suorittamista sen jälkeen, kun se on alttiina vihollisen tappaville aseille;
- - suunnittelun luotettavuus, joka riippuu sen täydellisyydestä, valmistuksen laadusta, käyttöolosuhteista;
- - suunnittelun valmistettavuus, toisin sanoen mahdollisuus tuotantoprosessien laajaan mekanisointiin ja automatisointiin, korkean suorituskyvyn prosessien käyttö (leimaus, valssaus, hitsaus jne.), osien ja kokoonpanojen korkea standardointiaste;
- - rakenteen vähimmäispaino, joka varmistetaan materiaalien, virtapiirien järkevällä valinnalla sekä olemassa olevien kuormien selkeytyksellä;
- - helppokäyttöisyys, joka varmistetaan riittävällä määrällä toimivia liittimiä, luukkuja laitteiden tarkastusta ja työstämistä varten, vähimmäismäärä säätöä vaativia komponentteja ja järjestelmiä sekä tehokkaiden ohjausvälineiden käyttö;
- - huollettavuus, eli kyky korjata vahingoittuneet osat nopeasti ja edullisesti, mikä varmistetaan pääosien ja elementtien vaihtokelpoisuudella ja modulaaristen rakenteiden laajalla käytöllä;
- - lentoturvallisuuden takaa laitteiden luotettavuus, hyvät aerodynaamiset ominaisuudet, ohjaamista helpottavan erikoisautomaation käyttö ja lähestyvien vaarallisten lento-olosuhteiden signalointi.
Monet näistä vaatimuksista ovat ristiriitaisia. Helikopterien suunnittelun aikana nämä ristiriidat ratkaistaan tekemällä kompromissipäätöksiä tai kehittämällä täysin uusia malleja.
Ilmailutekniikan monimutkaistumisesta ja lentoturvallisuuden tasoa koskevien vaatimusten lisääntymisestä johtuen JTA:n ergonomisten vaatimusten merkitys on kasvanut merkittävästi. Ergonomiset vaatimukset laskevat lentokoneen, sen ohjaamon, ohjausvipujen, instrumenttien ja muiden laitteiden mukautumiseen ihmisen fysiologisiin ja psykologisiin kykyihin, jotta sekä lentokoneen että ohjaajan kykyjä voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Tässä suhteessa toimintojen oikea jakautuminen JIA-automaation ja pilotin välillä on erittäin tärkeää.
Ergonomiset vaatimukset sisältävät LA:n hygieeniset, antropometriset, fysiologiset ja psykofysiologiset vaatimukset. Hygieniavaatimukset kiteytyvät mikroilmastostandardien noudattamiseen ja haitallisten ympäristötekijöiden (melu, tärinä, lämpötila jne.) vaikutusten rajoittamiseen. Antropometriset vaatimukset määräävät matkustamon koon, ohjausvivut, niiden sijainnin henkilön pituuden mukaan, hänen raajojensa pituuden jne. Fysiologiset vaatimukset asettavat ohjausvoimien suuruuden ihmiskehon kykyjen mukaan. Psykofysiologiset vaatimukset kuvaavat lentokoneiden ja instrumenttien mukautumiskykyä ihmisen aistielinten ominaisuuksiin.
Yllä lueteltujen yleisten vaatimusten lisäksi helikoptereille asetetaan erityisiä vaatimuksia, jotka heijastavat niiden suunnittelun erityispiirteitä, lentotapoja, nostomenetelmiä, ohjausta ja niin edelleen.
Erityisvaatimuksia ovat:
- - pystysuoran nousun ja laskun varmistaminen, leijuminen tietyllä korkeudella;
- - turvallisen laskeutumisen varmistaminen pääroottorin (RO) itsestään pyörivässä tilassa voimalaitoksen vian sattuessa;
- - sallittu tärinätaso.
Sotilashelikopteria kehitettäessä sille asetetaan sen tarkoituksen ja taistelukäyttöolosuhteiden määräämät erityisvaatimukset, ns. taktiset ja tekniset vaatimukset (TTT). Ne määrittävät lento-ominaisuudet, jotka ovat tarpeen määrättyjen taistelutehtävien tehokkaaseen suorittamiseen: maksiminopeus, lentoetäisyys, katto, hyötykuorma, miehistö, tarvittavat varusteet ja aseet. TTT:tä kehitetään ottaen huomioon tieteen ja teknologian nykyinen kehitystaso ja niiden välittömät kehitysnäkymät.
Helikopterien luokittelu suunnitteluominaisuuksien mukaan
Helikopteri on lentokone, jossa yhden tai useamman pyörivän potkurin siivet muodostavat nosto- ja työntövoiman eteenpäinlennolle. Toisin kuin lentokoneen siipi, NV-siivet lentävät ympäriinsä vastaantulevan virtauksen avulla, ei vain eteenpäin lennon aikana, vaan myös paikallaan toimiessa. Tämä antaa helikopterille mahdollisuuden leijua liikkumattomana, nousta ja laskeutua pystysuoraan.
Helikopterien syntymän ja kehityksen aikana testattiin suuri määrä erilaisia malleja yksinkertaisista monimutkaisiin yhdistettyihin lentokoneisiin. Tämän seurauksena epäonnistuneet suunnitelmat hylättiin ja tällä hetkellä käytössä olevia elinkelpoisia helikopterimalleja tunnistettiin.
Pääkriteeri näiden järjestelmien väliselle erolle on roottoreiden lukumäärä ja sijainti. Helikopterien lukumäärästä riippuen helikopterit voivat olla yksiroottorisia, kaksiroottorisia tai moniroottorisia. Nykyaikaiset helikopterit rakennetaan vain yhden roottorin ja kahden roottorin malleilla.
Yksiroottorinen rakenne erottuu suhteellisen alhaisesta painostaan ja suunnittelun ja ohjausjärjestelmän suurimmasta yksinkertaisuudesta. Tällaisen helikopterin työntömomentin tasapainottamiseksi tarvitaan kuitenkin peräroottori, joka kuluttaa jopa 10% voimalaitoksen tehosta. Se on asennettu pitkälle palkkille, mikä kasvattaa helikopterin kokoa ja painoa ja aiheuttaa vaaran käyttöhenkilöstölle.
Yksiroottorisen helikopterin haittana on myös kapea sallittu linjausalue, koska sen tasapainottaminen on mahdollista edellyttäen, että massakeskipiste sijaitsee lähellä HB-akselin akselia.
Kaksiroottoristen helikopterien potkurit pyörivät vastakkaisiin suuntiin, joten niiden reaktiomomentit tasapainottavat toisiaan ilman lisävirrankulutusta.
Pitkittäishelikopterit ovat yleisimpiä kaksiroottorisista helikoptereista johtuen useista eduista:
- - suuri mukava runko;
- - suhteellisen laaja valikoima sallittuja suuntauksia johtuen mahdollisuudesta jakaa työntövoima uudelleen NV:n välillä;
- - hyvä pituussuuntainen vakaus ja hallittavuus.
Pitkittäisellä kaaviolla on kuitenkin useita vakavia haittoja:
- - monimutkainen ja pitkä voimansiirto tehon siirtämiseksi potkureihin ja niiden pyörimisen synkronoimiseksi siipien törmäysten välttämiseksi;
- - lisääntynyt tärinätaso;
- - monimutkainen ohjausjärjestelmä;
- - etuosan NV:n kielteinen vaikutus takaosan toimintaan, mikä johtaa merkittäviin tehohäviöihin ja vaikeuttaa vaihdelaatikoiden suunnittelua ja laskutekniikoita NV-itsekiertotilassa; Haitallisten vaikutusten vähentämiseksi taka-NV on sijoitettu korkeammalle kuin etu.
Kaksiroottorisilla poikittaishelikoptereilla on useita myönteisiä ominaisuuksia:
- - mukava virtaviivainen lentokonetyyppinen runko;
- - matkustamon lastaamisen ja purkamisen helppous;
- - roottoreiden suotuisa keskinäinen vaikutus.
Poikittaisen rakenteen vakava haittapuoli on erityisen rakenteen tarve potkurien vastaanottamiseksi, jolla on suuri vastus ja massa. Vastuksen vähentämiseksi tämä malli voidaan tehdä siiven muodossa.
Poikittaisen rakenteen haittoja ovat myös kapea kohdistusalue ja tarve pitkälle vaihteistolle NV:n synkronoimiseksi, vaikeudet vakauden ja ohjattavuuden varmistamisessa.
Kaksiroottorisilla koaksiaalihelikoptereilla on pienimmät mitat. Koaksiaalihelikopterin NV:t sijaitsevat toistensa yläpuolella eivätkä vaadi kiertosynkronointia, mikä yksinkertaistaa ja helpottaa lähetystä huomattavasti. Suunnittelun aerodynaaminen symmetria yksinkertaistaa ohjaamista ja tähtäystä.
Koaksiaalisella suunnittelulla on kuitenkin tiettyjä haittoja:
- - monimutkainen ohjausjärjestelmä;
- - riittämätön suuntavakaus;
- - merkittävä tärinä;
- - vastakkaisiin suuntiin pyörivien NV-terien törmäysvaara;
- - laskeutumisen vaikeus NV-itsekiertotilassa.
Neuvostoliiton suunnittelijat onnistuivat selviytymään vaikeuksista tämän mallin kokeellisten helikoptereiden kehittäminen, ja niitä valmistetaan massatuotantona.
Kaksiroottorisessa helikopterissa, jossa on ristikkäiset potkurit, HB-akselit sijaitsevat rungon sivuilla ja kallistuvat ulospäin. NV:n kallistukseen liittyvien tehohäviöiden ja erittäin monimutkaisen ohjausjärjestelmän vuoksi tällainen järjestelmä ei ole yleistynyt.
Minkä tahansa mallin helikopterien lentonopeutta rajoittavat ilmavoimien ympärillä olevat virtausolosuhteet. Lentonopeuden kasvaessa siipien kärkiosat vaikuttavat ilman kokoonpuristuvuus ja siirtyvät virtauksen pysähtymistilaan, mikä johtaa voimakkaaseen tärinään ja voimakkaaseen virrankulutuksen kasvuun. Näin ollen perinteisten helikopterien suurin vaakalentonopeus ei ylitä 320-340 km/h.
Lentonopeuden lisäämiseksi on tarpeen purkaa NV. Tätä tarkoitusta varten helikopteriin asennetaan siipi.
Lisätyöntöä helikopterin lentosuunnassa voidaan luoda potkurilla (vetämällä tai työntämällä) tai suihkuturbiinimoottorilla. Tällaisten yhdistettyjen lentokoneiden nopeus voi olla 500 km/h ja enemmän. Suunnittelun monimutkaisuudesta huolimatta yhdistelmähelikopterit ovat lupaavia.
Tällä hetkellä levinneimmät helikopterit maassamme ja kaikkialla maailmassa ovat ne, jotka on valmistettu yhden roottorin mallilla, jossa on häntäroottori.
Helikopterin pääosat, niiden tarkoitus ja layout
Helikopterivalmistuksen kehitysprosessissa on syntynyt nykyaikaisen helikopterin erittäin selkeä ilme.
Helikopterin pääosa on runko, joka on suunniteltu vastaanottamaan lastia, miehistöä, varusteita, polttoainetta jne. Lisäksi se on voimatukikohta, johon kaikki muut helikopterin osat on kiinnitetty ja niistä tulevat kuormat välittyvät. Runko on ohutseinämäinen vahvistettu rakenne. Rungon keskiosa on yleensä tavaratila, etuosa on miehistön hytti.
Takapalkki 8 ja päätypalkki 6 ovat rungon jatkoa, ja ne on suunniteltu sopimaan helikopterin takaroottoriin ja pyrstään.
Moottorit 1 (yleensä kaksi kaasuturbiinimoottoria) on asennettu rungon keskiosan kattopaneeliin, joiden ulostuloakselit on kytketty päävaihteistoon.
Päävaihteisto jakaa moottoreista tulevan tehon helikopteriyksiköiden kesken. Moottorin tehon pääasiallinen kuluttaja on päävaihteiston akselille asennettu NV. Se on suunniteltu luomaan tarvittava työntövoima helikopterin lentämiseen sekä pituus- ja sivuohjaukseen.
NV:n pääosat ovat: holkki 2 ja siihen kiinnitetyt terät 3, jotka luovat suoraan nostovoiman.
Kun NV pyörii, reaktiivinen vääntömomentti vaikuttaa helikopteriin ja pyrkii kääntämään sitä vastakkaiseen suuntaan. Tämän hetken tasapainottamiseksi käytetään peräroottoria 5. Sen käyttö tapahtuu päävaihteistosta akseli- ja vaihteistojärjestelmän kautta. Lisäksi häntäroottoria käytetään helikopterin suuntaohjaukseen.
Laskuteline varmistaa helikopterin kääntymisen sen ollessa paikallaan ja liikkuessaan maan pinnalla sekä vähentää kuormitusta laskeutumisen aikana.
Yleisin on kolmen tuen runkorakenne, jossa on nokkapyörä: päätuet 9 sijaitsevat takana Helikopterin massakeskipiste, etuosa 12-rungon nokan alla. Nopeissa helikoptereissa laskutelineet voidaan vetää sisään lennon aikana.
Häntä on suunniteltu lisäämään helikopterin vakautta. Se koostuu stabilisaattorista 7 ja kölistä, jonka roolia hoitaa yleensä erityisesti profiloitu päätypalkki.
Kaksiroottorisen koaksiaalihelikopterin asettelu on kompakti johtuen potkureiden pienemmästä halkaisijasta ja siitä, ettei siinä ole pyrstöroottoria, jossa on perä- ja päätypuomit. NV:n koaksiaalinen järjestely kuitenkin nostaa helikopterin korkeutta, ja riittämätön suuntavakaus vaatii melko tehokkaan pystysuoran pyrstön asentamista.
LIITTOVALTION KOULUTUSVIRASTO
VALTION AMATTIKOULUTUKSEN OPETUSLAITOS
LENTOTEOLLISUUDEN JOHTO- JA INNOVAATIOINSTITUUTTI
V.V. Angelica
HELIKOPTERIN SUUNNITTELU
Rostov-on-Don
UDC 629.7 (075)
D 81
D 81 Dudnik V.V. Helikopterin suunnittelu. – Rostov n/d: Kustantaja IUI AP, 2005. – 158 s.
ISBN 5-94596-015-2
Oppikirjassa hahmotellaan: pääyksiköiden ja järjestelmien koostumus, tarkoitus, rakenne ja rakentamisprosessi; yksiköiden rakenne-teho- ja kinemaattiset kaaviot, osien ja yksiköiden suunnitelmat.
Helikopteritekniikan suunnan ammatillisen uudelleenkoulutusohjelman opiskelijoille sekä harjoittajille.
Julkaistu Management and Innovation Instituten toimitus- ja julkaisuneuvoston päätöksellä
ilmailuteollisuus
Tieteellinen toimittaja:
Teknisten tieteiden tohtori, professori I. V. Boguslavsky
ISBN 5-94596-015-2
© Dudnik V.V., 2005 © Publishing House IUI AP, 2005
JOHDANTO
SISÄÄN Nykyään on vaikea kuvitella ihmiskuntaa ilman lentokoneita. Arvokkaan paikan lentokoneiden joukossa ovat helikopterit - ilmaa raskaammat lentokoneet, jotka käyttävät pääroottoria liikkuakseen ilmassa. Koska helikopterien valmistus on suhteellisen nuori toimiala, yksiköiden suunnittelussa ja valmistustekniikassa on käynnissä aktiivinen muutos. Viime vuosina on alettu käyttää innovaatioita, kuten ylikriittisiä voimansiirtoakseleita, aktiivisia melun- ja tärinänvaimentimia, monisuljettuja siipiä, yksikokoisia runkoja, peräpuomin harjanteita ja monia muita. Valitettavasti Venäjä on useista syistä jäänyt jälkeen joidenkin innovaatioiden soveltamisessa. Tämän mukaisesti on pyrittävä hyödyntämään mahdollisimman paljon globaalista helikopteriteollisuudesta kertynyttä kokemusta.
SISÄÄN Tämä oppikirja yrittää täyttää aukot nykyaikaisten teknologioiden kattavuudessa, joten niihin kiinnitetään hieman enemmän huomiota.
Luvut 5 ja 8 kirjoitettiin yhdessä Oleinik Nikolai Ivanovichin kanssa.
1. YLEISTIETOA HELIKOPTERISTA
1.1. Helikopterin luokitus
SISÄÄN Tällä hetkellä maailmassa valmistetaan useita kymmeniä helikoptereita. Niillä on erilaisia käyttötarkoituksia, kokoja ja ominaisuuksia, mutta pääkriteeri helikopterin luokittelussa on sen lentoonlähtöpaino. Painoluokittelusta on useita mielipiteitä. Usein se perustetaan tietyn valtion säädöksillä. Siten Venäjän siviili-ilmailussa helikopterit jaetaan neljään luokkaan niiden suurimman lentoonlähtöpainon mukaan.
1. luokka - 10t tai enemmän,
2. luokka - 5-10t,
3 luokka - 2-5t,
4. luokka – 2t asti.
Käytännössä helikopterit jaetaan usein ultrakevyisiin, kevyisiin, keskikokoisiin ja raskaisiin. Tässä yksi jakovaihtoehdoista.
Jopa 700 kg – erittäin kevyt; 700-5000kg – kevyt; 5000-15000kg – keskimäärin;
yli 15000kg - raskas.
Maailman raskain helikopteri oli Neuvostoliiton Mi-12-helikopteri (105t) ja tuotantoajoneuvoista - Mi-26 (56t).
Hieman tästä sarjasta eroavat miehittämättömät tiedusteluun, ympäristön seurantaan ja maatalouden käsittelyyn käytettävät helikopterit, joiden lentoonlähtöpaino vaihtelee 80-1000 kg:n välillä.
Lisäksi helikopterit luokitellaan käyttötarkoituksen mukaan seuraavasti:
matkustaja; taistelu; kuljetus; maatalous;
etsintä ja pelastus ja muut.
Moottoreiden läsnäolo lentokoneessa mahdollistaa lentokoneiden luokittelun moottoreiden lukumäärän mukaan - yksi, kaksi ja kolme moottoria - ja tyypin mukaan - mäntä ja kaasuturbiini.
Toinen tärkeä ominaisuus on helikopterin layout. Helikopterin suunnittelu määrittää roottorin vääntömomentin tasapainotusmenetelmän. Tällä hetkellä käytetään yksi- ja kaksiruuvijärjestelmiä. Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa kehitetyt kolmen ja jopa neljän ruuvin mallit eivät ole löytäneet laajaa käyttöä.
Yhden roottorin rakenne - olettaa yhden pääroottorin ja laitteen, joka kompensoi pääroottorin reaktiivisen vääntömomentin, läsnäolon. Häntäroottoria käytetään yleensä reaktiivisen vääntömomentin kompensointilaitteena, mutta joissain tapauksissa käytetään myös muita mekanismeja (kuva 1a, b).
Kaksoisroottorirakenne olettaa, että on olemassa kaksi roottoria, jotka pyörivät eri suuntiin. Tällaisten ruuvien reaktiiviset momentit kompensoidaan keskenään. Kaksiroottorisissa helikoptereissa voi puolestaan olla roottorien sijainnin perusteella:
∙ koaksiaalikaavio - vastakkaiseen suuntaan pyörivät roottorit sijaitsevat päällekkäin (kuva 1c);
∙ pitkittäiskaavio - toistensa kanssa synkronoidut ruuvit asetetaan toistensa eteen pienellä limitysalueella (kuva 1d);
∙ poikittaiskaavio - potkurit sijaitsevat rungon oikealla ja vasemmalla puolella (kuva 1d);
∙ kaavio risteävillä ruuveilla - kaksi kiertoakselia on kallistettu kulmassa toisiinsa nähden (kuva 1e).
SISÄÄN Tällä hetkellä Kamov- ja Mil-helikopterit hallitsevat Venäjää. Ensimmäiset oman suunnittelemamme helikopterit ilmestyivät Kazanin helikopteritehtaalle. Ukrainassa yritetään kehittää kevyitä helikoptereita. Tärkeimmät eurooppalaiset helikopterivalmistajat ovat konsortiot - Eurocopter, joka koostuu ranskalaisesta Eurocopter Franz -yhtiöstä ja saksalainen Eurocopter Deutschland ja AgustaWestland, joka koostuu italialaisesta yrityksestä
Pania Agusta ja englantilainen Westland. Boeing-, Sikorsky- ja Bell-yhtiöt ovat Yhdysvaltojen suurimpia. Puolalaiset ja eteläafrikkalaiset yritykset ovat olleet erittäin aktiivisia tällä markkinoiden alalla viime vuosina. Yritykset esimerkiksi USA:sta, Belgiasta, Italiasta ja Kanadasta toimivat menestyksekkäästi ultrakevyiden helikopterien luokassa. Japanilaiset yritykset Yamaha ja Fuji mainostavat aktiivisesti miehittämättömiä maataloushelikoptereita.
Lisäksi on huomattava, että Pohjois-Amerikan mantereella muut pyöriväsiipiset lentokoneet - yksi- ja kaksipaikkaiset gyrokoneet - ovat erittäin suosittuja. Niiden tuotannossa on mukana useita yrityksiä.
Suurin osa maailman helikopterivalmistajista käyttää yhden roottorin rakennetta. Näiden periaatteiden mukaan rakennetut lentokoneet on Mil-yhtiön luoma. Koaksiaalia käytetään Kamov-helikoptereissa ja joissakin ulkomaisissa miehittämättömissä ilma-aluksissa. Poikittaismuotoilua käytetään tällä hetkellä vain Bell-roottorilentokoneissa, jotka on kehitetty itsenäisesti ja yhteistyössä Agusta-yhtiön kanssa. Pitkittäistä rakennetta käyttävät Boeingin kuljetushelikopterit. Kaavio ristikkäisillä ruuveilla on erittäin monimutkainen ja sitä käyttää vain Kaman (USA).
1.2. Helikopterien valmistus
Uuden helikopterin luominen tai olemassa olevan muuntaminen on melko monimutkainen ja koostuu useista vaiheista (kuva 2). Helikopterin tai muuntelun suunnittelun aloittamista varten tarvitaan ”kriittinen” massa vaatimuksia. Eri palvelut kehittävät nämä vaatimukset:
∙ suunnittelu - perustuu muiden yritysten kehityksen analyysiin ja omiin toteutukseen valmisteltuihin tutkimustöihimme;
∙ markkinointi - perustuu nykyisten ja tulevien markkinoiden tarpeiden analyysiin;
∙ toiminta - perustuu toimivien organisaatioiden kommenttien ja ehdotusten analyysiin;
∙ stylisti (suunnittelija) - perustuu nykyisten suunnittelutrendien analyysiin helikopterin houkuttelevan ulkonäön luomiseksi.
Kuva 1. Erilaiset roottoriasettelut.
a – yhden roottorin konfiguraatio pyrstöroottorilla (Mi-28-helikopteri, Venäjä), b – yhden roottorin konfiguraatio NOTAR-järjestelmällä (MD500, USA), c – koaksiaalinen (Ka-50, Venäjä), d – pitkittäinen ( CH-47, USA) , d – poikittaissuuntainen (BA609, USA-Italia), f – kaavio risteävillä ruuveilla (K-MAX, USA).
Vaatimukset ovat usein ristiriidassa keskenään, joten niiden tärkeyden, kiireellisyyden ja kustannusten analysoinnin jälkeen kehitetään kaikkiin palveluihin parhaiten sopiva kompromissivaihtoehto. Sen pohjalta tehdään esisuunnittelu, jonka aikana suoritetaan aerodynaamiset ja muut laskelmat, selvitetään yleinen geometria ja laitteistojen koostumus, päätetään tärkeimmistä teknisistä ratkaisuista sekä kehitetään lentokoneen layout. Esityön jälkeen tehdään yksityiskohtainen suunnittelu. Tässä vaiheessa osista, kokoonpanoista ja kokoonpanoista kehitetään kolmiulotteisia malleja, tehdään niiden lujuuslaskelmat, joiden perusteella päätetään rakenneosien keventämisestä tai vahvistamisesta. Lopullisen kolmiulotteisen mallin pohjalta laaditaan työdokumentaatio. Koska ilmailutuotannon tietokoneistaminen on korkea, valmistajat käyttävät joskus yksinkertaistettua dokumentointijärjestelmää, jossa esimerkiksi osan piirustus näyttää yleiskuvan, mutta siinä ei ole mittatietoja. Tällaisen piirustuksen kuluttajat voivat aina saada tarvittavat tiedot kehitetystä tietokonemallista, joka sijaitsee yritysverkossa. Suunnittelutulokset siirretään tuotantoon, jossa ensin valmistetaan prototyyppi ja sitten todellinen helikopteri. Jos lentokoneen muutos ei aiheuta merkittäviä muutoksia, prototyypin valmistusvaihe voi puuttua.
Lento- ja staattiset testit vahvistavat laskelmien oikeellisuuden. On huomattava, että jokainen suunnittelua seuraava vaihe johtaa suunnittelun osittaiseen muutokseen havaittujen puutteiden poistamisen vuoksi. Kaiken tämän työn tuloksena on todistus, joka antaa luvan lentokoneen käyttöön tietyssä maailman maassa. Todistuksen saamiseksi ilma-aluksen on täytettävä kyseisellä alueella voimassa olevat lentokelpoisuusvaatimukset. Pääsääntöisesti on olemassa erilliset säännöt siviili- ja
sotilashelikopterit. Nämä asiakirjat säätelevät indikaattoreita, jotka koko laitteen tai sen yksittäisten yksiköiden on täytettävä. Esimerkiksi ilmoitetaan kuinka paljon tuulta helikopterin on kestettävä tietyssä tilassa.
Kuva 2. Helikopterin luomisprosessin yksinkertaistettu kaavio.
lennon kesto tai mitä melutasoa se ei voi ylittää lentoonlähtöpainosta riippuen. Merkittävä osa standardeista on lujuusstandardeja. He harkitsevat erilaisia vaihtoehtoja laitteen lataamiseksi lennon aikana, nousun ja laskun aikana, pysäköinnin ja liikkumisen aikana lentokentällä. Vastaavasti kaikki tapaukset on jaettu lentoon, laskuun ja maahan.
Helikopteri on nykyään monipuolisin lentokone. Monissa maissa sitä kutsutaan " helikopteri", joka muodostettiin kahdesta kreikkalaisesta sanasta, käännettynä "kierre" ja "siipi". Helikopteri, joka leijuu yhdessä paikassa pitkään, voi sitten lentää mihin tahansa suuntaan edes kääntymättä. Eikä hän myöskään tarvitse erityisiä kiitoratoja, koska hän pystyy nousemaan pystysuoraan ilman "juoksua" ja tekemään pystysuoran laskun ilman "juoksua". Tämän ansiosta helikoptereita käytetään laajalti kuljetuksiin vaikeapääsyisiin paikkoihin, palontorjuntaan, saniteetti- ja pelastustöihin.
Suurin ero helikopterin ja lentokoneen välillä on, että se lähtee lentoon ilman kiihtyvyyttä ja nousee pystyasennossa. Helikopterissa ei ole siipiä, vaan sen sijaan katolla on iso potkuri ja pyrstössä pieni potkuri. Helikopterin tärkein etu on ohjattavuus. Se voi leijua ilmassa pitkään ja lisäksi lentää taaksepäin. Laskeutumiseen helikopteri ei vaadi lentokenttää: se voi laskeutua mille tahansa tasaiselle alueelle, jopa korkealle vuorille.
1900-luvun alussa ranskalainen P. Cornu lensi ensimmäisenä maailmassa helikopterilla. Hän onnistui lentää 150 senttimetrin korkeuteen, toisin sanoen hän roikkui keksinnössään jossain aikuisen miehen rinnan tasolla. Sitten tämä lento kesti vain 20 sekuntia. Paul Cornu päätti, että korkeus oli liian korkea, ja hän otti paljon riskejä, joten hän nousi myöhemmin vain turvaverkon kanssa - hihnassa.
Tärkein suunnitteluelementti, joka saa helikopterin nousemaan ja sitten nousemaan taivaalla, on sen suuri potkuri. Se kauhaa jatkuvasti ilmaa terillään, minkä vuoksi helikopteri lentää. Samalla häntäroottori estää tämän lentävän linnun rungon kääntymisen pääroottoriin nähden vastakkaiseen pyörimissuuntaan. Venäläinen insinööri keksi tämän helikopterin 1940-luvulla.
Kun helikopterin pääroottori pyörii, syntyy reaktiovoima, joka pyörittää sitä vastakkaiseen suuntaan. Tämän voiman tasapainotusmenetelmästä riippuen on olemassa yksiroottorisia ja kaksiroottorisia helikoptereita. Yksiroottorisissa helikoptereissa reaktiovoima eliminoituu apupyrstöroottorilla ja kaksiroottorisissa helikoptereissa, koska roottorit pyörivät vastakkaisiin suuntiin.
Helikopterityypit.
Hyökkäyshelikopterien päätarkoitus on voittaa vihollisen maakohteet. Nämä ovat parhaita sotilashelikoptereita, minkä vuoksi tällaisia koneita kutsutaan myös hyökkäyshelikopteriksi. Heidän aseensa koostuvat ohjatuista panssarintorjunta- ja lentokoneohjuksista, raskaista konekivääreistä ja pienikaliiperisista aseista.
Hyökkäyshelikopteri voi tuhota valtavan määrän vihollisen varusteita ja työvoimaa yhdessä taistelussa. Eurocopter Tiger -hyökkäyshelikopteri on käytössä Ranskan, Espanjan, Saksan ja Australian armeijoiden kanssa.
Venäläistä Ka-50-helikopteria pidetään yhtenä ohjattavimmista hyökkäyshelikoptereista maailmassa. Se tunnetaan laajalti maailmassa lempinimellä Black Shark. Tämä helikopteri on varustettu kahdella suurella potkurilla, ja sen häntä on kuin lentokonetta. Black Shark -helikopteri suorittaa monimutkaisimman taitolentokoneen ja pystyy leijumaan ilmassa jopa 12 tuntia. Nykyaikaisen automaation ansiosta Ka-50:tä ohjaa vain yksi lentäjä.
Vuonna 1983 AN-64 Apache -hyökkäyshelikopteri luotiin Yhdysvaltain Arizonan osavaltioon. Sen aseistus sisälsi automaattisen pikatulitykin ja 16 ohjattua panssarintorjuntaohjusta. Apache-helikopteri voi saavuttaa jopa kolmensadan kilometrin tuntinopeuden ja lentää 6 kilometrin korkeudessa. Tämä helikopteri ohjaa täydellisesti sekä pilkkopimeässä että pahimmissa sääolosuhteissa. Apache-helikopteri on edelleen Yhdysvaltain armeijan päähelikopteri.
Kuljetushelikopteria voidaan käyttää sekä matkustajien että rahdin kuljettamiseen. Muita helikoptereita ovat erityinen pelastushelikopteri ja kevyt kaksipaikkainen tutkimushelikopteri.
.
Helikopterin pääroottori: Lennossa käytetään yhtä tai useampaa (yleensä kahta) pääroottoria. Sen terät (jopa 8 kpl) toimivat kuin lentokoneen siivet ja luovat pyöriessään tarvittavan nostovoiman. Terät valmistettiin aluksi metallista, ja viime vuosisadan 1950-luvun lopulta lähtien ne on valmistettu lasikuidusta.
Apuroottori eliminoi reaktiovoiman, joka pyörittää helikopteria vastakkaiseen suuntaan pääroottorin pyöriessä. Joskus potkurin sijasta peräpuomiin voidaan asentaa suihkusuutin. Helikopterin moottori A pyörittää pää- ja apuruuvia. Tämä on yleensä mäntä- tai suihkumoottori.
Pilotti ohjaamossa V on ohjausperäsin (ohjauspyörä), jota ohjaaja kääntää lentääkseen haluamaansa suuntaan. Peräsin muuttaa potkurin lapojen kaltevuutta lennon aikana, yksi potkurin kuvaaman ympyrän osa lasketaan toista alemmas ja helikopteri lentää siihen suuntaan.
Runko sisältää ohjaamon, matkustaja- tai tavaratilan sekä moottoritilan. Alusta - koska helikopterin ei tarvitse "hölkätä" nousua ja laskua varten, hyvin usein pyörillä varustettu alusta korvataan kätevämmillä suksilla.
