الهليكوبتر: الجهاز ، الأنواع ، نظام التحكم ، الغرض

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يمكن اعتبار حدث 13 يناير 1942 ، عندما تم رفع طائرة هليكوبتر سيكورسكي ، المخصصة لأغراض عسكرية ، في الهواء ، إطلاقًا كاملاً لأول طائرة هليكوبتر في العالم ، وإن كانت عسكرية. بدأ مصمم الطائرات في تطوير طائرات الهليكوبتر في روسيا ما قبل الثورة ، واستمر في المنفى في الولايات المتحدة. منذ ذلك الحين ، مر الكثير من الوقت ، وخضع تصميم طائرات الهليكوبتر لتغييرات كبيرة ، لكن أهداف استخدام التكنولوجيا ظلت كما هي.

تصميم هليكوبتر

في جميع مخططات طائرات الهليكوبتر ، يتم تمييز الأجزاء الرئيسية نفسها:

• الدوار الرئيسي. يولد الدفع والرفع ويتحكم في المروحية. من الناحية الهيكلية ، تتكون من شفرات وجلبة تنقل عزم الدوران من عمود صندوق التروس الرئيسي إلى الشفرات.
• برغي الذيل. يعوض التحكم الاتجاهي لطائرة هليكوبتر أحادية الدوار عن عزم الدوران التفاعلي للدوار الرئيسي. يتضمن تصميمه جلبة وشفرات ملحقة بعمود تروس الذيل.
• Swashplate. يتحكم في الملعب الدوري والجماعي للعضو الدوار الرئيسي ، وينقل الإشارات من دائرة التحكم إلى المفصلة المحورية للمحور ، ثم إلىريش.
• نظام التحكم. تم تجهيز المروحيات بثلاثة أنظمة تحكم مستقلة: اتجاهي وطولي عرضي والتحكم في درجة الصوت المشتركة للمروحة. تشتمل هذه الأنظمة على أذرع داخل الكابينة ، وآليات تدرج القوة ، وأذرع التأرجح والجر ، ولوحة القيادة ، والمعززات الهيدروليكية.
• ناقل الحركة. ينقل الطاقة إلى المراوح والمواد المساعدة من المحركات. يحدد عدد المحركات ومكانها وكذلك تصميم المروحية تصميم ناقل الحركة.
• جسم الطائرة. المكونات الرئيسية للمروحية مرفقة به. مصممة لاستيعاب الركاب والبضائع والوقود والمعدات.
• جناح. يولد قوة رفع إضافية ، مما يقلل الحمل على الدوار الرئيسي ويزيد من سرعة المروحية. يمكن للأجنحة أيضًا استيعاب المعدات وخزانات الوقود والمنافذ لإخفاء الهيكل. الدوارات في طائرات الهليكوبتر المستعرضة يدعمها الجناح
• ريش. يوفر التوازن والاستقرار والقدرة على التحكم في المروحية. وهي مقسمة إلى نوعين - عمودي ، أو عارض ، أو أفقي ، أو مثبت.
• أجزاء إقلاع وهبوط طائرات الهليكوبتر. مصممة لوقوف طائرة هليكوبتر ، وإطفاء الطاقة الحركية أثناء الهبوط والحركة على الأرض. تراجعت معدات هبوط العديد من طائرات الهليكوبتر أثناء الرحلة.
• محرك هليكوبتر. يولد الطاقة اللازمة لتشغيل الملحقات ومحرك الأقراص الرئيسي ودوارات الذيل. تجمع محطة توليد الكهرباء بين عدة محركات وأنظمة تضمن تشغيلها المستقر في أوضاع مختلفة.

أنواع طائرات الهليكوبتر

تنقسم طائرات الهليكوبتر إلى عدة أنواع. لكل نوع خصائصه ونقاط قوته وضعفه.

مروحيات أحادية الدوار

النوع الأكثر شيوعًا من أجهزة الهليكوبتر هو آلة أحادية الدوار ذات ذيل دوار. تكمن ميزة هذا التصميم في البساطة - ناقل حركة واحد ، وبرغي واحد ، وتشغيل سهل. يتم استخدام حوالي 8-10٪ من قوة المحرك لتشغيل دوار الذيل أثناء التحليق في الهواء ، وحوالي 3-4٪ - أثناء الطيران الانتقالي. الوزن الخفيف نسبيًا والتصميم البسيط يعوضان عن فقدان الطاقة هذا. عيب مثل هذا الجهاز لطائرات الهليكوبتر هو الخطر الذي يهدد الأفراد الأرضيين من دوار الذيل.

Zhirodin

يتم توجيه محور المروحة لمثل هذه المروحيات ، لتعويض عزم الدوران ، على طول الرحلة. يتيح لك هذا التصميم إنشاء قوة دفع دون اللجوء إلى استخدام الدوار الرئيسي. هذا يزيد من كفاءتها ، حيث ليست هناك حاجة لإمالتها للأمام. يتم وضع المسمار اللولبي المعوض لعزم الدوران الخاص بالدوار الرئيسي بطريقة لا تتسبب في سحب وزيادة الطاقة المقدمة إلى المسمار التعويضي.

طائرة هليكوبتر

يعد جهاز هذا النموذج طريقة سهلة لحل مشكلة عزم الدوران. يتم إنشاؤها بواسطة المحركات الموجودة في نهاية الشفرات ، ولكنها لا تنتقل عبر العمود. فقط لحظة احتكاك المحامل تنتقل إلى جسم الطائرة.

المحركات النفاثة تخلق الدفع النفاث. هذا النوع من الدوار له هيكل بسيط ، وهي ميزته ؛من بين العيوب ارتفاع استهلاك الوقود.

مروحية محورية

برغيان لطائرة هليكوبتر متحدة المحور ، يقع أحدهما فوق الآخر ويدور في اتجاهين متعاكسين ، يخففان اللحظة المنقولة إلى جسم الطائرة. الشرط الوحيد للبراغي هو نفس العزم

المروحيات المحورية أقل شأنا من المروحيات أحادية الدوار من حيث الحجم ، لكن عزم الدوران لا يتم تعويضه بالقوة ، وهو أمر ممكن بسبب تصميم المروحيات.

المروحيات الدوارة المستعرضة

تكمن ميزة هذه المروحية في تقليل الطاقة المطلوبة للحركة إلى الأمام. هذا مهم بشكل خاص في طائرات الهليكوبتر متعددة المحركات ، والتي يجب أن تستمر في التحرك في اتجاه أفقي مع توقف المحرك.

عيب هذه الآلات هو المقاومة العالية بسبب المقاومة الأمامية للهيكل الذي ترتكز عليه الدوارات. يؤدي تبسيط الهيكل وتقليص حجمه إلى زيادة وزن المروحية.

المروحية الدوارة المستعرضة لديها ناقل حركة أكثر تعقيدًا وأبعادًا أكبر ، على الرغم من أنها تتأثر بدرجة تداخل الدوار. واحدة من أكبر وأثقل طائرات الهليكوبتر من هذا التصميم هي Mi-12.

مروحية إلى الأمام-الدوار

جسم الطائرة الواسع والقدرة على تحويل مركز الثقل هي مزايا تصميم الهليكوبتر هذا. يتم توزيع الحمولة بين الدوارات. يعتبر ناقل الحركة المعقد ووزنه الثقيل من العيوب الرئيسية لطائرات الهليكوبتر ذات العرض العرضيموقع البراغي.

العيب الثاني هو انخفاض كفاءة المراوح ، حيث تتقاطع نفاثات عملهم. في الرحلة الأمامية ، يتم تقليل فقد الجودة بسبب حقيقة أن المروحة الخلفية أعلى من المروحة الأمامية. كم عدد الشفرات التي تمتلكها طائرة هليكوبتر من هذا التصميم؟ قد يختلف قطر المروحة وعدد الشفرات لتحسين مناولة الماكينة واستقرارها.

طائرات هليكوبتر متعددة الدوار

تضمنت مشاريع المروحيات متعددة الدوارات التي طورها مصممو الطائرات إنشاء نماذج ثقيلة من الآلات. نظرًا لوجود العديد من الدوارات الرئيسية ، يتم تبسيط التحكم ، حيث يمكن تدوير المروحية حول أي من المحاور الثلاثة عن طريق زيادة قوة دفع مروحة معينة. يسمح لك المخطط متعدد الدوّارات لطائرات الهليكوبتر الثقيلة بالحفاظ على قطر البراغي ضمن حدود معينة.