Helikopter -



Helikopter -


Helikopter -


Helikopter -

Śmigłowiec lub helikopter (gr. héliks, D. hélikos – skręcony; pterón – skrzydło) – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), który wytwarza siłę nośną dzięki ruchowi obrotowemu wirnika lub wirników napędzanych przez silnik, a obecnie coraz częściej przez 2, a czasem nawet 3 silniki. Wirnik zbudowany jest z odpowiednio profilowanych łopat osadzonych w głowicy.

Historia śmigłowców

Chociaż pierwsze projekty maszyn działających na tej zasadzie tworzył Leonardo da Vinci, pierwszy lot śmigłowca, zaprojektowanego przez francuskiego producenta rowerów Paula Cornu, miał miejsce w 1907. Najlepsze osiągi tej maszyny to lot na wysokości ok. 1,5 m przez ponad minutę, a pierwszym śmigłowcem, którego lot był w pełni sterowany, był niemiecki Focke-Wulf Fw 61 z 1936.
Za "ojca" śmigłowca powszechnie uważa się rosyjskiego konstruktora, pracującego w Stanach Zjednoczonych, Igora Sikorskiego, który w 1940 zaprojektował Vought-Sikorsky 300. Była to pierwsza działająca maszyna z jednym wirnikiem nośnym i śmigłem ogonowym, które rozwiązywało problem momentu reakcyjnego (zwanego też momentem oporowym), jaki oddziaływa na kadłub śmigłowca, a pochodzi z napędu wirnika nośnego. Ten układ, zwany klasycznym, jest wykorzystywany do dziś w większości maszyn.
Pierwszym śmigłowcem, który trafił do służby, był niemiecki Flettner Fl-282 – mała, dwumiejscowa maszyna obserwacyjna i łącznikowa, której prototyp oblatano w 1941, a do 1943 zbudowano ok. 20 sztuk. Początkowo stosowana w Kriegsmarine w ochronie konwojów, potem do współpracy z artylerią. Kolejnym typem wprowadzonym na wyposażenie był Sikorsky R-4 oblatany w styczniu 1942 roku, wyprodukowany na zlecenie US Navy w ilości 131 sztuk. W 1944 znalazły one zastosowanie w Birmie do ewakuacji zestrzelonych pilotów i w 1944 zastąpione zostały przez doskonalszy Sikorsky R-6.
Śmigłowce dwuwirnikowe mogą mieć wirniki umieszczone współosiowo (na jednej osi, obracające się w przeciwnych kierunkach – układ Kamowa), lub w układzie podłużnym (z przodu i z tyłu kadłuba), który został zapoczątkowany przez konstruktora polskiego pochodzenia Franka Piaseckiego, rzadko w układzie krzyżowym (układ Flettnera), wyjątkowo w układzie poprzecznym (np. nieudany Mi-12).

Sterowanie śmigłowcem

Kombinacja ruchu postępowego i ruchu obrotowego względem osi wirnika umożliwia śmigłowcom wykonanie manewrów, do których przez wiele lat nie były zdolne żadne samoloty. Przykładowo możliwe jest poruszanie się po okręgu tak, aby nos śmigłowca zwrócony był cały czas w kierunku jednego punktu znajdującego się w środku okręgu (piruet).

Ruch postępowy w pionie

Odpowiednikiem lotu szybowego samolotów, który pozwala bezpiecznie wylądować samolotom z wyłączonym lub uszkodzonym silnikiem, jest (dla śmigłowców) lot autorotacyjny.
Za pomocą dźwigni skoku ogólnego i mocy pilot może zmieniać kąt natarcia wszystkich łopat jednocześnie. Nazywamy to sterowaniem ogólnym. Ruch tej dźwigni jest sprzężony z układem regulacji mocy silnika(ów). Powoduje to, że przy zwiększaniu kąta natarcia wszystkich łopat (np. podczas startu) wzrasta też moc przekazywana na wirnik z zespołu napędowego – tak, aby utrzymywać prędkość obrotową wirnika (wirników) nośnego w potrzebnym zakresie. Dzięki powyższym dwóm czynnikom istnieje możliwość regulacji siły ciągu wirnika niezależnie od prędkości postępowej w płaszczyźnie poziomej. Śmigłowiec może zatem płynnie przemieszczać się wzdłuż osi pionowej (tzn. w górę lub w dół). Ten statek powietrzny nie potrzebuje więc pasa startowego, aby wznieść się w powietrze oraz żeby bezpiecznie wylądować. Z tego powodu o śmigłowcach mówi się jako o statkach powietrznych pionowego startu i lądowania. Śmigłowiec jest zdolny do wykonywania zawisu – stanu lotu, w którym nie jest wykonywane żadne przemieszczenie.
Pionowe wznoszenie śmigłowca wiążę się z najwyższym oporem indukowanym i wymaga dostarczenia do wirnika dużej mocy, czasem jest to moc maksymalna. Z tego też względu taki lot powinien być wykonywany w razie konieczności, wiąże się on ze zwiększonym ryzykiem wypadku jeśli dojdzie w tym czasie do (choćby częściowej) awarii zespołu napędowego. Z tego też względu operacje ratownicze i dźwigowo-montażowe na śmigłowcu wymagają wzmożonej uwagi i pracy załogi na pokładzie. Najnowsze generacje śmigłowców (szczególnie śmigłowce trójsilnikowe, np. CH-53E czy AW-101) mają komputerowo rozbudowane układy automatyki mocy silników i pozwalają na bezpieczne wykonanie zadania po awarii jednego silnika.

Ruch postępowy w płaszczyźnie poziomej

Dzięki okresowej, zależnej od położenia łopaty względem śmigłowca, zmianie kąta natarcia łopat (sterowanie okresowe), nachyleniu wirnika śmigłowce mogą poruszać się dowolnie w kierunkach przód-tył oraz prawo-lewo ruchem postępowym, tzn. bez wykonywania obrotu względem osi wirnika głównego (kabina pilota jest cały czas zwrócona w tym samym kierunku np. na północ). Pilot wykonuje ten manewr poprzez odpowiednie wychylenie drążka sterowniczego.
Wychylenie drążka sterowniczego w lewo powoduje zwiększenie kąta natarcia na łopatach nacierających, a zmniejszenie na łopatach powracających. Patrząc na śmigłowiec z góry, przy wirniku obracającym się przeciwzegarowo łopaty nacierające znajdują się po prawej stronie osi podłużnej kadłuba śmigłowca. Wówczas prawa część wirnika wytwarza większą siłę ciągu w porównaniu z lewą częścią, co jest źródłem pochylenia śmigłowca w lewą stronę wraz pojawieniem się wypadkowej siły zwróconej poziomo w lewo, odpowiadającej za poziomy ruch śmigłowca w tym kierunku. Analogicznie zachowuje się śmigłowiec, gdy wychylimy drążek w każdym innym kierunku lewo-prawo oraz przód-tył i wszystkie kierunki pośrednie.

Ruch obrotowy względem osi wirnika głównego

Ruch obrotowy w układzie klasycznym realizowany jest poprzez zmianę skoku śmigła ogonowego. Zmianę tę śmigłowiec realizuje w wyniku sterowania orczykiem (pedałami) przez pilota. Śmigłowiec nie wykonuje żadnego ruchu obrotowego względem osi wirnika głównego (lub wykonuje ruch obrotowy ze stałą prędkością kątową), jeżeli siła ciągu śmigła ogonowego równoważy moment siły pochodzący z napędu wirnika nośnego.

Eksploatacja i zastosowanie śmigłowców

Śmigłowiec jest maszyną, w której duża liczba elementów konstrukcji jest poddawana obciążeniom zmiennym co do siły i kierunku. Obciążenia te powodują szkodliwe drgania i naprężenia, a w efekcie zmęczenie materiału. Z tego względu wiele elementów śmigłowca wymaga kosztownych prac serwisowo-naprawczych, co sprawia, że jego eksploatacja jest dużo kosztowniejsza niż samolotu. W razie zaniedbań w zakresie przeglądów i remontów śmigłowca może dojść, na skutek zmęczenia materiału, do pęknięcia któregoś z istotnych elementów (np. łopaty wirnika głównego), co może być przyczyną poważnego w skutkach wypadku.
Śmigłowiec dla wykonania tej samej pracy użytecznej wymaga – w stosunku do samolotu – dużo więcej energii, jest zatem również droższy w bieżącej eksploatacji.
Pomimo bardziej złożonego sterowania, wyższych kosztów zakupu i eksploatacji w porównaniu z samolotami, śmigłowce ze względu na swoje unikalne własności (głównie możliwość pionowego startu i lądowania oraz zawis) znalazły swoje miejsce w grupach ratowniczych, wojsku i wszędzie tam, gdzie istnieje konieczność lądowania na niewielkiej powierzchni oraz płynnego lotu na niewielkiej wysokości, w trudnych i niedostępnych warunkach terenowych, a także w trudnych warunkach atmosferycznych. Być może w przyszłości wzrośnie również znaczenie transportu cywilnego wykonywanego przez te maszyny.
هليكوبتر
ရဟတ်ယာဉ်
Helicopter
Helikopter
Publikacja wraz ze zdjęciami jest udostępniona w Encyklopedii "Zgapedia" części portalu zgapa.pl. Treść objęta jest licencją GNU FDL Wolnej Dokumentacji w wersji 1.3 lub dowolnej pózniejszej opublikowanej przez Free Software Foundation i została ona opracowana na podstawie Wikipedii, tutaj możesz znaleźć artykuł źródłowy oraz autorów. Warunki użytkowania Encyklopedii znajdziesz na tej stronie.
Prezentowane filmy poczhodzą z serwisu YouTube, portal zgapa.pl nie jest ich autorem i nie ponosi odpowiedzialności za ich treści.