Гелікоптер, 1922 рікГелікоптерBell 205ГелікоптерМі-8ГелікоптерBell 206Sikorsky R-4В — перший гелікоптер, що серійно випускався в США. Дослідний зразок XR-4 здійснив свій перший політ 13 січня 1942 року.
Оскільки гвинт, обертаючись, створює значнийобертальний момент, цей реактивний момент треба зрівноважувати, щоби корпус гелікоптера не почав обертатися в протилежний бік.
Переважно, використовують два способи зрівноваження обертального моменту: два горизонтальні співвісні гвинти однакового розміру, які обертаються у протилежних напрямках, та схема, де обертальний момент великого горизонтального тримального гвинта врівноважується меншим кермовим, вертикально розміщеним, повітряним гвинтом або струменевою системою керування типуNOTAR.
В українську мову лексема гелікоптер була запозичена з французької мови наприкінці ХІХ ст.[5]
Нарівні зі словом «гелікопте́р» (відангл.helicopter <фр.hélicoptère) у сучасній українській мові щодо цього літального апарата, широко вживають іншу назву — «гвинтокрил», або «ґвинтокрил»[6]. Вживання останнього терміна як синоніма до «гелікоптер» слід визнатигіперкорекційною помилкою, оскільки«гвинтокрил» — це зовсім інший тип літальних апаратів.[7]
одногвинтові (найпоширеніші) зкермовим гвинтом (забезпечує шляхове керування, а також зрівноважує реактивний момент від головного гвинта);
двогвинтові поздовжньої та поперечної схем, співвісні і з перехрещуваними осями головних гвинтів (гвинти для зрівноваження реактивних моментів обертаються в різні боки;
На одногвинтових гелікоптерах, компенсація обертального моменту, здійснюється за допомогою меншого за розміромкермового гвинта, розміщеного на кінці хвостової балки (на деяких гелікоптерах — усерединіфенестрона).
У XV століттіЛеонардо да Вінчі розробив ідею машини, яка б пересувалася за допомогою двох гвинтів, мала вертикальний зліт та посадку і назвав свій винахід гелікоптером (або повітряний гвинт да Вінчі), утворивши назву поєднаннямгрец.έλιζ — «спіраль і гвинт» та πτερόν — «крило»;
наприкінці ХІХ ст. (1861 р.) французький винахідникГюстав де Понтон д'Амекур[fr] запровадивлексемугелікоптер, назвавши так представлену ним маленьку модель електричного гелікоптера;[5]
1907,13 листопада французький винахідникПоль Корню здійснив перший політ гелікоптером. Тримальні лопаті оберталися за допомогою двигуна «Antoinette» потужністю 24к. с; машина підняла свого винахідника над землею майже на 30 см і протрималася в повітрі 20 секунд;
Гелікоптер — це типгвинтокрилого судна, в якому підйомна сила і тяга забезпечуються одним або декількома горизонтально обертовими гвинтами.[12] На відміну від цього,автожир (або жироплан) іжиродин мають вільно обертовий ротор для всього або частини польоту, що покладається на окрему систему тяги, щоб рухати судно вперед, так що повітряний потік повертає ротор, щоб забезпечити підйомну силу. Складний гелікоптер також має окрему систему тяги, але продовжує подавати енергію на гвинт протягом усього нормального польоту.
Роторна система, або простішеротор, — це обертова частина гелікоптера, яка створюєпідіймальну силу. Роторна система може бути встановлена горизонтально, як головні ротори, забезпечуючи підйомну силу вертикально, або вона може бути встановлена вертикально, наприклад хвостовий ротор, щоб забезпечити горизонтальну тягу для протидії крутному моменту від головних роторів. Ротор складається з щогли, маточини і лопатей.
Щогла — це циліндричний металевий вал, який тягнеться вгору від трансмісії. У верхній частині щогли розташована точка кріплення лопатей ротора, яка називається втулкою. Системи гвинта класифікуються відповідно до того, як лопаті ротора прикріплені та рухаються відносно втулки. Є три основних типи: безшарнірні, повністю шарнірні та балансувальні; хоча деякі сучасні роторні системи використовують їх комбінацію.
Більшість гелікоптерів мають один несучий гвинт, але крутний момент, створений йогоаеродинамічним опором, повинен компенсуватися протилежним крутним моментом. Конструкція, на якійІгор Сікорський зупинився для свогоVS-300, була меншим хвостовим гвинтом. Хвостовий гвинт штовхає або тягне хвостову частину, щоб протидіяти ефекту крутного моменту, і це стало найпоширенішою конфігурацією для конструкції гелікоптера, зазвичай на кінціхвостової стріли.
У деяких гелікоптерах замість хвостового гвинта використовують інші елементи керування крутним моментом, наприклад,канальний вентилятор (називаєтьсяФенестрон або FANTAIL) іNOTAR. NOTAR забезпечує антикрутний момент, подібний до того, як крило розвиває підйомну силу завдяки використаннюефекту Коанде на хвостовій балці.[13]
Використання двох або більше горизонтальних роторів, що обертаються в протилежних напрямках, є іншою конфігурацією, яку використовують для протидії впливу крутного моменту на літак без використання хвостового гвинта проти крутного моменту. Це дозволяє відводити потужність, яка зазвичай потрібна для того, щоб хвостовий гвинт повністю подавався на гвинти, підвищуючи енергетичну ефективність літака та вантажопідйомність. Є кілька поширених конфігурацій, які використовують ефект протилежного обертання для досягнення переваги гелікоптера:
Тандемна схема це два ротори, що обертаються протилежно, один з яких встановлений позаду іншого.
Траверсна схема являє собою пару роторів, що обертаються протилежно, поперечно встановлених на кінцях нерухомих крил або аутригерів. Зараз використовують уконвертопланах, деякі ранні моделі гелікоптерів використовували їх.
Коаксіальна схема це два ротори, що обертаються протилежно, встановлені один над одним на одній осі.
Взаємозачеплення роторів це два гвинти, що обертаються протилежно, встановлені близько один до одного під достатнім кутом, щоб ротори зчепилися над верхньою частиною літального апарата без зіткнення. Судно, яке використовує це, знане яксинхрокоптер.
Мультикоптери використовують три або більше роторів. Спеціальні терміни також вживають залежно від точної кількості роторів, наприкладтрикоптер,квадрокоптер,хексакоптер таоктокоптер для трьох роторів, чотирьох роторів, шести роторів і восьми роторів відповідно, з яких квадрокоптер є найпоширенішим. Мультикоптери здебільшого використовують якдрони і їх використання як пілотованих апаратів зустрічається рідко.
Конструкціїнаконечника струменя[en] дозволяють ротору штовхатися в повітрі та уникати створення крутного моменту.[14]
Першими рушіями гелікоптерів були прості механічні пристрої, такі як гумові стрічки або шпинделі, які застосовуються в іграшкових і малих моделях. За півтора століття до першого польоту літака,парові машини використовували для спроб здійнятися вертикально у повітря, але обмеженість та величезна вага парового двигуна, не дозволяла це зробити, проте такі експерименти сприяли вивченнюаеродинаміки гелікоптерів. Винахіддвигуна внутрішнього згорання наприкінці XIX століття дав можливість створити гелікоптер, оскільки такі двигуни можуть бути достатньо потужними та здатними здійняти у повітря людей.
У ранніх конструкціях гелікоптера використовувалидвигуни, призначені для літаків, але вони незабаром були замінені потужнішими автомобільними двигунами ірадіальними двигунами. Найбільш обмежувальним фактором розвитку гелікоптерів у першій половині XX століття було те, що кількість енергії, яка виробляється двигуном, не була достатньою для підтримання вертикального польоту, враховуючи велику масу тільки самого двигуна. Ця обмеженість була подолана внаслідок появи доступних малих двигунів, після чого розпочалось виготовлення успішних моделей гелікоптерів. Коли було розроблено компактний плаский двигун, промисловість легко пристосувалась для його використання у невеликих гелікоптерах, хоча радіальні двигуни й надалі застосовувались для великих гелікоптерів.
Обертання гвинту, зазвичай передається від одного або двох двигунів черезтрансмісію і проміжнийредуктор колонки головного гвинта.
Турбінні двигуни здійснили революцію вавіаційній промисловості. Поява потужнішихгазотурбінних двигунів, привела до зменшення співвідношення між вагою двигуна і гелікоптера.Газотурбінні двигуни також надійніші за поршневі, особливо для підтримки достатньо високих рівнів потужності, потрібних для гелікоптерів.
.jpg)
