2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31
L'evento del 13 gennaio 1942, quando l'elicottero Sikorsky, destinato a scopi militari, fu sollevato in aria, può essere considerato un vero e proprio lancio del primo elicottero al mondo, anche se militare. Il progettista dell'aereo iniziò lo sviluppo di elicotteri nella Russia pre-rivoluzionaria, continuandoli in esilio negli Stati Uniti. Da allora è passato molto tempo, il design degli elicotteri ha subito cambiamenti significativi, ma gli obiettivi dell'utilizzo della tecnologia sono rimasti gli stessi.
Progettazione elicotteri
In tutti gli schemi di elicotteri, si distinguono le stesse parti principali:
- Rotore principale. Genera propulsione e portanza e controlla l'elicottero. Strutturalmente, è costituito da lame e una boccola che trasmette la coppia dall'albero del cambio principale alle lame.
- Vite di coda. Il controllo direzionale di un elicottero a rotore singolo compensa la coppia reattiva del rotore principale. Il suo design include una boccola e lame attaccate all'albero dell'ingranaggio di coda.
- Piatto oscillante. Controlla il passo ciclico e collettivo del rotore principale, trasmette i segnali dal circuito di controllo alla cerniera assiale del mozzo, quindi alame.
- Sistema di controllo. Gli elicotteri sono dotati di tre sistemi di controllo indipendenti: direzionale, longitudinale-trasversale e di controllo del passo comune dell'elica. Tali sistemi includono leve in cabina, meccanismi di gradiente di forza, bilancieri e trazione, piatto oscillante e booster idraulici.
- Trasmissione. Trasmette potenza alle eliche e agli ausiliari dai motori. Il numero e la posizione dei motori, così come la disposizione dell'elicottero, determinano il progetto della trasmissione.
- Fusoliera. I componenti principali dell'elicottero sono attaccati ad esso. Progettato per ospitare passeggeri e merci, carburante, attrezzature.
- Ala. Genera portanza aggiuntiva, riducendo il carico sul rotore principale e aumentando la velocità dell'elicottero. Le ali possono anche ospitare attrezzature, serbatoi di carburante e nicchie per nascondere il telaio. I rotori negli elicotteri trasversali sono supportati dall'ala.
- Piume. Fornisce equilibrio, stabilità e controllabilità dell'elicottero. È diviso in due tipi: verticale o a chiglia e orizzontale o stabilizzatore.
- Parti di decollo e atterraggio dell'elicottero. Progettato per parcheggiare un elicottero, spegnendo l'energia cinetica durante l'atterraggio e il movimento a terra. Molti elicotteri hanno il carrello di atterraggio retratto in volo.
- Motore dell'elicottero. Genera la potenza necessaria per alimentare gli accessori, la trasmissione principale e i rotori di coda. La centrale combina diversi motori con sistemi che garantiscono il loro funzionamento stabile in diverse modalità.
Tipi di elicottero
Gli elicotteri sono divisi in diversi tipi. Ogni tipo ha le sue caratteristiche, punti di forza e di debolezza.
Elicotteri a rotore singolo
Il tipo più comune di dispositivo per elicotteri è una macchina a rotore singolo con rotore di coda. Il vantaggio di questo design sta nella semplicità: una trasmissione, una vite, facilità d'uso. Circa l'8-10% della potenza del motore viene utilizzata per azionare il rotore di coda mentre si sta librando nell'aria, circa il 3-4% durante il volo traslazionale. Il peso relativamente leggero e il design semplice compensano tali perdite di potenza. Lo svantaggio di un tale dispositivo per elicotteri è il pericolo che minaccia il personale di terra dal rotore di coda.
Zhirodin
L'asse dell'elica di tali elicotteri, compensando la coppia, è diretto lungo il volo. Questo design consente di creare spinta senza ricorrere all'uso di un rotore principale. Ciò ne aumenta l'efficienza, poiché non è necessario inclinarlo in avanti. La vite di compensazione della coppia del rotore principale è posizionata in modo da non formare trascinamento e aumentare la potenza fornita alla vite di compensazione.
Elicottero a reazione
Il dispositivo di questo modello è un modo semplice per risolvere il problema della coppia. Viene generato dai motori posti all'estremità delle lame, ma non viene trasmesso attraverso l'albero. Alla fusoliera viene trasmesso solo il momento di attrito dei cuscinetti.
I motori a reazione creano una spinta a reazione. Questo tipo di rotore ha una struttura semplice, che è il suo vantaggio;tra gli svantaggi c'è l'elevato consumo di carburante.
Elicottero coassiale
Due viti di un elicottero coassiale, poste una sopra l' altra e ruotando in direzioni opposte, smorzano il momento trasmesso alla fusoliera. L'unico requisito per le viti è la stessa coppia.
Gli elicotteri coassiali sono di dimensioni inferiori a quelli a rotore singolo, ma la coppia non è compensata dalla potenza, cosa possibile grazie al design degli elicotteri.
Elicotteri a rotore trasversale
Il vantaggio di un tale elicottero sta nella riduzione della potenza richiesta per il movimento in avanti. Ciò è particolarmente importante negli elicotteri plurimotore, che devono continuare a muoversi in direzione orizzontale con il motore fermo.
Lo svantaggio di tali macchine è l'elevata resistenza dovuta alla resistenza frontale della struttura su cui poggiano i rotori. La razionalizzazione e il ridimensionamento della struttura aumenta il peso dell'elicottero.
L'elicottero a rotore trasversale ha una trasmissione più complessa e dimensioni maggiori, sebbene siano influenzate dal grado di sovrapposizione del rotore. Uno degli elicotteri più grandi e pesanti di questo tipo è il Mi-12.
Elicottero a rotore avanzato
Una fusoliera spaziosa e la capacità di spostare il baricentro sono i vantaggi di questo design di elicottero. Il carico utile è distribuito tra i rotori. La complicata trasmissione e il suo peso elevato sono i principali svantaggi degli elicotteri con trasversaleposizione delle viti.
Il secondo svantaggio è la ridotta efficienza delle eliche, poiché i getti del loro lavoro si intersecano. In volo in avanti, la perdita di qualità è ridotta dal fatto che l'elica posteriore si trova più in alto di quella anteriore. Quante pale ha un elicottero di questo tipo? Il diametro dell'elica e il numero di pale possono variare per migliorare la maneggevolezza e la stabilità della macchina.
Elicotteri multirotore
I progetti di elicotteri multirotore sviluppati da progettisti di aeromobili hanno comportato la creazione di modelli pesanti di macchine. A causa di diversi rotori principali, il controllo è semplificato, poiché l'elicottero può essere ruotato attorno a uno qualsiasi dei tre assi aumentando la spinta di una particolare elica. Lo schema multirotore degli elicotteri pesanti consente di mantenere il diametro delle viti entro certi limiti.
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