روتورکرافت برای اهداف غیرنظامی و نظامی قادر به حل وظایفی است که برای هر نوع هواپیمای دیگر و به طور کلی فناوری مدرن غیرقابل دسترس است. اصلی ترین و شاید تنها ایراد آنها سرعت نسبتا پایین آنهاست. میانگین سرعت هلیکوپتر از 220 کیلومتر در ساعت تجاوز نمی کند. امروزه بسیاری از سازندگان هلیکوپتر می گویند که زمان رکوردها فرا رسیده است!
چرا هلیکوپترها به سرعت بالا نیاز دارند؟
همانطور که در اجرای عملیات نظامی و در اجرای بسیاری از وظایف با ماهیت صلح آمیز، شرایطی وجود دارد که موفقیت مأموریت کاملاً به عملکرد سرعت هلیکوپتر بستگی دارد. این موارد عبارتند از:
- تخلیه مجروحان و بیماران شدیداً از مراکز درگیری و اماکن صعب العبور به مراکز درمانی بزرگ.
- تحویل فوری متخصصان (پزشکان، اپیدمیولوژیست ها، افسران مجری قانون) به مناطق اورژانس.
- تحویل سریع محموله های حیاتی (داروها، غذا، تجهیزات ویژه) و محموله های بزرگ به مکان های دور از توسعه یافتهزیرساخت.
علی رغم مزایای فراوان روتورکرافت (حداقل نیاز سطح فرود، قابلیت مانور، قابلیت شناور در هوا)، تا همین اواخر، سرعت هواپیما و هلیکوپتر غیرقابل مقایسه بود.
حداکثر سرعت هلیکوپتر
تا سالهای اخیر، رکورد رسمی سرعت برای روتورکرافت کلاسیک 400.9 کیلومتر بر ساعت بود که در سال 1986 توسط نسخه اصلاح شده خودروی چند منظوره Westland Lynx بریتانیا ثبت شد. واقعیت این است که حتی از نظر تئوری، حداکثر سرعت یک هلیکوپتر نمی تواند از این آستانه فراتر رود.
این وضعیت با این واقعیت توضیح داده می شود که در سرعت های بالاتر، دامنه حرکات نوسانی پره های روتور اصلی به طور خطرناکی افزایش می یابد. که به نوبه خود منجر به جدا شدن جریان از انتهای آنها می شود. این پدیده به ویژه برای آزیموت های 270-300 درجه (زاویه تیغه نسبت به محور طولی ماشین) مشخص است. برای عقب نشینی تیغه ها چه طراحی و نوآوری های فناوری به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که بر نقطه عطف گرامی غلبه کنند؟
اولین رکورد
یکی از ایده های افزایش سرعت هلیکوپتر، استفاده از یک پیشرانه اضافی "فشار" است. این ویژگی طراحی به هیچ وجه جدید نیست. در سال 1967، سازندگان دستگاه آمریکایی Lockheed AH-56 "Cheyenne" در قسمت دم دستگاه نصب کردند تا ویژگی های سرعت را افزایش دهند.ملخ سه پره.
407 کیلومتر در ساعت (407 کیلومتر در ساعت) نشان داده شده در طول پروازهای آزمایشی در آن زمان بسیار چشمگیر به نظر می رسید. قرار بود 375 هلیکوپتر برای نیروی هوایی آمریکا تولید شود، اما به دلیل مشکلات متعدد در اجرای سریال، این پروژه پس از تولید تنها 10 فروند هواپیما تعطیل شد.
البته، نزدیک شدن به رقم ارزشمند یک چیز است، اما پیشی گرفتن از آن کاملاً چیز دیگری است.
هیبرید اروپایی
دارنده رکورد بعدی - X3 Hybrid توسط شرکت اروپایی Eurocopter ساخته شد. اولین بار در سال 2010 از سایت پایگاه نظامی Istres - Le Tube (فرانسه) به آسمان رفت. پس از یک سال پرواز آزمایشی، سازندگان موفق شدند سرعت کروز هلیکوپتر را به 430 کیلومتر در ساعت برسانند.
بهبودهای بیشتر در طراحی و عملکرد به هواپیمای اروپایی این امکان را داد که رکورد سرعت غیررسمی را برای روتورکرافت ثبت کند - 472 کیلومتر در ساعت در پرواز همسطح و 487 کیلومتر در ساعت در شیرجه. چرا غیر رسمی؟ بله، زیرا Eurocopter X3 واقعا یک هلیکوپتر نیست.
مدل تولیدی EC155 Dauphin به عنوان پایه ای برای ایجاد دستگاه عمل کرد. طراحان "منبع" را با دو موتور هواپیمای توربین گازی با ملخ های کششی که روی بال های کوچک قرار دارند تکمیل کردند. بنابراین، Eurocopter X3 بیشتر ترکیبی از یک هلیکوپتر و یک هواپیما است. این پروژه در مرحله آزمایشی نهایی است و سازندگان ادعا می کنند که تولید انبوه آن به زودی آغاز می شود.
نظریه کمی بیشتر
استفاده از کشش یا هل دادن پروانه ها، روتور اصلی را از نیاز به ایجاد نیروی رانش افقی برای حرکت انتقالی هواپیما رها می کند. متخصصان شرکت آمریکایی تولید هواپیما و هلیکوپتر Sikorsky یک فناوری امیدوارکننده ABC (Advancing Blade Concept) را توسعه داده اند که در ترجمه روسی به آن مفهوم تیغه پیشرو می گویند.
ماهیت توسعه این است که زاویه شیب پره های روتور پیشرو و عقب نشینی همیشه باید حداکثر بالابر را فراهم کند. بنابراین، روتور اصلی قادر خواهد بود ارتفاع پرواز مورد نیاز را با سرعت چرخشی بسیار کمتری حفظ کند. و این تقریباً عامل تعیین کننده در افزایش سرعت هلیکوپتر است.
فناوری
ABC به هواپیما اجازه می دهد حتی پس از ناپدید شدن نیروی رانش بالابر روی تیغه های عقب نشینی، به شتاب خود ادامه دهد.
رقابت به عنوان انگیزه
این مفهوم قبلاً اثبات شده است. هلیکوپتر آزمایشی Sikorsky-69، مجهز به دو موتور توربوجت هلی، حداکثر سرعت 518 کیلومتر در ساعت را نشان داد.
تولید کنندگان هلیکوپتر در هر دو سوی اقیانوس به خوبی می دانند که با وجود مساوی بودن سایر موارد، سازنده ای که ویژگی های مدل هلیکوپتری آن عملکرد سرعت بالاتری داشته باشد، برنده خواهد بود.
علاوه بر ظهور راه‌حل‌های فناوری جدید، علم مواد مدرن فرصت‌های فراوانی را برای بهبود عملکرد پرواز در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد. بسیاری از مدل های تولیدی در حال حاضر مجهز شده اندپیچ های ساخته شده از مواد کامپوزیت. برای کاهش کشش آیرودینامیکی، توپی پروانه با فیرینگ پوشانده شده است.
هلیکوپترها امروز با چه سرعتی پرواز می کنند؟
رهبران صنعت
دستگاه کنسرت که به عنوان بخشی از پروژه Sikorsky X2 اجرا شد، به توسعه منطقی مفهوم مدل Sikorsky-69 تبدیل شد. این هلیکوپتر به طور قابل توجهی سرعت و کارایی خود را افزایش داد، اما تمام مزایای ذاتی روتورکرافت را حفظ کرد: مانور عالی در سرعت های پایین، امکان شناور ثابت، برخاستن و فرود عمودی، و چرخش خودکار. سرعت کروز یک هلیکوپتر کواکسیال با یک ملخ هلی 460 کیلومتر در ساعت (حداکثر -474 کیلومتر در ساعت)، برد - 1300 کیلومتر است.
فناوری های اثبات شده در نسل جدید هلیکوپتر S-97 Raider ادامه یافته است که مدل آن با مشخصات پروازی تخمینی توسط طراحان این شرکت به عموم ارائه شد. توسعه دهندگان ادعا می کنند که سرعت کروز این هلیکوپتر حداقل 500 کیلومتر در ساعت خواهد بود. واحدها و مجامع رهبر آینده تحت آزمایشات زمینی هستند. هنوز اطلاعات موثقی در مورد تاریخ اولین پرواز رایدر آمریکایی وجود ندارد.
و هلیکوپترهای روسی چطور؟
اما در مورد تولیدکنندگان هلیکوپتر داخلی چطور؟ می توان گفت که برنامه های کارمندان دفاتر طراحی کاموف و میل کم جاه طلبانه نیست. در سال 2013، رهبران هلدینگ هلیکوپترهای روسیه، برنامه PSV را برای توسعه یک برنامه امیدوارکننده آغاز کردند.هلیکوپتر با سرعت بالا در چارچوب این پروژه، متخصصان کارخانه به نام مایل در سال 2015، یک مدل نمایشی از هلیکوپتر راشل ارائه شد. سرعت هلیکوپتر، طبق اطمینان سازندگان، برای این مدل در اولویت نیست، اما برای یک هواپیمای امیدوارکننده دیگر Mi-1X، می تواند به 520 کیلومتر در ساعت برسد.
"Kamovtsy" تقریبا یک دهه پیش مفهوم یک هواپیمای بسیار خارق العاده Ka-90 را ارائه کرد. با توجه به ایده طراحان، هلیکوپتر با رسیدن به سرعت 400 کیلومتر در ساعت با کمک روتور اصلی، تیغه ها را در یک جعبه ساده جمع می کند و شتاب بیشتر با موتورهای جت ادامه می یابد. علاوه بر این، توسعه دهندگان پارامتر 700-800 کیلومتر در ساعت را به عنوان محدودیت در نظر نمی گیرند.
