جستجو در تالارهای گفتگو

بخش هاي اصلي ساختمان هلي کوپتر در اين بخش به اصول اوليه و کلي مکانيک پرواز و آيروديناميک هلي کوپترها خواهيم پرداخت. ابتدا لازم است اجزاي اصلي هلي کوپترهاي متعارف را بشناسيم که به شرح ذيل هستند: سازه بدنه (Body or Fuselage) روتور اصلي (Engine) روتور دم (Main Rotor) ارابه فرود (Landing Gear) اصول پرواز و کنترل هلي کوپتر (Helicopter theory & control) در هلي کوپترها سطح متحرک کنترلي مانند هواپيما وجود ندارد. لازم به يادآوري است براي هدايت هواپيما سه سطح کنترلي اصلي وجود دارد که آن را حول سه محور عمودي، افقي و طولي مي چرخاند. اين سطوح عبارتند از: Aileron: جهت چرخش هواپيما حول محور طولي و ايجاد حرکت Roll Elevator: جهت چرخش هواپيما حول محور عرضي و ايجاد حرکت Pitch Rudder: جهت چرخش هواپيما حول محور عمودي و ايجاد حرکت Yaw اما در هلي کوپتر دو حرکت Roll و Pitch توسط ملخ هاي اصلي و حرکت Yaw توسط پروانه دم ايجاد و کنترل مي شود. براي دانستن چگونگي انجام اين حرکات لازم است به مفاهيم زير توجه نماييد. گام ملخ (Blade Pitch) تعريف گام در هواپيما و هلي کوپتر کمي متفاوت است. به اين صورت که در ملخ هاي هواپيماها (Propeller) به اندازه جابه جايي مرکز ملخ در يک دور چرخش کامل (در تئوري)، گام يا Pitch اطلاق مي شود. يعني در حالتي که فرض کنيم ملخ در يک محيط جامد همانند پيچي که در چوب پيچ مي شود، يک دور بچرخد. اما تعريف گام در ملخ هاي هلي کوپتر Rotor Blades به گونه ديگري است. به زاويه وتر ايروفويل نسبت به افق (يا صفحه چرخش ملخ)، گام ملخ هلي کوپتر اطلاق مي شود که بر حسب درجه محاسبه مي گردد. گام کلّي (Collective pitch) و گام موضعي (Cyclic pitch) مکانيزم روتور به گونه اي طراحي شده است که مي توان گام ملخ ها را به دو گونه کلّي و موضعي افزايش يا کاهش داد. به افزايش و کاهش گام کلّي يا يکسان، کالکتيو (Collective) گويند که منجر به افزايش و کاهش نيروي برا در تمام نقاط صفحه چرخش ملخ به طور يکسان مي گردد. همچنين افزايش و کاهش گام به صورت موضعي، سايکليک (Cyclic) گفته مي شود. در اين حالت ملخ ها در عبور از يک منطقه از صفحه چرخش بيشترين گام و هنگام عبور از منطقه مخالف کمترين مقدار گام را خواهد داشت. به عبارتي گام ملخ ها در طول چرخش همواره در حال تغيير است. اين حالت باعث مي شود در صفحه چرخش ملخ، نيروي «برا»ي نامتقارن به وجود آيد و هلي کوپتر را حول محور عرضي يا طولي و يا ترکيبي از آن ها بچرخاند. بنابراين حرکات Pitch و Roll در هلي کوپتر توسط تغيير گام موضعي ملخ ها ايجاد مي شود. نحوه اعمال فرامين کالکتيو و سايکليک و مکانيزم سواش پليت (Swash plate) وظيفه اعمال فرامين کالکتيو و سايکليک بر عهده قطعه اي به نام سواش پليت (Swash plate) است. ظاهر اين قطعه ساده اما کارکرد آن کمي پيچيده بوده و بهتر است در حد امکان نمونه اي از آن را به دقت ببينيد. سواش پليت داراي دو قسمت به هم پيوسته (مانند سنگ آسياب) است که پس از نصب، قسمت پاييني آن ثابت و قسمت بالايي آن متحرک خواهد بود. سمت ثابت اين قطعه به وسيله 3 يا 4 ميله رابط به محرّک ها متصل شده و سمت متحرک آن به وسيله ميله هاي رابط به اهرم هاي کنترل کننده گام ملخ اصلي متصل مي شود که همراه با ملخ ها مي چرخد. در واقع سواش پليت رابطي است که فرامين اعمال شده از طرف محرّک ها که ثابت هستند را به ملخ ها که در حال چرخش هستند، منتقل مي کند. بالا و پايين رفتن سواش پليت باعث افزايش و کاهش گام کلي يا کالکتيو و کج شدن آن منجر به اعمال فرامين سايکليک (pitch, Roll و ترکيب آن ها) مي شود. اين حرکات سواش پليت به وسيله سه و يا چهار ميله محرک (Push Rod) کنترل مي شود. در هلي کوپترها راديوکنترل از سروو موتور (Serve Motor) به عنوان محرّک استفاده شده و در اغلب آن ها از سه سروو، يکي براي حرکت Pitch، يکي براي حرکت Roll و يکي براي کالکتيو جهت کنترل سواش پليت استفاده مي شود. اما برخي از آن ها از سه و يا چهار سروو براي کنترل سايکليک و کالکتيو به صورت ترکيبي استفاده مي کنند که توضيح بيشتر آن در بخش تنظيمات نرم افزاري راديوکنترل خواهيم گفت. انواع مکانيزم روتور اصلي (Main Rotor Mechanism) به طور متعارف در اغلب هلي کوپترها از يک روتور يا چرخنده اصلي با 2 تا 8 پره براي توليد نيروي «برا» استفاده مي شود. اما برخي از هلي کوپترها از مکانيزم هاي ديگري در روتور اصلي خود استفاده مي نمايند که عبارتند از: مکانيزم روتورهاي هم محور (Coaxial) در اين روش ملخ ها گشتاور يکديگر را خنثي کرده و در نتيجه نيازي به روتور دم نيست. اين روش در هلي کوپترهاي روسيِ کاموف بسيار رايج است. مکانيزم روتورهاي داخلي پهلو به پهلو (Side By Side) در اين حالت محورهاي دو روتور با يکديگر زاويه هفتي ساخته و پره ها با نظم دقيقي از داخل يکديگر عبور مي کنند. در اين حالت نيز ملخ ها گشتاور يکديگر را خنثي کرده و نيازي به روتور دم نيست. اين روش توسط شرکت کي مان در هلي کوپترهاي K-Max به کار گرفته شده است. مکانيزم روتورهاي پشت سر هم (Tondem) در اين روش يک روتور در ابتداي بدنه و يک روتور در انتهاي بدنه قرار دارد که در جهت خلاف يکديگر دوران مي کنند. مانند هلي کوپترهاي شينوک CH-47.