Vrtulník - Helicopter

Bell 206 vrtulník

Vrtulníku je druh rotorového letadla , v němž zdvih a tah se přivádí horizontálně spřádacích rotorů . To umožňuje vrtulníku vzlétnout a přistát svisle, vznášet se a létat vpřed, vzad a do stran. Tyto atributy umožňují použití helikoptér v přetížených nebo izolovaných oblastech, kde letadla s pevnými křídly a mnoho forem letadel VTOL (Vertical TakeOff and Landing) nemohou provádět.

V roce 1942 se Sikorsky R-4 stal první helikoptérou, která dosáhla plné produkce .

Ačkoli většina dřívějších konstrukcí používala více než jeden hlavní rotor, konfigurace jediného hlavního rotoru ( monokoptéra ) doprovázená svislým ocasním rotorem proti kroutícímu momentu se stala nejběžnější konfigurací vrtulníku. Vrtulníky se dvěma hlavními rotory (bikoptéry), buď v tandemové nebo příčné konfiguraci rotorů , jsou také používány kvůli jejich větší užitečné hmotnosti než monorotorová konstrukce. Dnes létají helikoptéry s koaxiálním rotorem , tiltrotorová letadla a složené helikoptéry . Quadrotor vrtulníky ( Kvadrokoptéra ) byl průkopníkem již v roce 1907 ve Francii, a další typy multicopters byly vyvinuty pro specializované aplikace, jako jsou bezpilotní letouny .

Etymologie

Anglické slovo helikoptéra je převzato z francouzského slova hélicoptère , které vytvořil Gustave Ponton d'Amécourt v roce 1861 a které pochází z řecké šroubovice ( ἕλιξ ) „šroubovice, spirála, vír, konvoluce“ a pteron ( πτερόν ) „křídlo“. Přezdívky „helikoptéra“ v angličtině zahrnují „vrtulník“, „helikoptéra“, „heli“ a „whirlybird“. V armádě Spojených států je běžný slang „helo“ vyslovován dlouhým „e“.

Vlastnosti designu

Vrtulník, někdy slangově označovaný jako „vrtulník“, je typ rotorového letadla, ve kterém je zdvih a tah dodáván jedním nebo více horizontálně se otáčejícími rotory. Naproti tomu autogyro (nebo vírník) a gyrodyne mají volně se točící rotor pro celou nebo část letové obálky, přičemž se spoléhají na samostatný přítlačný systém pohánějící plavidlo dopředu, takže proud vzduchu nastavuje otáčení rotoru tak, aby zajišťoval vztlak. Složená helikoptéra má také samostatný tahový systém, ale během normálního letu nadále dodává energii rotoru.

Rotorový systém

Rotory hlavní a proti točivému momentu

Rotorový systém, nebo jednodušeji rotor , je rotující část helikoptéry, která generuje vztlak . Rotorový systém může být namontován vodorovně, jako jsou hlavní rotory, poskytující vztlak svisle, nebo může být namontován svisle, jako je ocasní rotor, aby poskytoval vodorovný tah, aby působil proti točivému momentu z hlavních rotorů. Rotor se skládá ze stožáru, náboje a lopatek rotoru.

Stožár je válcová kovová hřídel, která se rozprostírá směrem nahoru od převodovky. V horní části stožáru je upevňovací bod pro listy rotoru nazývaný náboj. Hlavní rotorové systémy jsou klasifikovány podle toho, jak jsou listy rotoru připevněny a pohybují se vzhledem k náboji. Existují tři základní typy: bezkloubové, plně kloubové a balancující; ačkoli některé moderní rotorové systémy používají jejich kombinaci.

Proti kroutícímu momentu

Většina vrtulníků má jediný hlavní rotor, ale točivému momentu vytvořenému jeho aerodynamickým odporem musí být čeleno protilehlým točivým momentem. Konstrukce, na které se Igor Sikorsky usadil pro svůj VS-300, byl menší ocasní rotor. Ocasní rotor tlačí nebo táhne proti ocasu, aby zvrátil účinek točivého momentu, a to se stalo nejběžnější konfigurací pro konstrukci helikoptéry, obvykle na konci ocasního výložníku .

Vrtulníky MD 520N NOTAR

Některé helikoptéry používají místo ocasního rotoru jiné ovládací prvky proti točivému momentu, jako například ventilátor (nazývaný Fenestron nebo FANTAIL ) a NOTAR . NOTAR poskytuje ochranu proti krouticímu momentu podobnou tomu, jak křídlo vyvíjí vztlak, díky použití Coandăova efektu na ocasní výložník.

Použití dvou nebo více horizontálních rotorů otáčejících se v opačných směrech je další konfigurací používanou k potlačení účinků točivého momentu na letadlo, aniž by se spoléhalo na ocasní rotor bez krouticího momentu. To umožňuje, aby byl výkon, který je normálně požadován, odkloněn, aby byl ocasní rotor plně aplikován na hlavní rotory, čímž se zvýší energetická účinnost a zvedací kapacita letadla. Existuje několik běžných konfigurací, které využívají protiběžný efekt ve prospěch rotorového letadla:

  • Tandemové rotory jsou dva protiběžné rotory, jeden namontovaný za druhým.
  • Příčné rotory jsou dvojice protiběžných rotorů příčně uložených na koncích pevných křídel nebo struktur výložníků. Nyní používané na tiltrotorech , používaly je některé rané modelové helikoptéry.
  • Koaxiální rotory jsou dva protiběžné rotory uložené nad sebou se stejnou osou.
  • Prolínající se rotory jsou dva protiběžné rotory namontované blízko sebe v dostatečném úhlu, aby rotory mohly zasahovat přes horní část letadla bez kolize. Letadla využívající toto jsou známá jako synchropter .
  • Multirotory využívají tři nebo více rotorů. Používají se také konkrétní termíny v závislosti na přesném množství rotorů, například trikoptéra , kvadrokoptéra , hexakoptéra a oktokoptéra pro tři rotory, čtyři rotory, šest rotorů a osm rotorů, z nichž je kvadrokoptéra nejběžnější. Multirotors se používají především na drones a používání na letadlech s lidským pilot je vzácný.


Konstrukce tryskového paprsku nechávají rotor tlačit se vzduchem a vyhýbají se generování točivého momentu.

Motory

Turbína motor CH-53 Sea Stallion vrtulník

Počet, velikost a typ motoru (motorů) použitých ve vrtulníku určuje velikost, funkci a schopnosti konstrukce tohoto vrtulníku. Nejčasnější helikoptérové ​​motory byly jednoduchá mechanická zařízení, jako jsou gumičky nebo vřetena, která odsunula velikost helikoptér na hračky a malé modely. Půl století před prvním letem letadlem byly parní stroje použity k rozvoji porozumění aerodynamiky vrtulníků, ale omezený výkon neumožňoval let s posádkou. Zavedení spalovacího motoru na konci 19. století se stalo předělem vývoje vrtulníků, protože se začaly vyvíjet a vyrábět motory, které byly dostatečně silné, aby umožňovaly vrtulníky schopné zvedat lidi.

Rané návrhy helikoptér využívaly na zakázku vyráběné motory nebo rotační motory určené pro letadla, ale ty byly brzy nahrazeny silnějšími automobilovými motory a hvězdicovými motory . Jediným, nejvíce omezujícím faktorem vývoje helikoptéry v první polovině 20. století bylo, že množství energie produkované motorem nebylo schopno překonat hmotnost motoru při vertikálním letu. To bylo v raných úspěšných vrtulnících překonáno použitím nejmenších dostupných motorů. Když byl vyvinut kompaktní, plochý motor , vrtulníkový průmysl našel lehčí pohonnou jednotku snadno přizpůsobitelnou malým vrtulníkům, i když u větších vrtulníků se nadále používaly hvězdicové motory.

Turbínové motory přinesly revoluci v leteckém průmyslu; a motor turbohřídele pro použití v helikoptéře, jehož průkopníkem byl v prosinci 1951 výše zmíněný Kaman K-225, nakonec dal vrtulníkům motor s velkým množstvím výkonu a nízkou penalizací. Turboshafts jsou také spolehlivější než pístové motory, zvláště když produkují trvalé vysoké úrovně výkonu požadované helikoptérou. Motor turbohřídele byl možné zmenšit na velikost vrtulníku, který byl navržen, takže všechny modely vrtulníků kromě nejlehčích jsou dnes poháněny turbínovými motory.

Speciální tryskové motory vyvinuté k pohonu rotoru ze špiček rotorů se označují jako tryskové trysky . Tryskové trysky poháněné dálkovým kompresorem se označují jako trysky se studenou špičkou, zatímco trysky poháněné výfukovým plynem se označují jako trysky s horkými tryskami. Příkladem helikoptéry se studeným proudem je Sud-Ouest Djinn a příkladem tryskové helikoptéry s horkým hrotem je YH-32 Hornet .

Některé rádiem řízené helikoptéry a menší bezpilotní letecká vozidla typu helikoptéra používají elektromotory nebo motocyklové motory. Rádiem řízené helikoptéry mohou mít také pístové motory, které používají jiná paliva než benzín, například nitrometan . Některé turbínové motory běžně používané ve vrtulnících mohou místo leteckého paliva používat také bionaftu.

Existují také helikoptéry na lidský pohon .

Ovládání letu

Ovládání z Bell 206

Vrtulník má čtyři vstupy pro řízení letu. Jedná se o cyklické, kolektivní, pedály omezující točivý moment a plyn. Cyklické ovládání je obvykle umístěno mezi nohama pilota a běžně se nazývá cyklická páčka nebo jen cyklické . Na většině vrtulníků je cyklický podobný joysticku. Nicméně, Robinson R22 a Robinson R44 mají jedinečnou balancuje bar kontrolního systému cyklické a několik vrtulníků může mít cyklickou ovládací prvek, který sestupuje do prostoru pro posádku od režii.

Řízení se nazývá cyklické, protože mění cyklické stoupání hlavních lopatek. Výsledkem je naklonění kotouče rotoru v určitém směru, což má za následek pohyb vrtulníku v tomto směru. Pokud pilot tlačí cyklicky dopředu, kotouč rotoru se nakloní dopředu a rotor vytvoří tah v dopředném směru. Pokud pilot tlačí cyklicky na stranu, kotouč rotoru se nakloní na tuto stranu a vytvoří tah v tomto směru, což způsobí, že se helikoptéra vznáší bokem.

Kolektivní ovládání sklonu nebo kolektiv je umístěno na levé straně sedadla pilota s nastavitelným ovladačem tření, aby se zabránilo nechtěnému pohybu. Kolektiv mění úhel stoupání všech listů hlavního rotoru souhrnně (tj. Všechny současně) a nezávisle na jejich poloze. Pokud se tedy provádí společný vstup, všechny lopatky se mění stejně a výsledkem je, že výška helikoptéry roste nebo klesá.

Cyklika řídí kolektivní a cyklické stoupání hlavních lopatek. Kyvná deska se pohybuje nahoru a dolů podél hlavního hřídele, aby změnila rozteč obou lopatek. To způsobí, že helikoptéra tlačí vzduch dolů nebo nahoru, v závislosti na úhlu útoku . Kyvná deska může také změnit svůj úhel a posunout úhel lopatek dopředu nebo dozadu nebo doleva a doprava, aby se vrtulník pohyboval v těchto směrech.

Pedály proti kroutícímu momentu jsou umístěny ve stejné poloze jako pedály kormidla v letadle s pevnými křídly a slouží k podobnému účelu, a to k ovládání směru, ve kterém je špička letadla nasměrována. Použití pedálu v daném směru mění rozteč lopatek ocasního rotoru, zvyšuje nebo snižuje tah vytvářený ocasním rotorem a způsobuje vychýlení nosu ve směru použitého pedálu. Pedály mechanicky mění rozteč ocasního rotoru a mění množství produkovaného tahu.

Rotory vrtulníků jsou navrženy tak, aby pracovaly v úzkém rozsahu otáček . Plyn ovládá výkon produkovaný motorem, který je s rotorem spojen převodem s pevným převodem. Účelem škrticí klapky je udržet dostatečný výkon motoru, aby udržel otáčky rotoru v přípustných mezích, aby rotor produkoval dostatečný vztlak pro let. U jednomotorových helikoptér je ovládání škrticí klapky rukojetí ve stylu motocyklu namontované na kolektivním ovládání, zatímco dvoumotorové helikoptéry mají pro každý motor páku napájení.

Složený vrtulník

Složená helikoptéra má přídavný systém pro tah a typicky malá úchytná pevná křídla . Při plavbě se tím odlehčí rotor, což umožní zpomalit jeho rotaci , čímž se zvýší maximální rychlost letadla. Lockheed AH-56A Cheyenne odkloněna až do výše 90% svého výkonu motoru s tlačnou vrtulí při dopředném letu.

Let

Vrtulník vznášející se nad lodí při záchranném cvičení

Pro vrtulník existují tři základní letové podmínky: vznášení, dopředný let a přechod mezi nimi.

Vznášet se

Vznášení je nejnáročnější částí letu s helikoptérou. Důvodem je, že helikoptéra při vznášení vytváří vlastní nárazový vzduch, který působí proti trupu a plochám řízení letu. Konečným výsledkem jsou neustálé kontrolní vstupy a opravy pilota, aby byl vrtulník tam, kde má být. Navzdory složitosti úkolu jsou ovládací vstupy při vznášení jednoduché. Cyklus se používá k eliminaci driftu v horizontální rovině, tj. K ovládání dopředu a dozadu, doprava a doleva. Kolektiv slouží k udržování nadmořské výšky. Pedály jsou používány ke kontrole nos směr nebo záhlaví . Je to interakce těchto ovládacích prvků, která dělá vznášení tak obtížným, protože úprava v jednom ovládacím prvku vyžaduje úpravu ostatních dvou, což vytváří cyklus konstantní korekce.

Přechod z vznášení na dopředný let

Když se vrtulník pohybuje z vznášení do dopředného letu, dostává se do stavu zvaného translační vztlak, který poskytuje další vztlak bez zvýšení výkonu. Tento stav, nejtypičtěji, nastává, když rychlost letu dosáhne přibližně 16–24 uzlů (30–44 km/h; 18–28 mph), a může být nutné, aby vrtulník dosáhl letu.

Dopředný let

Při dopředném letu se ovládání letu helikoptéry chová spíše jako u letadel s pevnými křídly. Posunutí cyklického vpřed způsobí sklon nosu s následným zvýšením rychlosti letu a ztrátou nadmořské výšky. Zadní cyklický způsobí, že se nos nakloní, zpomalí vrtulník a způsobí jeho stoupání. Zvýšení kolektivu (síly) při zachování konstantní rychlosti vzduchu způsobí stoupání, zatímco snížení kolektivu způsobí sestup. Koordinace těchto dvou vstupů, dolů kolektivní plus vzadu cyklický nebo nahoru kolektivní plus dopředný cyklický, bude mít za následek změny rychlosti letu při zachování konstantní výšky. Pedály mají stejnou funkci jak u vrtulníku, tak u letadla s pevnými křídly, aby udržovaly vyvážený let. To se provádí použitím pedálového vstupu v jakémkoli směru, který je nezbytný pro vycentrování míče v ukazateli zatáčky a náklonu .

Využití

HH-65 Dolphin demonstrovat zvednout záchranu schopnosti

Vzhledem k provozním vlastnostem vrtulníku - jeho schopnosti vzlétnout a přistát svisle a vznášet se po delší dobu, jakož i manipulačním vlastnostem letadla za podmínek nízké rychlosti letu - byl vybrán pro provádění úkolů, které dříve nebyly možné s jinými letadly, nebo byly časově nebo pracovně náročné na dosažení na zemi. Dnes použití vrtulníků zahrnuje mimo jiné přepravu osob a nákladu, vojenské použití, stavebnictví, hašení požárů, pátrání a záchranu , cestovní ruch , lékařskou dopravu, vymáhání práva, zemědělství, zprávy a média a letecké pozorování .

Vrtulník používaný k přepravě nákladů připojených k dlouhým kabelům nebo závěsům se nazývá letecký jeřáb . Zvedací jeřáby se používají k umístění těžkých zařízení, jako jsou rádiové přenosové věže a velké klimatizační jednotky, na vrcholy vysokých budov nebo tam, kde musí být předmět zvednut v odlehlé oblasti, jako je rádiová věž zvednutá na vrchol kopec nebo hora. Vrtulníky se používají jako letecké jeřáby v těžebním průmyslu ke zvedání stromů z terénu, kde vozidla nemohou cestovat a kde ohledy na životní prostředí zakazují stavbu silnic. Tyto operace se označují jako dlouhé šňůry kvůli dlouhé, jednoduché smyčce používané k přenášení nákladu.

Největší jedinou nebojovou operací helikoptéry v historii byla operace zvládání katastrof po jaderné katastrofě v Černobylu v roce 1986 . Stovky pilotů byly zapojeny do výsadkových a pozorovacích misí, takže několik desítek letů denně denně.

Helitack “ je použití helikoptér k hašení divokých požárů . Vrtulníky se používají k leteckému hašení požárů (vodní bombardování) a mohou být vybaveny cisternami nebo nést helibutery . Vrtulníky, jako je kbelík Bambi, se obvykle plní ponořením kbelíku do jezer, řek, nádrží nebo přenosných nádrží. Tanky nasazené na helikoptéry se plní z hadice, zatímco je helikoptéra na zemi nebo se voda vysává z jezer nebo nádrží pomocí závěsného šnorchlu, když se helikoptéra vznáší nad zdrojem vody. Vrtulníky Helitack se také používají k přepravě hasičů, kteří slaňují až do nepřístupných oblastí, a k zásobování hasičů. Mezi běžné hasičské helikoptéry patří varianty Bell 205 a Erickson S-64 Aircrane helitanker.

Bell 205 klesá voda do ohně

Vrtulníky se používají jako letecké záchranné služby pro naléhavou lékařskou pomoc v situacích, kdy se záchranná služba nemůže snadno nebo rychle dostat na místo události nebo nemůže včas přepravit pacienta do zdravotnického zařízení. Vrtulníky se také používají tam, kde je třeba přepravovat pacienty mezi zdravotnickými zařízeními a letecká doprava je nejpraktičtější metodou. Vrtulník letecké záchranné služby je vybaven tak, aby stabilizoval a poskytoval omezené lékařské ošetření pacientovi za letu. Použití helikoptér jako leteckých záchranářů je často označováno jako „ MEDEVAC “ a pacienti jsou označováni jako „přepraveni letecky“ nebo „střednědobě“. Toto použití bylo průkopníkem v korejské válce , kdy čas na dosažení zdravotnického zařízení byl zkrácen na tři hodiny z osmi hodin potřebných ve druhé světové válce a dále snížen na dvě hodiny ve vietnamské válce .

Policejní oddělení a další orgány činné v trestním řízení používají helikoptéry k pronásledování podezřelých. Vzhledem k tomu, že helikoptéry mohou dosáhnout jedinečného leteckého pohledu, jsou často používány ve spojení s policií na místě k hlášení míst a pohybů podezřelých. Často jsou montovány s osvětlením a zařízením pro snímání tepla pro noční pronásledování.

NHI NH90 (NH205) vrtulník z finských obranných sil

Vojenské síly používají k útokům na pozemní cíle útočné helikoptéry . Takové helikoptéry jsou vybaveny odpalovacími zařízeními a miniguny . Přepravní helikoptéry se používají k převozu vojáků a zásob, kde by nedostatek rozjezdové dráhy znemožnil přepravu letadly s pevnými křídly. Využití transportních helikoptér k dodání jednotek jako útočné síly na cíl se označuje jako „ letecký útok “. Vrtulníkové systémy bezpilotních systémů (UAS) různých velikostí jsou vyvíjeny společnostmi pro úkoly vojenského průzkumu a dozoru . Námořní síly také používají helikoptéry vybavené ponorným sonarem pro protiponorkovou válku , protože mohou operovat z malých lodí.

Ropné společnosti pronajímají helikoptéry k rychlému přesunu pracovníků a dílů na vzdálená vrtací místa na moři nebo na vzdálených místech. Rychlostní výhoda oproti lodím činí z vysokých provozních nákladů helikoptér nákladově efektivní zajištění toho, aby ropné plošiny pokračovaly v provozu. Na tento typ provozu se specializují různé společnosti.

NASA vyvíjí vrtulník Mars, vrtulník 1,8 kg (4,0 lb), který má být vypuštěn k průzkumu Marsu (spolu s roverem) v roce 2020. Vzhledem k tomu, že marťanská atmosféra je stokrát tenčí než atmosféra Země, její dvě lopatky se budou otáčet při téměř 3000 otáček za minutu, přibližně 10krát rychlejší než u pozemní helikoptéry.

Trh

Sikorsky S-64 skycrane zvedání panelového domu

V roce 2017 bylo dodáno 926 civilních vrtulníků za 3,68 miliardy USD, vedených helikoptérami Airbus s 1,87 miliardy USD za 369 rotorových letadel, vrtulníky Leonardo s 806 miliony USD za 102 (pouze první tři čtvrtiny), Bell Helicopter s 696 miliony USD za 132, poté vrtulník Robinson s 161 milionů $ za 305.

V říjnu 2018 vedla provozovaná a skladovaná helikoptéra 38 570 civilních nebo vládních operátorů s vrtulníkem Robinson s 24,7%, za ním následovaly helikoptéry Airbus s 24,4%, dále Bell s 20,5 a Leonardo s 8,4%, ruské helikoptéry se 7,7%, Letadla Sikorsky se 7,2%, vrtulníky MD s 3,4%a další s 2,2%. Nejrozšířenějším modelem je píst Robinson R44 s 5600, dále H125/ AS350 s 3600 jednotkami, následovaný Bellem 206 s 3400. Většina byla v Severní Americe s 34,3%, pak v Evropě s 28,0%, následované Asijsko-pacifickým regionem s 18,6%, Latinskou Amerikou s 11,6%, Afrikou s 5,3% a Středním východem s 1,7%.

Dějiny

Raný design

Nejstarší zmínky o vertikálním letu pocházejí z Číny. Přibližně od roku 400 př. N. L. Si čínské děti hrály s bambusovými létajícími hračkami (neboli čínskou špičkou). Tato bambusová helikoptéra se točí otáčením hůlky připevněné k rotoru. Točení vytváří vztlak a hračka po uvolnění letí. 4. století nl Daoist kniha Baopuzi by Ge Hong (抱朴子„Mistře, kdo objetí Simplicity“) údajně popisuje některé z myšlenek, které jsou vlastní otočné křídlo letadla.

Vzory podobné čínské helikoptéře se objevily v některých renesančních obrazech a dalších dílech. V 18. a na počátku 19. století západní vědci vyvinuli létající stroje založené na čínské hračce.

Až počátkem 80. let 14. století, kdy italský polymath Leonardo da Vinci vytvořil návrh stroje, který by se dal popsat jako „ letecký šroub “, došlo k jakémukoli zaznamenanému pokroku směrem k vertikálnímu letu. Jeho poznámky naznačovaly, že stavěl malé létající modely, ale nic nenasvědčovalo tomu, že by rotor zastavil otáčení plavidla. Jak vědecké znalosti rostly a byly stále více přijímány, lidé pokračovali v myšlence vertikálního letu.

V červenci 1754 vyvinul ruský Michail Lomonosov malý koaxiální model podle čínského vrcholu, ale poháněný navinutým pružinovým zařízením a předvedl jej Ruské akademii věd . Byl poháněn pružinou a byl navržen jako způsob zvedání meteorologických přístrojů. V roce 1783 Christian de Launoy a jeho mechanik Bienvenu použili koaxiální verzi čínského vršku v modelu sestávajícím z kontrarotujícího krůtího peří jako rotorových listů a v roce 1784 to předvedli Francouzské akademii věd . Sir George Cayley , ovlivněný dětskou fascinací čínskou létající špičkou, vyvinul model peří, podobný Launoy a Bienvenu, ale poháněný gumičkami. Do konce století začal používat listy cínu pro listy rotoru a pružiny pro napájení. Jeho spisy o jeho experimentech a modelech by měly vliv na budoucí průkopníky letectví. Alphonse Pénaud později vyvinul v roce 1870 hračky pro helikoptéry s koaxiálním rotorem, poháněné také gumičkami . Jedna z těchto hraček, darovaná jejich otcem, by inspirovala bratry Wrightové k uskutečnění snu o letu.

Experimentální vrtulník od Enrica Forlaniniho , 1877

V roce 1861 vytvořil slovo „helikoptéra“ Gustave de Ponton d'Amécourt , francouzský vynálezce, který předvedl malý model poháněný párou. Přestože byl tento model oslavován jako inovativní použití nového kovu, hliníku, nikdy se nezvedl ze země. D'Amecourtův lingvistický přínos by přežil, aby nakonec popsal vertikální let, který si představoval. Parní energie byla oblíbená i u jiných vynálezců. V roce 1878 se italské bezpilotní vozidlo Enrica Forlaniniho , poháněné také parním strojem, zvedlo do výšky 12 metrů (39 stop), kde se vznášelo asi 20 sekund po svislém vzletu. Parní pohon Emmanuel Dieuaide představoval protiběžné rotory poháněné hadicí z kotle na zemi. V roce 1887 pařížský vynálezce Gustave Trouvé sestrojil a letěl s upoutaným elektrickým modelem helikoptéry.

V červenci 1901 se v Berlíně-Schönebergu uskutečnil první let helikoptéry Hermanna Ganswindta ; toto byl pravděpodobně první motorový let těžší než vzduch, který nesl lidi. Film zachycující událost natočil Max Skladanowsky , ale zůstává ztracen .

V roce 1885 dostal Thomas Edison 1 000 USD (ekvivalent 29 000 USD dnes) od Jamese Gordona Bennetta, Jr. , za provádění experimentů směřujících k vývoji letu. Edison postavil helikoptéru a papír použil na burzovní lístek k vytvoření dělového balónu , pomocí kterého se pokoušel pohánět spalovací motor. Vrtulník byl poškozen výbuchy a jeden z jeho pracovníků byl těžce popálen. Na základě svých experimentů Edison oznámil, že k úspěchu bude zapotřebí motor s poměrem tří až čtyř liber na vyrobenou koňskou sílu. Ján Bahýľ , slovenský vynálezce, upravil spalovací motor tak, aby poháněl jeho model vrtulníku, který dosáhl výšky 0,5 metru (1,6 stopy) v roce 1901. Dne 5. května 1905 dosáhl jeho vrtulník výšky 4 metry a letěl na více než 1 500 metrů (4 900 stop). V roce 1908 si Edison nechal patentovat vlastní konstrukci vrtulníku poháněného benzínovým motorem s pouzdrovými draky připevněnými ke stožáru kabely pro rotor, ale nikdy neletěl.

První lety

V roce 1906 dva francouzští bratři Jacques a Louis Breguetovi začali experimentovat s křídly vrtulníků. V roce 1907 tyto experimenty vyústily v gyroplán č. 1 , pravděpodobně jako nejstarší známý příklad kvadrokoptéry. Ačkoli existuje určitá nejistota ohledně data, někdy mezi 14. srpnem a 29. zářím 1907, gyroplán č. 1 na minutu zvedl svého pilota do vzduchu asi 0,6 metru (2 stopy). Gyroplane č.  1 se ukázal být extrémně nestálý a vyžadoval muže v každém rohu draku, aby ho udržel v klidu. Z tohoto důvodu jsou lety gyroplánu č.  1 považovány za první let helikoptéry s lidskou posádkou, nikoli však za volný nebo nevázaný let.

Vrtulník Paula Cornua, 1907

Ten stejný rok, francouzský vynálezce Paul Cornu navrhl a postavil vrtulník Cornu, který používal dva 6,1 metru (20 ft) protiběžné rotory poháněné motorem Antoinette o výkonu 24 hp (18 kW) . Dne 13. listopadu 1907 zvedl svého vynálezce na 0,3 metru (1 stopu) a zůstal ve vzduchu po dobu 20 sekund. I když tento let nepřekonal let gyroplánu č. 1, byl hlášen jako první skutečně volný let s pilotem. Cornuova helikoptéra absolvovala několik dalších letů a dosáhla výšky téměř 2,0 metru (6,5 ft), ale ukázalo se, že je nestabilní a byla opuštěna.

V roce 1911 si slovinský filozof a ekonom Ivan Slokar nechal patentovat konfiguraci helikoptéry.

Dánský vynálezce Jacob Ellehammer postavil helikoptéru Ellehammer v roce 1912. Skládal se z rámu vybaveného dvěma protiběžně rotujícími kotouči, z nichž každý byl po svém obvodu opatřen šesti lopatkami. Po vnitřních testech byl letoun předveden venku a provedl několik bezplatných vzletů. Experimenty s helikoptérou pokračovaly až do září 1916, kdy se při vzletu převrhla a zničila její rotory.

Během první světové války , Rakousko-Uhersko vyvinula PKZ , experimentální prototyp vrtulníku, s dvěma letadly postaven.

Raný vývoj

Tichý film o zkušebním letu vrtulníku Pescara, 1922. Filmový institut EYE Nizozemsko .

Na počátku dvacátých let minulého století předvedl Argentinec Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio , když pracoval v Evropě, jednu z prvních úspěšných aplikací cyklického hřiště. Koaxiální, protiběžné dvouplošníky by mohly být pokřiveny, aby cyklicky zvyšovaly a snižovaly vztlak, který vytvářely. Náboj rotoru mohl být také nakloněn dopředu o několik stupňů, což letadlu umožnilo pohyb vpřed bez samostatné vrtule, která by jej tlačila nebo táhla. Pateras-Pescara byla také schopna předvést princip autorotace . V lednu 1924  byla testována vrtulník Pescara č. 1, ale bylo zjištěno, že má slabé síly a nedokáže zvednout vlastní váhu. Jeho 2F dopadl lépe a vytvořil rekord. Britská vláda financovala další výzkum společnosti Pescara, jehož výsledkem byl vrtulník č. 3, poháněný hvězdicovým motorem o výkonu 250 koní (190 kW), který mohl létat až deset minut.

V březnu 1923 Time Magazine oznámil, že Thomas Edison poslal Dr. George de Bothezaatovi blahopřání k úspěšnému zkušebnímu letu helikoptéry. Edison napsal: „Pokud vím, vyrobili jste první úspěšnou helikoptéru.“ Vrtulník byl testován v McCookově poli a zůstal ve vzduchu 2 minuty a 45 sekund ve výšce 15 stop.

Dne 14. dubna 1924 vytvořil Francouz Étienne Oehmichen první světový rekord v helikoptéře uznávaný Fédération Aéronautique Internationale (FAI), když letěl se svou čtyřmotorovou helikoptérou na 360 metrů (1 180 stop). Dne 18.  dubna 1924, Pescara překonal Oemichenův rekord a letěl na vzdálenost 736 metrů (2,415 ft) (téměř 0,80 kilometru nebo 0,5 míle) za 4 minuty a 11 sekund (asi 13 km/h nebo 8 mph), přičemž udržoval výšku 1,8 metru (6 stop). Dne 4.  května dokončil Oehmichen se svým strojem č. 2 let helikoptéry s uzavřeným okruhem na jeden kilometr (0,62 mi) za 7 minut a 40 sekund.

V USA postavil George de Bothezat čtyřmotorový vrtulník de Bothezat pro americkou armádní leteckou službu, ale armáda program v roce 1924 zrušila a letadlo bylo sešrotováno.

Albert Gillis von Baumhauer , nizozemský letecký inženýr, začal studovat konstrukci rotorových letadel v roce 1923. Jeho první prototyp „letěl“ („poskakoval“ a vznášel se ve skutečnosti) 24. září 1925, přičemž nizozemský armádní letecký kapitán Floris Albert van Heijst na řízení. Ovládací prvky, které van Heijst používal, byly von Baumhauerovy vynálezy, cyklické a kolektivní . Patenty byly uděleny von Baumhauerovi na jeho cyklické a kolektivní kontroly britským ministerstvem letectví dne 31.  ledna 1927 pod číslem patentu 265,272.

V roce 1927 Engelbert Zaschka z Německa sestrojil helikoptéru vybavenou dvěma rotory, ve kterých byl ke zvýšení stability použit gyroskop a slouží jako akumulátor energie pro klouzavý let k přistání. Zaschkovo letadlo, první helikoptéra, která kdy tak úspěšně fungovala v miniaturách, nejenže stoupá a klesá svisle, ale dokáže zůstat nehybná v jakékoli výšce.

V roce 1928 maďarský letecký inženýr Oszkár Asbóth sestrojil prototyp vrtulníku, který vzlétl a přistál nejméně 182krát , přičemž maximální doba jednoho letu byla 53 minut.

V roce 1930 postavil italský inženýr Corradino D'Ascanio svůj koaxiální vrtulník D'AT3. Jeho relativně velký stroj měl dva dvoulisté protiběžně rotující rotory. Ovládání bylo dosaženo pomocí pomocných křídel nebo servopložek na odtokových hranách lopatek, což byl koncept, který později přijali další konstruktéři helikoptér, včetně Bleeker a Kaman. Tři malé vrtule namontované na draku letadla byly použity pro dodatečné ovládání stoupání, naklánění a zatáčení. D'AT3 držel po dobu skromné ​​rekordy FAI v rychlosti a nadmořské výšce, včetně nadmořské výšky (18 m nebo 59 stop), trvání (8 minut a 45 sekund) a ujeté vzdálenosti (1 078 m nebo 3 540 ft).

První praktické rotorové letadlo

Španělský letecký inženýr a pilot Juan de la Cierva vynalezl autogyro na počátku dvacátých let minulého století a stal se prvním praktickým rotorovým letadlem. V roce 1928 de la Cierva úspěšně proletěl autogyro přes kanál La Manche, z Londýna do Paříže. V roce 1934 se autogyro stalo prvním rotorovým letadlem, které úspěšně vzlétlo a přistálo na palubě lodi. Ten stejný rok, autogyro byl zaměstnán španělskou armádou během povstání Asturias , stávat se prvním vojenským nasazením rotoru. Autogyros byl také zaměstnán v New Jersey a Pensylvánii pro doručování pošty a novin před vynálezem vrtulníku. Ačkoli chybí skutečná schopnost vertikálního letu, práce na autogyru tvoří základ pro analýzu vrtulníků.

Úspěch jednoho zvedacího rotoru

V Sovětském svazu Boris N. Yuriev a Alexej M. Cheremukhin, dva letečtí inženýři pracující v Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut ( TsAGI nebo Central Aerohydrodynamic Institute), sestrojili a letěli s jediným vrtulníkem s rotorem s výtahem TsAGI 1-EA, který používal otevřená trubková kostra, čtyřlistý hlavní zvedací rotor a dvojité sady o průměru 1,8 metru (5,9 stopy), dvoulisté rotory s krouticím momentem: jedna sada dvou v přídi a jedna sada dvou v zadní části. TsAGI 1-EA, poháněný dvěma pohonnými jednotkami M-2, vylepšenými kopiemi rotačního motoru Gnome Monosoupape 9 Type B-2 100 CV s výkonem první světové války, provedl několik letů v nízké výšce. Do 14. srpna 1932 se Cheremukhinovi podařilo dostat 1-EA až do neoficiální nadmořské výšky 605 metrů (1985 stop), což otřáslo dřívějším úspěchem d'Ascanio. Protože Sovětský svaz ještě nebyl členem FAI , zůstal Cheremukhinův záznam neuznaný.

Ruský inženýr Nicolas Florine sestrojil první dvojitý tandemový rotorový stroj pro volný let. Letělo v Sint-Genesius-Rode v Laboratoire Aérotechnique de Belgique (nyní von Karman Institute ) v dubnu 1933 a dosáhlo výšky šest metrů (20 stop) a vytrvalosti osm minut. Florine zvolila souběžně rotující konfiguraci, protože gyroskopická stabilita rotorů by se nezrušila. Rotory proto musely být mírně nakloněny v opačných směrech, aby se zabránilo točivému momentu. Použití kloubových rotorů a společné rotace také minimalizovalo napětí na trupu. V té době to byl jeden z nejstabilnějších vrtulníků v existenci.

Bréguet-Dorand Gyroplane Laboratoire byl postaven v roce 1933. Byla to koaxiální helikoptéra, protiběžná. Po mnoha pozemních zkouškách a nehodě poprvé vzlétl 26. června 1935. Během krátké doby letadlo vytvářelo rekordy u pilota Maurice Claisse u řízení. Dne 14. prosince 1935 vytvořil rekord v letu na uzavřeném okruhu s průměrem 500 metrů (1600 stop). Příští rok, 26. září 1936, Claisse vytvořil výškový rekord 158 metrů (518 stop). A nakonec, 24. listopadu 1936, vytvořil rekord v délce letu jednu hodinu, dvě minuty a 50 sekund na 44 kilometrů (27 mil) uzavřeném okruhu rychlostí 44,7 kilometru za hodinu (27,8 mph). Letoun byl zničen v roce 1943 spojeneckým náletem na letiště Villacoublay .

Americké jednorotorové začátky

Americký vynálezce Arthur M. Young zahájil v roce 1928 práci na modelových helikoptérách, které k pohonu hlavy rotoru používaly převedené elektrické vznášedlové motory. Young vynalezl stabilizační tyč a krátce poté si ji nechal patentovat. Společný přítel seznámil Younga s Lawrencem Daleem, který jakmile viděl jeho práci, požádal ho, aby se připojil ke společnosti Bell Aircraft. Když Young v roce 1941 dorazil do Bell, podepsal svůj patent a začal pracovat na vrtulníku. Jeho rozpočet činil 250 000 USD (ekvivalent 4,4 milionu USD dnes) na stavbu dvou fungujících vrtulníků. Za pouhých šest měsíců dokončili první Bell Model 1, který plodil Bell Model 30 , později následovaný Bell 47.

Zrození průmyslu

Igor Sikorsky a první sériově vyráběný vrtulník Sikorsky R-4 , 1944

Heinrich Focke ve společnosti Focke-Wulf koupil licenci od společnosti Cierva Autogiro Company , která podle Franka Kingstona Smitha staršího obsahovala „plně ovladatelný systém rozbočovače cyklického/kolektivního hřiště“. Na oplátku získala Cierva Autogiro křížovou licenci na stavbu helikoptér Focke-Achgelis. Focke navrhl první praktickou příčnou dvourotorovou helikoptéru na světě, Focke-Wulf Fw 61 , která poprvé vzlétla v červnu 1936. Letoun Fw 61 letěl výše než 2 400 m při rychlosti 120 mil za hodinu (190 km/ h) h). Autogiro vývoj byl nyní obcházen zaměřením na helikoptéry.

Během druhé světové války používalo nacistické Německo v malých počtech helikoptéry k pozorování, přepravě a lékařské evakuaci. Flettner Fl 282 Kolibri synchropter -použít stejnou základní konfiguraci jako Anton Flettner vlastní průkopnické je Fl 265 -vytvořily používané ve Středomoří, zatímco Focke-Achgelis Fa 223 Drache dvourotorový vrtulník se používá v Evropě. Rozsáhlé bombardování ze strany spojeneckých sil zabránit Německu z výroby žádné vrtulníky ve velkých množstvích během války.

Ve Spojených státech soupeřili inženýr ruského původu Igor Sikorsky a Wynn Laurence LePage o výrobu první helikoptéry americké armády. Společnost LePage získala patentová práva na vývoj helikoptér po vzoru Fw 61 a postavila XR-1 . Mezitím se Sikorsky usadil na jednodušší konstrukci s jedním rotorem, VS-300 , která se ukázala být první praktickou konstrukcí vrtulníku s jedním zvedacím rotorem. Po experimentování s konfiguracemi, které mají působit proti točivému momentu vytvářenému jediným hlavním rotorem, se Sikorsky usadil na jediném menším rotoru namontovaném na zadním výložníku.

Sikorsky R-4, vyvinutý z VS-300, byl první velkosériovou sériově vyráběnou helikoptérou s výrobní objednávkou 100 letadel. R-4 byla jedinou spojeneckou helikoptérou, která sloužila ve druhé světové válce, především pro pátrací a záchranné akce (od 1. skupiny leteckého komanda USAAF ) v barmské kampani ; na Aljašce; a v dalších oblastech s drsným terénem. Celková produkce dosáhla 131 vrtulníků, než byl R-4 nahrazen jinými vrtulníky Sikorsky, jako jsou R-5 a R-6 . Celkově Sikorsky vyrobil před koncem druhé světové války přes 400 helikoptér.

Zatímco LePage a Sikorsky stavěli své helikoptéry pro armádu, Bell Aircraft najal Arthura Younga, aby pomohl postavit helikoptéru pomocí Youngova dvoulistého balancujícího rotoru , který používal váženou stabilizační tyč umístěnou v úhlu 90 ° k listům rotoru. Následující helikoptéra Model 30 ukázala jednoduchost a snadné použití konstrukce. Model 30 byl vyvinut do Bell 47 , který se stal první helikoptérou certifikovanou pro civilní použití ve Spojených státech. Bell 47, vyráběný v několika zemích, byl nejoblíbenějším modelem helikoptéry téměř 30 let.

Věk turbíny

V roce 1951 Charles Kaman na naléhání svých kontaktů na ministerstvu námořnictva upravil svou synchropter K-225- návrh koncepce dvourotorového vrtulníku, který poprvé propagoval Anton Flettner v roce 1939, s výše zmíněným pístovým motorem Fl 265 design v Německu - s novým druhem motoru, turbohřídelovým motorem. Tato adaptace turbínového motoru poskytla Kamanovu vrtulníku velké množství energie s nižší hmotností než pístové motory, s těžkými bloky motoru a pomocnými součástmi. Dne 11. prosince 1951 se Kaman K-225 stal první turbínou poháněnou helikoptérou na světě. O dva roky později, 26. března 1954, upravený Navy HTK-1, další helikoptéra Kaman, se stal prvním vrtulníkem se dvěma turbínami. Byl to však Sud Aviation Alouette II, který se stal prvním vrtulníkem vyráběným s turbínovým motorem.  

Spolehlivé helikoptéry schopné stabilního vznášedla byly vyvinuty desítky let po letadlech s pevnými křídly. Je to do značné míry způsobeno vyššími požadavky na hustotu výkonu motoru než u letadel s pevnými křídly. Zlepšení paliv a motorů v první polovině 20. století bylo rozhodujícím faktorem při vývoji vrtulníků. Dostupnost lehkých turboshaftových motorů ve druhé polovině 20. století vedla k vývoji větších, rychlejších a výkonnějších vrtulníků. Zatímco menší a levnější vrtulníky stále používají pístové motory, dnes jsou preferovanými pohonnými jednotkami motory s turbohřídelovým motorem.

Bezpečnost

Ruské vojenské letectvo Kamov Ka-50 používá koaxiální rotorový systém

Maximální rychlostní limit

Existuje několik důvodů, proč vrtulník nemůže létat tak rychle jako letadlo s pevnými křídly. Když se vrtulník vznáší, pohybují se vnější hroty rotoru rychlostí určenou délkou lopatky a rychlostí otáčení. V pohybujícím se vrtulníku však rychlost lopatek vůči vzduchu závisí na rychlosti vrtulníku a také na jejich rychlosti otáčení. Rychlost letu postupujícího listu rotoru je mnohem vyšší než rychlost samotného vrtulníku. Je možné, že tato lopatka překročí rychlost zvuku , a tím produkuje výrazně zvýšený odpor a vibrace.

Postupující čepel zároveň vytváří větší zdvih při pohybu vpřed, ustupující radlice produkuje menší vztlak. Pokud by letadlo zrychlilo na rychlost vzduchu, kterou se otáčí hroty lopatek, ustupující lopatka prochází vzduchem pohybujícím se stejnou rychlostí lopatky a nevytváří vůbec žádný zdvih, což má za následek velmi vysoké momentové napětí na centrální hřídeli, které může sklopte stranu ustupujících lopatek vozidla a způsobte ztrátu kontroly. Dvojité protiběžně rotující lopatky této situaci zabraňují, protože mají dvě postupující a dvě ustupující lopatky s vyváženými silami.

Protože postupující list má vyšší rychlost letu než ustupující list a generuje nesymetrii zdvihu , jsou listy rotoru navrženy tak, aby „klapaly“ - zvedaly a kroutily takovým způsobem, že postupující list listuje vzhůru a vyvíjí menší úhel náběhu. Ustupující čepel naopak klapne dolů, vyvíjí vyšší úhel náběhu a generuje větší vztlak. Při vysokých rychlostech je síla na rotory taková, že nadměrně „plácnou“ a ustupující list může dosáhnout příliš vysokého úhlu a zablokování. Z tohoto důvodu je maximální bezpečné dopředné rychlosti letu helikoptéry přiděleno konstrukční hodnocení s názvem V NE , rychlost, nikdy nepřekračujte . Kromě toho je možné, aby helikoptéra letěla rychlostí, kde se zastaví nadměrné množství ustupující radlice, což má za následek vysoké vibrace, náklon a převalení do ustupující radlice.

Hluk

Eurocopter EC120 vrtulník demonstruje svou obratnost s výkrut

V závěrečných letech 20. století začali konstruktéři pracovat na snížení hluku vrtulníků . Městské komunity často vyjadřovaly velkou nechuť k hlučnému letectví nebo hlučnému letadlu a policejní a osobní helikoptéry mohou být kvůli zvuku neoblíbené. Tyto redesigny následovaly po uzavření některých městských heliportů a vládních opatřeních omezujících letové trasy v národních parcích a na dalších místech přírodních krás.

Vibrace

Aby se snížily vibrace, všechny helikoptéry mají nastavení výšky a hmotnosti rotoru. Přizpůsobená helikoptéra může snadno vibrovat natolik, že se sama roztřese. Výška čepele se nastavuje změnou rozteče čepele. Hmotnost se nastavuje přidáváním nebo odebíráním závaží na hlavě rotoru a/nebo na koncových čepičkách lopatek. Většina z nich má také tlumiče vibrací pro výšku a stoupání. Někteří také používají systémy mechanické zpětné vazby ke snímání a potlačování vibrací. Zpětnovazební systém obvykle používá hmotu jako „stabilní referenci“ a spojení s hmotou ovládá klapku pro nastavení úhlu náběhu rotoru proti vibracím. Nastavení může být z části obtížné, protože měření vibrací je obtížné, což obvykle vyžaduje sofistikované akcelerometry namontované v celém draku a převodovkách. Nejběžnějším měřicím systémem pro nastavení vibrací lopatek je použití stroboskopické zábleskové lampy a pozorování malovaného značení nebo barevných reflektorů na spodní straně lopatek rotoru. Tradičním low-tech systémem je připevnění barevné křídy na špičky rotoru a zjistit, jak označují lněný list. Systémy monitorování zdraví a používání (HUMS) poskytují řešení pro sledování vibrací a řešení dráhy a vyvážení rotoru pro omezení vibrací. Vibrace převodovky nejčastěji vyžadují generální opravu nebo výměnu převodovky. Vibrace převodovky nebo hnacího ústrojí mohou být pro pilota extrémně škodlivé. Nejzávažnějšími účinky jsou bolest, necitlivost a ztráta hmatové diskriminace nebo obratnosti.

Ztráta účinnosti ocasního rotoru

U standardní helikoptéry s jediným hlavním rotorem vytvářejí špičky lopatek hlavního rotoru ve vzduchu vírový prstenec, což je spirálovité a kruhově rotující proudění vzduchu. Jak se plavidlo pohybuje vpřed, tyto víry se stáhnou za plavidlem.

Když se vznáší s diagonálním bočním větrem vpřed nebo se pohybuje v úhlopříčném směru vpřed, otáčející se víry odcházející z listů hlavního rotoru se vyrovnají s otáčením ocasního rotoru a způsobí nestabilitu řízení letu.

Když se zadní víry srážející s ocasním rotorem otáčejí ve stejném směru, způsobí to ztrátu tahu z ocasního rotoru. Když se zadní víry otáčejí v opačném směru ocasního rotoru, zvyšuje se tah. Použití nožních pedálů je nutné k nastavení úhlu nárazu zadního rotoru, aby se kompenzovaly tyto nestability.

Tyto problémy jsou způsobeny odkrytým rotorem ocasu otevřeným vzduchem kolem zadní části vozidla. Tento problém zmizí, když je místo toho nasazen ocas pomocí vnitřního oběžného kola uzavřeného v ocasu a proudu vysokotlakého vzduchu bokem ven z ocasu, protože víry hlavního rotoru nemohou ovlivnit provoz vnitřního oběžného kola.

Kritický azimut větru

U standardní helikoptéry s jediným hlavním rotorem představuje udržování stabilního letu s bočním větrem další problém s řízením letu, kdy silný boční vítr z určitých úhlů zvýší nebo sníží vztlak od hlavních rotorů. Tento efekt se spouští i za bezvětří při diagonálním pohybu plavidla v různých směrech, v závislosti na směru otáčení hlavního rotoru.

To může vést ke ztrátě kontroly a havárii nebo tvrdému přistání při provozu v malých výškách v důsledku náhlé neočekávané ztráty vztlaku a nedostatečného času a vzdálenosti, které jsou k dispozici k zotavení.

Přenos

Konvenční letadla s rotačními křídly používají sadu složitých mechanických převodovek k převodu vysokých otáček plynových turbín na nízkou rychlost potřebnou k pohonu hlavních a ocasních rotorů. Na rozdíl od pohonných jednotek nelze mechanické převodovky duplikovat (pro nadbytečnost) a vždy byly hlavním slabým místem spolehlivosti vrtulníků. Katastrofické poruchy převodovek za letu často vedou k zaseknutí převodovky a následným smrtelným následkům, zatímco ztráta maziva může způsobit palbu na palubě. Další slabinou mechanických převodovek je jejich přechodné omezení výkonu v důsledku mezních hodnot únavy konstrukce. Nedávné studie agentury EASA poukazují na to, že motory a převodovky jsou hlavní příčinou nehod hned po chybách pilota.

Naproti tomu elektromagnetické přenosy nepoužívají žádné části v kontaktu; proto může být mazání drasticky zjednodušeno nebo odstraněno. Jejich inherentní redundance nabízí dobrou odolnost vůči jedinému bodu selhání. Absence převodů umožňuje vysoký přechodový výkon bez dopadu na životnost. Koncept elektrického pohonu aplikovaného na helikoptéru a elektromagnetický pohon uvedl do reality Pascal Chretien, který navrhl, postavil a letěl s první elektrickou helikoptérou nesoucí člověka na světě. Koncept byl převzat z koncepčního počítačem podporovaného konstrukčního modelu dne 10. září 2010 do prvního testování při 30% výkonu dne 1. března 2011-méně než šest měsíců. Letoun poprvé vzlétl 12. srpna 2011. Veškerý vývoj byl prováděn ve francouzském Venelles.

Nebezpečí

Jako u každého pohybujícího se vozidla může nebezpečný provoz způsobit ztrátu kontroly, poškození konstrukce nebo ztrátu života. Následuje seznam některých potenciálních nebezpečí pro vrtulníky:

  • K vyrovnání s výkonem dochází tehdy, když má letadlo nedostatečný výkon k zastavení sestupu. Toto nebezpečí se může rozvinout do stavu Vortexového prstence, pokud nebude včas napraveno.
  • Vortexový prstencový stav je nebezpečí způsobené kombinací nízké rychlosti vzduchu, vysokého nastavení výkonu a vysoké rychlosti klesání. Vortex s víkem rotoru obíhá od vysokotlakého vzduchu pod rotorovým kotoučem k nízkotlakému vzduchu nad kotoučem, takže se helikoptéra usadí do vlastního sestupného proudu vzduchu. Přidání většího výkonu zvyšuje rychlost cirkulace vzduchu a zhoršuje situaci. Někdy je zaměňováno s usazováním síly, ale jsou aerodynamicky odlišné.
  • Ustupování radlice se projevuje během letu vysokou rychlostí a je nejběžnějším omezujícím faktorem rychlosti vpřed helikoptéry.
  • Pozemní rezonance je samostužující vibrace, ke které dochází, když se vzdálenost mezi vedením a zpožděním lopatek kloubového rotorového systému stane nepravidelnou.
  • Nízký stav G je náhlá změna ze stavu kladné síly G do stavu záporné síly G, která má za následek ztrátu zdvihu (nezatížený disk) a následné převrácení. Pokud je při vykládání disku použit zadní cyklický, hlavní rotor by mohl zasáhnout ocas a způsobit katastrofické selhání.
  • Dynamické převrácení, při kterém se vrtulník otáčí kolem jedné ze smyků a „táhne“ se na bok (téměř jako pozemní smyčka letadla s pevnými křídly ).
  • Poruchy hnacího ústrojí , zejména ty, které se vyskytují v zastíněné oblasti diagramu výškové rychlosti .
  • Selhání ocasního rotoru, ke kterému dochází buď mechanickou poruchou řídicího systému zadního rotoru, nebo ztrátou autority tahu ocasního rotoru, nazývanou „ztráta účinnosti ocasního rotoru“ (LTE).
  • Brownout v prašných podmínkách nebo vyblednutí v zasněžených podmínkách.
  • Nízké otáčky rotoru neboli „pokles rotoru“ je, když motor nemůže pohánět lopatky dostatečnými otáčkami, aby udržel let.
  • Překročení otáček rotoru, které může nadměrně namáhat stoupání ložisek náboje rotoru (brineling), a pokud je to dostatečně závažné, může dojít k oddělení lopatek od letadla.
  • Úrazy drátů a stromů v důsledku operací v malé výšce a vzletů a přistání na vzdálených místech.
  • Řízený let do terénu, ve kterém je letadlo neúmyslně vlétnuto do země kvůli nedostatku situačního povědomí.
  • Narážení na stožár v některých helikoptérách

Seznam smrtelných nehod

Nejsmrtelnější vrtulník havaroval podle obětí
datum Operátor Letadlo Událost a místo Počet obětí
19. srpna 2002 Rusko Mil Mi-26 Sestřelen nad Čečenskem 127
09.12.1982 Nikaragua Mil Mi-8 Sestřelen rebely Sandinistánu při přepravě 88 lidí. Zahynulo všech 84 cestujících a všichni čtyři členové posádky přežili. 84
4. února 1997 Izrael Sikorsky CH-53 Sea Stallion (x2) Srážka nad Izraelem 73
14. prosince 1992 Rusko (ruské letectvo) Mil Mi-8 Navzdory těžkému doprovodu sestřeleni gruzínskými silami v Abcházii pomocí SA-14 MANPAD. Tři posádky a 58 cestujících, složených převážně z ruských uprchlíků. 61
4. října 1993 Gruzie Mil Mi-8 Sestřelen při přepravě 60 uprchlíků z východní Abcházie; všichni na palubě byli zabiti. 60
10.05.1977 Izrael CH-53 Havárie poblíž Yitav v údolí Jordánu 54
8. ledna 1968 Spojené státy Sikorsky CH-53A Sea Stallion , USMC Havárie poblíž bojové základny Đông Hà v jižním Vietnamu . Zahynulo všech pět členů posádky a 41 cestujících. 46
11.07.1972 Spojené státy Sikorsky CH-53D Sea Stallion , USMC Sestřelen raketou poblíž Quảng Trị v jižním Vietnamu. Šest US Marines a 50 Vietnamese Marines na palubě. Byli zabiti tři američtí námořníci a 43 vietnamských námořníků. 46
11. září 1982 Spojené státy Boeing CH-47 Chinook , americká armáda Havárie na letecké show v Mannheimu , poté se nachází v západním Německu . 46
06.11.1986 Britské mezinárodní helikoptéry Boeing 234LR Chinook Havárie na Shetlandských ostrovech 45
28. ledna 1992 Ázerbajdžán Mil Mi-8 Sestřelit 44
3. července 2009 Pákistán (pákistánská armáda) Mil Mi-17 Pád 41
06.08.2011 Spojené státy CH-47 Chinook Shootdown , Afghánistán 38
18.srpna 1971 Spojené státy CH-47 Chinook, americká armáda Crash poblíž Pegnitz , poté se nachází v západním Německu. Zahynuli všichni čtyři členové posádky a 33 cestujících. 37
26. ledna 2005 Spojené státy Sikorsky CH-53E Super Stallion , USMC Havárii přistál poblíž Ar Rutbah , Irák 31

Světové rekordy

Typ záznamu Záznam Helikoptéra Pilot (y) datum Umístění Poznámka Odkaz
Rychlost 400,87 km/h (249,09 mph) Westland Lynx John Trevor Egginton (Velká Británie) 11. srpna 1986 Spojené království
Vzdálenost bez přistání 3561,55 km (2213,04 mi) Hughes YOH-6A Robert G. Ferry (USA) 06.04.1966 Spojené státy
Rychlost po celém světě 136,7 km/h (84,9 mph) Agusta A109S Grand Scott Kasprowicz (USA) 18. srpna 2008 Z a do New Yorku
přes Evropu, Rusko, Aljašku, Kanadu
Žádné tankování za letu
Nejvyšší nadmořská výška bez užitečného zatížení 12,442 m (40,820 ft) Aerospatiale Lama Jean Boulet (Francie) 21. června 1972 Francie
Letová výška nejvyšší úrovně 11 010 m (36 120 ft) Sikorsky CH-54 Tarhe Kostel Jamese K. 4. listopadu 1971 Spojené státy
Nadmořská výška s užitečným zatížením 40 tun 2255 m (7398 stop) Mil V-12 Vasily Kolochenko a kol. 06.08.1969 SSSR
Nejvyšší vzlet (turbína) 8848 m (29,029 ft) Eurocopter AS350 Didier Delsalle 14. května 2005 Nepál Mount Everest
Nejvyšší vzlet (píst) 4300,7 m (14,110 ft) Robinson R44 Mark Young 12. října 2009 Spojené státy Pike's Peak, Colorado
První pilotovaný elektrický let Čistě elektrický vznášedlo Řešení F Prototyp Pascal Chretien 12. srpna 2011 Francie Venelles
Nejdelší výtah poháněný člověkem Šlapání, výtah 64 s výdrž, výška 3,3 m; šířka úhlopříčky: 46,9 m AeroVelo Atlas , 4 rotory Dr. Todd Reichert 13. června 2013 Kanada Krytý fotbalový stadion; Vítěz soutěže Igor I. Sikorsky

Viz také

Reference

Poznámky

Poznámky pod čarou

Bibliografie

externí odkazy