Sepanjang sejarah helikopter, berbagai desain sistem pembawa secara teratur diusulkan, tetapi hanya satu yang menjadi klasik dan kemudian menerima perkembangan yang signifikan. Solusi lain, yang menyediakan opsi berbeda untuk penggerak baling-baling, desain blade, fungsi, dll., tidak dapat bersaing dengannya. Seringkali, hasil proyek yang berani seperti itu disebabkan oleh kekurangan dan masalah objektif.
Klasik teknis
Skema helikopter klasik menyediakan beberapa solusi yang cukup sederhana. Di badan pesawat ditempatkan pembangkit listrik dengan gearbox yang memberikan torsi ke rotor utama dan ekor. Rotor utama berdiameter besar dibuat berdasarkan pelat swash, yang memberikan perubahan dalam gaya angkat dan/atau manuver, dan juga memiliki beberapa bilah rasio aspek besar.
Desain ini relatif sederhana, dikembangkan dengan baik dan cocok untuk pembangunan kembali dan penskalaan yang mudah untuk memenuhi persyaratan yang ada. Selain itu, tidak memiliki beberapa kelemahan, seperti kebutuhan untuk menyegel sambungan dalam pipa atau risiko bilah yang tumpang tindih.
Namun, ada juga kekurangannya. Helikopter skema klasik memiliki keterbatasan pada kecepatan penerbangan horizontal yang terkait dengan spesifik aliran di sekitar bilah rotor. Dalam beberapa mode, fenomena negatif lainnya dapat terjadi, seperti cincin pusaran. Dengan satu rotor utama, Anda harus merancang boom ekor yang panjang dan kuat untuk mengakomodasi rotor ekor.
Pengembangan skema klasik menyebabkan munculnya helikopter multi-rotor dengan penempatan beberapa sistem bantalan longitudinal, transversal atau lainnya. Skema koaksial telah tersebar luas, di mana dua sekrup dengan tampilan tradisional dipasang pada satu busing. Selain itu, sistem pendukung klasik dan sejumlah unitnya menjadi dasar bagi beberapa alternatif desain.
Baling-baling jet
Helikopter rotor tunggal dihadapkan pada masalah torsi reaktif, dan berbagai solusi telah diusulkan untuk mengatasinya. Kembali pada tahun tiga puluhan, gagasan tentang rotor dengan penggerak jet muncul hampir bersamaan di beberapa negara. Baling-baling seperti itu tidak terhubung ke mesin di dalam badan pesawat dan, karenanya, tidak memaksanya untuk berputar ke arah yang berlawanan.
Rotor jet dibedakan dengan keberadaan mesinnya sendiri di ujung bilah. Baling-baling dapat digerakkan oleh mesin turboprop atau ramjet kompak. Juga dikenal adalah desain dengan suplai gas terkompresi dari mesin turbin gas di badan pesawat ke nozel atau ke ruang bakar di sudu.
Ide rotor jet menerima banyak perhatian di tahun lima puluhan dan enam puluhan; sejumlah proyek percontohan telah dikembangkan di berbagai negara. Mereka ditawarkan sebagai kendaraan ringan tipe Dornier Do 32 atau B-7 ML. Helikopter transportasi berat Mile dan Hughes XH-17. Namun, tidak satu pun dari sampel ini telah berkembang melampaui produksi skala kecil.
Masalah utama dengan baling-baling jet adalah kompleksitas hub. Melalui itu, gas terkompresi dan / atau bahan bakar harus dipasok ke bilah bergerak, yang membutuhkan sarana transmisi dan penyegelan. Pada bilah itu sendiri, perlu untuk menempatkan mesin dari satu jenis atau lainnya, yang memberlakukan persyaratan baru pada desainnya. Membangun desain yang kuat dengan kemampuan ini terbukti terlalu sulit, dan manfaat yang diharapkan tidak dapat membenarkan upaya tersebut.
Pisau bersilangan
Pada tahun tiga puluhan, apa yang disebut skema diusulkan. sinkron. Konsep ini mengusulkan penggunaan dua rotor berbilah dua, yang hubnya ditempatkan pada jarak minimum dengan camber gandar ke luar. Baling-baling harus berputar satu sama lain, dan desain khusus gearbox tidak termasuk bilah yang tumpang tindih.
Sistem pembawa synchrocopter mampu menciptakan gaya angkat yang diperlukan dan menyediakan penerbangan dalam mode yang sama seperti skema klasik. Ini memiliki keuntungan karena dapat meningkatkan daya dorong dan kapasitas angkat keseluruhan, dan perluasan vektor dorong meningkatkan stabilitas dalam mode melayang dan lainnya. Dalam hal ini, momen reaktif dari kedua baling-baling saling mengimbangi dan menghilangkan kebutuhan akan sistem kemudi.
Namun, synchrocopters tidak banyak digunakan. Pada tahun tiga puluhan, peralatan semacam itu diproduksi oleh perusahaan Jerman Flettner, dan sejak 1945 topik ini telah dibahas di negara lain. Helikopter dari perusahaan Amerika Kaman Aerosystems paling terkenal. Sampai waktu tertentu, synchrocopters diminati, tetapi kemudian arahnya memudar - sekarang hanya ada satu sampel dalam seri. Untuk sepanjang waktu, tidak lebih dari 400-500 mesin seri kelas ini dibangun.
Kerugian utama dari synchrocopter adalah kompleksitas gearbox, yang memberikan torsi ke dua baling-baling yang berjarak dekat. Penggerak rotor tunggal dengan karakteristik yang sama ternyata jauh lebih mudah. Selain itu, sepasang baling-baling berbilah dua memiliki potensi dorong yang terbatas. Jadi, synchrocopter "berat" modern Kaman K-Max mengangkat tidak lebih dari 2.700 kg dan kehilangan banyak helikopter skema klasik dalam hal ini.
Putar dan berhenti
Gagasan menggabungkan baling-baling berputar dan sayap tetap diketahui. Dalam hal ini, putaran rotor utama digunakan untuk lepas landas dan akselerasi. Pada kecepatan tertentu, baling-baling harus berhenti, dan bilahnya harus berubah menjadi sayap tetap. Hal ini memungkinkan kecepatan penerbangan yang tinggi untuk dikembangkan, tetapi membutuhkan pengembangan dan implementasi solusi baru.
Sebagai contoh, pertimbangkan proyek Sikorsky X-Wing, yang telah dikembangkan sejak pertengahan tahun tujuh puluhan untuk melengkapi helikopter S-72. Yang terakhir adalah helikopter dengan rotor utama dan ekor, dilengkapi dengan sayap yang dikembangkan dari sapuan kecil. Di sisi badan pesawat ada sepasang mesin turbin gas yang memberikan daya ke poros (untuk baling-baling) dan menciptakan daya dorong jet (untuk penerbangan berkecepatan tinggi).
Sistem pembawa X-Wing menerima hub fairing disk yang dilengkapi dengan swashplate hanya dengan nada umum. Kami menggunakan bilah persegi panjang dengan profil simetris vertikal. Di tepi depan dan belakang bilah, ada bukaan untuk pelepasan udara terkompresi dari kompresor ke luar. Udara, karena efek Coanda, seharusnya "memperpanjang" profil bilah, membantunya menciptakan daya angkat. Bergantung pada cara udara disuplai, bilah dapat bekerja sama efisiennya saat berputar dan dalam posisi diam.
Sistem X-Wing berhasil diuji di terowongan angin dan bahkan dipasang pada S-72 yang berpengalaman. Namun, sesaat sebelum penerbangan yang direncanakan, pada tahun 1988, NASA dan DARPA memerintahkan untuk berhenti bekerja. Dengan semua manfaat yang diharapkan, sistem pembawa yang tidak biasa itu terlalu rumit. Selain itu, proyek berlangsung selama lebih dari 10 tahun, dan biayanya melebihi batas yang diizinkan. Untuk alasan ini, konsep X-Wing tidak dikembangkan lebih lanjut.
Lensa dalam penerbangan
Saat ini, perusahaan Prancis Conseil & Technique sedang mengerjakan konsep helikopter taksi udara ringan dengan sistem pengangkut yang tidak biasa. Desain baling-baling yang diusulkan kalah dengan yang tradisional dalam hal pengangkatan yang dibuat pada mode lepas landas dan pendaratan, tetapi berbeda dalam kesederhanaan yang lebih besar dan kemampuan untuk menciptakan peningkatan daya dorong dalam penerbangan horizontal. Kemampuan untuk mengurangi kebisingan juga dinyatakan.
Baling-baling asli dibangun atas dasar piringan lenticular yang menempati 70% dari area yang disapu. Diusulkan untuk memasang bilah pendek airfoil di sepanjang tepinya. Kemungkinan menempatkan swashplate tidak dilaporkan; kontrol traksi dapat dilakukan dengan mengubah kecepatan.
Pengujian telah menunjukkan bahwa selama penerbangan horizontal, bagian cakram menciptakan daya angkat yang signifikan, yang karenanya struktur secara keseluruhan melewati baling-baling desain tradisional dalam hal karakteristik. Selain itu, dimungkinkan untuk membawa angle of attack ke 25 ° tanpa menghentikan aliran. Pesawat yang sedang dikembangkan, menurut perhitungan, akan mampu mencapai kecepatan hingga 200 km / jam.
Proyek dari perusahaan Conseil & Technique ini masih dalam tahap penelitian dan pengembangan desain. Mungkin, dalam waktu dekat itu akan dibawa ke tes pada mock-up, setelah itu helikopter multi-rotor eksperimental penuh dapat muncul. Tidak diketahui apakah desain alternatif ini akan mampu menyelesaikan semua tugas dan menemukan tempat di industri penerbangan.
Mencari alternatif
Dekade panjang keberadaan dan operasi aktif helikopter telah menunjukkan semua keuntungan dari desain klasik sistem pengangkut. Upaya untuk membuat skema alternatif yang memiliki kemiripan minimal dengannya belum dimahkotai dengan kesuksesan khusus. Namun, para ilmuwan dan insinyur tidak berhenti bekerja dan terus mencari ide-ide yang menjanjikan.
Proyek lain semacam ini sedang dibuat sekarang, dan hasilnya akan menjadi jelas dalam waktu dekat. Pada saat yang sama, jelas bahwa tidak ada sistem bantalan baru yang akan dapat memiliki efek nyata pada keadaan umum, dan skema klasik dan berbagai varian perkembangannya akan mempertahankan tempatnya dalam teknologi penerbangan. Namun, perkembangan baru - tunduk pada kesempurnaan yang cukup - dapat menemukan ceruk mereka, di mana keunggulan mereka akan paling sesuai dan menguntungkan.
