Frühes Design

Die frühesten Referenzen für den Vertikalflug kamen aus China. Seit etwa 400 v. Chr. spielen chinesische Kinder mit Bambusfliegenspielzeug (oder chinesischer Spitze). Dieser Bambus-Copter wird durch Rollen eines an einem Rotor befestigten Stocks gesponnen. Das Spinnen erzeugt Auftrieb und das Spielzeug fliegt, wenn es losgelassen wird. Das daoistische Buch Baopuzi aus dem 4.Jahrhundert nach Christus von Ge Hong (抱朴子 „Meister, der Einfachheit umarmt“) beschreibt Berichten zufolge einige der Ideen, die Drehflügelflugzeugen innewohnen.,

Designs, die dem chinesischen Hubschrauberspielzeug ähneln, erschienen in einigen Renaissance-Gemälden und anderen Werken. Jahrhundert entwickelten westliche Wissenschaftler Flugmaschinen, die auf dem chinesischen Spielzeug basierten.

Erst in den frühen 1480er Jahren, als der italienische Polymath Leonardo da Vinci ein Design für eine Maschine schuf, die als „Luftschraube“ bezeichnet werden konnte, wurde jeder aufgezeichnete Fortschritt in Richtung Vertikalflug gemacht. Seine Notizen deuteten darauf hin, dass er kleine Flugmodelle baute, aber es gab keine Hinweise darauf, dass der Rotor daran gehindert werden könnte, das Fahrzeug zu drehen., Als das wissenschaftliche Wissen zunahm und mehr akzeptiert wurde, verfolgten die Menschen weiterhin die Idee des vertikalen Fluges.

Im Juli 1754 hatte der Russe Michail Lomonossow ein kleines Koaxialkabel entwickelt, das dem chinesischen Top nachempfunden war, aber von einem aufgewickelten Federgerät angetrieben wurde, und es der Russischen Akademie der Wissenschaften vorgeführt. Es wurde von einer Feder angetrieben und wurde als Methode zum Anheben meteorologischer Instrumente vorgeschlagen., Im Jahr 1783 verwendeten Christian de Launoy und sein Mechaniker Bienvenu eine koaxiale Version des chinesischen Oberteils in einem Modell, das aus kontrahierenden Truthahnflugfedern als Rotorblätter bestand, und demonstrierten es 1784 der französischen Akademie der Wissenschaften. Sir George Cayley, beeinflusst von einer kindlichen Faszination für das chinesische fliegende Oberteil, entwickelte ein Federmodell, das dem von Launoy und Bienvenu ähnelt, jedoch von Gummibändern angetrieben wird. Bis zum Ende des Jahrhunderts hatte er Zinnbleche für Rotorblätter und Federn für die Stromversorgung verwendet., Seine Schriften über seine Experimente und Modelle würden Einfluss auf zukünftige Luftfahrtpioniere haben. Alphonse Pénaud entwickelte später 1870 Koaxialrotor-Modellhubschrauber-Spielzeug, das auch von Gummibändern angetrieben wurde. Eines dieser Spielzeuge, das ihr Vater geschenkt hat, würde die Gebrüder Wright dazu inspirieren, den Traum vom Flug zu verfolgen.

1861 wurde das Wort“ Hubschrauber „von Gustave de Ponton d‘ Amécourt geprägt, einem französischen Erfinder, der ein kleines dampfbetriebenes Modell demonstrierte., Während als innovative Verwendung eines neuen Metalls, Aluminium, gefeiert, hob das Modell nie vom Boden ab. D ‚ Amecourts sprachlicher Beitrag würde überleben, um schließlich den vertikalen Flug zu beschreiben, den er sich vorgestellt hatte. Dampfkraft war auch bei anderen Erfindern beliebt. Im Jahr 1878 stieg das unbemannte Fahrzeug des Italieners Enrico Forlanini, das ebenfalls von einer Dampfmaschine angetrieben wurde, auf eine Höhe von 12 Metern, wo es nach einem vertikalen Start etwa 20 Sekunden lang schwebte. Das dampfbetriebene Design von Emmanuel Dieuw zeigte gegenläufige Rotoren, die durch einen Schlauch von einem Kessel auf dem Boden angetrieben wurden., 1887 baute und flog der Pariser Erfinder Gustave Trouvé einen angebundenen elektrischen Modellhubschrauber.

Im Juli 1901 fand in Berlin-Schöneberg der Jungfernflug des Hubschraubers von Hermann Ganswindt statt, der wohl der erste motorisch schwerere Flug mit Menschen war. Ein Film über das Ereignis wurde von Max Skladanowsky aufgenommen, aber es bleibt verloren.

1885 erhielt Thomas Edison von James Gordon Bennett Jr. 1.000 US-Dollar (heute 28.000 US-Dollar), um Experimente zur Entwicklung von Flugzeugen durchzuführen., Edison baute einen Hubschrauber und benutzte das Papier für einen Börsenticker, um Guncotton zu erstellen, mit dem er versuchte, einen Verbrennungsmotor anzutreiben. Der Hubschrauber wurde durch Explosionen beschädigt und einer seiner Arbeiter wurde schwer verbrannt. Edison berichtete, dass es einen Motor mit einem Verhältnis von drei bis vier Pfund pro produzierter LEISTUNG brauchen würde, um erfolgreich zu sein, basierend auf seinen Experimenten. Ján Bahýľ, ein slowakischer Erfinder, passte den Verbrennungsmotor an, um sein Hubschraubermodell anzutreiben, das 1901 eine Höhe von 0,5 Metern erreichte., Mai 1905 erreichte sein Helikopter eine Höhe von 4 Metern und flog über 1.500 Meter. Im Jahr 1908 patentierte Edison sein eigenes Design für einen Hubschrauber, der von einem Benzinmotor mit Box-Drachen angetrieben wurde, die durch Kabel für einen Rotor an einem Mast befestigt waren, aber nie flogen.

Erste Flüge

1906 begannen zwei französische Brüder, Jacques und Louis Breguet, mit Tragflächen für Hubschrauber zu experimentieren. Im Jahr 1907 führten diese Experimente zum Gyroplane No. 1, möglicherweise als frühestes bekanntes Beispiel eines Quadcopter., Obwohl es einige Unsicherheiten über das Datum gibt, irgendwann zwischen 14 August und 29 September 1907, hob das Gyroplane No. 1 seinen Piloten für eine Minute etwa 0,6 Meter in die Luft. Das Gyroplane No. 1 erwies sich als äußerst instabil und erforderte einen Mann an jeder Ecke der Flugzeugzelle, um es stabil zu halten. Aus diesem Grund gelten die Flüge des Gyroplane No. 1 als der erste bemannte Flug eines Hubschraubers, jedoch nicht als freier oder ungebundener Flug.,

Im selben Jahr entwarf und baute der französische Erfinder Paul Cornu den Hubschrauber Cornu, der zwei 6,1 Meter (20 ft) gegenläufige Rotoren verwendete, die von einem 24 PS (18 kW) Antoinette-Motor angetrieben wurden. November 1907 hob er seine Geschwindigkeit auf 0,3 Meter an und blieb 20 Sekunden in der Höhe. Obwohl dieser Flug den Flug des Gyroplane No. 1 nicht übertraf, wurde berichtet, dass es der erste wirklich freie Flug mit einem Piloten war., Cornus Hubschrauber absolvierte noch ein paar Flüge und erreichte eine Höhe von fast 2,0 Metern, erwies sich jedoch als instabil und wurde aufgegeben.

1911 patentierte der slowenische Philosoph und Ökonom Ivan Slokar eine Hubschrauberkonfiguration.

Der dänische Erfinder Jacob Ellehammer baute den Ellehammer Hubschrauber 1912. Es bestand aus einem Rahmen, der mit zwei gegenläufigen Scheiben ausgestattet war, von denen jede mit sechs Schaufeln um ihren Umfang herum ausgestattet war. Nach Indoor-Tests wurde das Flugzeug im Freien demonstriert und machte mehrere freie Starts., Die Experimente mit dem Hubschrauber wurden bis September 1916 fortgesetzt, als er während des Starts umkippte und seine Rotoren zerstörte.

Während des Ersten Weltkriegs entwickelte Österreich-Ungarn den PKZ, einen experimentellen Hubschrauberprototyp mit zwei gebauten Flugzeugen.

Frühe Entwicklung

In den frühen 1920er Jahren demonstrierte der Argentinier Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio während seiner Arbeit in Europa eine der ersten erfolgreichen Anwendungen der zyklischen Tonhöhe. Koaxiale, gegenläufige Doppeldecker-Rotoren könnten verzogen werden, um den von ihnen erzeugten Auftrieb zyklisch zu erhöhen und zu verringern. Die Rotornabe könnte auch um einige Grad nach vorne geneigt sein, so dass sich das Flugzeug vorwärts bewegen kann, ohne dass ein separater Propeller es drückt oder zieht. Pateras-Pescara konnte auch das Prinzip der Autorotation demonstrieren. Im Januar 1924 wurde Pescaras Helikopter Nr., 1 wurde getestet, war aber unterfordert und konnte sein eigenes Gewicht nicht heben. Sein 2F erging es besser und stellte einen Rekord auf. Die britische Regierung finanzierte weitere Forschungen von Pescara, die zu einem Hubschrauber Nr. 3 führten, der von einem 250-PS-Radialmotor (190 kW) angetrieben wurde, der bis zu zehn Minuten fliegen konnte.April 1924 stellte der Franzose Étienne Oehmichen den ersten von der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) anerkannten Helikopter-Weltrekord auf und flog mit seinem Quadrotor-Hubschrauber 360 Meter., April 1924 schlug Pescara den Rekord von Oemichen und flog über eine Distanz von 736 Metern (2,415 ft) (fast 0,80 Kilometer).5 Meilen) in 4 Minuten und 11 Sekunden (etwa 13 km/h oder 8 mph), wobei eine Höhe von 1,8 Metern (6 Fuß) beibehalten wird. Am 4. Mai absolvierte Oehmichen mit seiner Maschine Nr. 2 in 7 Minuten und 40 Sekunden den ersten ein Kilometer langen Helikopterflug.

In den USA baute George de Bothezat den Quadrotor-Hubschrauber de Bothezat für den United States Army Air Service, aber die Armee stornierte das Programm im Jahr 1924 und das Flugzeug wurde verschrottet.,

Albert Gillis von Baumhauer, ein niederländischer Luftfahrtingenieur, begann 1923 mit dem Studium des Rotorcraft Designs. Sein erster Prototyp „flog“ („hüpfte“ und schwebte in der Realität) auf 24 September 1925, mit niederländischer Armee-Luft-Arm Kapitän Floris Albert van Heijst an der Steuerung. Die Steuerungen, die van Heijst verwendete, waren von Baumhauers Erfindungen, die zyklischen und kollektiven. Januar 1927 vom britischen Luftfahrtministerium unter der Patentnummer 265,272 Patente für seine zyklischen und kollektiven Kontrollen erteilt.,

1927 baute Engelbert Zaschka aus Deutschland einen Hubschrauber, der mit zwei Rotoren ausgestattet war, in denen ein Gyroskop zur Erhöhung der Stabilität eingesetzt wurde und als Energiespeicher für einen Segelflug zur Landung dient. Zaschkas Flugzeug, der erste Hubschrauber, der jemals so erfolgreich in Miniatur gearbeitet hat, steigt und senkt sich nicht nur vertikal, sondern kann in jeder Höhe stationär bleiben.

1928 konstruierte der ungarische Luftfahrtingenieur Oszkár Asbóth einen Hubschrauberprototyp, der mindestens 182 Mal startete und landete, mit einer maximalen Einzelflugdauer von 53 Minuten.,

1930 baute der italienische Ingenieur Corradino D ‚Ascanio seinen D‘ AT3, einen Koaxialhubschrauber. Seine relativ große Maschine hatte zwei gegenläufige Rotoren mit zwei Blättern. Die Steuerung wurde durch die Verwendung von Hilfsflügeln oder Servolaschen an den Hinterkanten der Klingen erreicht, ein Konzept, das später von anderen Hubschrauberdesignern, einschließlich Bleeker und Kaman, übernommen wurde. Drei kleine Propeller, die an der Flugzeugzelle montiert waren, wurden für zusätzliche Pitch -, Roll-und Giersteuerung verwendet., Die D ‚ AT3 hielt bescheidene FAI geschwindigkeit und höhe aufzeichnungen für die zeit, einschließlich höhe (18 m oder 59 ft), dauer (8 minuten 45 sekunden) und entfernung geflogen (1,078 m oder 3,540 ft).

Erstes praktisches Drehflugzeug

Der spanische Luftfahrtingenieur und Pilot Juan de la Cierva erfand den Autogyro in den frühen 1920er Jahren und wurde zum ersten praktischen Drehflugzeug. 1928 flog de la Cierva erfolgreich einen Autogyro über den Ärmelkanal von London nach Paris. Im Jahr 1934 wurde ein Autogyro das erste Drehflugzeug, das erfolgreich auf dem Deck eines Schiffes startete und landete., Im selben Jahr wurde der Autogyro während des Asturien-Aufstands vom spanischen Militär eingesetzt und war der erste militärische Einsatz eines Rotokraftwerks. Autogyros wurden auch in New Jersey und Pennsylvania für die Lieferung von Post und Zeitungen vor der Erfindung des Hubschraubers eingesetzt. Obwohl es an echter vertikaler Flugfähigkeit mangelt, bildet die Arbeit am Autogyro die Grundlage für die Hubschrauberanalyse.

Single lift-rotor Erfolg

In der Sowjetunion, Boris N. Yuriev und Alexei M., Cheremukhin, zwei Luftfahrtingenieure, die am Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut (TsAGI oder Central Aerohydrodynamic Institute) arbeiteten, konstruierten und flogen den TsAGI 1-EA Single Lift-Rotor-Hubschrauber, der ein offenes Rohrgerüst, einen vierblättrigen Hauptliftrotor und zwei Sätze von 1,8 Metern Durchmesser, zweiflügelige Anti-Torque-Rotoren verwendete: ein Satz von zwei an der Nase und ein Satz von zwei am Heck. Angetrieben von zwei M-2-Triebwerken, hochbewerteten Kopien des Gnome Monosoupape 9 Typ B-2 100 CV-Rotationsmotors des Ersten Weltkriegs, machte der TsAGI 1-EA mehrere Flüge in geringer Höhe., August 1932 gelang es Cheremukhin, den 1-EA auf eine inoffizielle Höhe von 605 Metern zu bringen, was d ‚ Ascanios frühere Leistung erschütterte. Da die Sowjetunion jedoch noch kein Mitglied der FAI war, blieb Cheremukhins Rekord unerkannt.

Nicolas Florine, ein russischer Ingenieur, baute die erste Doppeltandemrotormaschine, die einen Freiflug durchführte. Es flog in Sint-Genesius-Rode, am Laboratoire Aérotechnique de Belgique (jetzt von Karman Institute) im April 1933, und erreichte eine Höhe von sechs Metern (20 Fuß) und eine Ausdauer von acht Minuten., Florine wählte eine co-rotierende Konfiguration, da die gyroskopische Stabilität der Rotoren nicht aufheben würde. Daher mussten die Rotoren leicht in entgegengesetzte Richtungen geneigt werden, um dem Drehmoment entgegenzuwirken. Die Verwendung von gelenklosen Rotoren und Co-Rotation minimierte auch die Belastung des Rumpfes. Zu dieser Zeit war es einer der stabilsten Hubschrauber überhaupt.

Die Bréguet-Dorand Gyroplane Laboratoire wurde 1933 gebaut. Es war ein Koaxialhubschrauber, der sich drehte. Nach vielen Bodentests und einem Unfall flog sie am 26., Innerhalb kurzer Zeit stellte das Flugzeug mit Pilot Maurice Claisse an der Steuerung Rekorde auf. Dezember 1935 stellte er mit einem Durchmesser von 500 Metern einen Weltrekord auf. September 1936, stellte Claisse einen Höhenrekord von 158 Metern auf. November 1936 stellte er einen Flugzeitrekord von einer Stunde, zwei Minuten und 50 Sekunden über eine 44 Kilometer lange geschlossene Rennstrecke mit 44,7 Stundenkilometern auf. Das Flugzeug wurde 1943 durch einen alliierten Luftangriff am Flughafen Villacoublay zerstört.,

Amerikanische Einrotor-Anfänge

Der amerikanische Erfinder Arthur M. Young begann 1928 mit der Arbeit an Modellhubschraubern mit umgebauten elektrischen Schwebemotoren zum Antrieb des Rotorkopfes. Young erfand den Stabilisator und patentierte ihn kurz darauf. Ein gemeinsamer Freund stellte Young Lawrence Dale vor, der ihn, als er seine Arbeit sah, bat, der Bell Aircraft Company beizutreten. Als Young 1941 in Bell ankam, unterschrieb er sein Patent und begann mit der Arbeit am Hubschrauber. Sein Budget betrug 250.000 US-Dollar (heute 4,3 Millionen US-Dollar), um zwei funktionierende Hubschrauber zu bauen., In nur sechs Monaten vollendeten sie das erste Glockenmodell 1, das das Glockenmodell 30 hervorbrachte, später folgte die Glocke 47.

Geburt einer Industrie

Heinrich Focke bei Focke-Wulf wurde 1933 zur Herstellung des Cierva C. 30 autogyro lizenziert. Focke entwarf den weltweit ersten praktischen transversalen Doppelrotorhubschrauber Focke-Wulf Fw 61,der am 26., Die Fw 61 brach 1937 alle Helikopter-Weltrekorde und demonstrierte eine Flugleistung, die zuvor nur der Autogyro erreicht hatte.

Während des Zweiten Weltkriegs benutzte Nazi-Deutschland Hubschrauber in geringer Zahl zur Beobachtung, zum Transport und zur medizinischen Evakuierung. Der Flettner Fl 282 Kolibri Synchropter-mit der gleichen Grundkonfiguration wie Anton Flettners eigener Pionier Fl 265-wurde im Mittelmeer eingesetzt, während der Focke Achgelis Fa 223 Drache Doppelrotorhubschrauber in Europa eingesetzt wurde., Umfangreiche Bombenangriffe der alliierten Streitkräfte verhinderten, dass Deutschland während des Krieges Hubschrauber in großen Mengen produzierte.

In den USA konkurrierten der in Russland geborene Ingenieur Igor Sikorsky und Wynn Laurence LePage um den ersten Hubschrauber des US-Militärs. LePage erhielt die Patentrechte für die Entwicklung von Hubschraubern nach der Fw 61 und baute den XR-1. In der Zwischenzeit entschied sich Sikorsky für ein einfacheres Einrotor-Design, den VS-300, der sich als erstes praktisches Einrotor-Hubschrauberdesign herausstellte., Nachdem Sikorsky mit Konfigurationen experimentiert hatte, um dem Drehmoment des einzelnen Hauptrotors entgegenzuwirken, entschied er sich für einen einzigen, kleineren Rotor, der am Heckausleger montiert war.

Sikorskys R-4 wurde aus dem VS-300 entwickelt und war der erste Großserienhubschrauber in Serie mit einem Produktionsauftrag für 100 Flugzeuge. Die R-4 war der einzige alliierte Hubschrauber, der im Zweiten Weltkrieg diente, hauptsächlich zur Suche und Rettung (von der USAAF 1st Air Commando Group) in der Burma-Kampagne; in Alaska; und in anderen Gebieten mit rauem Gelände., Die Gesamtproduktion erreichte 131 Hubschrauber, bevor die R-4 durch andere Sikorsky-Hubschrauber wie die R-5 und die R-6 ersetzt wurde. Insgesamt produzierte Sikorsky vor dem Ende des Zweiten Weltkriegs über 400 Hubschrauber.

Während LePage und Sikorsky ihre Hubschrauber für das Militär bauten, beauftragte Bell Aircraft Arthur Young mit dem Bau eines Hubschraubers mit Youngs zweiflügeligem Rotordesign, bei dem eine gewichtete Stabilisatorstange verwendet wurde, die in einem Winkel von 90° zu den Rotorblättern angeordnet war. Der nachfolgende Hubschrauber des Modells 30 zeigte die Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit des Designs., Das Modell 30 wurde zum Bell 47 entwickelt, dem ersten Hubschrauber, der in den USA für den zivilen Einsatz zertifiziert wurde. Der Bell 47 wurde in mehreren Ländern hergestellt und war fast 30 Jahre lang das beliebteste Hubschraubermodell.,

Turbinenzeitalter

1951 modifizierte Charles Kaman auf Drängen seiner Kontakte im Marineministerium seinen K-225 Synchropter — ein Entwurf für ein Doppelrotor-Hubschrauberkonzept, das erstmals 1939 von Anton Flettner mit dem oben genannten Kolbenmotor Fl 265 in Deutschland entwickelt wurde-mit einer neuen Art von Motor, dem Turboshaft – Motor. Diese Anpassung des Turbinentriebwerks lieferte Kamans Hubschrauber mit einem geringeren Gewicht als Kolbenmotoren mit ihren schweren Motorblöcken und Hilfskomponenten eine große Menge an Leistung., Dezember 1951 wurde der Kaman K-225 der erste turbinenbetriebene Hubschrauber der Welt. März 1954, flog ein modifizierter Navy HTK-1, ein weiterer Kaman-Hubschrauber, als erster Zweiturbinen-Hubschrauber. Es war jedoch die Sud Aviation Alouette II, die als erster Hubschrauber mit Turbinentriebwerk hergestellt wurde.

Zuverlässige Hubschrauber, die einen stabilen Schwebeflug ermöglichen, wurden Jahrzehnte nach Starrflügeln entwickelt. Dies ist weitgehend auf höhere Anforderungen an die Motorleistung als Starrflügelflugzeuge zurückzuführen., Jahrhunderts waren Verbesserungen bei Kraftstoffen und Motoren ein entscheidender Faktor für die Entwicklung von Hubschraubern. Jahrhunderts führte zur Entwicklung größerer, schnellerer und leistungsfähigerer Hubschrauber. Während kleinere und kostengünstigere Hubschrauber immer noch Kolbenmotoren verwenden, sind Turboschadentriebwerke heute das bevorzugte Triebwerk für Hubschrauber.