Articles

Elicopter

proiectare timpurie

Vezi și: Bamboo-copter, știință și invenții ale lui Leonardo da Vinci și șurubul aerian al lui Leonardo

cele mai vechi referințe pentru zborul vertical au venit din China. Începând cu anul 400 î. HR., copiii chinezi s-au jucat cu jucării zburătoare din bambus (sau top Chinezesc). Acest bambus-copter este filat de rulare un băț atașat la un rotor. Învârtirea creează lift, iar jucăria zboară atunci când este eliberată. Cartea taoistă baopuzi din secolul al IV-lea d.HR. de Ge Hong (抱朴子 „maestrul care îmbrățișează simplitatea”) descrie relatărilor unele dintre ideile inerente aeronavelor cu aripi rotative.,modele similare cu jucăria elicopterului chinez au apărut în unele picturi renascentiste și în alte lucrări. În secolele al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea, oamenii de știință occidentali au dezvoltat mașini de zbor bazate pe jucăria Chineză.nu a fost până la începutul anilor 1480, când polimatul italian Leonardo da Vinci a creat un design pentru o mașină care ar putea fi descrisă ca un „șurub aerian”, că orice avans înregistrat a fost făcut spre zbor vertical. Notele sale sugerau că a construit modele mici de zbor, dar nu existau indicii pentru nicio prevedere care să împiedice rotorul să facă rotirea ambarcațiunii., Pe măsură ce cunoștințele științifice au crescut și au devenit mai acceptate, oamenii au continuat să urmărească ideea zborului vertical.în iulie 1754, rusul Mihail Lomonosov a dezvoltat un mic coaxial modelat după vârful chinez, dar alimentat de un dispozitiv de primăvară înfășurat și l-a demonstrat Academiei Ruse de științe. A fost alimentat de un izvor și a fost sugerat ca o metodă de ridicare a instrumentelor meteorologice., În 1783, Christian de Launoy, și mecanicul lui, Bienvenu, a folosit o coaxial versiune de top din China într-un model format din contrarotating turcia pene de zbor ca palele rotorului, iar în 1784, a demonstrat-o la Academia franceză de Științe. Sir George Cayley, influențat de o fascinație din copilărie cu vârful zburător chinez, a dezvoltat un model de pene, similar cu cel al Launoy și Bienvenu, dar alimentat de benzi de cauciuc. Până la sfârșitul secolului, el a progresat să folosească foi de staniu pentru lamele rotorului și arcuri pentru putere., Scrierile sale despre experimentele și modelele sale vor deveni influente asupra viitorilor pionieri ai aviației. Alphonse Pénaud va dezvolta mai târziu jucării elicopter model de rotor coaxial în 1870, de asemenea, alimentat de benzi de cauciuc. Una dintre aceste jucării, oferită cadou de tatăl lor, i-ar inspira pe frații Wright să urmeze visul zborului.

elicopter Experimental de Enrico Forlanini, 1877

În 1861, cuvântul „elicopter” a fost inventat de Gustave de Ponton d’Amécourt, un inventator francez care a demonstrat un mic aburi model., În timp ce sărbătorit ca o utilizare inovatoare a unui nou metal, aluminiu, modelul nu a ridicat de la sol. Contribuția lingvistică a lui D ‘ Amecourt va supraviețui pentru a descrie în cele din urmă zborul vertical pe care și l-a imaginat. Puterea aburului a fost populară și cu alți inventatori. În 1878, vehiculul fără pilot al italianului Enrico Forlanini, alimentat și de un motor cu aburi, s-a ridicat la o înălțime de 12 metri (39 de picioare), unde a plutit timp de aproximativ 20 de secunde după o decolare verticală. Designul alimentat cu aburi al lui Emmanuel Dieuaide a prezentat rotoare contra-rotative alimentate printr-un furtun de la un cazan de pe sol., În 1887 inventatorul parizian, Gustave Trouvé, a construit și a zburat un elicopter model electric legat.în iulie 1901, zborul inaugural al elicopterului lui Hermann Ganswindt a avut loc la Berlin-Schöneberg; acesta a fost probabil primul zbor cu motor mai greu decât aerul care transporta oameni. Un film care acoperă evenimentul a fost luat de Max Skladanowsky, dar rămâne pierdut.în 1885, Thomas Edison a primit 1.000 USD (echivalentul a 28.000 USD astăzi) de către James Gordon Bennett, Jr., pentru a efectua experimente în direcția dezvoltării zborului., Edison a construit un elicopter și a folosit hârtia pentru un ticker de stoc pentru a crea guncotton, cu care a încercat să alimenteze un motor cu ardere internă. Elicopterul a fost avariat de explozii, iar unul dintre muncitorii săi a fost ars grav. Edison a raportat că ar fi nevoie de un motor cu un raport de trei până la patru kilograme pe cai putere produs pentru a avea succes, pe baza experimentelor sale. Ján Bahýľ, un inventator slovac, a adaptat motorul cu ardere internă pentru a-și alimenta modelul de elicopter care a atins o înălțime de 0,5 metri (1,6 picioare) în 1901., Pe 5 mai 1905, elicopterul său a ajuns la 4 metri (13 picioare) în altitudine și a zburat peste 1.500 de metri (4.900 de picioare). În 1908, Edison și-a brevetat propriul design pentru un elicopter alimentat de un motor pe benzină cu zmee de cutie atașate la un catarg prin cabluri pentru un rotor, dar nu a zburat niciodată.în 1906, doi frați francezi, Jacques și Louis Breguet, au început să experimenteze cu aeronave pentru elicoptere. În 1907, aceste experimente au dus la Giroplanul nr.1, posibil ca cel mai vechi exemplu cunoscut al unui quadcopter., Deși există unele incertitudini cu privire la data, cândva între 14 August și 29 septembrie 1907, Giroplan Nr. 1 a ridicat pilot în aer aproximativ 0,6 m (2 ft) pentru un minut. Giroplanul Nr. 1 s-a dovedit a fi extrem de instabil și a cerut unui om la fiecare colț al corpului aeronavei să-l țină constant. 1 sunt considerate a fi primul zbor cu echipaj al unui elicopter, dar nu un zbor liber sau neînregistrat.,

Paul Cornu elicopter, 1907

în același an, colegii inventatorul francez Paul Cornu a proiectat și a construit Cornu elicopter care a folosit două 6.1 metri (20 ft) contra-rotative rotoare acționate de o recepție de 24 cp (18 kW) motor Antoinette. La 13 noiembrie 1907, și-a ridicat inventatorul la 0,3 metri (1 ft) și a rămas sus timp de 20 de secunde. Chiar dacă acest zbor nu a depășit zborul Giroplanului nr.1, s-a raportat că este primul zbor cu adevărat liber cu un pilot., Elicopterul lui Cornu a mai efectuat câteva zboruri și a atins o înălțime de aproape 2,0 metri (6,5 ft), dar s-a dovedit a fi instabil și a fost abandonat.în 1911, filosoful și economistul Sloven Ivan Slokar a brevetat o configurație a elicopterului.inventatorul danez Jacob Ellehammer a construit elicopterul Ellehammer în 1912. Acesta a constat dintr-un cadru echipat cu două discuri contra-rotative, fiecare dintre ele fiind prevăzut cu șase palete în jurul circumferinței sale. După testele de interior, aeronava a fost demonstrată în aer liber și a făcut mai multe decolări gratuite., Experimentele cu elicopterul au continuat până în septembrie 1916, când s-a răsturnat în timpul decolării, distrugând rotoarele sale.în timpul Primului Război Mondial, Austro-Ungaria a dezvoltat PKZ, un prototip experimental de elicopter, cu două aeronave construite.

dezvoltarea Timpurie

Redare media

film mut de un zbor de test de Pescara elicopter, 1922. Eye Film Institute Olanda.,la începutul anilor 1920, Argentinianul Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio, în timp ce lucra în Europa, a demonstrat una dintre primele aplicații de succes ale pitch-ului ciclic. Rotoarele coaxiale, contra-rotative, biplane ar putea fi deformate pentru a crește și a reduce ciclic Ascensorul pe care l-au produs. Butucul rotorului ar putea fi, de asemenea, înclinat înainte cu câteva grade, permițând aeronavei să avanseze fără o elice separată care să o împingă sau să o tragă. Pateras-Pescara a fost, de asemenea, capabil să demonstreze principiul autorotării. Până în ianuarie 1924, elicopterul lui Pescara nr., 1 a fost testat, dar sa constatat că este slab și nu și-a putut ridica propria greutate. 2F-ul său s-a descurcat mai bine și a stabilit un record. Guvernul britanic a finanțat cercetări suplimentare de Pescara care au dus la elicopterul nr. 3, alimentat de un motor radial de 250 de cai putere (190 kW) care ar putea zbura până la zece minute.la 14 aprilie 1924, francezul Étienne Oehmichen a stabilit primul record mondial de elicoptere recunoscut de Fédération Aéronautique Internationale (fai), pilotând elicopterul său quadrotor la 360 de metri (1,180 ft)., Pe 18 aprilie 1924, Pescara a bătut recordul lui Oemichen, zburând pe o distanță de 736 de metri (2,415 ft) (aproape 0,80 kilometri sau .5 mile) în 4 minute și 11 secunde (aproximativ 13 km/h sau 8 mph), menținând o înălțime de 1,8 metri (6 picioare). Pe 4 mai, Oehmichen a finalizat primul zbor cu elicopterul cu circuit închis de un kilometru (0.62 mi) în 7 minute și 40 de secunde cu mașina sa nr.în SUA, George de Bothezat a construit elicopterul quadrotor de Bothezat pentru serviciul aerian al Armatei Statelor Unite, dar armata a anulat programul în 1924, iar aeronava a fost casată.,Albert Gillis von Baumhauer, un inginer aeronautic olandez, a început să studieze designul navelor cu rotor în 1923. Primul său prototip „a zburat” („a sărit” și a plutit în realitate) pe 24 septembrie 1925, cu căpitanul olandez Floris Albert Van Heijst la comenzi. Controalele pe care van Heijst le-a folosit au fost invențiile lui von Baumhauer, ciclicul și colectivul. Brevete au fost acordate von Baumhauer pentru ciclic și colective de controale de către ministerul Britanic al aviației la 31 ianuarie 1927, sub numărul brevetului 265,272.,

În 1927, Engelbert Zaschka din Germania a construit un elicopter, dotat cu doua rotoare, în care un giroscop fost folosit pentru a crește stabilitatea și servește ca un acumulator de energie pentru un zbor planat de a face o aterizare. Avionul lui Zaschka, primul elicopter, care a lucrat vreodată cu succes în miniatură, nu numai că se ridică și coboară vertical, dar este capabil să rămână staționar la orice înălțime.în 1928, inginerul de aviație Maghiar Oszkár Asbóth a construit un prototip de elicopter care a decolat și a aterizat de cel puțin 182 de ori, cu o durată maximă de zbor unică de 53 de minute.,în 1930, inginerul Italian Corradino D ‘Ascanio și-a construit D’ AT3, un elicopter coaxial. Mașina sa relativ mare avea două rotoare contra-rotative cu două lame. Controlul a fost realizat prin utilizarea aripilor auxiliare sau a servo-filelor pe marginile posterioare ale lamelor, concept care a fost adoptat ulterior de alți designeri de elicoptere, inclusiv Bleeker și Kaman. Trei elice mici montate pe corpul aeronavei au fost utilizate pentru controlul suplimentar al pasului, rolei și girației., D ‘ AT3 a deținut înregistrări modeste de viteză și altitudine FAI pentru timp, inclusiv altitudinea (18 m sau 59 ft), Durata (8 minute 45 secunde) și distanța parcursă (1,078 m sau 3,540 ft).inginerul și pilotul aeronautic spaniol Juan de la Cierva a inventat autogiroul la începutul anilor 1920, devenind primul rotor practic. În 1928, de la Cierva a zburat cu succes un autogyro peste Canalul Mânecii, de la Londra la Paris. În 1934, un autogyro a devenit primul rotorcraft care a decolat și a aterizat cu succes pe puntea unei nave., În același an, autogyro a fost angajat de armata spaniolă în timpul revoltei din Asturias, devenind prima desfășurare militară a unui rotocraft. Autogyros au fost, de asemenea, angajați în New Jersey și Pennsylvania pentru livrarea de poștă și ziare înainte de inventarea elicopterului. Deși lipsit de capacitatea de zbor verticală adevărat, lucru pe autogyro formează baza pentru analiza elicopter.în Uniunea Sovietică, Boris N. Iuriev și Alexei M., Cheremukhin, două aeronautice ingineri care lucrează la Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut (TsAGI sau Centrale Aerohydrodynamic Institute), construit și zburat TsAGI 1-EA singură ridicare-rotor elicopter, care a folosit o deschide tuburi cadru, un patru-lama principal de ridicare a rotorului, și două seturi de 1,8 metri (5.9-picior) diametru, două pale anti-cuplu rotoare: un set de două la nas și un set de două persoane la coada. Propulsat de două motopropulsoare M-2, copii up-evaluat de Gnome Monosoupape 9 tip B-2 100 CV ieșire motor rotativ al Primului Război Mondial, TsAGI 1-EA a făcut mai multe zboruri de joasă altitudine., De 14 August 1932, Cheremukhin a reușit să obțină 1-EA până la o neoficial altitudine de 605 metri (1,985 metri), zguduitor d’Ascanio anterioare de realizare. Întrucât Uniunea Sovietică nu era încă membră a FAI, totuși, înregistrarea lui Cheremukhin a rămas nerecunoscută.Nicolas Florine, inginer rus, a construit prima mașină cu rotor dublu tandem pentru a efectua un zbor liber. A zburat în Sint-Genesius-Rode, la Laboratoire Aérotechnique de Belgique (acum Institutul von Karman) în aprilie 1933 și a atins o altitudine de șase metri (20 picioare) și o rezistență de opt minute., Florine a ales o configurație co-rotativă, deoarece stabilitatea giroscopică a rotoarelor nu s-ar anula. Prin urmare, rotoarele trebuiau să fie înclinate ușor în direcții opuse pentru a contracara cuplul. Utilizarea rotoarelor fără hingeless și co-rotația au redus, de asemenea, stresul asupra corpului. La acea vreme, era unul dintre cele mai stabile elicoptere existente.

Giroplanul Laboratoire Bréguet-Dorand a fost construit în 1933. A fost un elicopter coaxial, contra-Rotativ. După multe teste la sol și un accident, a luat primul zbor pe 26 iunie 1935., Într-un timp scurt, aeronava stabilea înregistrări cu pilotul Maurice Claisse la comenzi. La 14 decembrie 1935, a stabilit un record pentru zborul cu circuit închis cu un diametru de 500 de metri (1.600 de picioare). Anul următor, pe 26 septembrie 1936, Claisse a stabilit un record de înălțime de 158 de metri (518 picioare). Și, în sfârșit, la 24 noiembrie 1936, a stabilit un record de durată a zborului de o oră, două minute și 50 de secunde pe un circuit închis de 44 de kilometri (27 de mile) la 44, 7 kilometri pe oră (27, 8 mph). Aeronava a fost distrusă în 1943 de un atac aerian aliat la Aeroportul Villacoublay.,

începuturile americane cu un singur rotor

inventatorul american Arthur M. Young a început să lucreze la elicoptere model în 1928 folosind motoare electrice convertite pentru a conduce capul rotorului. Young a inventat bara stabilizatoare și a brevetat-o la scurt timp după aceea. Un prieten comun l-a prezentat pe Young lui Lawrence Dale, care, odată ce și-a văzut munca, i-a cerut să se alăture companiei Bell Aircraft. Când Young a ajuns la Bell în 1941, și-a semnat brevetul și a început să lucreze la elicopter. Bugetul său a fost de 250.000 USD (echivalentul a 4.3 milioane USD astăzi) pentru a construi două elicoptere de lucru., În doar șase luni au finalizat primul model Bell 1, care a dat naștere modelului Bell 30, urmat ulterior de Bell 47.

Naștere de o industrie

Igor Sikorsky și primul din lume de produse în masă elicopter, Sikorsky R-4, 1944

Heinrich Focke la Focke-Wulf a fost licențiată pentru a produce Cierva C. 30 autogir în 1933. Focke a proiectat primul elicopter practic transversal cu două rotoare din lume, Focke-Wulf Fw 61, care a zburat pentru prima dată pe 26 iunie 1936., Fw 61 a rupt toate recordurile mondiale ale elicopterului în 1937, demonstrând un plic de zbor care a fost realizat anterior doar de autogyro.în timpul celui de-al doilea Război Mondial, Germania Nazistă a folosit elicoptere în număr mic pentru observare, transport și evacuare medicală. La Flettner Fl 282 Kolibri synchropter—folosind aceeași configurație de bază ca Anton Flettner proprii de pionierat Fl 265—a fost utilizat în marea Mediterană, în timp ce Focke Achgelis Fa 223 Drache twin-rotor elicopter a fost folosit în Europa., Bombardamentele extinse ale Forțelor Aliate au împiedicat Germania să producă elicoptere în cantități mari în timpul războiului.în Statele Unite, inginerul de origine rusă Igor Sikorsky și Wynn Laurence LePage au concurat pentru a produce primul elicopter al armatei americane. LePage a primit drepturile de brevet pentru a dezvolta elicoptere modelate după Fw 61 și a construit XR-1. Între timp, Sikorsky s-a așezat pe un design mai simplu, cu un singur rotor, VS-300, care s-a dovedit a fi primul proiect practic de elicopter cu un singur rotor de ridicare., După ce a experimentat configurații pentru a contracara cuplul produs de rotorul principal unic, Sikorsky s-a așezat pe un singur rotor mai mic, montat pe brațul cozii.dezvoltat din VS-300, R-4 al lui Sikorsky a fost primul elicopter produs în masă pe scară largă, cu o comandă de producție pentru 100 de aeronave. R-4 a fost singurul elicopter aliat care a servit în Al Doilea Război Mondial, În primul rând pentru căutare și salvare (de către Grupul USAAF 1st Air Commando) în campania din Birmania; în Alaska; și în alte zone cu teren dur., Producția totală a ajuns la 131 de elicoptere înainte ca R-4 să fie înlocuit cu alte elicoptere Sikorsky, cum ar fi R-5 și R-6. În total, Sikorsky a produs peste 400 de elicoptere înainte de sfârșitul celui de-al doilea război mondial.

în timp ce LePage și Sikorsky și-au construit elicopterele pentru armată, Bell Aircraft l-a angajat pe Arthur Young pentru a ajuta la construirea unui elicopter folosind designul rotorului cu două lame, care folosea o bară stabilizatoare ponderată plasată la un unghi de 90° Elicopterul ulterior Model 30 a arătat simplitatea și ușurința de utilizare a designului., Modelul 30 a fost dezvoltat în Bell 47, care a devenit primul elicopter certificat pentru uz civil în Statele Unite. Produs în mai multe țări, Bell 47 a fost cel mai popular model de elicopter de aproape 30 de ani.,în 1951, la îndemnul contactelor sale de la Departamentul Marinei, Charles Kaman a modificat sincropterul K-225 — un proiect pentru un concept de elicopter cu două rotoare inițiat pentru prima dată de Anton Flettner în 1939, cu designul cu piston FL 265 menționat anterior în Germania-cu un nou tip de motor, motorul cu turbină. Această adaptare a motorului cu turbină a oferit o cantitate mare de putere elicopterului Kaman cu o penalizare mai mică decât motoarele cu piston, cu blocurile lor grele de motor și componentele auxiliare., Pe 11 decembrie 1951, Kaman K-225 a devenit primul elicopter cu turbină din lume. Doi ani mai târziu, pe 26 martie 1954, un elicopter HTK-1 al Marinei modificat, un alt Elicopter Kaman, a devenit primul elicopter cu două turbine care a zburat. Cu toate acestea, Sud Aviation Alouette II va deveni primul elicopter care va fi produs cu un motor cu turbină.elicopterele fiabile capabile de un zbor stabil au fost dezvoltate decenii după aeronavele cu aripă fixă. Acest lucru se datorează în mare parte cerințelor de densitate a puterii motorului mai mari decât aeronavele cu aripă fixă., Îmbunătățirile în combustibili și motoare în prima jumătate a secolului 20 au fost un factor critic în dezvoltarea elicopterului. Disponibilitatea motoarelor cu turbosuflante ușoare în a doua jumătate a secolului XX a dus la dezvoltarea de elicoptere mai mari, mai rapide și mai performante. În timp ce elicopterele mai mici și mai puțin costisitoare folosesc încă motoare cu piston, motoarele cu turboshaft sunt motopropulsorul preferat pentru elicoptere astăzi.