A helikopter olyan aerodinamikus l�gi j�rm�, amely motor seg�ts�g�vel forgatott sz�rnyakkal tudja �nmag�t a leveg�be emelni. Rep�l�si magass�g�t �s ir�ny�t nem sz�rnyakkal �s vez�rs�kokkal, hanem a forg�sz�rnyak �ll�ssz�g�nek v�ltoztat�s�val tudja szab�lyozni. A helikopter sz� a g�r�g helix (csavar) �s pteron (sz�rny) szavakb�l keletkezett. A motor meghajt�s� helikoptert a szlov�k sz�rmaz�s� Jan Bahyl tal�lta fel. Az els� stabil, sorozatban gy�rtott t�pust Igor Sikorsky tervezte.

A merevsz�rny� g�pekhez k�pest a helikopterek sokkal �sszetettebbek, dr�g�bbak, k�r�lm�nyesebb a fenntart�suk �s kisebb a teherb�r�suk. Jelent�s el�ny�k, hogy a helikoptert a leveg�ben tart� felhajt�er� megteremt�s�hez a helikopternek nem kell viszonylag nagy sebess�ggel mozognia, mint a rep�l�g�peknek: a helikopter k�pes egy helyben f�ggeszkedni, h�trafel� haladni, �s mindenek felett f�gg�legesen eg�szen kis helyen is le- �s felsz�llni. Puszt�n a t�lt��llom�sok helye korl�tozza mozg�ster�t.

Egyar�nt t�lt be civil �s katonai szerepet, bele�rtve csapatsz�ll�t�st, t�zolt�st, haj�k megk�zel�t�s�t, sebes�ltek sz�ll�t�s�t, civil �s rend�rs�gi megfigyel�st, valamint tehersz�ll�t�st.

A helikopter t�rt�nete

F�b�l k�sz�lt r�ptet� j�t�k

I. e. 400 k�r�l a k�nai gyerekeknek volt egy ehhez hasonl� j�t�kuk. V�letlen egybees�s, hogy a Wright testv�rek gyermekkorukban kaptak egy ilyen r�ptet� j�t�kot, amely teljesen leny�g�zte �ket. A kereskedelem r�v�n ez a j�t�k bej�rta eg�sz Eur�p�t, valamint egy festm�ny is k�sz�lt r�la.

Az els� elk�pzel�s egy embersz�ll�t� helikopterr�l Leonardo Da Vinciben fogalmaz�dott meg a 15. sz�zadban, de csup�n a 20. sz�zadban, a motormeghajt�s� rep�l�g�pek ut�n kezd�dhetett meg gy�rt�suk. Ezen g�pek �tt�r�i t�bbek k�zt Jan Bahyl, Asb�th Oszk�r, Louis Breguet, Paul Cornu, Juan de la Cierva, Emile Berliner, Ogneslav Kostovic Stepanovic �s Igor Sikorsky voltak. Az els� ir�ny�tott rep�l�st Ra�l Pateras de Pescara v�gezte el Buenos Airesben 1916-ban.

A felhajt�er�

A hagyom�nyos, merevsz�rny� rep�l�g�pek azon az elven m�k�dnek, hogy a g�p sz�rnyai f�l�tt �s alatt el�rehalad�s k�zben l�gnyom�sk�l�nbs�g alakul ki, �gy felhajt�er� k�pz�dik. A helikopter ugyanezt a fizikai elvet haszn�lja ki, azzal a k�l�nbs�ggel, hogy csup�n a rotorlap�tokon keletkezik felhajt�er�, nem a g�p sz�rnyain (ha egy�ltal�n vannak, a sz�rnyakon keletkez� felhajt�er� elhanyagolhat� a rotorokon k�pz�d� er�h�z k�pest).

 

A rotor forgat�s�nak reakci�nyomat�ka azonban az ellenkez� ir�nyba forgatn� a helikopter t�rzs�t, ez�rt egy kisebb, v�zszintes tengely� h�ts� rotort haszn�lnak, ami ellens�lyozza a forgat�nyomat�k hat�s�t. Ezt a l�gcsavart n�h�ny modelln�l bele�gyazz�k a farokr�szbe, �gy kev�sb� k�rosodhat, kisebb vesz�llyel van a k�r�l�tte tart�zkod�kra, �s a l�gellen�ll�sa is kedvez�bb.

Egy m�sik m�d az ellent�tes forg�s kik�sz�b�l�s�re, ha k�t, egym�s f�l�tt ellent�tes ir�nyba forg� rotort haszn�lnak, mint p�ld�ul a Boeing CH–47 Chinookn�l vagy a Kamov Ka–50-n�l. Ezt a k�t egym�s feletti rotorelrendez�s� v�ltozatot koaxi�lis elrendez�snek nevezik. Ezt az elrendez�st Nyikolaj Kamov terjesztette el az 1950-es �vekben, �s gyakorlatilag az �sszes Kamov helikopter ezzel az elrendez�ssel k�sz�lt.

D�nt� fontoss�g� a helikopter megp�rd�l�s�nek ellens�lyoz�s�hoz sz�ks�ges er� be�ll�t�sa. A farokrotor a hajt�m� teljes�tm�ny�nek 30%-�t felem�szti, �s nem seg�t a helikopter felemel�s�ben vagy mozgat�s�ban. �ppen ez�rt a helikopter farokcs�cs�t meghajl�tj�k, hogy az nagy sebess�gn�l a l�g�raml�st kihaszn�lva ellens�lyozza a forgat�hat�st �s t�bb er�t hagyjon a f�rotornak. Ez azonban neh�zz� teheti az egy helyben lebeg�st szeles napokon.

Ir�ny�tott rep�l�s

Term�szetesen a helikopternek is korm�nyozhat�nak kell lennie. Ezt a probl�m�t a rep�l�kn�l viszonylag k�nnyen meg lehet oldani vez�rs�kokkal �s l�gterel�kkel, amik a l�g�ramlat elterel�s�vel megv�ltoztatj�k a halad�si ir�nyt. A helikoptern�l azonban a kis sebess�g miatt ez nem el�gs�ges.

A f�gg�leges tengely menti elfordul�s�t a farokrotor fordulatsz�m�nak n�vel�s�vel, vagy cs�kkent�s�vel lehet el�rni, de �ltal�ban a rotorlapok d�l�ssz�g�nek v�ltoztat�s�val �rik el. A duplarotoros g�pekn�l ezt a hat�st a k�t rotor elt�r� sebess�ggel val� forgat�s�val lehet el�rni. Ezeknek a vez�rl�se �ltal�ban ped�lokkal t�rt�nik.

A helikopter megd�nt�s�hez (el�re, h�tra) �s az oldalaz�shoz a rotorlap�tokat az egyik oldalon megd�ntik, megv�ltoztatj�k az �ll�ssz�g�t, �gy az egyik oldalon nagyobb lesz a felhajt�er�, mint a m�sikon. Ezt az elj�r�st ciklikus �ll�ssz�g-szab�lyoz�snak nevezik.

A helikopter ir�ny�t�s�ra a ped�lokon k�v�l h�rom vez�rl�rendszer szolg�l. A kollekt�v kar (collective pitch control lever), ami az �sszes rotorlap�t �ll�ssz�g�t egyszerre v�ltoztatja (az emelked�st szab�lyozva).

A sebess�gvez�rl� szab�lyozza a hajt�m� fordulatsz�m�t. Ez �ltal�ban egy forg� markolat az el�bb eml�tett karon. A helikopterek rotorjait egy adott fordulatsz�mra tervezik, �s ett�l csup�n n�h�ny sz�zal�kkal szabad elt�rni. Ezt a folyamatot �ltal�ban a pil�t�nak kell szemmel tartania, de egyes helikoptereken ezt egy szervo-visszacsatol�s� automatika elv�gzi a pil�ta helyett.

A ciklikus (cyclic) vez�rl� seg�ts�g�vel lehet a rotorlap�tokat az egyik oldalon megd�nteni �s a helikoptert ezzel a v�zszintes s�kban mozg�sba hozni. Ez a vez�rl� �ltal�ban a pil�ta el�tti botkorm�ny.

A rotorlap�tok halad�s k�zben az egyik oldalon a rotor fordulatsz�m�val plusz a helikopter sebess�g�vel, a m�sik oldalon pedig a rotor fordulatsz�m�val m�nusz a helikopter sebess�g�vel mozognak, �gy a k�t oldalon k�l�nb�z� nagys�g� felhajt�er� l�p fel. Ennek ellens�lyoz�s�ra a rotorlap�tvez�rl� rendszer �s/vagy a lap�tok fel-le hajl�s�t enged� mechanizmus ciklikusan v�ltoztatja a rotorlap�tok �ll�ssz�get. Az el�renyomul� �s visszavonul� lap�tok t�nye szab korl�tot a helikopter sebess�g�nek.

Ha b�rmely sz�rnyon t�l nagy az �ll�ssz�g, bele�rtve a rotorlap�tokat, a sz�rny f�l�tti l�g�ramlat megt�rik �s elt�nik a felhajt�er�. Ezt aerodinamikus mereved�snek (�tes�snek) h�vj�k. Egy helikopter eset�ben ez h�rom m�don fordulhat el�.

1. Ahogyan n� a helikopter sebess�ge, a lap�tok el�rik a hangsebess�get �s l�k�shull�mokat okozhatnak a lap�t felett, ami a felhajt�er� elt�n�s�hez vezet.

A helikopter b�r motormeghajt�s� j�rm�, azonban k�pes a lap�tok lend�let�t, valamint a lefel� ir�nyul� mozg�st kihaszn�lni. A rotor mag�t�l, mintegy "sz�lmalomk�nt" fog forogni. Ezt a m�dszert autorot�ci�nak h�vj�k, �s ad n�h�ny �rt�kes m�sodpercet a leg�nys�gnek, hogy tal�ljon egy lesz�ll�sra alkalmas helyet, ha a hajt�m� valamilyen okb�l le�ll.

 

A helikoptereket �gy tervezik, hogy m�g a hajt�m� le�ll�sakor is m�k�dj�n a farokrotor, �gy meghajt�s n�lk�l is ir�ny�that� marad.

A ciklikus vez�rl�rendszer egyik �rdekess�ge, hogy a lap�tokat 90�-kal a k�v�nt halad�si ir�ny el�tt d�ntik meg. Ez az�rt van, mert ha az ember megpr�b�l megd�nteni egy p�rg� testet, p�ld�ul egy rotort, akkor az az er�hat�s ir�ny�t�l jobbra fog elmozdulni. Ezt giroszkopikus precesszi�nak nevezik. Ez�rt teh�t a rotort 90�-kal a k�v�nt ir�ny el�tt d�ntik meg. P�ldak�nt, az el�rehalad�shoz el�l kevesebb felhajt�er�re van sz�ks�g, mint h�tul, ez�rt a pil�ta el�retolja a botkorm�nyt. A helikopter vez�rl�rendszere a d�nt�er�t 90�-kal eltolja a rotor forg�sir�ny�val szembe, jobban nyomva a rotort oldalr�l, mint el�lr�l vagy h�tulr�l.

A feltal�l�knak sok-sok �v�be tellett, mire felismert�k ezt a folyamatot, �s siker�lt �thidalniuk ezt a probl�m�t.

A rotormeghajt�s korl�tai

A helikopter legszembet�n�bb h�tr�nya a rep�l�g�pekhez k�pest alacsonyabb v�gsebess�g. A jelenlegi cs�csot a Westland Lynx tartja 400 km/h-val. Sz�mos oka van annak, hogy egy helikopter mi�rt nem rep�lhet olyan gyorsan, mint egy rep�l�.

Lebeg�s k�zben a rotorlap�tok cs�csai a lap�tok hossza �ltal meghat�rozott sebess�ggel mozognak. Egy mozg� helikoptern�l azonban az el�rehalad� lap�tnak a leveg�h�z viszony�tott sebess�ge sokkal nagyobb, mint mag�� a helikopter� �s ak�r a hangsebess�get is el�rheti, ez r�zk�d�st �s l�k�shull�mokat kelt. Elm�letileg lehets�ges spir�lszer�en forg� lap�tokat haszn�lni, de jelenleg nincs olyan anyag, ami el�g er�s, k�nny� �s rugalmas ehhez.

A legt�bb rotor nem merev. Mivel az el�renyomul� lap�t er�sebb l�g�ramlattal tal�lkozik, mint a visszavonul�, egy teljesen merev lap�t azon az oldalon nagyobb felhajt�er�t keltene �s megd�nten� a helikoptert. �ppen ez�rt a rotorlap�tokat "csapkod�sra" – elhajl�sra �s csavarod�sra tervezt�k, hogy az el�renyomul� lap�t felcsap�djon �s kisebb t�mad�si sz�get produk�ljon, ezzel kisebb felhajt�er�t okozva, mint amekkor�t egy merev csin�lna. Ezzel szemben a visszavonul� peng�k lefel� hajlanak, �gy nagyobb t�mad�si sz�get �rnak le �s nagyobb felhajt�er�t okoznak. Nagy sebess�gn�l a lap�tokra hat� er� miatt azok csapkodni kezdhetnek, ekkor a visszavonul� lap�tok t�l nagy sz�get �rnek el, majd t�lh�z�dnak. N�h�ny t�pusn�l a fed� merev. A lap�tok �sszetettek, melyek an�lk�l k�pesek meghajlani, hogy elt�rn�nek. L�teznek teljesen merev lap�tosak is, melyek kiv�l� helikoptereket alkotnak. Ezekn�l a felhajt�er�t ciklusonk�nt v�ltoztatj�k a helikopter sebess�g�nek megfelel�en. Ezt vagy a t�mad�s sz�g�nek v�ltoztat�s�val �rik el, vagy pedig a hajt�m� �ltal m�k�dtetett sz�v�berendez�ssel, mely leveg�t sz�v be a lap�tokon kereszt�l.

Westland Lynx

A Bristol Type 192 Belvedere (k�s�bb �tvette a Westland) dupla rotoros helikopter rakod�ter�nek hatalmas ajtaja �s emel�szerkezete volt, szem�ly- �s csapatsz�ll�t�sra, sebes�ltek �s nagy terhek sz�ll�t�s�ra. Mind�ssze 26-ot gy�rtottak bel�le, 1961-t�l kezdve a RAF-n�l (Royal Air Force) teljes�tett szolg�latot.

A 20. sz�zad v�ge fel� a tervez�k hozz�l�ttak a helikopter hangj�nak cs�kkent�s�hez. Sz�mos civil egyes�let panaszkodott a zajos rend�rs�gi helikopterekre, ami t�bb lesz�ll�hely bez�r�s�hoz �s a helikopterek nemzeti parkokb�l val� kitilt�s�hoz vezetett.

A helikopterek r�zk�dnak. Egy rosszul be�ll�tott helikopter ak�r sz�t is r�zhatja mag�t. Ennek cs�kkent�s�re az �sszes helikopter rotorj�t magass�g �s d�l�s szerint �ll�tj�k be. N�melyeknek mechanikai figyel�rendszere van, ami �rz�keli a rezg�seket �s ellenrezg�seket ind�t. �ltal�ban szil�rd viszony�t�sk�nt egy s�lyt haszn�lnak, majd a lap�tok t�mad�si sz�g�t v�ltoztatva kisim�tj�k a rezg�seket. A be�ll�t�sok elv�gz�se neh�z, mivel ehhez pontosan m�rni kell a vibr�ci�t. A legelterjedtebb m�dszer villog� f�nnyel megfigyelni a rotorlap�tok alj�n l�v� fest�seket, vagy sz�nes l�mp�kat. A hagyom�nyos m�dszer sor�n feh�r kr�t�val megjel�lik a lap�tok v�geit, majd megfigyelik, hogy milyen nyomot hagy a v�sznon.

Haj�n val� lesz�ll�s

A heli deck egy s�k, a haj�kon gyakori ki�ll� elemekt�l mentes, helikopterek sz�m�ra fenntartott lesz�ll�hely, �ltal�ban a haj�k h�ts� r�sz�n (tatj�n). A haj�ra val� lesz�ll�st n�melyik helikoptern�l egy leereszt� rendszer seg�ti, mely egy k�belb�l �ll, ami �sszek�ti a helikoptert egy szond�val a fed�lzeten. A k�bel megfesz�t�se seg�ti a pil�t�t a lesz�ll�sban, k�s�bb az r�gz�ti a helikoptert a fed�lzethez. Az eszk�zt a Kanadai Haditenger�szet fejlesztette ki �s "Beartrap"-nek h�vt�k („medvecsapda”). Az Egyes�lt �llamok Haditenger�szete erre alapozta a "RAST" rendszert, mely szerves r�sze a LAMPS MK III (SH–60B) fegyverrendszernek.

Lamps MK III

Helikoptert�pusok �s azonos�t�suk

A hagyom�nyos helikopterek azonos�t�s�n�l hasznos dolog tudni, hogy a f�ldr�l n�zve a francia, orosz �s ukr�n helikopterek rotorja az �ramutat� j�r�s�val szemben forog, m�g az olasz, brit �s amerikai az �raj�r�ssal megegyez�en.

N�h�ny c�g az USA-ban, p�ld�ul a Schweizer t�vvez�rl�s� helikopterek kifejleszt�s�n dolgozik a j�v� harcterei sz�m�ra.

Folyamatban van a hibrid g�pek gy�rt�sa, melyek egyes�tik a helikopter �s a rep�l� el�nyeit. Ilyen p�ld�ul az 1950-es �vekben �p�tett Fairey Rotodyne �s a Bell Boeing Osprey, amelyet az Amerikai Haditenger�szet rendelt meg. Ez lesz az els� sorozatgy�rt�sban k�sz�lt d�nthet� motoros l�gij�rm�.

Bell Boeing Osprey

Forr�s: wikipedia.org