Per visą sraigtasparnių istoriją buvo reguliariai siūlomi įvairūs vežėjų sistemos dizainai, tačiau tik vienas iš jų tapo klasikinis ir vėliau buvo gerokai patobulintas. Kiti sprendimai, numatantys skirtingus sraigto pavaros variantus, ašmenų konstrukcijas, funkcijas ir pan., Negalėjo su juo konkuruoti. Dažnai toks drąsaus projekto rezultatas buvo dėl objektyvių trūkumų ir problemų.
Technikos klasika
Klasikinė sraigtasparnio schema numato kelis gana paprastus sprendimus. Į mašinos korpusą įdėta jėgainė su pavarų dėže, kuri pagrindiniam ir uodegos rotoriui tiekia sukimo momentą. Didelio skersmens pagrindinis rotorius yra grindžiamas skarda, kuri keičia kėlimą ir (arba) manevravimą, taip pat turi keletą didelio formato ašmenų.
Ši konstrukcija yra gana paprasta, ji yra gerai išvystyta ir lengvai atstatoma bei keičiama, kad atitiktų esamus reikalavimus. Be to, jis neturi tam tikrų trūkumų, tokių kaip poreikis sandarinti vamzdynų jungtis arba rizika, kad mentės persidengs.
Tačiau yra ir trūkumų. Klasikinės schemos sraigtasparnis turi horizontaliojo skrydžio greičio apribojimus, susijusius su srauto aplink rotoriaus mentes specifika. Kai kuriais režimais gali atsirasti ir kitų neigiamų reiškinių, pavyzdžiui, sūkurinis žiedas. Turėdami vieną pagrindinį rotorių, turite suprojektuoti ilgą ir tvirtą uodegos strėlę, kad tilptų uodegos rotorius.
Sukūrus klasikinę schemą, atsirado kelių rotorių sraigtasparniai su išilginiu, skersiniu ar kitokiu kelių guolių sistemų išdėstymu. Plačiai paplitusi bendraašė schema, kurioje ant vienos įvorės sumontuoti du tradicinės išvaizdos varžtai. Be to, klasikinė palaikymo sistema ir keletas jos įrenginių tapo kelių alternatyvių konstrukcijų pagrindu.
Reaktyvinis sraigtas
Vieno rotoriaus sraigtasparnis susiduria su reaktyvaus sukimo momento problema, todėl buvo pasiūlyta įvairių sprendimų. Dar trečiajame dešimtmetyje keliose šalyse beveik vienu metu atsirado rotoriaus su reaktyvine pavara idėja. Toks sraigtas nėra prijungtas prie variklio fiuzeliažo viduje ir atitinkamai neverčia jo suktis priešinga kryptimi.
Reaktyvinis rotorius išsiskiria tuo, kad ašmenų galuose yra savų variklių. Sraigtas gali būti varomas kompaktišku turbopropelleriu arba raketiniu varikliu. Taip pat žinomos konstrukcijos, kuriose suslėgtos dujos tiekiamos iš fiuzeliažo dujų turbininio variklio į purkštukus arba į degimo kamerą ašmenyse.
Reaktyvinio rotoriaus idėja sulaukė daug dėmesio penktajame ir šeštajame dešimtmečiuose; buvo sukurta nemažai bandomųjų projektų įvairiose šalyse. Jie buvo siūlomi kaip „Dornier Do 32“arba „B-7 ML“tipo lengvosios transporto priemonės. „Mile“ir „Hughes XH-17“sunkiasvoris sraigtasparnis. Tačiau nė vienas iš šių pavyzdžių neapsiribojo mažos apimties gamyba.
Pagrindinė reaktyvinio sraigto problema yra stebulės sudėtingumas. Per jį į judamą mentę turi būti tiekiamos suspaustos dujos ir (arba) kuras, kuriam reikia perdavimo ir sandarinimo priemonių. Ant paties ašmenų būtina įdėti vienokį ar kitokį variklį, kuris jo konstrukcijai kelia naujus reikalavimus. Sukurti tvirtą dizainą su šiomis galimybėmis pasirodė per sunku, o laukiama nauda negalėjo pateisinti pastangų.
Sukryžiuoti ašmenys
Trečiajame dešimtmetyje buvo pasiūlyta vadinamoji schema. sinchronizatorius. Ši koncepcija siūlo naudoti du dviejų menčių rotorius, kurių stebulės yra išdėstytos mažiausiu atstumu, o ašies kampas nukreiptas į išorę. Sraigtai turi suktis vienas kito link, o speciali pavarų dėžės konstrukcija neleidžia mentėms persidengti.
Sinchroninio kopijavimo laikiklio sistema gali sukurti reikiamą pakėlimą ir užtikrinti skrydį tais pačiais režimais, kaip ir klasikinė schema. Jo pranašumas yra tai, kad jis gali padidinti bendrą trauką ir keliamąją galią, o traukos vektorių išsiplėtimas padidina stabilumą sklandant ir kitais režimais. Šiuo atveju dviejų sraigtų reaktyvieji momentai kompensuoja vienas kitą ir pašalina vairo sistemos poreikį.
Tačiau sinchronizatoriai nėra plačiai naudojami. Trečiajame dešimtmetyje tokią įrangą gamino vokiečių kompanija „Flettner“, o nuo 1945 m. Ši tema buvo nagrinėjama ir kitose šalyse. Labiausiai žinomi amerikiečių kompanijos „Kaman Aerosystems“sraigtasparniai. Iki tam tikro laiko sinchronizatoriai buvo paklausūs, tačiau tada kryptis išblėso - dabar serijoje yra tik vienas pavyzdys. Visą laiką buvo gaminama ne daugiau kaip 400–500 šios klasės serijinių mašinų.
Pagrindinis sinchroninio variklio trūkumas yra pavarų dėžės sudėtingumas, kuris sukimo momentą paduoda dviem glaudžiai išdėstytiems sraigtams. Pasirodo, kad vieno rotoriaus pavara su tomis pačiomis charakteristikomis yra daug lengvesnė. Be to, dviejų ašmenų sraigtų pora turi ribotą traukos potencialą. Taigi šiuolaikinis „sunkusis“sinchroninis kopijavimo aparatas „Kaman K-Max“pakelia ne daugiau kaip 2700 kg ir šiuo atžvilgiu pralaimi daugeliui klasikinės schemos sraigtasparnių.
Sukite ir sustokite
Yra žinoma sukimosi sraigto ir fiksuoto sparno derinimo idėja. Šiuo atveju kilimui ir pagreičiui naudojamas pagrindinio rotoriaus sukimasis. Tam tikru greičiu sraigtas turi sustoti, o jo mentės turi virsti fiksuotu sparnu. Tai leidžia sukurti didelį skrydžio greitį, tačiau reikia kurti ir įgyvendinti naujus sprendimus.
Kaip pavyzdį apsvarstykite projektą „Sikorsky X-Wing“, kuris buvo sukurtas nuo aštuntojo dešimtmečio vidurio, siekiant papildyti sraigtasparnį S-72. Pastarasis buvo sraigtasparnis su pagrindiniu ir uodeginiu rotoriumi, aprūpintas išvystytu mažo šlavimo sparnu. Fiuzeliažo šonuose buvo pora dujų turbinų variklių, kurie suteikė velenui galią (sraigtams) ir sukūrė reaktyvinę trauką (greitam skrydžiui).
„X-Wing“laikiklio sistema gavo disko išlyginimo stebulę, turinčią tik bendrą žingsnį. Mes naudojome stačiakampius ašmenis su vertikaliai simetrišku profiliu. Ant priekinio ir užpakalinio ašmenų krašto buvo angos suspausto oro išleidimui iš kompresoriaus į išorę. Dėl Coanda efekto oras turėjo „pailginti“ašmenų profilį, padėdamas jam sukurti pakėlimą. Priklausomai nuo oro tiekimo būdo, ašmenys gali vienodai efektyviai veikti sukdamiesi ir stovėdami.
„X-Wing“sistema buvo sėkmingai išbandyta vėjo tunelyje ir netgi buvo sumontuota patyrusiame S-72. Tačiau prieš pat suplanuotus skrydžius, 1988 m., NASA ir DARPA įsakė nutraukti darbą. Turint visą laukiamą naudą, neįprasta nešiklio sistema buvo pernelyg sudėtinga. Be to, projektas tęsėsi daugiau nei 10 metų, o jo kaina viršijo leistiną ribą. Dėl šios priežasties X-Wing koncepcija nebuvo toliau plėtojama.
Skrydžio objektyvas
Šiuo metu prancūzų kompanija „Conseil & Technique“kuria lengvo oro taksi sraigtasparnio su neįprasta vežimo sistema koncepciją. Siūloma sraigto konstrukcija pralaimi tradicinei konstrukcijai keliant kilimo ir tūpimo režimus, tačiau skiriasi paprastumu ir galimybe padidinti trauką horizontaliai. Taip pat nurodoma galimybė sumažinti triukšmą.
Originalus sraigtas yra pagamintas iš lęšinio disko, kuris užima 70% nuvalyto ploto. Siūloma montuoti trumpus lakšto ašmenis išilgai jo kraštų. Apie galimybę uždėti skalbimo plokštelę nepranešama; traukos kontrolę galima atlikti keičiant greitį.
Bandymai parodė, kad horizontalaus skrydžio metu disko dalis sukuria didelį pakilimą, dėl kurio visa konstrukcija pagal charakteristikas aplenkia tradicinio dizaino sraigtą. Be to, buvo galima pakelti atakos kampą iki 25 °, nenutraukiant srauto. Kuriamas orlaivis, remiantis skaičiavimais, galės pasiekti greitį iki 200 km / h.
„Conseil & Technique“įmonės projektas vis dar yra tyrimų ir dizaino kūrimo stadijoje. Tikriausiai artimiausiu metu jis bus išbandytas maketuose, o po to gali pasirodyti visavertis eksperimentinis kelių rotorių sraigtasparnis. Nežinoma, ar šis alternatyvus dizainas sugebės išspręsti visas užduotis ir rasti vietą aviacijos pramonėje.
Ieškoma alternatyvų
Ilgas dešimtmečių egzistavimas ir aktyvus sraigtasparnių eksploatavimas parodė visus klasikinio vežimo sistemos privalumus. Bandymai sukurti alternatyvias schemas, turinčias minimalų panašumą, dar nebuvo vainikuoti ypatingos sėkmės. Tačiau mokslininkai ir inžinieriai nenustoja dirbti ir toliau ieško perspektyvių idėjų.
Šiuo metu kuriamas dar vienas tokio pobūdžio projektas, kurio rezultatai paaiškės artimiausiu metu. Kartu akivaizdu, kad nė viena iš naujų guolių sistemų negalės pastebimai paveikti bendros padėties, o klasikinė schema ir įvairūs jos kūrimo variantai išlaikys savo vietą aviacijos technologijose. Tačiau nauji pokyčiai, esant pakankamai tobulai, gali rasti savo nišą, kur jų pranašumai bus tinkamiausi ir pelningiausi.
