מסוק: מכשיר, סוגים, מערכת בקרה, מטרה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

האירוע של 13 בינואר 1942, שבו הונף לאוויר מסוק סיקורסקי, המיועד למטרות צבאיות, יכול להיחשב כשיגור מן המניין של המסוק הראשון בעולם, גם אם צבאי. מעצב המטוס החל בפיתוח מסוקים ברוסיה שלפני המהפכה, והמשיך אותם בגלות בארצות הברית. מאז עבר הרבה זמן, עיצוב המסוקים עבר שינויים משמעותיים, אך מטרות השימוש בטכנולוגיה נשארו זהות.

עיצוב מסוק

בכל תוכניות המסוקים, אותם חלקים עיקריים מובחנים:

• רוטור ראשי. יוצר הנעה והרמה ושולט על המסוק. מבחינה מבנית הוא מורכב מלהבים ותותב המעביר מומנט מציר תיבת ההילוכים הראשי אל הלהבים.
• בורג זנב. בקרת הכיוון של מסוק בעל רוטור יחיד מפצה על המומנט התגובתי של הרוטור הראשי. העיצוב שלו כולל תותב ולהבים המחוברים לציר גלגל השיניים הזנב.
• Swashplate. שולט על הגובה המחזורי והקולקטיבי של הרוטור הראשי, מעביר אותות ממעגל הבקרה לציר הצירי של הרכזת, ולאחר מכן ללהבים.
• מערכת בקרה. המסוקים מצוידים בשלוש מערכות בקרה עצמאיות: כיוונית, אורכית-רוחבית ושליטה על הגובה המשותף של המדחף. מערכות כאלה כוללות מנופים בתוך הקבינה, מנגנוני שיפוע כוח, נדנדה ומשיכה, לוחית גלגלים ומאיצים הידראוליים.
• שידור. מעביר כוח למדחפים ולעזרי עזר ממנועים. מספר ומיקום המנועים, כמו גם פריסת המסוק קובעים את עיצוב התמסורת.
• גוף. מרכיביו העיקריים של המסוק מחוברים אליו. נועד להכיל נוסעים ומטען, דלק, ציוד.
• כנף. מייצר עילוי נוסף, מפחית את העומס על הרוטור הראשי ומגביר את מהירות המסוק. הכנפיים יכולות להכיל גם ציוד, מיכלי דלק ונישות להסתרת השלדה. הרוטורים במסוקים רוחביים נתמכים על ידי הכנף.
• פלומה. מספק איזון, יציבות ושליטה במסוק. הוא מחולק לשני סוגים - אנכי, או קיל, ואופקי, או מייצב.
• חלקי המראה ונחיתה של מסוקים. מיועד לחניית מסוק, כיבוי אנרגיה קינטית בזמן נחיתה ותנועה על הקרקע. למסוקים רבים יש ציוד נחיתה משוך בטיסה.
• מנוע מסוק. מייצר את הכוח הדרוש להפעלת האביזרים, ההנעה הראשית ורוטורי הזנב. תחנת הכוח משלבת מספר מנועים עם מערכות המבטיחות את פעולתם היציבה במצבים שונים.

סוגי מסוקים

הליקופטרים מחולקים למספר סוגים. לכל סוג יש מאפיינים משלו, חוזקות וחולשות.

מסוקים עם רוטור יחיד

הסוג הנפוץ ביותר של מכשיר מסוק הוא מכונה בעלת רוטור יחיד עם רוטור זנב. היתרון של עיצוב זה טמון בפשטות - שידור אחד, בורג אחד, תפעול קל. כ-8-10% מהספק המנוע משמש להפעלת רוטור הזנב תוך כדי ריחוף באוויר, כ-3-4% - במהלך טיסה תרגום. משקל קל יחסית ועיצוב פשוט מפצים על אובדן כוח שכזה. החיסרון של מכשיר כזה למסוקים הוא הסכנה המאיימת על אנשי הקרקע מרוטור הזנב.

Zhirodin

ציר המדחף של מסוקים כאלה, המפצה על מומנט, מופנה לאורך הטיסה. עיצוב זה מאפשר לך ליצור דחף מבלי להזדקק לשימוש ברוטור ראשי. זה מגביר את היעילות שלו, מכיוון שאין צורך להטות אותו קדימה. בורג פיצוי המומנט של הרוטור הראשי ממוקם בצורה כזו שלא יווצר גרור ויגדיל את הכוח המסופק לבורג המפצה.

מסוק סילון

התקן של דגם זה הוא דרך קלה לפתור את בעיית המומנט. הוא נוצר על ידי המנועים הממוקמים בקצה הלהבים, אך אינו מועבר דרך הפיר. רק רגע החיכוך של המסבים מועבר לגוף המטוס.

מנועי סילון יוצרים דחף סילון. סוג זה של רוטור יש מבנה פשוט, וזה היתרון שלו;בין החסרונות היא צריכת דלק גבוהה.

מסוק קואקסיאלי

שני ברגים של מסוק קואקסיאלי, הממוקמים זה מעל זה ומסתובבים בכיוונים מנוגדים, בולעים את הרגע המועבר לגוף המטוס. הדרישה היחידה עבור הברגים היא אותו מומנט.

מסוקים קואקסיאליים נחותים בגודלם של מסוקים עם רוטור בודד, אך המומנט אינו מפוצה על ידי הכוח, מה שמתאפשר בשל תכנון המסוקים.

מסוקי רוטור רוחבי

היתרון של מסוק כזה טמון בהפחתת הכוח הנדרש לתנועה קדימה. זה חשוב במיוחד במסוקים מרובי מנועי, שחייבים להמשיך לנוע בכיוון אופקי כשהמנוע כבוי.

החיסרון של מכונות כאלה הוא התנגדות גבוהה עקב ההתנגדות החזיתית של המבנה עליו נשענים הרוטורים. ההתייעלות והצמצום של המבנה מגדילים את משקל המסוק.

למסוק הרוטור הרוחבי יש תמסורת מורכבת יותר וממדים גדולים יותר, למרות שהם מושפעים ממידת החפיפה של הרוטור. אחד המסוקים הגדולים והכבדים בעיצוב זה הוא ה-Mi-12.

מסוק רוטור קדימה

גוף מרווח והיכולת להזיז את מרכז הכובד הם היתרונות של עיצוב המסוק הזה. המטען מתחלק בין הרוטורים. השידור המסובך ומשקלו הרב הם החסרונות העיקריים של מסוקים עם רוחבייםמיקום הברגים.

החיסרון השני הוא היעילות המופחתת של המדחפים, כאשר הסילונים של עבודתם מצטלבים. בטיסה קדימה, אובדן האיכות מצטמצם בשל העובדה שהפרופלור האחורי ממוקם גבוה יותר מהקדמי. כמה להבים יש למסוק מהעיצוב הזה? קוטר המדחף ומספר הלהבים עשויים להשתנות כדי לשפר את הטיפול והיציבות במכונה.

מסוקים מרובי רוטורים

פרויקטים של מסוקים מרובי רוטורים שפותחו על ידי מתכנני מטוסים כללו יצירת דגמים כבדים של מכונות. בשל מספר רוטורים ראשיים, השליטה מפושטת, שכן ניתן לסובב את המסוק סביב כל אחד משלושת הצירים על ידי הגדלת הדחף של מדחף מסוים. תוכנית ריבוי הרוטורים של מסוקים כבדים מאפשרת לך לשמור על קוטר הברגים בגבולות מסוימים.