학술 어린이에서
헬리콥터는 하나 이상의 대형 수평 로터(프로펠러)에 의해 들어 올려지고 추진되는 항공기입니다. 헬리콥터는 기존의 고정익 항공기와 구별하기 위해 회전익 항공기로 분류됩니다. 단어 헬리콥터는 그리스어 단어에서 파생됩니다 나선(나선형)과 프테론(날개). 엔진 구동 헬리콥터는 슬로바키아 발명가 얀 바 필에 의해 발명되었습니다. 생산에 배치 된 최초의 안정적이고 완벽하게 제어 가능한 헬리콥터는 이고르 시코 르 스키에 의해 발명되었습니다.
로빈슨 헬리콥터 회사(미국)R44,네 좌석의 개발 R22.
기존의 고정익 항공기에 비해 헬리콥터는 훨씬 더 복잡하고 구매 및 운영이 더 비싸고 상대적으로 느리고 범위가 좋지 않고 페이로드가 제한됩니다. 보상 장점은 기동성이다:헬리콥터,장소에 가져 반전,그리고 무엇보다도 이륙 수직으로 착륙 할 수 있습니다. 단지 시설 및 부하를 급유에 따라/고도 제한,헬리콥터는 어떤 위치로 여행 할 수,및 토지 개간 로터 디스크와 직경 반 어디서나.
내용
응용 분야
헬리콥터는 병력 운송,보병 지원,소방,선상 운영(http://www.tropicaled.com/helicopter2.htm),비즈니스 운송,사상자 대피(의료 병 및 항공/해상/산악 구조 포함),경찰 및 민간 감시,물품 운반(일부 헬리콥터는 가벼운 부상을 입은 물건을 수용하는 짐을 운반 할 수 있음)또는 스틸,필름 또는 텔레비전 카메라의 마운트로 사용할 수 있습니다.
역사
기원전 400 년경부터 중국인은 어린이 장난감으로 사용 된 비행 정상을 가지고있었습니다. 부수적으로,라이트 형제는 아이로 이 장난감을 주고 그것에 의해 대단히 황홀케 했다. 이 장난감은 결국 무역을 통해 유럽으로 나아 갔고 1463 년 그림에 묘사되었습니다. “파오 푸 타우”는 회전 날개 항공기의 아이디어 중 일부를 설명한 중국의 4 세기 광고 책입니다.
인간 운반 헬리콥터의 첫 번째 다소 실용적인 아이디어는 15 세기에 레오나르도 다빈치에 의해 처음 생각되었지만 실제 모델이 생산 된 것은 20 세기에 동력 비행기가 발명되기 전까지는 아니었다. 얀 바빌,루이 브레게,폴 코누,후안 데 라 시에르바,에밀 베를린,오그 네슬라프 코스 토비치 스테파노 비치,이고르 시코 르 스키와 같은 개발자는 이러한 유형의 항공기를 개척했습니다. 최초의 완전히 제어 헬기의 비행 라에 의해 입증되었다?부에노스 아이레스,아르헨티나에서 테라 드 페스 카라 1916. 아서 영이 설계한 벨 47 은 미국에서 사용하기 위해(1946 년 3 월)면허를 취득한 최초의 헬리콥터였다.
승강기 생성
종래의 항공기는 각진 날개의 전진 운동이 공기를 아래쪽으로 강제하기 때문에 비행 할 수 있으며,날개를 위로 밀어 올리는 리프트라는 반대 반응을 일으킨다. 헬리콥터는 전체 항공기를 움직이는 대신 날개 자체 만 움직이는 것을 제외하고는 정확히 동일한 방법을 사용합니다. 헬리콥터의 로터는 단순히 회전하는 날개로 간주 될 수 있습니다.
테일 붐과 로터의 무게를 절약하지만 그 자체의 복잡성을 더하는 또 다른 대안은 반대 방향으로 회전하는 두 개의 큰 수평 로터를 사용하는 것입니다. 이 모델은 2012 년에 출시되었습니다. 이 모든 시스템은 동일한 목적을 위해 설계되었습니다: 0 의 순수한 회전 속도를 일으키기 위하여.
헬리콥터가 회전하는 것을 막는 데 필요한 전력의 양이 상당하다. 꼬리 회전자는 엔진의 힘의 30%까지 사용할 수 있고,이 힘은 헬기가 상승 또는 앞으로 운동을 일으키는 것을 돕지 않는다. 크루즈 중 이러한 낭비를 줄이기 위해 테일 핀은 메인 로터 토크에 대응하는 데 도움이되는 측면 리프트를 생성하기 위해 각도가 있습니다. 고속에서는 테일 핀이 전체 토크를 상쇄하는 것이 일반적이므로 전진 비행에 더 많은 전력을 사용할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 슬립 스트리밍으로 알려져 있으며 바람이 부는 날에는 호버가 어려워지는 동안 발생할 수 있습니다.
비행 제어
유용한 비행은 항공기를 모든 3 차원에서 제어해야합니다(비행 역학 참조). 고정익 항공기에서는,이것은 쉽습니다:작은 움직일 수 있는 표면은 과거 돌진 공기가 원한 방향에서 그것을 밀다 그래야 항공기의 모양을 바꾸기 위하여 조정됩니다. 그러나 헬리콥터에서는 종종 이 방법이 실용적이기에 충분한 대기속도가 없습니다.
수직축(요)에 대한 회전에는 토크 방지 시스템이 사용됩니다. 꼬리 회전자의 피치를 변화함것은 일어난 옆쪽 돌격을 변화한다. 듀얼 로터 헬리콥터는 전기 또는 유압 모터로 조정하여 차동 토크를 전달하여 헬리콥터를 돌릴 수있는 두 개의 로터 변속기 사이에 차동 장치가 있습니다. 요 컨트롤은 일반적으로 고정익 항공기의 방향타 페달과 같은 장소에있는 바닥에 토크 방지 페달로 작동합니다.
피치(앞으로 및 뒤로 기울이기)또는 롤(옆으로 기울이기)의 경우 메인 로터 블레이드의 공격 각도는 회전 중에 변경되거나 순환되어 회전 날개의 다른 지점에서 리프트의 차동을 생성합니다. 회전 날개의 후방에 더 리프트는 항공기가 앞으로 피치의 원인이됩니다,왼쪽에 증가는 오른쪽으로 롤 등의 원인이됩니다.
Enstrom(미국)280FX 어,는 공기 역학적 스타일 F28 에 대한 회사 시장입니다.
헬리콥터는 페달 외에 세 가지 비행 컨트롤로 기동합니다. 집단 피치 제어 레버는 헬리콥터 블레이드의 집단 피치 또는 공격 각도를 함께 제어하며,즉 메인 로터 시스템의 360 도 평면 회전 전반에 걸쳐 동일하게 제어합니다. 공격의 각이 증가될 때,잎은 상승을 더 일으킵니다. 집단 통제는 일반적으로 조종사의 왼쪽,다리 근처의 레버입니다. 집단을 증가 하 고 스로틀과 힘을 추가 하면 상승 헬기.
스로틀은 변속기에 의해 로터에 연결된 엔진에 의해 생성되는 절대 출력을 제어합니다. 스로틀 제어는 집단 제어에 트위스트 그립입니다. 회전수 제어는 여러 가지 이유로 적절한 작동에 매우 중요합니다. 헬리콥터 로터는 특정 회전 수에서 작동하도록 설계되었습니다. 회전수가 너무 낮으면 전력으로 빠르게 하강할 수 있습니다. 회전수가 너무 높으면 과도한 힘으로 메인 로터 허브가 손상될 수 있습니다. 일반적으로 회전 수는 엄격한 허용 오차(일반적으로 몇 퍼센트)내에서 유지되어야합니다. 많은 피스톤 구동 헬리콥터에서 조종사는 엔진 및 로터 회전 수를 관리해야합니다. 조종사는 회전자 회전수를 유지하기 위하여 기관을 조작하고 그러므로 회전자 체계에 끌기의 효력을 통제합니다. 터빈 엔진 헬리콥터 및 일부 피스톤 헬리콥터는 엔진 컨트롤에 서보 피드백 루프를 사용하여 로터 회전 수를 유지하고 조종사가 해당 작업에 대한 일상적인 책임을 덜어줍니다.
순환은 블레이드의 피치를 순환적으로 변화시켜 리프트가 로터 디스크의 평면에 걸쳐 변화하게 한다. 이 조종사가 기울 항공기를 일으키는 방법입니다,그리고 헬기는 이동. 순환은 일반적으로 파일럿 앞의 스틱에 의해 제어됩니다.
헬리콥터가 전진 할 때 한쪽의 로터 블레이드는 로터 팁 속도와 항공기 속도로 움직이며 전진 블레이드라고합니다. 블레이드는 헬리콥터의 반대편에 스윙,로터 팁 속도 마이너스 항공기 속도로 이동하고 후퇴 블레이드라고합니다. 전진 잎에 추가한 상승 및 퇴각 잎에 줄 상승을 보상하기 위하여는—비행날개의 공격 각과 그것의 관계되는 대기 속도의 기능인 상승-잎의 공격의 각은 잎을 여기저기 펄럭이는 것을 허용하는 기계장치와 회전익 잎 통제 시스템의 기하학에 의해 통제됩니다. 이 블레이드 전진 및 후퇴 사실은 헬리콥터의 속도 제한을 정의합니다.
로터 블레이드를 포함한 모든 날개의 공격 각도가 너무 높으면 날개 위의 공기 흐름이 분리되어서 순간적으로 양력이 손실되고 항력이 증가합니다. 이 상태를 공기 역학적 실속이라고합니다. 헬리콥터에서는 세 가지 방법 중 하나로 발생할 수 있습니다.
- 헬리콥터 속도가 증가함에 따라,전진 블레이드는 소리의 속도에 접근하고 리프트의 손실을 일으키는 블레이드를 통해 공기 흐름을 방해 충격파를 생성합니다.
- 헬리콥터 속도가 증가함에 따라,후퇴 블레이드는 낮은 상대 대기 속도를 경험하고 컨트롤의 높은 공격 각도와 보상. 충분히 낮은 상대 대기 속도와 충분히 높은 공격 각도로 공기 역학적 실속이 불가피합니다. 이를 후퇴 블레이드 스톨이라고합니다.
- 증가 집단 피치 응용 프로그램과 함께 낮은 로터 회전 수 비행 조건은 공기 역학적 실속을 일으킬 것입니다.
헬리콥터는 동력 항공기이지만,로터의 추진력을 사용하고 로터를 통해 공기를 강제로 하향 움직임으로써 여전히 힘없이 비행 할 수 있습니다. 로터는”풍차”처럼 행동하고 돌립니다. 이 기술은 자동 회전으로 알려져 있으며 헬리콥터 승무원에게 엔진이 고장 나면 착륙 지점을 빠르게 찾을 수있는 몇 가지 귀중한 초를 제공합니다.
전 군사 웨스트 랜드 스카우트 아.1(134),이제 영국 시민 등록.
헬리콥터는 항상 엔진이 고장 나더라도 자동 회전이 테일 로터 또는 토크 차동 장치에 전원을 공급하도록 설계되었습니다. 헬리콥터는 전원이 공급되지 않을 때 모든 비행 통제를 유지합니다.
순환의 매우 독특한 특징은 리프트가 기울기 방향 전에 90 도 회전하도록 만들어진다는 것이다. 이 때문에 하나(회전자)처럼 회전 개체를 기울이려고 할 때,그것은 힘의 방향으로 직각으로 이동 합니다. 이를”자이로 스코프 세차 운동”이라고합니다. 따라서 로터의 제어력은 원하는 동작 전에 90 도 회전합니다. 예를 들면,앞으로 운동은 디스크의 정면에 더 적은 상승 및 디스크의 후방에 상승을 더 요구한다,그래서 조종사는 주기적인 앞으로 민다. 헬리콥터의 제어 연계는 로터 스핀에 대해 피칭 세력을 90 도 뒤로 회전시켜 로터의 앞면과 뒷면이 아닌 측면에 밀어 넣습니다.
발명가들은 세차를 인식하고 그것을 극복하기 위해 순환 제어 시스템을 마련하는 방법을 배우는 데 수년이 걸렸습니다.
회전익 비행의 한계
헬리콥터의 가장 분명한 한계는 저속이다. 현재 기록은 약 400 키로메터/시간 의해 설정 웨스트 랜드 살쾡이. 헬리콥터가 고정 날개 항공기만큼 빨리 비행 할 수없는 몇 가지 이유가 있습니다.
- 헬기가 정지할 때,회전자의 외부 끝은 잎 및 회전수의 길이에 의해 결정된 속도로 이동합니다. 그러나 움직이는 헬리콥터에서는 공기를 기준으로 블레이드의 속도는 헬리콥터의 속도뿐만 아니라 회전 속도에 따라 다릅니다. 전진 로터 블레이드의 대기 속도는 헬리콥터 자체보다 훨씬 높습니다. 이 블레이드는 소리의 속도를 초과하여 크게 증가 된 드래그 및 진동을 생성 할 수 있습니다. 이론적으로는 소리의 속도를 초과 할 수있는 가변 피치 스윕 날개와 비슷한 나선형 회 전자를 가질 수 있지만 현재 알려진 재료는 충분히 가볍고 강하고 유연하여 구성 할 수 없습니다.
- 대부분의 로터는 단단하지 않습니다. 전진 블레이드는 후퇴 블레이드보다 높은 대기 속도를 가지고 있기 때문에,완벽하게 단단한 블레이드는 그 측면에 더 많은 리프트를 생성하고 항공기를 통해 팁 것이다. 결과적으로 로터 블레이드는 전진 블레이드가 더 작은 공격 각도를 발전시켜 단단한 블레이드보다 적은 리프트를 생성하는 방식으로”플랩”-리프트 및 비틀림으로 설계되었습니다. 반대로,후퇴 블레이드 아래로 플랩,공격의 높은 각도를 개발,더 리프트를 생성. 고속에서는 로터에 가해지는 힘이 지나치게 펄럭이고 후퇴 블레이드가 너무 높은 각도에 도달하여 실속 할 수 있습니다. 몇몇 디자인안에 허브는 엄밀하다. 잎은 끊기 없이 구부릴 수 있는 합성물에게서 합니다. 완전히 단단한 로터가 존재하며 매우 반응이 빠른 헬리콥터를 만듭니다. 이러한 대부분의 설계에서 리프트는 주기적으로 그리고 헬리콥터의 속도에 따라 다양합니다. 이 조정은 블레이드의 공격 각도를 조정하거나 블레이드에 공기를 흡입하는 엔진 구동 진공 장치로 리프트를 조정하는 것입니다.
웨스트 랜드 벨베데레 트윈 로터 헬리콥터는 대형화물 도어와 외부 호이스트를 가지고 있으며 인원/낙하산 수송,사상자 대피 및 큰 짐을 들어 올리는 데 사용되었습니다. 벨베데레는 26 의 생산 실행을했고,1961 년 영국 공군 서비스에 들어갔다.
- 로터 헤드 디자인은 많은 헬리콥터의 제한 요소입니다. 반강체 시스템에서 발생하는 낮은 또는 부정적인 상황은 테일 붐 또는 기타 기체 구조에 충돌 할 때까지 블레이드가 아래로 펄럭 거리며 로터 분리와 치명적인 지형 충격이 뒤 따릅니다.
- 헬리콥터는 잠재적으로 비참한 소용돌이 링 효과에 취약합니다. 이 경우 로터로부터의 하향 바람은 로터 주위에 원형 와류가 형성되도록합니다. 이 링이 지형,바람,비 또는 바다 스프레이로 보강되면 헬리콥터는 힘으로 정착하고 땅에 닿을 수있는 충분한 리프트를 잃을 수 있습니다.
20 세기의 마지막 몇 년 동안 디자이너들은 헬리콥터 소음 감소 작업을 시작했습니다. 도시 공동체는 종종 시끄러운 항공기를 크게 싫어하며 경찰과 여객 헬리콥터는 인기가 없을 수 있습니다. 재 설계는 일부 도시 헬기장의 폐쇄와 국립 공원 및 기타 자연의 아름다움 장소의 비행 경로를 제한하기위한 정부 조치를 따랐습니다.
헬리콥터가 진동합니다. 조정되지 않은 헬리콥터는 쉽게 너무 많이 진동하여 그 자체가 흔들릴 수 있습니다. 진동을 줄이기 위해 모든 헬리콥터에는 높이와 피치에 대한 로터 조정이 있습니다. 최대량에는 또한 고도와 피치를 위한 진동 차단기가 있습니다. 일부는 기계적 피드백 시스템을 사용하여 진동을 감지하고 반대합니다. 일반적으로 피드백 시스템은 질량을”안정적인 참조”로 사용하고 질량으로부터의 연결은 진동에 대응하기 위해 로터의 공격 각도를 조정하기 위해 플랩을 작동시킵니다. 진동의 측정이 어렵 기 때문에 부분적으로 조정이 어렵습니다. 가장 일반적인 조정 측정 시스템은 스트로보 스코프 플래시 램프를 사용하고 로터 블레이드 밑면에 그려진 표시 또는 컬러 반사경을 관찰하는 것입니다. 전통적인 로우 테크 시스템은 로터 팁에 컬러 분필을 장착하고 린넨 시트를 표시하는 방법을 확인하는 것입니다.
착륙
선박에
헬기 갑판은 선박의 갑판에 헬기 패드입니다,일반적으로 선미에 위치하고 헬리콥터 착륙에 위험 증명할 것 장애물의 항상 분명. 미국 해군에서 그것은 일반적으로 제대로 비행 갑판이라고합니다. 일부 헬기에 대 한 선상 착륙 하지만 착륙 하기 전에 항공기의 바닥에 프로브에 케이블의 부착을 포함 하는 운반 다운 장치를 사용 하 여 지원 됩니다. 갑판에 항공기의 정확한 포지셔닝을 가진 조종사를 원조하는 헬기가 강하하는 때 긴장은 케이블에 유지됩니다;한 번 갑판에 비행 갑판에 항공기를 잠그는 조사에 가까운 광속을 잠그는 갑판에. 이 장치는 왕립 캐나다 해군에 의해 개척되었으며”비트 랩”이라고 불 렸습니다. 미국 이 장치의 해군의 구현은 비아트랩을 기반으로하며,”라스트”시스템(복구 지원,보안 및 트래버스 용)이라고 불리며 램프 시스템의 필수적인 부분입니다.
헬리콥터 비행의 위험
움직이는 모든 차량과 마찬가지로 안전한 정권 밖에서 운전하면 통제력 상실,구조적 손상 또는 사망이 발생할 수 있습니다. 헬리콥터에 대 한 위험은 특히 급성 때문에 그들은 상대적으로 낮은 고도에서 비행 하는,갑자기 이벤트에 반응 하는 약간의 시간. 다음은 몇 가지 잠재적 위험 요소의 목록입니다:
- 후퇴 블레이드 스톨
- 전력으로 정착
- 접지 공명
- 낮은 지 조건
- 높이-속도 다이어그램
의 음영 영역 내에서 작동 이러한 각 조건은 잠재적으로 치명적이며 복구가 불가능할 수 있습니다. 이러한 이유로 좋은 조종은 안전한 비행 체제 내에서 운항하고 모든 비용을 들여 위험한 조건을 피할 것을 요구합니다.
헬리콥터 모델 및 식별
- 템플릿:미국 특허 : “항공기,특히 직접 리프트 양서류 유형의 항공기와 건설 수단과 같은 운영”
- 헬리콥터의 역사(http://centennialofflight.com/history/helicopter.html)
- 중국 비행 상단의 이미지를 포함 하는 페이지(http://www.aerospaceweb.org/design/helicopter/history.shtml)
- 20 세기 초 헬리콥터 개발(http://www.centennialofflight.gov/essay/Rotary/early_20th_century/HE2.htm)
- 헬리콥터 설명(http://www.centennialofflight.gov/essay/Dictionary/helicopter/DI27.htm)
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