¿Quién conoce las características y usos de los globos aerostáticos, helicópteros, dirigibles, aviones de combate y transbordadores espaciales?
Principio de vuelo
La flotabilidad de vuelo de los aviones ordinarios de ala fija proviene de las alas fijadas al fuselaje. Cuando un avión de ala fija vuela hacia adelante, el movimiento relativo entre las alas y el aire crea flotabilidad hacia arriba. La flotabilidad de un helicóptero se deriva del mismo principio; pero las alas de un helicóptero no están fijadas al avión a medida que avanza, sino que giran sobre la máquina; Entonces, la "hélice" de un helicóptero es en realidad un ala giratoria y el nombre correcto es "rotor". Cuando el rotor proporciona flotabilidad, también hace que la aeronave y el rotor giren en direcciones opuestas y deben equilibrarse mediante fuerzas opuestas. La mayoría de los métodos utilizan una pequeña hélice o ventilador en la cola para empujar en la dirección opuesta. Algunos helicópteros nuevos dependen de la cola para expulsar aire y equilibrarlo a través del empuje generado por el efecto Coanda. La ventaja es que se reduce mucho el ruido y se evita la posibilidad de dañar la hélice de cola, mejorando la seguridad de la aeronave. Algunos helicópteros grandes utilizan rotores que giran en diferentes direcciones para compensar las fuerzas de rotación de cada uno sobre el fuselaje.
Historia
El ser humano ha anhelado el vuelo libre desde el principio de los tiempos. Los antiguos mitos e historias hablan del sueño de la humanidad de volar. La forma soñada de volar es volar en el lugar, como un helicóptero moderno, que puede volar libremente, flotar en el cielo y aterrizar a voluntad. Por ejemplo, las alfombras voladoras de los árabes y los carros de los dioses griegos son todos aviones de despegue y aterrizaje vertical. Sin embargo, sólo existen en los cuentos de hadas. El nivel tecnológico en aquella época era demasiado bajo para construir un avión tripulado. Se puede decir que fue el período de fantasía del vuelo humano. Incluso durante el período de la fantasía, todavía se desarrolló la idea básica del helicóptero, que incorpora los principios del helicóptero moderno. Los más valiosos y representativos son el juguete antiguo chino "Bamboo Dragonfly" y el Dada italiano. Pinturas de Finch
Se pueden encontrar registros detallados de libélulas de bambú en la dinastía Jin (265-420 d.C.). Ge Hong escribió Baopuzi. Utiliza la fuerza aerodinámica de la hélice para lograr elevación vertical, lo que demuestra el principio de funcionamiento básico del rotor de un helicóptero moderno. El volumen 9 de la "Concise Encyclopedia Britannica" escribe: "El helicóptero es una de las primeras ideas de la humanidad sobre el vuelo. Durante muchos años, se creyó que Dada propuso por primera vez la idea. Finch, pero ahora todos sabemos que China fabrica juguetes para helicópteros. fue anterior a los europeos en la Edad Media "Este tipo de juguete se introdujo en Europa en el siglo XIV, trayendo consigo la creación de los chinos. Los europeos lo investigaron y desarrollaron como avión. "
George Kelly (1773-1857), el padre de British Airways, una vez hizo varias libélulas de bambú, que eran impulsadas por un mecanismo de relojería y giraban hasta una altura de vuelo de 27 m. Con el desarrollo de la productividad y la civilización humana Con el avance de la historia, la historia del desarrollo de los helicópteros ha entrado en el período de exploración desde el período de fantasía. Después de la Revolución Industrial europea, la industria de la maquinaria creció rápidamente, especialmente el desarrollo de automóviles y barcos a principios de este siglo, y la aviación. Los pioneros prepararon motores y hélices para los aviones mediante un trabajo duro y valiente. Durante este período, aunque trabajó mucho y se esforzó en el desarrollo de helicópteros, el avión de ala fija creado por los hermanos Wright despegó con éxito en 1903. Sin embargo, , debido a la compleja tecnología del helicóptero y al pobre rendimiento del motor, su vuelo exitoso fue menor que el del avión original. El avión llegó con un retraso de más de 30 años.
El comienzo del siglo XX fue un período exploratorio. período para el desarrollo de helicópteros La variedad de modelos experimentales aparecieron uno tras otro, lo que indica que la tecnología aún estaba en la etapa de exploración. Las únicas soluciones que quedan son los tipos de doble rotor en tándem y * * *, que todavía se utilizan en la actualidad. El esquema tándem de doble hélice no ha continuado en la familia de los helicópteros, sino que ha sido heredado y desarrollado en aviones de despegue y aterrizaje vertical con rotor basculante y alas.
El ruso Yuliyev encontró otro atajo y propuso. un plan de diseño para utilizar un rotor de cola para equilibrar el momento de reacción del rotor, y en 1912 construyó un avión de prueba. Este helicóptero de un solo rotor con rotor de cola se convirtió en el primero en ser popular hasta el momento, representando más del 95%. del total de helicópteros del mundo
Después de una ardua exploración a principios del siglo XX, se ha acumulado una valiosa experiencia para el desarrollo de helicópteros y se han logrado avances significativos.
Varios aviones de prueba han logrado despegues verticales cortos y vuelos de corta distancia, pero aún queda un largo camino por recorrer.
Con el desarrollo de la industria aeronáutica, el rendimiento de los motores de avión ha mejorado rápidamente, lo que proporciona condiciones importantes para el éxito de los helicópteros. El primer avance en la tecnología de rotores se atribuye al español Ciervao. Para crear un avión "sin pérdida" y resolver los problemas de seguridad de los aviones de ala fija, inventó el autogiro sustituyendo las alas por un rotor autorrotante. La exitosa aplicación y desarrollo de la tecnología de rotores en helicópteros proporcionó otra condición importante para el nacimiento de los helicópteros.
En agosto de 1907, el francés Paul? Kearney desarrolló un helicóptero tripulado de tamaño completo y el vuelo de prueba fue exitoso del 16 de junio al 13 de octubre del mismo año. Este helicóptero se llama "el primer helicóptero de la humanidad". En 1938, la joven alemana Hanna Reich pilotó un helicóptero de dos rotores y realizó una exhibición de vuelo perfecta en el estadio de Berlín. Este helicóptero es considerado por la industria de helicópteros como el primer helicóptero exitoso del mundo. En 1936, la compañía alemana Fokker hizo una demostración pública de su helicóptero FW-61 después de realizar muchas mejoras a los primeros helicópteros. Un año después, este helicóptero estableció múltiples récords mundiales.
En la primavera de 1939, ¿Igor en Estados Unidos? Sikorsky completó todo el trabajo de diseño del helicóptero VS-300 y construyó el prototipo ese verano. Esta configuración de helicóptero de un solo rotor con rotor de cola se ha convertido en la configuración de helicóptero más común en la actualidad.
En la década de 1940, la compañía estadounidense Walter Sikorsky desarrolló un helicóptero ligero biplaza R-4. Es el primer helicóptero producido en masa en el mundo y el primer helicóptero militar utilizado por la Fuerza Aérea del Ejército, la Armada, la Guardia Costera, la Fuerza Aérea Británica y la Armada de los EE. UU. Los números de empresa de esta máquina son VS-316 y VS-316A. La designación de la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU. es R-4, y la designación de la Armada y la Guardia Costera de los EE. UU. es HNS-1. La Fuerza Aérea Británica lo llamó "Hoverfly 1" (Hoverfly 1) y la Armada británica lo llamó "Gadfly".
A finales de la década de 1930, Francia, Alemania, Estados Unidos y la Unión Soviética habían probado con éxito helicópteros y rápidamente los habían mejorado hasta niveles prácticos. Las necesidades militares de la Segunda Guerra Mundial aceleraron este proceso, lo que impulsó que el desarrollo de helicópteros pasara de la etapa exploratoria a la etapa práctica, y los helicópteros comenzaron a incorporarse a las líneas de producción. Al final de la Segunda Guerra Mundial, las fábricas alemanas habían producido más de 30 helicópteros y Estados Unidos había entregado más de 400 helicópteros R5 y R6.
En la segunda mitad del siglo XX, los helicópteros entraron en un período de aviación práctica. Los campos de aplicación de los helicópteros continuaron expandiéndose y su número aumentó rápidamente. Hasta ahora, decenas de miles de helicópteros han prestado servicio a diversos sectores de la economía nacional y del ámbito militar. Hasta el día de hoy, después de más de 100 años de incansables esfuerzos, la tecnología de los helicópteros ha seguido logrando avances, mejorando la eficiencia de las aplicaciones y el rendimiento del vuelo, haciéndola más adecuada para la expansión de usos, y la tecnología ha madurado gradualmente.
En la década de 1990, el desarrollo de los helicópteros entró en una nueva etapa y aparecieron helicópteros de reconocimiento armados con diseños sigilosos que integraban visión, acústica, infrarrojos y radar. Los modelos típicos incluyen: RAH-66 y S-92 de fabricación estadounidense, Tiger de cooperación internacional, NH90 y EH101, etc. Estos nuevos helicópteros también se conocen como helicópteros de cuarta generación. Durante este período, el helicóptero adoptó sistemas avanzados de control digital y sistemas automáticos de monitorización del motor, que se integraron con el sistema de gestión informático de a bordo. Sus características importantes son el uso de dispositivos avanzados de estabilización y control, el uso de télex y control de iluminación en lugar de los sistemas de control convencionales y el uso de equipos electrónicos altamente integrados. Tecnología informática, tecnología de la información y tecnología inteligente. Al mismo tiempo, los equipos electrónicos de los helicópteros se están desarrollando en una dirección altamente integrada. La navegación inercial con correas avanzadas, el equipo de navegación por satélite y la tecnología de navegación integrada, los equipos avanzados de comunicación, identificación y transmisión de información, los equipos avanzados de control de incendios, como la identificación de objetivos, la puntería y el lanzamiento de armas, y los equipos avanzados de contramedidas electrónicas, utilizan tecnología de transmisión de información y fusión de datos del bus. se está desarrollando en la dirección de la fusión de sensores. Los sistemas electrónicos de a bordo, control de incendios y control de vuelo están conectados a través de un bus de datos digitales redundante para lograr el intercambio de información. Adopte tecnología de visualización integrada multifuncional. Se utiliza una pequeña cantidad de pantallas multifunción para reemplazar una gran cantidad de instrumentos individuales, y la información de vuelo del helicóptero se muestra a través del control del teclado. La computadora central integra información como comunicaciones, navegación, control de vuelo, identificación de amigos o enemigos, contramedidas electrónicas, monitoreo del sistema y control de disparos de armas. El uso de este avanzado equipo electrónico integrado simplifica enormemente el diseño de la cabina del helicóptero y del panel de instrumentos, simplifica los componentes del sistema y reduce considerablemente el peso.
Más importante aún, reduce en gran medida la carga de trabajo del piloto y mejora la calidad y el rendimiento del helicóptero.
Clasificación
Helicóptero monorotor de rotor de cola
El tipo de helicóptero más común, el rotor horizontal es el encargado de proporcionar la sustentación de la aeronave, y la pequeña hélice vertical en la cola es responsable de contrarrestar la fuerza de reacción del rotor. Modelos representativos: helicóptero de transporte Mi-26 desarrollado por la Oficina de Diseño Miri de la Unión Soviética y helicóptero armado AH-64 desarrollado por la empresa estadounidense McDonnell Douglas.
Helicóptero monorrotor sin cola
El rotor horizontal se encarga de proporcionar sustentación y empuje de cola al avión, y utiliza el empuje generado por el efecto Coanda para compensar la fuerza de reacción del rotor. Modelo representativo: helicóptero MH-6 producido por McDonnell Douglas.
Helicóptero de doble rotor
Tipo tándem
Los dos rotores están dispuestos longitudinalmente delante y detrás, con sentidos de rotación opuestos. Esto es más común en transportes grandes. helicópteros. Modelo representativo: Helicóptero de transporte CH-47 Chinook fabricado por la compañía Boeing de Estados Unidos.
* * *Tipo de eje
Sobre un mismo eje se disponen dos rotores arriba y abajo, sin rotor de cola. La ventaja es una buena estabilidad, pero la tecnología es compleja, por lo que es poco común. Modelo representativo: helicóptero armado Ka-50 desarrollado por la Oficina de Diseño Soviética Kamov.
Helicóptero de rotor lateral
También conocido como helicóptero de rotor basculante, es un helicóptero de tecnología híbrida que combina las características de los aviones de ala fija y los helicópteros. Al despegar utilizamos rotores gemelos horizontales. Durante el vuelo, los rotores giran 90 grados hacia adelante para convertirse en dos hélices reales, volando según el modo de los aviones ordinarios de ala fija. La ventaja de este método es que puede reducir la resistencia al vuelo y aumentar la velocidad de vuelo, que puede alcanzar un máximo de más de 600 km/h. También puede ahorrar combustible y mejorar la autonomía. La desventaja es que la estructura es compleja y la tasa de fallas es alta, lo cual es extremadamente raro. Modelo representativo: helicóptero de transporte V-22 fabricado conjuntamente por Bell Company y Boeing Company en Estados Unidos.
WMJ 007 completado.
(Una breve historia del desarrollo de los helicópteros
La libélula de bambú de China
La libélula de bambú de China y los italianos. El boceto del helicóptero de Finch sirvió de base para la invención de helicópteros modernos Inspiración, que señala la dirección correcta del pensamiento. Se les reconoce como el punto de partida de la historia del desarrollo de los helicópteros.
La libélula de bambú, también conocida como el caracol volador, es un extraño invento de nuestro tiempo. ancestros Las libélulas de bambú existen desde el año 400 a. C. Otra estimación conservadora es que este tipo de juguete popular llamado libélula de bambú se ha transmitido hasta el día de hoy.
Aunque los helicópteros modernos son mejores que el bambú. Miles de veces más complicado, pero su principio de vuelo es similar al de la libélula de bambú. El rotor de un helicóptero moderno es como la pala de la libélula de bambú y el motor que impulsa el rotor es como la mano de la libélula de bambú. Las palas son romas en la parte delantera y puntiagudas en la parte posterior. La superficie superior es relativamente redondeada y la superficie inferior es relativamente recta. Cuando el flujo de aire pasa a través de la superficie superior del arco, la velocidad es rápida y la presión es baja; el flujo de aire pasa a través de la superficie inferior plana, la velocidad del flujo es más lenta y la presión es mayor. Se forma una diferencia de presión entre la superficie superior y la superficie inferior, y se genera una elevación hacia arriba cuando la elevación es mayor que su propio peso. , la libélula de bambú volará por la misma razón que la libélula de bambú p>La "Enciclopedia Británica" registra que este "helicóptero de juguete" llamado "giro chino" fue construido a mediados del siglo XV, es decir, antes de Leonardo da. Vinci dibujó el diseño del helicóptero con rotores de hélice y fue introducido en Europa.
El volumen 9 de la "Concise Encyclopedia Britannica" escribe: "El helicóptero es una de las primeras ideas de la humanidad sobre el vuelo. Durante muchos años, la gente lo ha estudiado. He creído que Dada fue el primero en proponer esta idea, pero ahora todos sabemos que China fabricaba juguetes de helicópteros antes que los europeos en la Edad Media."
Una pintura de Leonardo da Vinci en Italia
< El italiano Leonardo da Vinci En 1483 propuso la idea de un helicóptero y dibujó un boceto. A finales del siglo XIX se descubrió en el Museo un dibujo imaginario de un helicóptero dibujado por Leonardo da Vinci. Biblioteca de Milán, Italia Una enorme espiral, hecha de lino almidonado, parecía un tornillo gigante. Estaba impulsado por resortes y cuando alcanzaba cierta velocidad, elevaba la carrocería en el aire. Los occidentales dicen que este es el primer plano de diseño de un helicóptero.El primer helicóptero de la humanidad
En agosto de 1907, ¿el francés Paul? Kearney desarrolló un helicóptero tripulado de tamaño completo y el vuelo de prueba fue exitoso del 16 de junio al 13 de octubre del mismo año. Este helicóptero se llama "el primer helicóptero de la humanidad". Este helicóptero llamado "Flying Bike" no sólo se basó en su propia potencia para elevarse 0,3 metros del suelo, sino que también voló verticalmente durante 20 segundos, logrando un vuelo libre.
Pablo. El helicóptero desarrollado por Kearney tiene dos rotores. La estructura principal es un tubo de acero en forma de V. El fuselaje está compuesto por un tubo de acero en forma de V y seis piezas en forma de estrella. Está reforzado con cables de acero para aumentar la rigidez. estructura del marco. El motor Antainette de 24 caballos de fuerza y el asiento del operador están montados en el centro del bastidor en forma de V. El fuselaje mide 6,20 metros de largo y pesa 260 kilogramos. En ambos extremos del marco en forma de V están montados un par de rotores de 6 metros de diámetro, cada uno con dos palas.
El primer helicóptero del mundo que prueba con éxito el vuelo.
En 1938, una niña alemana llamada Hannah Reich realizó un vuelo perfecto en un helicóptero de dos rotores en el Estadio de Berlín. La industria de los helicópteros considera que este helicóptero es el primer helicóptero exitoso del mundo.
En 1936, la compañía alemana Fokker demostró públicamente su helicóptero FW-61 después de realizar muchas mejoras a los primeros helicópteros. Un año después, este helicóptero estableció múltiples récords mundiales. Se trata de un gran helicóptero tándem de dos rotores con un fuselaje similar al de un avión de ala fija, pero sin alas fijas. Sus dos rotores están sostenidos en la parte superior derecha y superior izquierda por dos conjuntos de marcos de metal gruesos, y los dos rotores están instalados horizontalmente en la parte superior del soporte. Las palas tienen una forma en planta afilada y están conectadas al cubo a través de bisagras batientes y bisagras de arrastre. El basculante automático se utiliza para inclinar el plano de rotación del rotor para el control longitudinal, y el control de guiñada se logra inclinando los dos rotores en diferentes direcciones. El paso general de las palas del rotor es fijo y la tensión del rotor varía cambiando la velocidad del rotor. Utilice timón y estabilizador horizontal para aumentar la estabilidad. El cubo del rotor FW61 está equipado con un dispositivo de paso periódico, que puede cambiar el paso de las palas durante la rotación del rotor. También hay una palanca de control de paso que puede cambiar la inclinación de la superficie del rotor para controlar la dirección del vuelo. El FW61 garantiza su vuelo maniobrable a través de este conjunto de joysticks y dispositivos de cambio de tono periódico. El diámetro del rotor del avión es de 7 metros. La unidad de potencia es un motor de pistón con una potencia de 140 caballos de fuerza. Este es el primer helicóptero maniobrable del mundo. El avión tiene una velocidad de 100 a 120 km, un alcance de 200 km y un peso de despegue de 953 kg.
El primer helicóptero práctico
En la primavera de 1939, el estadounidense Igor? Sikorsky completó todo el trabajo de diseño del helicóptero VS-300 y construyó el prototipo ese verano. Este es un helicóptero de un solo rotor con rotor de cola. Equipado con un rotor de tres palas y un rotor de cola de dos palas con un diámetro de 8,5 metros. Su cuerpo es una estructura de tubos de acero soldados y el dispositivo de transmisión consta de correas trapezoidales y engranajes. El tren de aterrizaje es del tipo trasero de tres puntos y la cabina está completamente abierta. La central eléctrica es un motor de cuatro cilindros y 75 caballos de fuerza refrigerado por aire. Esta configuración de helicóptero de un solo rotor con rotor de cola se ha convertido en la configuración de helicóptero más común en la actualidad.
Desde el primer vuelo atado, Sikorsky ha seguido mejorando el VS-300 y ha aumentado gradualmente la potencia del motor. 1940 El 13 de mayo, el VS-300 realizó su primer vuelo libre con un motor Franklin de 90 caballos de fuerza instalado.
El primer helicóptero del mundo puesto en producción en masa.
El R-4 es un helicóptero ligero biplaza desarrollado por la compañía estadounidense Walter Sikorsky en los años 40. Es el primer helicóptero producido en masa en el mundo y el primer helicóptero militar utilizado por la Aviación del Ejército, la Armada, la Guardia Costera, la Fuerza Aérea Británica y la Armada de los EE. UU.
Los números de empresa de esta máquina son VS-316 y VS-316A. La designación de la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU. es R-4, y la designación de la Armada y la Guardia Costera de los EE. UU. es HNS-1. La Fuerza Aérea Británica lo llamó "Hoverfly 1" (Hoverfly 1) y la Armada británica lo llamó "Gadfly".
Los primeros helicópteros con motor de pistón y hélice de madera
El período comprendido entre los años 40 y mediados de los 50 fue la primera etapa en el desarrollo de helicópteros prácticos. Los modelos de aviones típicos durante este período incluyen: el S-51 estadounidense, el S-55/H-19, el Bell 47 soviético y el Ka-18 británico, el HC-2 checo, etc.
Los helicópteros de este período pueden denominarse helicópteros de primera generación.
El Bell 47 es un helicóptero ligero monomotor desarrollado por la estadounidense Bell Helicopter Company. El trabajo de desarrollo comenzó en 1941 y el Bell 30 experimental comenzó en 1943. Renombrado Bell 47 en 1945 y obtenido el certificado de aeronavegabilidad de la CAA el 8 de marzo de 2006. El avión tiene un rotor de balancín, un diseño de rotor único y rotor de cola, y dos palas. Hay una barra estabilizadora debajo del rotor en ángulo recto con las palas. Los tornos automáticos comunes pueden operar con paso total y cambios de paso periódicos. Rotor de cola totalmente metálico con dos palas en la parte trasera del brazo de cola.
El Ka-18 es un helicóptero ligero polivalente monomotor y birrotor diseñado por la Oficina de Diseño Soviética Kamov. Voló por primera vez a mediados de 1957 y poco después entró en producción en masa. Utiliza dos pares de rotores de flujo axial de 3 palas con direcciones de rotación opuestas y las palas están hechas de madera. Se instaló 1 motor de pistones radiales de nueve cilindros, 275 caballos de fuerza. El fuselaje es de estructura de tubos de acero soldados, revestimiento de metal ligero y pluma de cola monocasco. La cabina tiene capacidad para 1 piloto y 3 pasajeros. Se utiliza un tren de aterrizaje de cuatro ruedas y las ruedas del tren de aterrizaje delantero pueden girar libremente.
El helicóptero en esta etapa tiene las siguientes características: la fuente de energía es un motor de pistón de pequeña potencia, baja potencia específica (alrededor de 1,3 kW/kg) y bajo volumen específico (alrededor de 247,5 kg/m3). . Las palas de los rotores con estructuras de madera o híbridas acero-madera tienen una vida útil más corta, unas 600 horas de vuelo. El perfil aerodinámico de la pala es simétrico, la punta de la pala es rectangular y la eficiencia aerodinámica es baja. La relación elevación-resistencia del rotor es de aproximadamente 6,8 y la eficiencia del rotor suele ser de 0,6. La estructura de la carrocería adopta un tipo de bastidor totalmente metálico y el peso en vacío representa una gran proporción del peso total, aproximadamente 0,65. No hay equipo de navegación necesario, solo instrumentos de vuelo visuales de función única y el equipo de comunicación es un equipo de tubo electrónico. El rendimiento dinámico es deficiente, la velocidad máxima de vuelo es baja (unos 200 km/h), el nivel de vibración es de aproximadamente 0,25 g, el nivel de ruido es de aproximadamente 110 dB y el confort de marcha es deficiente.
Helicóptero con motor de eje de turbina y palas metálicas
El período comprendido entre mediados de los años cincuenta y finales de los sesenta fue la segunda etapa del desarrollo de los helicópteros prácticos. Los modelos típicos en esta etapa incluyen: American S-61, Bell 209/AH-1, Bell 204/UH-1, Mi-6, Mi-8, Mi-24 soviéticos, SA321 "Super Hornet" francés. Durante este período comenzaron a aparecer helicópteros armados especiales, como AH-1, Mi-24, etc. Estos helicópteros se denominan helicópteros de segunda generación.
Los helicópteros en esta etapa tienen las siguientes características: La fuente de energía pasa a utilizar el motor turboeje de primera generación. Los motores de turboeje producen mucha más potencia que los motores de pistón, lo que mejora enormemente el rendimiento del helicóptero. El motor turboeje de primera generación tiene una potencia específica de aproximadamente 3,62 kW/kg y un volumen específico de aproximadamente 294,9 kW/m3. Las palas de los rotores de los helicópteros han evolucionado desde estructuras híbridas de madera y acero-madera hasta palas totalmente metálicas, con una vida útil de 1.200 horas de vuelo. La forma de la hoja es asimétrica, la punta de la hoja simplemente se afila y se barre hacia atrás, y se mejora la eficiencia aerodinámica. La relación elevación-resistencia del rotor alcanza 7,3 y la eficiencia del rotor aumenta a 0,6. La estructura de la carrocería es una estructura totalmente metálica de paredes delgadas y la relación entre el peso vacío y el peso total se reduce a aproximadamente 0,5. Se utilizan trenes de aterrizaje que absorben energía y asientos que absorben los impactos. La forma del fuselaje comenzó a simplificarse para reducir la resistencia aerodinámica. Las cabinas de los helicópteros comenzaron a disponerse en serie, haciendo el fuselaje más estrecho. El rendimiento ha mejorado significativamente, con una velocidad máxima de vuelo que alcanza los 200 ~ 250 km/h, el nivel de vibración se ha reducido a aproximadamente 0,15 g y el nivel de ruido es de 100 dB, lo que mejora el confort de marcha.
Helicópteros de tercera generación
Las décadas de 1970 y 1980 fueron la tercera etapa del desarrollo de helicópteros. Los modelos típicos son los siguientes: American S-70/UH-60 Black Hawk, S-76. AH-64 Apache, Ka-50 y Mi-28 soviéticos, SA365 Dolphin francés y A65438+ italiano.
En esta etapa aparecieron helicópteros civiles especializados. Para llevar a cabo investigaciones en profundidad sobre la aerodinámica de los helicópteros y otras cuestiones, también se diseñaron y fabricaron aviones especiales de investigación para helicópteros (como el S-72 y el Bell 533). Los países compiten para desarrollar helicópteros armados especiales, lo que ha impulsado el desarrollo de la tecnología de helicópteros.
Los helicópteros en esta etapa tienen las siguientes características: el motor turboeje se ha desarrollado a la segunda generación y se cambió a una estructura de turboeje libre, por lo que tiene mejores características de control de velocidad y rendimiento de arranque mejorado, pero el rendimiento de aceleración No es tan bueno como la estructura de eje fijo. Se reduce el peso y el tamaño del motor y se mejora su vida útil y fiabilidad. El consumo de combustible de un motor general es de 0,36 kg/kWh, similar al de un motor de pistón.
Las palas del rotor están fabricadas con materiales compuestos y su vida útil es mucho más larga que la de las palas metálicas, alcanzando unas 3.600 horas. El perfil aerodinámico ya no se toma prestado de los aviones de ala fija, sino que se desarrolló específicamente para helicópteros, es decir, un perfil aerodinámico bidimensional que cambia de curva. Las puntas de las hojas están barridas hacia atrás en forma parabólica. Los cojinetes elastoméricos se utilizan ampliamente en los cubos de las ruedas, algunos de los cuales son articulados. Se ha aplicado al rotor de cola un rotor de cola con conductos eficiente y seguro. La relación de elevación a resistencia del rotor es de aproximadamente 8,5 y la eficiencia del rotor aumenta a aproximadamente 0,7. La subestructura de la carrocería del avión también está hecha de materiales compuestos. La proporción de materiales compuestos con respecto al peso total de la carrocería del avión es normalmente de aproximadamente el 10%, y la proporción del peso en vacío con respecto al peso total del helicóptero es generalmente del 0,5. Para los helicópteros militares, especialmente los helicópteros armados, existen requisitos de resistencia a las balas y a los choques. El ejército estadounidense propuso MIL-STD-1290, que se ha convertido en el estándar de diseño para helicópteros militares. Para cumplir con estos estándares, los helicópteros militares incorporan protección blindada para la tripulación y sistemas de combustible, asientos y trenes de aterrizaje resistentes a choques especialmente diseñados. Los sistemas electrónicos se han desarrollado hasta convertirse en tipos semiintegrados. Los helicópteros utilizan equipos de comunicación de circuitos integrados a gran escala, equipos de navegación autónomos integrados, instrumentos integrados, mecanismos de control híbridos electrónicos y mecánicos, etc. Los equipos electrónicos del barco están conectados mediante un bus de datos digitales bidireccional a través del cual se puede enviar y recibir información. El helicóptero adopta un diseño híbrido de cabina parcialmente integrada. El uso de sistemas de visión nocturna de primera generación permitió a los helicópteros volar de noche. Este avanzado equipo electrónico semiintegrado aumenta significativamente el alcance de comunicación, el alcance de navegación y la precisión del helicóptero, reduce el número de instrumentos, facilita la carga de trabajo del piloto y permite al helicóptero volar en tierra y en condiciones meteorológicas/nocturnas adversas, mejorando así la Rendimiento general del helicóptero. El rendimiento dinámico mejora significativamente. La relación de elevación y resistencia del helicóptero alcanza 5,4, el nivel de vibración de todo el avión es de aproximadamente 0,1 g, el nivel de ruido es inferior a 95 dB y la velocidad máxima de vuelo alcanza los 300 km/h.
Helicópteros modernos
En la década de 1990 La década de 1990 fue la cuarta etapa del desarrollo de los helicópteros. Aparecieron los helicópteros de reconocimiento armado con diseños sigilosos que integraban visión, acústica, infrarrojos y radar. Los modelos típicos incluyen: American RAH-66 y S-92, cooperación internacional "Tiger", NH90 y EH101, etc. , conocido como el helicóptero de cuarta generación.
Los helicópteros en esta etapa tienen las siguientes características: Utilizan motores turboeje de tercera generación. Aunque este tipo de motor todavía utiliza una estructura de turbina libre, adopta el avanzado sistema de control digital y el sistema de monitoreo automático del motor, y está integrado con el sistema de gestión por computadora a bordo, que tiene importantes avances tecnológicos y características integrales. El consumo de combustible del motor turboeje de tercera generación es de sólo 0,28 kg/kWh, inferior al del motor de pistón. Sus motores representativos incluyen T800, RTM322 y RTM390. Las palas están hechas de materiales compuestos avanzados, como fibra de carbono y Kevlar, y tienen una vida útil ilimitada. Hay muchas formas nuevas de puntas de pala, entre las cuales son más prominentes las puntas de pala BERP con barrido parabólico hacia atrás y hacia adelante. La característica común de estas nuevas palas es que pueden debilitar el efecto de compresibilidad de la pala, mejorar la distribución de la carga aerodinámica de la pala, reducir la vibración y el ruido del rotor y mejorar la eficiencia aerodinámica del rotor. Los bujes sin cojinetes flexibles con bolas se utilizan ampliamente. Las piezas de conexión del casco del buje y de las palas están fabricadas en materiales compuestos, lo que hace que la estructura sea más compacta y reduce considerablemente el peso y la resistencia. La relación elevación-resistencia del rotor alcanza 10,5 y la eficiencia del rotor es 0,8. Esta etapa utiliza un sistema antitorque sin cola, que tiene las ventajas de buenas características de respuesta de control, pequeña vibración y bajo ruido. No requiere un eje de transmisión de cola ni reducción de cola, lo que reduce en gran medida la cantidad de piezas y, por lo tanto, mejora la capacidad de mantenimiento. Los compuestos se utilizan más que nunca en helicópteros. Los helicópteros comenzaron a utilizar materiales compuestos para sus estructuras principales y la proporción de aplicación de materiales compuestos ha aumentado considerablemente, representando generalmente del 30 al 50% del peso de la estructura del fuselaje. La relación peso en vacío/peso bruto de los helicópteros civiles durante este período fue de aproximadamente 0,37. Electrónica altamente integrada. Se han aplicado a los helicópteros tecnología informática, tecnología de la información y tecnología inteligente, y el equipo electrónico de los helicópteros se está desarrollando en una dirección altamente integrada. Durante este período, el helicóptero adoptó dispositivos avanzados de estabilización y control, reemplazó el sistema de control convencional con controles de transmisión óptica y de vuelo por cable, adoptó navegación inercial avanzada con correa, equipo de navegación por satélite y tecnología de navegación integrada, comunicación avanzada, identificación y transmisión de información. Los equipos, los equipos avanzados de control de incendios, como el reconocimiento de objetivos, la puntería y el lanzamiento de armas, y los equipos de contramedidas electrónicas avanzadas adoptan tecnología de transmisión de información y fusión de datos por bus y se están desarrollando en la dirección de la fusión de sensores. Los sistemas electrónicos de a bordo, control de incendios y control de vuelo están conectados a través de un bus de datos digitales redundante para lograr el intercambio de información. Adopte tecnología de visualización integrada multifuncional.
Se utiliza una pequeña cantidad de pantallas multifunción para reemplazar una gran cantidad de instrumentos individuales, y la información de vuelo del helicóptero se muestra a través del control del teclado. La computadora central integra comunicación, navegación, control de vuelo, identificación de amigos o enemigos, contramedidas electrónicas, monitoreo de sistemas, control de fuego de armas y otra información. El uso de este avanzado equipo electrónico integrado simplifica enormemente el diseño de la cabina del helicóptero y del panel de instrumentos, simplifica los componentes del sistema y reduce considerablemente el peso. Más importante aún, reduce en gran medida la carga de trabajo del piloto y mejora la calidad y el rendimiento del helicóptero. La relación elevación-resistencia de todo el avión alcanza 6,6, el nivel de vibración se reduce a 0,05 g, el nivel de ruido es inferior a 90 dB y la velocidad máxima puede alcanzar los 350 km/h.
(2)
Principio de vuelo del helicóptero
El helicóptero tiene una hélice grande en la cabeza y una hélice pequeña en la cola. Se utilizan hélices pequeñas para contrarrestar la fuerza de reacción producida por hélices más grandes. Los motores de helicóptero impulsan rotores que proporcionan sustentación y elevan el helicóptero en el aire. El rotor también puede hacer que el helicóptero se incline y cambie de dirección. La velocidad de la hélice afecta la sustentación del helicóptero, por lo que el helicóptero puede despegar y aterrizar verticalmente.
La invención del helicóptero
En 1939, la estadounidense Sickles inventó el primer helicóptero. La forma del cuerpo no es muy diferente a la actual y los diseñadores todavía la adoptan.
Uso de Helicópteros
Los helicópteros son muy utilizados porque tienen muchas ventajas que otras aeronaves no pueden o no pueden lograr. Los helicópteros pueden despegar y aterrizar verticalmente sin necesidad de grandes aeropuertos. Se utilizan principalmente en diversos sectores de la economía nacional, como turismo y turismo, rescate contra incendios, primeros auxilios marítimos, lucha contra el contrabando y el tráfico de drogas, extinción de incendios y transporte comercial. , asistencia médica, comunicaciones, fumigación con pesticidas para eliminar plagas, exploración de recursos, etc. La flota mundial de helicópteros está creciendo gradualmente.
Referencia:
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Entrevistado: wmj 007-Comandante del Regimiento de Guardia, Nivel 13 12-18 21:08.
Porque si el helicóptero solo tiene una hélice grande, el fuselaje girará en función del impulso, por lo que el helicóptero debe tener un dispositivo que pueda detener la rotación del fuselaje. Al mismo tiempo, para evitar que el rotor de cola golpee el rotor, se debe alargar el fuselaje del helicóptero, de modo que el helicóptero tenga una cola larga como la de una libélula. Cuarto, análisis de patrones energéticos. Según...
Referencia:
Búsqueda en helicóptero Baidu
Encuestado: Sr. Dae Jang Geum - Nivel de libertad condicional 12-21 16:49.
Respuesta a la revisión: Su respuesta a la revisión es la siguiente: Las reglas de puntos están cerradas.
Porque si el helicóptero solo tiene una hélice grande, el fuselaje girará en función del impulso, por lo que el helicóptero debe tener un dispositivo que pueda detener la rotación del fuselaje. Al mismo tiempo, para evitar que el rotor de cola golpee el rotor, se debe alargar el fuselaje del helicóptero, de modo que el helicóptero tenga una cola larga como la de una libélula. Cuarto, análisis de patrones energéticos. Según...
Respuesta dentro de 10.000 palabras.