رتبه موضوع:
  • 0 رای - 0 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
همه چیز درباره ی هلیکوپتر
#1
مقدمه:
از زمانی که "دآدالوس" از بال پر و موم مانند ، برای خودش و "ایکاروس" پسرش استفاده کرد ، انسان آرزو داشت که در پرواز در هوا مهارت پیدا کند. در اوایل قرن بیستم ، مخترعان جسور به این واقعیت رنگ واقعیت دادند که حاصل طراحی و ساخت ماشین های پرواز بوده است. هرکسی داستان برادارن "رایت" و پرواز معروف شان در تپه های کیتی هاوت نیویورک را شنیده است ، پس نمی خواهیم بر روی دستاوردهای پرواز با هواپیما و چگونگی پرواز با آن ها در این جا تمرکز کنیم.به جای آن می خواهیم بر روی فردی که کمتر شناخته شده است به نام "ایگور سیکورسکی" ، کسی که چشم انداز هلیکوپتر مدرن را امکان پذیر کرد آشنا شویم. وسیله هوایی بدون بال هایی که می تواند از طریق چرخش پره های بالایی به پرواز عمودی درآید.یک از ویژگی های هلیکوپتر از زمان اختراع خود در دهه ۱۹۳۰مشخص شده نا مربوط بودن این ماشین است. به این اختراع نمی توان به سادگی نگاه کرد که فقط وسیله ای است که بالا و پایین ، جلو وعقب ، راست و چپ پرواز می کند. "هری ریزنر" روزنامه نگار مشهور آمریکایی در گزارشی که در سال ۱۹۷۱ نوشته است.تناقض آشکاری را در مورد استفاده از هیلکوپتر در جنگ ویتنام ارائه داد :هواپیما در ماهیت خود می خواهد پرواز کند اما یک هلیکوپتر نمی خواهد پرواز کند. او خودش را با انواعی از نیروها و کنترل های مخالف یکدیگر نگه می دارد در صورتی که هر گونه اختلالی در این تعادل ظریف رخ دهد پرواز هلیکوپتر متوقف می شده و بلافاصله و به طور فاجعه باری پرواز متوقف می شود."ریزنر" واقعیتی اساسی را درباره هلیکوپترها فاش کرده است که ماشین ها طرح های پیچیده ای دارند و پرواز آن ها به طور فوق العاده ای پیچیده است. خلبان باید به سه بعد فکر کند و باید از دست و پایش به طور مداوم استفاده کند تا هلیکوپتر را در هوا نگه دارد. خلبانی هلیکوپتر نیاز به میزان زیادی آموزش و مهارت دارد در حالی که باید توجه مداومی به دستگاه داشت.برای توجه کامل به این پیچیدگی مطالعه تکامل هلیکوپترها در طی این سال ها می تواند کمک کننده باشد.

چگونه به طور واقعی هلیکوپتر شناور می ماند؟
(تاریخچه هلیکوپتر از پرها تا جهنده)

اعجاز مکانیکی مدرن که ما به عنوان هلیکوپتر می شناسیم به چین بر می گردد که شامل شافت و چوب بوده است که با پرهایی در یک انتها آراسته شده اند. موقعی که فرد چوب را در دستانش قرار می دهد و آن را به طور سریع می چرخاند به طور عمودی می تواند بالا برود. اگر می خواهید امتحان کنید.سرانجام  چندین مخترع تلاش کردند تا قدرت این وسیله چینی را افزایش دهند. در سال ۱۷۵۴ ، یک روسی به نام "میخاییل لومونوسف" روتور کوچکی در طرح بالای چینی ایجاد کرد که از فنری برای بستن استفاده می کرد تا به این  دستگاه قدرت دهد. (روتور هلیکوپتر در ضمن فقط اشاره به یک قسمت دوار با ایرفویل ها دارند).به طور تقریبی ۳۰ سال بعد ، "دلانوی" طبیعت دان مسیحی فرانسوی روتور مشابهی با استفاده از پرهای بوقلمون به دو سر یک محور نصب کرد. رشته دور محور بوده است و با کمان پولادی تنیده شده است تا قدرتی تولید کنند. هنگامی که این تنش آزاد شد تیغه های ضد چرخش بالابر تولید شده است و به طور عمودی این دستگاه حمل می شود.این طرح های اولیه بیشتر اسباب بازی بودند تا اینکه برای حمل و نقل استفاده شوند اما بعضی ذهن های بزرگ در تاریخ علم و مهندسی سخت کار کردند تا پرواز عمودی بالابر را ممکن بسازند تا اینکه انسان به عنوان مسافرانش از آن لذت ببرند. "لئوناردو داوینچی" طرح هایی را استادانه برای چندین ماشین پرواز ایجاد کردند که شامل اسکروی هوایی دوتایی است. این اسباب شامل بال کتانی است که در اطراف یک محور یا اسکرو پیچیده شده است. چهار خلبان روی دستگاه محور با استفاده از عمل پمپاژ عمل می کردند. همانطور که اسکرو می چرخید پس داوینچی تئوری سازی کرد تا ماشین بتواند از سطح زمین بلند شود. آقای "جورج کیلی" ماشین خیالی دیگری را داشت که باربر هوایی است که دو روتور ضد هم حرکت می کردند ، که در یک طرف هواپیما سوارند.او تلاش کرد تا به این وسیله  با استفاده از موتور باروتی قدرت بدهد اما نتایج رضایت بخش نبود. سرانجام موتورها به اندازه کافی تکامل یافتند تا اینکه هلیکوپترها از تئوری به عرصه عمل آیند. "توماس ادیسون" کسی بود که چندین طرح هلیکوپتر را در اوایل دهه ۱۹۰۰ آزمایش کرد و کارآیی آئرودینامیکی بالایی از روتور را نشان داد و قدرتی جدی موتور برای پرواز موفقیت آمیز عمودی مورد نیاز بود. نوآوری های دیگر و اصلاحات طراحی به طور سریعی دنبال شد. اولین نسل هلیکوپترهای موتوری که به عنوان هوپرها شناخته می شوند در بین سال های ۱۹۰۴ تا دهه ۱۹۲۰ ظاهر شدند. مهندسانی که این ماشین ها را ساختند از فرانسه ، بریتانیای کبیر ، روسیه و هلند وارد شدند و اختراعات توانست مسیر را کوتاه سازد تا پرواز بتواند فقط چند ثانیه دوام بیاورد.بعضی از این ماشین ها را خلبان هایی حمل می کنند در حالی که بعضی بدون سرنشین هستند. به طور تقریبی همه آن ها غیر قابل اعتماد بودند و کنترل شان دشوار بود.و در همین حین بود که مردی به نام "ایگور" آمد که سرنوشت ماشین های پرواز را تغییر داد."ایگور سیکورسکی" مهندس هوانوردی روسی تبار اولین ماشین با کیفیتی که ما به عنوان هلیکوپترهای مدرن ارتباط می دهیم ساخت. به طور جالب توجهی ، هلیکوپترهای اولیه سیکورسکی در حدود ۱۹۱۰ با شکست مواجه شدند و تلاش هایش را متوقف کرد و روی هواپیماهایی با بال ثابت تمرکز کرد.
   
پس از مهاجرت به ایالات متحده و آغاز شرکت هوانوردی سیکورسکی در بریج پورت او یکبار دیگر توجه خود را به پرواز عمودی جلب کرد. در سال ۱۹۳۱ سیکورسکی ثبت اختراعی را برای طرح هلیکوپتر با تیپ مدرن روتور منفرد اصلی و روتور دم انجام داد. هشت سال بعد اولین تجسم طرحش (VS300) بود که سیکورسکی را به هوا بلند کرد. (VS300) دارای موتور لایکومینگ ۷۵ اسب بخاری بود که به روتور اصلی با سه پره متصل شده و دارای روتور دم دو پره ای بود. همچنین مکانیسم هایی را فراهم آورد تا پرواز ماشین را کنترل کنند و این امکان را داد تا خلبان بتواند جهت پره ها را تغییر دهد تا بالا رفته و بتواند حرکت جانبی بکند.این اولین هلیکوپتر عملی بود اما هنوز به بعضی اصلاحات نیاز داشت. سیکورسکی به ارتقای کار خویش ادامه داد و در ۶ می ۱۹۴۱ ، هلیکوپتر (VS300 ) رکورد جهانی استقامت را با بالا ماندن برای ۱ ساعت و ۳۲ دقیقه و ۲۶٫۱ ثانیه شکست.مهندسان و نوآوران دیگر به طور سریع این کار را دنبال کردند. چشمگیرترین پیشگامان اولیه هلیکوپتر آرتور یانگ ، فرانک پیاسکی و استنلی هیلر بودند. یانگ توسط شرکت هوایی بل مورد حمایت قرار گرفت و هلیکوپتر بل ۳۰ و سپس بل ۴۷ که اولین هلیکوپتر ثبت شده تجاری است را ایجاد کردند. پیاسکی (PV2) تک صندلی را در سال ۱۹۴۳ طراحی کرد اما برای هلیکوپترهای بزرگ باری که از دو روتور اصلی انرژی می گرفتند شناخته شده اند و هیلر چندین مدل هلیکوپتر را تولید کرد که شامل (UH12) است که عمل آن در کره و ویتنام دیده شد.
ادامه دارد...
پاسخ }}
#2
اناتومی هلیکوپتر:پره میچرخد موتور هم در حال کار است
سیکورسکی و بعضی از هم معاصرانش دقت فنی زیاد را گرد آوردند تا زمینه ای فراهم آوردند تا اینکه پرواز عمودی ایمن ، عملی و قابل اعتماد باشد.
او بر روی شرایط اساسی کار کرد که هر ماشینی برای موفقیت نیاز دارد که شامل این موارد باشد: 
1.موتور مناسب با نسبت قدرت به وزن بالا
2.مکانیسمی برای بی اثر کردن اثر گشتاور روتور
 3.کنترل های مناسبی که این وسیله را می توانست با اعتماد به نفس زیادی هدایت کنند بدون اینکه دچار شکست های مصیبت بار شوند
 4.چارچوب ساختاری سبک وزن
 5.ابزارهایی برای کاهش لرزش
بسیاری از قطعات پایه ای که بر روی هلیکوپتر مدرن دیده شده است نیاز به یک یا بیشتر شرایط اساسی دارند.

در زیر به بعضی از اجزا با جزییات بیشتری نگاهی میکنیم :
   

پره روتور اصلی: پره روتور اصلی کار مشابه همچون بال های هواپیما انجام می دهند که امکان بالابری را فراهم می آورند چون پره ها می چرخند. بلند شدن یکی از نیروهای آئرودینامیک اساسی است که وسیله هوایی را در هوا نگه می دارند. خلبان می تواند بر بلند شدن با تغییر دور روتور در هر ثانیه (rpm) یا زاویه  حمله که اشاره به زاویه بال روتاری دارند در ارتباط با باد جلو رونده هستند اثر بگذارد.

متعادل کننده:میله متعادل کننده بالا قرار گرفته و در سراسر پره روتور اصلی است. وزن و گردش آن لرزش های ناخواسته را در روتور اصلی تعدیل می کند که به ثبات و تعادل وسیله هوایی در همه شرایط پرواز کمک می کند.

دکل روتور:که به عنوان شافت روتور شناخته شده است که دکل انتقال را به مونتاژ روتور متصل می کند. دکل صفحه اسواش بالایی و پره ها را می چرخاند.
   




 


فایل‌های پیوست تصاویر بندانگشتی
   
پاسخ }}
سپاس شده توسط: emad kh ، amin2904 ، maysam ، smaeil_m ، moh_norouzian ، m_ghassemi ، بهمن
#3
هلیکوپتر، ماشين‌های پرنده همه‌كاره‌ای هستند. قابليت‌های هلیکوپتر به خلبان اجازه می دهد تا در آسمان بصورت سه بعدی حركت كند ، كاری كه هواپیماها قادر به انجام آن نيستند. اگر تا بحال سوار هليكوپتر شده باشيد، حتماً از توانایی های شگفت انگيز آن در مانور به وجد آمده‌ايد!
البته كنترل و هدایت یک وسیله در فضای سه بعدي مشكل است و خلبانان هلیکوپتر ها بايد دوره‌های آموزشی زيادی طی كنند تا بتوانند مهارت كافی براي پرواز و هدايت آن را كسب كنند.

مقایسه ی نحوه ی حرکت:
برای درك نحوه كار هلیكوپترها و آشنایی با پیچیدگی های پرواز با آن ، بهتر است ابتدا نحوه حركت هلیكوپتر را با قطار، اتومبیل و هواپیما مقایسه كنیم. حركت قطارها تك‌بعدی است يعنی فقط می توانند روي يك خط (ریل) به جلو و عقب حركت كنند. لكومو تيوران تنها با يك دست و به كمك يك اهرم مي‌تواند قطار را هدایت كند.اتومبیل علاوه بر حركت به جلو و عقب مي‌تواند به سمت چپ و راست نيز حركت كند . بنابراين اتومبيل حركت دوبعدي دارد. راننده با چرخاندن فرمان مي‌توانند اتومبيل را در اين جهت‌ها هدایت كنند.همانطور كه می دانید، هدایت یك هواپیما بسیار مشكل‌تر از هدايت اتومبيل است و خلبانان بايد دوره‌های آموزشي زيادي ببينند تا بتوانند با هواپيما پرواز كنند. هواپيماها در پنج جهت و تنها بسمت جلو می توانند حركت كنند. هواپيماها علاوه بر حركت به جلو و چپ و راست قابليت پرواز به بالا و پائين را هم دارند و اين همان بعد سوم است (حركت سه‌بعدي ). خلبان هواپيما مي‌تواند به كمك يك فرمان و دو پدال (براي به حركت درآوردن دنباله‌ها) هواپیما را هدیت كند.
هلیكوپتر می تواند سه كار ديگری در فضای سه‌بعدی انجام دهد كه هواپیما قادر به انجام آن نیست:
1.هلیكوپتر می تواند به سمت عقب پرواز كند.
 2.هلیكوپتر می تواند در يك نقطه از آسمان ثابت بماند.
3. و می تواند در هر حالتی ( حتی ثابت )، دور خود بچرخد. اين انعطاف‌پذيری بالا در هلیكوپترها باعث شده تا اين وسیله جالب، كاربردهای فراوانی داشته باشد و البته همین خصوصیات، كنترل هلیکوپتر را نسبت به هواپیما مشكل‌تر می سازد.
   

تفاوت هلیکوپتر و هواپیما:
1.هواپيما به واسطه بال هاي ثابت و قدرت تحرك به جلو كه از پروانه يا موتور جت كسب مي شود به پرواز در مي آيد اما هليكوپتر بلند شدن خود را مديون تيغه هاي گردنده افقي بالاي اطاق است .
2.هواپيما براي اينكه در هوا بماند و سقوط نكند بايد هميشه سرعتي رو به جلو داشته باشد  اما هليكوپتر محتاج به اين سرعت نيست و مي تواند در هوا بايستد .
3.هواپيما به نسبت بزرگي خود براي پرواز ميدان بزرگ مي خواهد و مانعي هم نبايد در سر راهش باشد . هليكوپتر محتاج به ميدان پرواز نيست مانعي هم سر راه خود ندارد چون عمودي بلند مي شود .
4.هواپيما هنگام طوفان و خطر و تاريكي هوا ميدان وسيعي لازم دارد و بايد به طبقات بالاتر پرواز كند و احياناً به خطر مي افتد . اما هليكوپتر هنگام خطر پائين تر آمده در زير طبقات ابر و طوفان به حركت خود ادامه مي دهد و در حال خاموشي به سهولت به زمين مي نشيد .
پاسخ }}
سپاس شده توسط: amin2904 ، emad kh ، smaeil_m ، بهمن
#4
هلیکوپتر چگونه پرواز میکند؟
در هواپیما با چرخش ملخ نیروی جلوبر تولید میشود وبا حرکت سریع هواپیما به جلو نیروی بالابر برای به پرواز در آمدن ان تولید میشود,در هلیکوپتر با چرخش افقی بالها حول یک محور ثابت نیروی بالابر تولید میشود.بالهای چرخشی هلیکوپتر باریکتر و کوچکتر از بالهای ثابت هواپیما هستند چون باید به سرعت بچرخند تا نیروی لازم برای بالا رفتن هلیکوپتر را تامین کنند.با چرخش سریع بالها، هلیكوپتر به طرف بالا حركت میكند ولی به خاطر وجود نيروی گشتاور (عكس‌العمل نيروی چرخشی) بدنه هلیكوپتر درخلاف جهت چرخش بالها، دور خود خواهد چرخید. برای غلبه بر نيروی گشتاور، در انتهای بدنه  بالهای چرخشی كوچكی بصورت عمودی تعبیه شده كه با چرخش آن ، نيروی خلاف گشتاور تولید مي‌شود تا هليكوپتر در حالت تعادل در آسمان بماند.
   
داخل كابین یك اهرم كنترل جهت حركت هليكوپتر تعبيه شده كه توسط آن مي‌توان محور بالها را حركت داد. بطوریكه با خم كردن محور بالها بطرف جلو علاوه بر نيروی بالابر، نيروی جلوبر هم تولید خواهد شد و هليكوپتر بطرف جلو پرواز خواهد كردو برعكس با خم كردن محور به طرف عقب، نيروی بالابر و عقب‌بر توليد مي‌شود و هلیکوپتر به اصطلاح دنده عقب حركت خواهد كرد. همچنین با خم كردن اهرم كنترل به طرفين، هليكوپتر هم (حول محور افقي) به طرف چپ يا راست می چرخد.
   
داخل كابین خلبان دو پدال هم وجود دارد كه توسط آنها، زاویه چرخش دنباله عقب هليكوپتر تغییر مي‌كند و باعث كم يا زیاد شدن نيروی غلبه بر گشتاور هلیكوپتر می شود. اگر پدال سمت چپ فشار داده شود، زاويه چرخش تیغه‌های دنباله كم و به‌تبع آن نيروي غلبه بر گشتاور هم كم خواهد شد و هليكوپتر (حول محور عمودي) به طرف چپ خواهد چرخيد. و برعكس اگر پدال سمت راست فشار داده شود، زاويه چرخش تيغه‌هاي دنباله و نيروي غلبه بر گشتاور زياد خواهند شد و هليكوپتر (حول محور عمودي) به طرف راست منحرف خواهد شد. براي كم و زياد كردن ارتفاع هم اهرم تنظيم ارتفاع در سمت چپ صندلي خلبان گذاشته شده است كه با چرخاندن اين اهرم سرعت چرخش بالها كم و زياد خواهد شد. اگر سرعت چرخش بالها زياد شود نيروي بالابر بر نيروي وزن غلبه مي‌كند و هليكوپتر به طرف بالا حركت مي‌كند و اگر سرعت چرخش بالها كم شود، نيروي وزن بر نيروي بالابر غلبه مي‌كند و هليكوپتر به طرف پایين حركت مي‌كند.
   
مهمترین جزء هليكوپتر روی محور اصلی آن قرار دارد. محور بالها از دو صفحه (یكی متحرك و ديگری ثابت) تشكيل شده كه روي هم سوار شده‌اند و بين آنها بلبرینگ قرار دارد. (وجود بلبرینگ باعث كم شدن اصطكاك بهنگام چرخش بين صفحات می شود.) صفحه متحرك توسط میله‌هایی به تیغه‌های بالها متصل شده و با چرخش محور اصلی و بالها، صفحه متحرك هم مي‌چرخد. صفحه ثابت هم توسط ميله‌هايي به اهرم كنترل متصل شده‌اند.
پاسخ }}
سپاس شده توسط: emad kh ، amin2904 ، moh_norouzian ، smaeil_m ، بهمن
#5
اگر خلبان بخواهد به طرف جلو، عقب و يا طرفين (حول محور افقي) تغيير مسير دهد، اهرم كنترلي را به همان جهت خم مي‌كند. در اين حالت يكي از ميله‌هاي متصل به صفحه ثابت (در جهت موردنظر) به طرف بالا مي‌رود و صفحه ثابت و متحرك (محور بالها ) را در همان جهت كج مي كند. چون تيغه هاي بالها به محور وصل هستند ، آنها نيز كج مي شوند تا شكل عبور هوا تغيير يابد و هليكوپتر به همان مسير تغيير جهت دهد.
به طور کلي کنترل اين وسيله بوسيله تغيير زاويه تيغه هاي اصلي آن انجام مي شود به طوريکه براي پرواز به بالا تيغه هاي اصلي را طوري مايل مي كند كه هوا را به طرف پائين مي راند و هليكوپتر را بالا مي برد .
براي پائين آمدن عمودي پروانه ها را طوري مايل مي كند كه هوا را به طرف بالا رانده و هليكوپتر را پائين مي آورد .
براي به جلو راندن هليكوپتر تمام پروانه را قدري به طرف جلو تمايل مي دهد .
هرگاه سرعت پروانه دم هليكوپتر را كم و زياد كنند بدور خود مي چرخد زيرا اين عضو است که باعث سکون هليکوپتر مي شود و اگر اين عضو نبود و فقط تيغه اصلي وجود داشت هليکوپتر به دور خودمي چرخيد.
مايل كردن دستگاه پروانه به طرف راست يا چپ هليكوپتر را به پهلو ، راست و چپ حركت مي دهد .
تركيب سرعت مناسب موتور با زاويه مناسب پروانه ها سبب توقف هليكوپتر در هوا مي شود .

انواع دیگر هلیکوپترها:
بسته به نياز ، هليكوپترهای متنوعی ساخته شده‌اند. بعضی از هليكوپترها  براي حمل تجهیزات نظامی ساخته شده اند.در اين هليكوپترها عوض بال چرخشي عقب ( براي غلبه بر نيروي گشتاور ) ،‌ مجموعه بال ديگري بصورت افقي تعبيه كرده‌اند كه بر خلاف جهت اولي مي‌چرخد و نيروي گشتاور را خنثي مي‌كند. به خاطر وجود دو مجموعه بال چرخشي ، نيروي بالابر زيادي توليد مي‌شود و اين نوع هليكوپترها، قدرت زيادي در حمل و جابجايي نفرات، محموله و خودروها دارند.
   

در شكل زير نوع ديگري از هليكوپترها معروف به عقاب دريايي V-22 را مي‌بينيد. اين وسيله كه تركيبي از هليكوپتر و هواپيماست براي حمل تجهیزات و پاتك های ميان‌برد ساخته شده است.
   
اين هليكوپترها هم از دو مجموعه بال با جهت چرخش متفاوت براي خنثي كردن نيروي گشتاور ساخته شده‌اند. دو محور اصلي اين هليكوپترها به جاي بال هواپيما هم عمل مي‌كنند ،‌ به اين صورت كه ابتدا محورهاي اصلي بصورت عمودي قرار دارند و با چرخش بالها، هليكوپتر بطرف بالا حركت مي‌كند و وقتي سرعت به اندازه كافي رسيد، محورها شروع به چرخش 90 درجه‌اي به جلو مي‌كنند تا هليكوپتر به شكل هواپيما درآيد و با سرعت به طرف جلو حركت كند.
خدماتی که هلیکوپتر انجام میدهد:
علت کاراکترهاي پروازي بي رقيب هليکوپترها، اين وسيله کاربردهاي گسترده اي دارد که از جمله آنها مي توان موارد زير را نام برد:
مسافربري هوائي، حمل پست و كالا هاي بازرگاني .
كمك به پليس هنگام بروز حوادث و کنترل ترافيک و کمک به آتش نشاني براي خاموش کردن آتش.
حمل و نقل و نشر روزنامه و مجله .
نقشه برداري و مساحي از اراضي و باغ ها و ساختمان ها .
خدمات پزشکي در زمان بروز اتفاقات ناگوار.
جابجايي وسايل سنگين وزن مانند سازه هاي ساختماني و راديويي، که به اين نوع هليکوپترها در اصطلاح Aerial cranes گفته مي شود.
مورد استفاده ديگر هليکوپترها در جنگ است همچنين اين ماشين ها در صنعت توريسم نيز استفاده فراواني دارند.

   
این وسیله از قرن ها پيش ايده ال مخترعين و ساير افراد بشر بوده و امروز نه تنها خدمات مختلفي انجام مي دهد بلكه براي حمل و نقل بازرگاني نيز كار برد دارد . هليكوپتر هم در جنگ هم در صلح آينده نقش درخشان تري خواهد داشت و روز به روز بيشتر جاي خود را در ميان وسائل حمل و نقل باز مي كند .
پایان

منبع:http://irartesh.ir/post/701  , http://www.iranway.com/fa/article
پاسخ }}
سپاس شده توسط: amin2904 ، smaeil_m ، emad kh ، بهمن


پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان