انواع بالگردها

د) بالگردهای با طراحی Tip jet: این مدل از بالگردها فاقد هرگونه مکانیسمی برای خنثی کردن گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی میباشند زیرا مکانیسم چرخش ملخ اصلی در این بالگردها به گونه ای طراحی شده است که بر اثر چرخش آن هیچ نیروی گشتاوری تولید نمیشود که نیاز باشد که مکانیسمی برای خنثی سازی آن در نظر بگیریم. مکانیسم گردش ملخ اصلی در این مدل بالگردها اینطور میباشد که در انتهای پره های ملخ اصلی، یک موتور جت قرار دارد که نیروی لازم برای چرخیدن پره های ملخ را فراهم میکنند و از آنجایی که برخلاف سایر بالگردها، در این مدل بالگردها، ملخ اصلی حول محور شفت نمی چرخد، پس هیچ نیروی گشتاوری را تولید نمیکند و نیازی به خنثی کردن آن نیست.

بالگرد Hiiler hoe1 و Hiller YH-32 Hornet نمونه ای از بالگردهای تیپ جت

2- بالگردهای دارای بیش از یک ملخ اصلی: این بالگردها طیف وسیعی از بالگردها را شامل میشوند که مشخصه مشترک همه آنها این است که دارای بیش از یک ملخ اصلی میباشند. یکی از مهمترین تفاوتهای این سری از بالگردها با بالگردهای دارای طراحی متداول این است که، در این بالگردها نیروی گشتاور حاصل از چرخش یکی از ملخها باعث خنثی شدن نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ دیگر شده، پس برای توازن بین این دو نیرو، اندازه، سرعت چرخش و تعداد پره های هر دو ملخ باید برابر باشد در حالیکه در بالگردهای متداول و یا داکتد فن ها، طول و سرعت چرخش و تعداد پره های ملخ دمی میتوانست متفاوت از ملخ اصلی باشد، چوندر بالگردهای متداول و یا داکتد فن ها، نیروی جلوبرنده به سمت طرفین حاصل از چرخش ملخ دمی و نه نیروی گشتاور حاصل از آن، باعث خنثی شدن نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی بود. این سری از بالگردها بسته به اینکه ملخها در چه موقعیتی نسبت به هم قرار گرفته و چه رابطه ای با هم دارند به شش دسته اصلی طبقه بندی میشوند.

آ) بالگردهای دارای دو ملخ اصلی هم محور(co-axial main rotor helicopters) : در این مدل از بالگردها، دو ملخ اصلی بصورت هم مرکز و روی هم قرار گرفته اند و به منظور خنثی شدن نیروی گشتاور ایجاد شده این دو ملخ خلاف جهت هم چرخش میکنند و نیروی گشتاور حاصل از چرخش هر یک از دو ملخ باعث خنثی سازی نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ دیگر میشود. در این مدل از بالگردها معولا هر دو بالگرد در بحث حرکتهای بالگرد ناشی از هدایت بالگرد توسط دسته سایکلیک (در ادمه توضیح داده خواهد شد) نقش ایفا میکنند و در واقع دارای دو صفحه لغزنده (در ادامه توضیح داده خواهد شد) میباشند که باعث پیچیدگی طراحی و ساخت اینگونه بالگردها میشود و یک عیب محسوب میشود. در مقابل اینگونه طراحی دارای مزایایی دارد که عبارتند از:سبک تر شدن و کوچکتر شدن بالگرد: بدلبل عدم نیاز به ملخ دمی در این بالگردها میتوان دم بالگرد را کوتاهتر در نظر گرفت که باعث کم شدن وزن بالگرد و کاهش طول بالگرد میشود.افزایش بازده موتور: در طراحی متداول هنگام انتقال نیرو از موتور توسط شفت به منظور به چرخش درآوردن ملخ دمی، معمولا درصدی از این نیرو به هدر رفته (معمولا 20 درصد) و بازدهی موتور کاهش پیدا میکند در حالیکه در این بالگردها به دلیل عدم نیاز به ملخ دمی این هدر رفت نیرو کاهش پیدا میکند و تمام نیروی تولیدی توسط موتور، صرف حرکت بالگرد میشود.کاهش صدای بالگرد: بخشی از صدای تولید شده در بالگردهای با طراحی متداول مربوط هست به برخورد جریان هوای ایجاد شده توسط ملخ اصلی با ملخ دمی بالگرد. در این مدل از بالگردها به تبع حذف ملخ دمی صدای ایجاد شده کمتر خواهد شد.ایجاد نیروی جلوبرنده یکنواخت تر: در بالگردهای دارای یک ملخ اصلی نیروی جلوبرنده ایجاد شده توسط ملخ اصلی معمولا در یک سمت بالگرد مقداری بیشتر از طرف مقابل است ولی در این بالگردها به دلیل چرخش دو ملخ اصلی در خلاف جهت همدیگر، نیروی جلوبنده ایجاد شده توسط این دو ملخ یکنواخت تر خواهد بد.به دلیل این مزیتها، این مدل طراحی بالگرد مورد توجه شرکتهای سازنده بالگرد قرار دارد و شرکت کاموف روسیه بزگترین به کار گیرنده این مدل طراحی در محصولات خود است.

بالگرد کاموف-50 نمونه ای از بالگردهای دارای طراحی دو ملخ هم محور

ب) بالگردهای داری دو ملخ اصلی پشت سر هم (tandem rotor): این بالگردها درارای دو ملخ اصلی پشت سر هم میباشند، یکی از تفاوتهای این بالگردها با مدل قبلی این هست که این مدل از بالگردها داری یک صفحه لغزنده در ملخ هستند که معمولا در ملخ جلویی واقع شده است و در واقع در این بالگردها ملخ جلویی به عنوان ملخ اصلی میباشد و در تنظیم حرکات بالگرد ناشی از هدایت بالگرد توسط دسته سایکلیک نقش دارد و میتواند با زوایای مختلف در جهات مختلف منحرف شود و ملخ پشتی به عنوان ملخ ضدگشتاور در نظر گرفته میشود، یکی از مهمترین ویژگیهای این مدل از بالگرد ها امکان حمل بارهای خارجی سنگین و بد فرم میباشد زیرا در این مدل از بالگردها ملخها میتواند با سرعتهای متفاوت از هم بچرخند و باعث جابجایی مرکز ثقل بالگرد شوند و باعث حفظ تعادل بالگرد هنگام حمل بار میشوند. عیب این بالگردها سیستم انتقال قدرت پیجیده آنها هست که پروسه طراحی و ساخت بالگرد را مشکل تر و پرهزینه تر میکند.

بالگرد شینوک نمونه ای از بالگردهای دارای طراحی دو ملخ پشت سرهم

ج) بالگردهای با طراحی Tilt Rotor: این مدل از پرنده ها ترکیبی از بالگرد و هواپیما میباشند و به تناسب ماموریتهای محوله میتوانند نقش خود را تعویض کنند. مزیت این مدل از پرنده ها نسبت به بالگردها، سرعت بالاتر آنها هست چون امکان جابجایی محور ملخها این قابلیت را میدهد تا زاویه بین مسیر حرکت و جهت نیروی جلوبرنده تولید شده توسط ملخ به صفر برسد و تمام نیروی تولید شده توسط ملخ صرف حرکت رو به جلو میشود، در حالیکه در بالگردهای دیگر چرخش ملخ در حالت حرکت رو به جلو صرف تولید دو نیروی جلوبرنده و بالابرنده میشود و بازدهی موتور در حرکت رو به جلو کاهش میابد. مزیت این مدل از پرنده های نسبت به هواپیماها دارا بودن قابلیت نشست و برخاست عمودی و عدم نیاز به باند فرودگاه طولانی، قابلیت پرواز ایستا و قابلیت حمل بار خارج (sling) میباشد.

V-22 نمونه ای از تیلت روتورها

د) بالگردهای هیبریدی: این مدل از بالگردها هم مثل مدل قبلی حدوسطی از بالگرد و هواپیما هستند و هنگام حرکت رو به جلو مانند هواپیما عمل میکنند که موجب سرعت بالای آنها در حرکت رو به جلو شده است. معروفترین عضو این خانواده بالگرد یوروکاپتر X-3 میباشد که با حداکثر سرعت 472 کیلومتر بر ساعت رکورددار سرعت در بین بالگردهای جهان میباشد. مشخصه اصلی اینگونه بالگردها سرعت بالای آنها میباشد . تفاوت این بالگردها با مدل قبلی این است که در این مدل از بالگردها، یک ملخ عمودی و دو ملخ افقی ثابت وجود دارد که بنا به موقعیت پرواز، نقش یکی از این دو نسبت به دیگری بیشتر خواهد بود.

بالگرد یوروکاپتر ایکس-3 نمونه ای از بالگردهای هیبرید

و) بالگردهای با طراحی ملخ تداخلی و یا همگام (intermeshing rotor): این بالگردها دارای دو ملخ اصلی میباشند که با انحنا نسبت به هم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند، نام دیگر این مدل بالگردها synchropter میباشد. مزیت این بالگردها نسبت به بالگردهای دارای دو ملخ هم محور، اشغال کمتر فضا و کوچکتر شدن حجم بالگرد است چون ملخها روی هم قرار ندارند ارتفاع بالگرد کاهش میابد و همچنین فاقد ملخ دمی است. در این بالگردها دو ملخ در خلاف جهت همدیگر میچرخند و نیروی گشتاور حاصل از چرخش همدیگر را خنثی میکنند. ایرادی که به این نوع طراحی در مقایسه با طراحی مبتنی بر دو ملخ اصلی هم محور میتوان گرفت این است که در این نوع طراحی بدلیل انحنای محور ملخها نیروی بالابرنده کاهش میابد و بازده موتور کم میشود، البته در یک مقایسه با بالگردهای دارای طراحی متداول این نتیجه حاصل شد که بازدهی طراحی ملخ تداخلی نسبت به بالگردهای دارای طراحی ملخ متداول بیشتر است ولی نسبت به طراحی دو ملخ هم محور کمتر میباشد.یکی از بحث برانگیزترین مبانی به منظور طراحی بالگرد با ملخ تداخلی بحث سرعت چرخش ملخهای آن است بطوریکه که کوچکترین ناهماهنگی در سرعت چرخش هر یک از این دو ملخ باعث برخورد ملخها یا همدیگر شده و بالگرد سقوط خواهد کرد. همانگونه که اشاره شد در سایر بالگردها به منظور گردش بالگرد، معولا سرعت چرخش یک از ملخها نسبت به دیگری تغییر کرده و باعث برهم خوردن توازن بین نیروی گشتاور و ضد گشتاور شده و بالگرد تحت تاثیر یکی از این دو نیرو گردش میکند، ولی در بالگردهای با ملخ تداخلی امکان تغییر در سرعت چرخش ملخها وجود ندارد پس در اینگونه بالگردها باید مکانیسم دیگری به منظور حرکت گردشی بالگرد اندیشیده شود، بدین منظور هنگام نیاز به حرکت گردشی یک از ملخها مقداری به سمت جلو منحرف شده و ملخ دیگر مقداری به سمت عقب منحرف میشود و درنتیجه بالگرد از یک سمت تحت تاثیر نیروی جلوبرنده و از سمت دیگر تحت تاثیر نیروی غقب برنده قرار میگیر و بدون نیاز به حرکت رو به جاو گردش میکن، برای درک بهتر این موضوع یک تانک را در نظر بگیرید که هنگامی که میخواهد بدون حرکت در سرجای خودش گردش کند، شنیهای تانک در خلاف جه هم میچرخند. کوچک بودن بالگرد در عین توان مناسب سبب شده تا برای برخی ماموریتهای خاص مدل ماوریتهای عمرانی و یا امدادرسانی از این بالگردها استفاده شود. مثال بارز این مدل طراحی بالگرد مربوط میشود به یک بالگرد آمریکایی به نام Kaman KMAX که میتواند باری سنگینتر از وزن خالی خود را حمل کند.

بالگرد Kaman kmax نمونه ای از بالگردها با ملخ تداخلی

ه) مولتی کاپترها: به بالگردهایی که دارای بیش از 2 ملخ اصلی هستند مالتی کاپتر گفته میشود، این خانواده از بالگردها دارای سه زیرخانواده اصلی میباشند که عبارتند از: کوادروتور داری 4 ملخ اصلی ، هگزاروتور دارای 6 ملخ اصلی و اوکتاروتور دارای 8 ملخ اصلی میباشند، اینگونه بالگردها که بیشتر در مقیاسهای کوچک و بدون سرنشین و مجهز به موتور الکتریکی میباشند و به منظور فیلمبردای از آنها استفاده میشوند، تعادل بسیار بالا و قابلیت پرواز ایستا باعث شده تا در فیلمبرداری های بخصوصی، کاربرد گسترده ای داشته باشند. اکثر رباتهای پرنده دارای ساختار کوادروتور میباشند. یک نمونه از بالگردهای مولتی کاپتر با نام e-volo ساخت کشور آلمان، دارای 16 ملخ بوده و نخستین مولتی کاپتر سرنشین دار در جهان میباشد. موتورهای الکتریکی این بالگرد موجب بیصدا بودن پرواز شده و همچنین این بالگرد قادر است در شرایطی که 4 موتور آن از کار افتاده است هم پرواز کند.

به ترتیب از راست به چپ کوادروتور، هگزاروتور و اوکتاروتور

مولتی کاپتر e-volo

دسته بندی بالگردها بر اساس وظایف بالگرد:

بالگرد تهاجمی - بالگرد آواکس - بالگرد ناونشین - بالگرد ضدزیردریایی - بالگرد نجات دریایی - بالگرد گشت دریایی - بالگرد مسافربری - بالگرد باربری - بالگرد امداد و نجات - بالگرد آمبولانس - بالگرد خصوصی - بالگرد ویژه - بالگرد آموزشی - بالگرد آتش‌نشانی - بالگرد علمی تحقیقاتی -

بالگردهای بدون سرنشین: بالگردهای بدون سرنشین معولا از دو طراحی متداول و یا دو ملخ اصلی هم محور بهره میبرند و معمولا به منظور کاربردهای فیلمبرداری، شناسایی و جاسوسی استفاده میشوند ولی به تازگی سرمایه گزاریهایی به منظور تولید بالگردهای بدون سرنشین تهاجمی در برخی کشورها صورت گرفته است.