انواع بالگردها

دسته بندی براساس مشخصات ملخ: امروزه بالگردها را با توجه به وضعیت ملخ آنها، میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد: 1- بالگردهای داری یک ملخ اصلی 2- بالگردهای داری بیش از یک ملخ اصلی

1- بالگردهای داری یک ملخ اصلی: این بالگردها مجوعه ای از طیف وسیعی از بالگردها میباشند که مشخصه اصلی آنها این میباشد که این بالگردها داری یک ملخ اصلی میباشند که وظیفه ایجاد نیروهای بالابرنده و جلوبرنده و هچنین کنترل حرکات پیچشی بالگرد را بر عهده دارد، این سری از بالگردها برحسب مکانیسمی که به منظور خنثی کردن نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی در آنها به کار رفته است به 4 زیرمجوعه طبقه بندی می شوند که عبارتند از:

آ) بالگردهای با طراحی متداول (conventional tail rotor system): این نوع طراحی بالگرد، در میان تمامی انواع طراحی بالگردها، متداولترین نوع طراحی محسوب میشود و نام دیگر آن، طراحی بالگرد بر پایه ملخ دمی ضدگشتاور میباشد. در این مدل بالگردها به منظور خنثی کردن نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی بالگرد، یک ملخ در ناحیه دم بالگرد بطور عمود بر ملخ اصلی نصب شده است و نیروی جلوبرنده که توسط ملخ دمی ایجاد میشود در خلاف جهت نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی بوده و آن را خنثی میکند. (در ادامه با اصول طراحی این مدل از بالگردها بیشتر آشنا خواهیم شد)

بالگرد 214 با طراحی ملخ دمی متداول

ب) بالگردهای دارای ملخ دمی ducted fan: در این نوع بالگردها ملخ دمی در داخل یک محفظه قرار دارد و ملخ دمی دارای تعداد بیشتری پره میباشد که کوتاه تر ار نوع قبلی هستند و با سرعت بیشتری نسبت به نوع قبلی میچرخند. این نوع طراحی ملخ دمی دو مزیت عمده دارد که عبارتند از: 1- ایمنی بیشتر بدلیل کاهش احتمال برخورد اشیا با پره های ملخ و همچنین کاهش احتمال دررفتگی پره های ملخ دمی، 2- کارایی آیرودینامیکی بهتر بدلیل زیادتر بودن تعداد پره ها. در این این مدل از طراحی بالگرد ، مکانیسم خنثی سازی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی مشابه با ملخهای دمی متداول میباشد.

بالگرد کاموف-60 با طراحی ملخ دمی Ducted fan

ج) بالگردهای با طراحی فاقد ملخ دمی (NOTAR System = No Tail Rotor System): این مدل از بالگردها فاقد ملخ دمی هستند و به طرتحی NOTAR مشهور هستند. در این مدل بالگردها، مکانیسم خاصی برای خنثی سازی نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی در آنها به کار رفته است. در این مدل بالگردها دم بالگرد (tail beam) بصورت توخالی و مجرا مانند طراحی شده است و در ابتدای آن و در قسمت بالایی آن و در نزدیکی ملخ اصلی، یک دریچه وجود دارد تا هوایی را که ملخ اصلی بالگرد رو به پایین حرکت میدهد به داخل مجرای دم هدایت کند و وارد دم شود، در زیر دریچه ورودی هوا، یک فن مکنده قرار دارد تا حجم بالایی از جریان هوا را با فشار زیاد وارد دم بالگرد کند، در کناره سمت راست دم دریچه هایی وجود دارد که موجب میشود که هوایی که از نواحی ابتدایی وارد دم شده است به بیرون از دم بالگرد خارج شود. هنگام خارج شدن هوا از دم بالگرد، این هوا با جریان هوای ناشی از چرخش ملخ اصلی که دور دم را احاطه کرده است برخورد میکند و باعث ایجاد پدیده ای فیزیکی به نام اثر کوآندا (coanda effect) میشود. این اثر موجب آن میشود که نیرویی ناشی از برخورد این دو جریان هوا ایجاد شود که جهت آن موافق جهت چرخش ملخ اصلی بالگرد میباشد و از آنجایی که گشتاور ایجاد شده توسط ملخ اصلی در خلاف جهت حرکت ملخ اصلی هست، پس این دو نیرو در خلاف جهت هم هستند و همدیگر را خنثی میکنند. دلیل ایجاد این نیرو این است که هوای خارج شده از داخل دم به محض خروج از دم بالگرد با جریان هوای ناشی از چرخش ملخ اصلی برخورد میکند و از زیر دم به سمت چپ دم هدایت میشود و در نتیجه فشار هوا در سمت چپ دم بالگرد بیشتر از فشار هوای سمت راست دم میشود و این فشار هوای اضافی سبب ایجاد نیرویی به سمت راست بالگرد میشود و از آنجایی که جهت نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی در ناحیه دم بالگرد به سمت چپ است، این دو نیرو در خلاف جهت هم بوده و همدیگر را خنثی میکنند. همچنین در انتهای دم بالگرد دریچه دیگری وجود دارد که قابل تنظیم است و هرچه این دریچه بیشتر باز شود هوای خروجی از انتهای دم بیشتر شده و تراکم هوا در سمت چپ دم افطایش پیدا کرده و فشار هوا در این ناحیه بالاتر میرود و نیروی ایجاد شده بیشتر میشود و عکس این قضیه هم صادق است، اگر دریچه اتنهایی دم کمتر باز شود، هوای خروجی از انتهای دم کاهش پیدا کرده و در نتیجه میزان فشار هوا در سمت چپ ناحیه دمی کاهش پیدا کرده و نیروی ضدگشتاور کاهش میابد. این دریچه قابلیت این را دارد تا با کمتر و یا بیشتر کردن هوای خروجی از انتهای دم، نسبت نیروی ضدگشتاور ایجاده شده توسط پدیده کوآندا، به نیروی گشتاور حاصل از چرخش ملخ اصلی را کنترل کرده و در صورت زیادتر شدن هر یک از این دو نیرو نسبت به دیگری، توازن نیروها به هم خورده و باعث گردش دم بالگرد در جهت نیروی بیشتر و گردش دماغه بالگرد در خلاف جهت نیروی بیشتر، میشود. قسمت دیگری که در این بالگردها وجود دارد پایدار کنده عمودی واقع شده در انتهای دم میباشد که وظیفه پایدار کردن بالگرد در سرعتهای بالا را دارد. این بالگردها از مزیتهایی همچون تولید صدای بسیار کمتر و ارتعاشات بسیار پایینتر برخوردار هستند و ایمنی بسیار بالاتری را نیز فراهم میکنند حتی در برخی منابع به عنوان ایمن ترین نوع بالگرد معرفی شده اند. دلیل صدای کمتر در این مدل بالگردها این است که بخش عمده ای از صدای ایجاد شده در بالگردها با طراحی متداول مربوط است به برخورد جریان هوای ناشی از چرخش ملخ اصلی با ملخ دمی بالگرد، و از آنجایی که این مدل بالگردها فاقد ملخ دمی هستند پس در نتیجه این صدا حذف خواهد شد.

بالگرد MD-500 نمونه ای از بالگردهای NOTAR

دریچه انتهای دم یک بالگرد NOTAR

بقه مطالب به همراه عکس بیشتر در ادامه مطلب.......