Helikopter
Helikopter ,kaldırma ve itmenin rotorlar tarafından sağlandığı bir tür rotorktürdür. Bu, helikopterin havada uçmasına ve iniş yapmasına, havada durmasına ve ileri, geri ve yana doğru uçmasına olanak tanır. Bu özellikler, helikopterlerin sabit kanatlı uçakların ve birçok VTOL (dikey kalkış ve iniş) uçağının gerçekleştiremeyeceği sıkışık veya yalıtılmış alanlarda kullanılmasına izin verir.
İngilizce kelime helikopteri, Yunan sarmalından (ἕλιξ) "sarmal, spiral, girdap, konvolüsyon" ve pteron (πτερόν) kanattan çıkan 1861 yılında Gustave Ponton d'Amécourt tarafından icat edilen Fransız sözcüğü hélicoptère'den uyarlanmıştır.
Helikopterlerin, ilk uçuşu yarım yüzyıl boyunca geliştirildi ve inşa edildi. Focke-Wulf Fw 61, 1936'da ilk operasyonel helikopter oldu. Bazı helikopterler sınırlı üretime ulaşmıştı, ancak 1942'ye kadar Igor Sikorsky tarafından tasarlanan bir helikopterin 131 uçakla tam ölçekli üretime ulaşması mümkün değildi. Daha önceki tasarımların çoğu birden fazla ana rotor kullansa da, en yaygın helikopter konfigürasyonu haline gelen anti-tork kuyruk rotor konfigürasyonuna sahip tek ana rotordur. Tandem rotorlu helikopterler, daha yüksek taşıma kapasiteleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Koaksiyel helikopterler, tiltrotor uçağı ve bileşik helikopterler bugün hala uçuyor. Quadcopter helikopterleri, 1907'de Fransa'da öncülük etti ve insansız uçaklar gibi özel uygulamalar için diğer multicopter türleri geliştirildi.
Tarihçe
İlk tasarımlar
Dikey uçuş için en eski referanslar Çin'den geldi. M.Ö. 400'den beri, Çinli çocuklar bambudan uçan oyuncaklarla (veya Çinliler) oynamışlardır. Bu bambu-helikopter, bir rotora bağlı bir çubuk yuvarlanarak bükülür. Eğirme kaldırma oluşturur ve serbest bırakıldığında oyuncak uçar. 4. yüzyıldan kalma olan Ge Hong tarafından yapılan Daoist kitap Baopuzi (抱朴子“Sadeliği kucaklayan Usta”), kanatlı uçakların doğasında var olan fikirlerin bazılarını açıkladı.
Çin helikopteri oyuncağına benzer tasarımlar bazı Rönesans tablolarında ve diğer eserlerde ortaya çıktı. 18. yüzyılda ve 19. yüzyılın başlarında Batılı bilim adamları Çin oyuncağına dayalı uçan makineler geliştirdiler.
İtalyan bilge Leonardo da Vinci'nin bir "aerial screw" olarak tanımlanabilen bir makine için tasarımı tasarladığında, 1480'lerin başına kadar, dikey uçuşa doğru kaydedilen herhangi bir ilerlemenin gerçekleşmediği anlaşılmamıştı. Onun notları, küçük uçan modeller ürettiğini, ancak rotorun aracı döndürmesini durdurmak için herhangi bir hükmün bulunmadığına dair bir işaret yoktu. Bilimsel bulgular arttıkça ve kabul gördükçe, insanlar dikey uçuş fikrini sürdürmeye devam ettiler.
1754 yılının Temmuz ayında, Rus Mikhail Lomonosov, Çin toprağının ardından küçük bir koaksiyal model geliştirmişti, ancak bir yaylı cihazla çalıştı ve bunu Rus Bilimler Akademisi'ne gösterdi. Bu aleti Bir yay ile desteklendi ve meteorolojik aletleri kaldırmak için bir yöntem olarak önerildi. 1783 yılında, Christian de Launoy ve onun tamircisi Bienvenu, rotor bıçakları gibi sürtüşen hindi uçuş tüylerinden oluşan bir Çin modelin üstünde eş eksenli bir versiyonunu kullandı ve 1784'te Fransız Bilimler Akademisi'ne gösterdi. Çin uçurması ile çocukluktan gelen bir hayranlıktan etkilenen Sir George Cayley, Launoy ve Bienvenu'ya benzer bir tüy modeli geliştirdi, ancak lastik bantlarla güçlendirildi. Yüzyılın sonunda, rotor kanatları ve güç için yaylar için kalay tabakalarını kullanmaya başladı. Onun deneyleri ve modelleri ile ilgili yazıları gelecekteki havacılık öncüleri üzerinde etkili olacaktı. Alphonse Pénaud daha sonra lastik bantlarla da desteklenen 1870 yılında koaksiyel rotor modeli helikopter oyuncak geliştirdi. Babasının bir armağanı olarak verilen bu oyuncaklardan biri, Wright kardeşlere uçuş hayalini sürdürmeleri için ilham verirdi.
1861'de "helikopter" kelimesi, küçük bir buharla çalışan modeli sergileyen Fransız bir mucit olan Gustave de Ponton d'Amécourt tarafından yapıldı. Yeni bir metal, alüminyumun yenilikçi bir kullanımı olarak kutlanırken, model hiçbir zaman zeminden kalkmadı. D'Amecourt'un dilsel katkısı, sonunda düşünülen düşey uçuşu tanımlamak için hayatta kalacaktır. Buhar gücü diğer mucitler de popülerdi. 1878'de İtalyan Enrico Forlanini'nin insansız aracı, aynı zamanda bir buharlı motorla çalıştı ve 12 metrelik (40 ft) bir yüksekliğe yükseldi ve burada dikey bir kalkıştan sonra yaklaşık 20 saniye kaldı. Emmanuel Dieuaide'ın buharla çalışan tasarımı, zemindeki bir kazandan gelen hortumdan güç alan karşı dönen rotorları içeriyordu. 1887 yılında Parisli mucit Gustave Trouvé, elektrikle çalışan bir model helikopter inşa etti ve uçtu.
Temmuz 1901'de Hermann Ganswindt'in helikopterinin ilk uçuşu Berlin-Schöneberg'de gerçekleşti; Bu muhtemelen insanları taşıyan ilk motorlu uçuştu. Etkinliği kapsayan bir film Max Skladanowsky tarafından çekildi, ancak film kayıp kaldı
1885'te Thomas Edison'a James Gordon Bennett, Jr. tarafından uçuş geliştirmeye yönelik deneyler yapmak için 1.000 ABD doları verildi. Edison bir helikopter yaptı ve bir içten yanmalı motora güç vermeye çalıştığı bir stoku oluşturmak için kağıttan bir silah taşıdı. Helikopter, patlamalar nedeniyle hasar gördü ve işçilerinden biri kötü bir şekilde yanmıştı. Edison, deneylerine dayanarak başarılı olmak için üretilen beygir gücü başına üç ila dört librelik bir motor alacağını bildirdi. Slovak mucidi Ján Bahý, 1901 yılında 0.5 metre (1.6 ft) yüksekliğe ulaşan helikopter modeline güç sağlamak için içten yanmalı motora uyarladı. 5 Mayıs 1905'te, helikopteri dört metre irtifaya ulaştı ve 1.500 metreden (4,900 ft) uçtu. 1908'de Edison, bir rotor için kablolarla bir direğe tutturulmuş kutu uçlu benzinli bir motorla çalışan bir helikopter için kendi tasarımını patentlemişti, ama hiç uçmadı.
İlk uçuşlar
1906'da, iki Fransız kardeş, Jacques ve Louis Breguet, helikopterler için uçak kanadı ile deneme yapmaya başladılar. 1907'de, bu deneyler, muhtemelen bir quadcopter'in bilinen en eski örneği olarak Gyroplane No.1 ile sonuçlanmıştır. Tarihle ilgili bazı belirsizlikler olsa da, bazen 14 Ağustos ile 29 Eylül 1907 arasında, 1 no'lu Gyroplane pilotu bir dakika boyunca havaya iki fit (0.6 m) havaya kaldırdı. 1 no'lu Gyroplane'nin son derece dengesiz olduğu kanıtlandı ve uçak gövdesinin her köşesinde onu sabit tutmak için bir erkeğe ihtiyaç duyuldu. Bu nedenle, 1 no'lu Gyroplane'nin uçuşları, bir helikopterin ilk insanlı uçuşu olarak kabul edilir, ancak serbest veya engelsiz bir uçuş değildir.
Aynı yıl, Fransız mucit Paul Cornu, bir 24 hp (18 kW) Antoinette motoru tarafından çalıştırılan iki adet 20 fit (6 m) karşı dönüşlü rotor kullanan bir Cornu helikopteri tasarladı ve üretti. 13 Kasım 1907'de mucitini 1 ayak (0.3 m) kaldırdı ve 20 saniye boyunca açık kaldı. Bu uçuş, 1 no'lu Gyroplane uçuşunu geçmemesine rağmen, pilotlu ilk gerçek serbest uçuş olduğu bildirildi. Cornu's helikopteri birkaç kez daha uçuş yaptı ve yaklaşık 6,5 metre (2 m) yüksekliğe ulaştı, ancak kararsızdı ve terk edildi. 1911'de, Sloven filozofu ve ekonomist Ivan Slokar bir helikopter konfigürasyonunu patentledi. Danimarkalı mucit Jacob Ellehammer 1912'deki Ellehammer helikopteri inşa etti. Her biri etrafında altı kanatçık bulunan iki ters dönüşlü diskle donatılmış bir çerçeveden oluşuyordu. Kapalı testlerden sonra, uçak açık havada gösterildi ve birkaç serbest kalkış yaptı. Helikopterle yapılan deneyler, 1916 Eylül'üne kadar, rotorları yok ederek kalkış sırasında uçarken devam etti. I. Dünya Savaşı sırasında, Avusturya-Macaristan, iki uçak inşa edilen bir deneysel helikopter prototipi olan PKZ'yi geliştirdi.
Erken gelişim
1920'lerin başlarında, Arjantinli Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio, Avrupa'da çalışırken, döngüsel sahadaki ilk başarılı uygulamalardan birini gösterdi. Ortak eksenli, ters dönen, çift düzlemli rotorlar, ürettikleri kaldırmayı arttırmak ve azaltmak için dönemsel olarak kullanuldılar. Rotor göbeği ayrıca birkaç derece öne doğru eğilebilir ve uçağın ayrı bir pervane olmadan itmesi veya çekmesi için ileriye doğru hareket etmesini sağlar. Pateras-Pescara ayrıca, otorotasyon prensibini de gösterebildi. Ocak 1924'e kadar Pescara'nın 1 no'lu helikopterinin test edildiğini, ancak yetersiz kaldığı ve kendi ağırlığını kaldıramadığı bulundu. onun 2F'si daha iyi bir rekor aldı. İngiliz hükümeti, Pescara'nın daha fazla araştırmasını finanse etti ve bu da on dakikaya kadar uçabilen 250 hp'lik bir radyal motorla çalışan 3 numaralı helikopterle sonuçlandı.
14 Nisan 1924'te Fransız Étienne Oehmichen, Fédération Aéronautique Internationale (FAI) tarafından tanıtılan bir helikopter 360 metre (1,181 ft) uçan ilk helikopter dünya rekorunu kırdı. 18 Nisan 1924'te Pescara, Oemichen'in rekorunu kırdı, 4 metre ve 11 saniyede (yaklaşık 8 mil / saat, 13 km / s) 736 metrelik (yaklaşık yarım mil) mesafeye uctu altı metrelik bir yüksekliği korudu (1.8 metre). 4 Mayıs'ta, Oehmichen ilk 1 km kapalı devre helikopter uçuşunu 2 numaralı makine ile 7 dakika 40 saniyede yaptı. ABD'de, George de Bothezat Amerika Birleşik Devletleri Ordusu Hava Servisi için quadrotor helikopter de Bothezat helikopterini inşa etti. Ordu programı 1924'te iptal etti ve uçak hurdaya alındı. Hollandalı bir havacılık mühendisi olan Albert Gillis von Baumhauer, 1923'te rotorcraft tasarımına başladı. 24 Eylül 1925'te ilk prototipi “uçtu” (“hopped” ve gerçekte gezindi) Hollanda Ordusu-Hava kolu Kaptan Floris Albert van Heijst sorumluluğundaydı.
Heijst'in kullandığı kontroller von Baumhauer'in icatlarıydı, Patentler, 31 Ocak 1927'de İngiliz Havacılık Bakanlığı tarafından 265.272 sayılı patent uyarınca, devrik ve kolektif kontrolleri için von Baumhauer'e verildi. 1927'de Almanya'dan Engelbert Zaschka, bir jiroskopun kullanıldığı iki rotorla donatılmış bir helikopter inşa etti. istikrarı arttırmak ve bir iniş yapmak için süzülmeyi saglayan uçuş için bir enerji akümülatörü olarak hizmet etti. Zaschka'nın uçağı, bu kadar başarılı bir şekilde minyatürle çalışan ilk helikopterdi, sadece dikey olarak yükselip inen, ancak herhangi bir yükseklikte durağan kalmaya devam etmiyordu. 1928'de, Macar havacılık mühendisi Oszkár Asbóth, iniş ve kalkış yapan bir helikopter prototipini inşa etti. En az 182 kez, maksimum tek seferlik uçuş süresi 53 dakikaydı. 1930'da İtalyan mühendis Corradino D'Ascanio, bir koaksiyel helikopter olan D'AT3'ü inşa etti. Göreceli olarak büyük makinasında iki kanatlı, ters dönüşlü rotorlar vardı. Kontrol, kanatların arka kenarlarındaki yardımcı kanatlar veya servo-tırnaklar kullanılarak, daha sonra Bleeker ve Kaman dahil olmak üzere diğer helikopter tasarımcıları tarafından benimsenen bir kavram kullanılarak gerçekleştirildi. Ekstra eğim, roll ve yaw kontrolü için uçak gövdesine monte edilen üç küçük pervane kullanılmıştır. D'AT3, irtifa (18 m veya 59 ft), süre (8 dakika 45 saniye) ve mesafe akışı (1,078 m veya 3,540 ft) dahil olmak üzere zaman içinde düşük FAI hız ve yükseklik kayıtları tuttu.
Sovyetler Birliği'nde, Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut'ta (TsAGI, Merkezi Aerohidrodinamik Enstitüsü)de çalışan iki havacılık mühendisi olan Boris N. Yuriev ve Alexei M. Cheremukhin, TsAGI 1-EA tek kaldırma rotorlu helikopterini inşa etti ve uçtu. açık boru gövdesi, dört kanatlı bir ana kaldırma rotoru ve iki adet 1.8 metrelik (6-ayak) çaplı, iki kanatlı anti-torklu rotor setleri: burunda iki set ve kuyrukta iki setden oluşuyordu. İkinci Dünya Savaşı'da Gnome Monosoupape 9 Tip B-2 100 CV çıkışlı döner motorunun iki adet M-2 powerplant'ı ile güçlendirilmiştir, TsAGI 1-EA birkaç düşük irtifa uçuşu yaptı. 14 Ağustos 1932'de Cheremukhin, 1-EA'yı 605 metrelik (1,985 ft) gayri resmi bir irtifaya götürmeyi başardı ve d'Ascanio'nun daha önceki başarısını sarstı. Sovyetler Birliği henüz bir FAI üyesi olmadığından, Cheremukhin'in rekoru görülmedi. Bir Rus mühendis olan Ricolas Florine, serbest uçuş yapmak için ilk ikiz tandem rotor makinesini yaptı. Nisan 1933'te Sint-Genesius-Rode'da, Laboratoire Aérotechnique de Belgique'de (şimdi von Karman Enstitüsü) uçtu ve altı metre (20 ft) yükseklik ve 8 dakikalık bir dayanıklılık elde etti. Florine, rotorların jiroskopik stabilitesini iptal etmeyeceği için birlikte dönen bir konfigürasyon seçti. Bu nedenle, rotorlar karşı torka karşı zıt yönlerde hafifçe eğilmelidir. Hingesiz rotorlar ve birlikte döndürme kullanarak, gövdedeki stresi de en aza indirdi. O zamanlar, en istikrarlı helikopterlerden biriydi. Bréguet-Dorand Gyroplane Laboratoire, 1933'te inşa edildi. Bu, eş eksenli bir helikopterdi, tersine dönüyordu. Birçok yer testi ve kazadan sonra, ilk kez 26 Haziran 1935'te uçtu. Kısa bir süre sonra araç, kontrollerde pilot Maurice Claisse ile rekorlar kırıyordu. 14 Aralık 1935'te, 500 metrelik (1.600 ft) bir çapa sahip kapalı devre uçuşu için bir rekor kırdı. Bir sonraki yıl, 26 Eylül 1936'da, Claisse 158 metre (520 ft) bir yükseklik rekoru kırdı. Son olarak, 24 Kasım 1936'da, saatte 44.7 kilometre hızla (27.8 mph) 44 kilometre (27 mil) kapalı devre üzerinde bir saat, iki dakika ve 50 saniye uçuş süresi rekoru kırdı. Uçak, 1943'te Villacoublay havaalanındaki bir Müttefik hava saldırısı tarafından tahrip edildi. Amerikalı mucit olan Arthur M. Young, 1928 yılında rotor kafasını sürmek için dönüştürülmüş elektrikli vurgulu motorlar kullanarak model helikopterler üzerinde çalışmaya başladı. Young sabitleme çubuğunu icat etti ve kısa bir süre sonra patent aldı. bir arkadaşı, bir keresinde çalışmalarını Bell Aircraft şirketine katılmasını isteyen Lawrence Dale ile tanıştırdı. Young, 1941'de Bell'e vardığında patentini imzaladı ve helikopterde çalışmaya başladı. Bütçesi 2 çalışan helikopter inşa etmek için 250.000 ABD dolarıydı. Sadece 6 ay içinde Bell Model 30'u doğuran ve daha sonra Bell 47'nin başardığı ilk Bell Model 1'i tamamladılar.