Sraigtasparnis - tai orlaivis, kuriam keliamąją jėgą suteikia horizontalus variklio sukamas sraigtas. Sraigtasparnių istorija siekia senovės Kiniją, kur dar 400 metų prieš mūsų erą vaikai žaisdavo su bambukiniais sraigtais, įsukamais tarp delnų. Vėliau sekė įvairūs piešiniai ir idėjos, tarp jų ir Leonardo da Vinčio koncepcija. Pirmasis sraigtasparnis skrydžiui pakilo Prancūzijoje 1907 metais, kai broliai Jacques ir Louis Breguet sukūrė keturis sraigtus turintį „Gyroplane No.1“, kuris pirmo skrydžio metu pakilo į maždaug 60 cm aukštį. Visgi, šis orlaivis buvo visiškai nestabilus ir jį turėjo prilaikyti vyrai. Pirmasis laisvas sraigtasparnio skrydis taip pat buvo pasiektas Prancūzijoje, kai Paul Cornu tais pačiais metais pakilo savo sukonstruotu dviejų į priešingas puses besisukančių rotorių sraigtasparniu, kuris maždaug 30 centimetrų aukštyje praleido apie 20 sekundžių. Šis mažytis žingsnis suteikė postūmį visai sraigtasparnių istorijai.
Sraigtasparnių schemos ir jų ypatumai
Sraigtasparnių konstrukcijos gali būti labai įvairios, priklausomai nuo jų paskirties ir inžinerinių sprendimų. Yra keletas pagrindinių sraigtasparnių schemų, kurios pasižymi skirtingais privalumais ir trūkumais.
Tradicinė sraigtasparnio schema
Ši schema yra pati populiariausia ir pagal ją pasaulyje pastatyta daugiausia sraigtasparnių.
Sraigtasparniai su fenestronu
Fenestronas - tai ventiliatorius, įmontuotas sraigtasparnio kilio viduje. Taip jis apsaugotas nuo pažeidimų, padidintas jo naudingumo koeficientas, nes oro srautas beveik neperteka per ventiliatoriaus kraštus iš vienos pusės, kurioje oras suspaustas, į kitą ventiliatoriaus pusę, kurioje oras išretėjęs. Dėl nedidelio fenestrono skersmens, jo sūkiai turi būti daug didesni už paprasto uodeginio sraigto, kad jis galėtų sukurti tą pačią traukos jėgą. Didesni fenestrono sūkiai kelia didesnį triukšmą, tačiau tokios schemos sraigtasparniai yra perspektyvūs dėl savo efektyvumo ir saugumo. Visgi, verta įsidėmėti, kad fenestronai labiau linkę įsivelti į sukūrinį žiedą.
Sraigtasparniai su reaktyvinės traukos uodega
Šioje schemoje naudojamas oro kompresoriaus suspaustas oras, nukreiptas į sraigtasparnio uodegos galinę dalį ir išmetamas į vieną šoną. Suspausto oro srauto kiekį valdo sklendė, kuri lynais sujungta su lakūno posūkio pedalais.
Sraigtasparniai su reaktyviniais varikliais ant keliamojo sraigto menčių
Keliamojo sraigto mentes gali sukti reaktyviniai varikliai arba sraigtai, kaip, pavyzdžiui, Bensono B-4 Sky-Skuter arba Hiller Hornet sraigtasparniuose. Tokio sraigtasparnio keliamasis sraigtas sukamas ne iš sraigto veleno, o už pačių menčių, todėl tik pagrindinio reduktoriaus guolių, kuriuose įtvirtintas sraigto velenas, trintis sraigtasparnio liemenį suka į tą pačią pusę, į kurią sukasi ir pats keliamasis sraigtas. Tas sukimo momentas labai mažas palyginti su sraigto reaktyviniu momentu, kurį sukuria keliamasis sraigtas, kai jį suka sraigto velenas.
Sraigtasparniai su dviem viršuje esančiais, priešingomis kryptimis besisukančiais sraigtais
Šios schemos sraigtasparniai yra retai naudojami, nors tai vieni greičiausių sraigtasparnių pasaulyje. Jeigu šios schemos sraigtasparniui kylant sraigtų traukos jėgos bus vienodos, tai sraigtasparnio liemuo vertikalios ašies atžvilgiu nebus sukamas, nes sraigtų sudaryti reaktyviniai momentai vienas kitą kompensuoja. Apatiniam sraigtui tenka nepastovus oro srautas iš viršaus. Tas vertikalusis, nukreiptas žemyn oro srautas sumažina apatinio keliamojo sraigto menčių atakos kampus. Todėl, norint, kad abu sraigtai sudartų vienodą keliamąją jėgą, kai abiejų sraigtų sūkiai ir jų skersmenys yra vienodi, reikia apatinio sraigto menčių kampus nustatyti keliais laipsniais didesnius.
Sraigtasparniai su sraigtais šonuose
Pagal šią schemą yra pagaminta palyginti nedaug bandomųjų sraigtasparnių/prototipų, nes šios schemos trūkumas - maža išilginė centruotė. Tokios schemos sraigtasparnyje svorio centras turi būti kiek galima arčiau sraigtasparnio skersinės ašies, nes kitu atveju gali neužtekti vairų atlenkimo, kuris kompensuotų sraigtasparnio skridimą atgal (jei per daug galinė centruotė), arba skridimo į priekį (kai per daug priekinė centruotė). Tokį sraigtasparnį galima prikrauti skersai jo liemens ašies, todėl sraigtasparnio priekinė ir galinė dalis lieka neišnaudota. Iš JAV tokios schemos sraigtasparnių buvo pagamintas „Platt la Peidss LR-1“.
Sraigtasparniai su sraigtais liemens priekyje ir gale
Tai vienintelė sraigtasparnio schema, be daugiasraigčių, kur dideliu intervalu galima keisti sraigtasparnio svorio centrą. Tokios schemos karinius sraigtasparnius gamina „Boeing“ korporacija. Pats populiariausias modelis šiomis dienomis - „Chinook CH-47“.
Sraigtasparniai, kurių sraigtai yra vienas virš kito
Šioje schemoje abu keliantieji sraigtai dirba vienodomis sąlygomis, jų ašys yra pakreiptos į šonus ir abu sraigtai, sinchroniškai prasikeisdami vienas pro kitą, paeiliui būna vienas virš kito, abiejų sraigtų keliamosios jėgos vienodos.
Daugiasraigčiai sraigtasparniai
Daugiasraigčiai sraigtasparniai nėra populiarūs dėl gamybos ir eksploatavimo kaštų, bet projektuojami ateičiai.
Konvertoplanai
Tai statmenai kylantis ir tupiantis orlaivis, dažniausiai priskiriamas lėktuvų klasei, tačiau turintis ir sraigtasparnio techninių savybių. Vieni konvertoplanai kyla ir tupia stačiu (kaip įprastas sraigtasparnis), o skrenda gulsčiu liemeniu (turi nepasukamus lėktuvo atžvilgiu orlaivio sraigtus). Kiti kyla, skrenda ir tupia gulsčiu liemeniu (turi į viršų pasukamus orlaivio sraigtus ir variklius). Konvertoplanas skrenda greičiau (gali įsibėgėti virš 400 km/val) ir toliau (virš 1500 km) nei dauguma sraigtasparnių. Pirmasis konvertoplanas skraidytas 1954 m. Konvertoplanai šiuo metu plačiai naudojami JAV armijoje.
Sraigtasparnio menčių galai: kam reikalingi "vingletai"?
Daugeliui žmonių nėra tekę arti pasisukioti prie kokio sraigtasparnio. Tačiau jei kada prieitumėte prie tokių orlaivių kaip „Kawasaki MCH-101“ („AgustaWestland AW101“) ar „NHIndustries NH90“, pastebėtumėte, kad jų mentys nėra visiškai tiesios. Kam reikalingi tie riesti galai? Iš tiesų, šie įtaisai menčių galuose yra labai panašūs į tuos, kurie yra matomi lėktuvų sparnų galuose. Sraigtas iš esmės yra besisukantis sparnas, todėl jis gali susidurti su panašiomis problemomis. Lėktuvams vingletais vadinami įtaisai reikalingi sūkurių sumažinimui. Šie sūkuriai rodo, kad lėktuvo aerodinaminis efektyvumas nėra pakankamas. Sraigtasparniams susidarantys sūkuriai trukdo kitaip. Kadangi sraigtasparnio kabina yra po sraigtu, kylant ji gali būti neblogai įsiūbuota sraigto sudrumstų oro srautų. Tikriausiai yra tekę bent filmuose matyti, kaip atrodo sraigtasparnio pakilimas iš improvizuotos aikštelės - kyla dulkių debesys, triukšmas, o aplink esantys žmonės turi slėpti akis. „AgustaWestland AW101“ sraigtasparnių pilotai pastebėjo, kad orlaivis su riestais menčių galais nesukuria tokių milžiniškų dulkių debesų. Sraigtų vingletai taip pat pagerina aerodinaminį efektyvumą. Tai reiškia, kad teoriškai sraigtasparniui pakanka mažesnio sraigto tam pačiam svoriui pakelti, o pats orlaivis yra manevringesnis. Jis taip pat gali sudeginti mažiau degalų ir nekelia tokio didelio triukšmo. Beje, panašius įtaisus turi ne tik sraigtasparniai, bet ir propeleriniai lėktuvai ar net paprasti buitiniai ventiliatoriai.
Sraigtasparnių aukščio rekordai ir apribojimai
Didesniame aukštyje oro tankis yra mažesnis. Taigi, norėdami išsilaikyti ore, lėktuvai turi arba skristi labai greitai, arba turėti labai ilgus ir efektyvius sparnus, kad ir to nedidelio oro likučio pakaktų keliamajai jėgai sukurti. Sraigtasparniai tiesiog negali taip greitai įsukti savo sraigtų, kad šie išliktų efektyvūs ir retesniame ore. Nėra nei tokių variklių, kurie galėtų taip įsukti sraigtą, nei tokių sraigtų, kurie atlaikytų tokią žiaurią išcentrinę jėgą. Net jei tokį mechanizmą pavyktų sukurti, jis nebūtų labai patikimas. Žinoma, egzistuoja būdų, kaip galima priversti sraigtasparnį pakilti bent šiek tiek aukščiau. Visų pirma, reikia patikimo ir labai galingo variklio bei sraigto. Antra, pats sraigtasparnis turi būti kiek įmanoma lengvesnis.
Jeano Boulet rekordas
Jeanas Boulet, legendinis prancūzų aviatorius, 1972 m. birželio 21 d. pasiekė triuškinantį 12440 metrų aukštį su sraigtasparniu „Sud-Aviation SA315B Lama“. Šis rodiklis atrodo juokingas lėktuvų pilotams, tačiau tai buvo didžiulis pasiekimas sraigtasparniui. Kadangi sraigtasparnio kabina nebuvo hermetizuota, Boulet teko naudoti deguonies kaukę. Variklis užgeso, kai oro pritrūko, galbūt „Lama“ būtų pakilusi dar bent keliais metrais aukščiau. Šis rekordas oficialiai priklauso Boulet ir yra užfiksuotas Tarptautinės aeronautikos federacijos (FAI).
Neužfiksuotas Larry Northo skrydis
Yra teigiama, kad Larry Northas pasiekė 12954 metrų aukštį, iškeldamas savo sraigtasparnį į 514 metrais didesnį aukštį nei Boulet. Šis rekordas būtų išties įspūdingas, tačiau Tarptautinė aeronautikos federacija (FAI) jo taip ir neužfiksavo. Informacijos apie Northo skrydį internete yra nedaug, ir neaišku, kodėl nebuvo informuota FAI ar kodėl sraigtasparnyje nebuvo aukštį neginčijamai patvirtinančio barografo. Kad ir kaip ten bebūtų, sraigtasparniams bus sunku pakilti į didesnį nei 13 km aukštį.
Įdomūs faktai apie sraigtasparnius
„Jėzaus veržlė“
„Jėzaus veržlė“ - tai detalė, kuri laiko sraigtasparnio sraigtą. Šiai veržlei nukritus ar sulūžus, lieka tik melstis. Šis pavadinimas, dabar sutinkamas techniniuose žodynuose, kilo Vietnamo karo laikais. Dabar moderniausi sraigtasparniai „Jėzaus veržlės“ gali ir neturėti, o pats pavadinimas naudojamas ir kritinėms kitų mechanizmų dalims apibūdinti.
Saugus nusileidimas sugedus varikliams
Jei sugedus lėktuvo varikliui pilotai dar gali atlikti avarinį nusileidimą, sraigtasparniai taip pat gali kurį laiką laikytis ore ir nusileisti. Jų judėjimas ir leidimasis užtikrina pakankamą oro srautą įsukti sraigtą, o šis leidžia orlaivį valdyti.
Kaip sraigtasparniai leidžiasi, jei sugenda variklis?
Ribotas greitis
Pagal Gineso rekordų knygą, greičiausias užfiksuotas sraigtasparnio greitis yra vos mažiau nei 401 km/h. Jį pasiekė britiškas „Westland Lynx“. Toks greitis įkandamas net ir ne patiems pažangiausiems lėktuvams. Tačiau realiomis sąlygomis sraigtasparniai yra kur kas lėtesni. Aerodinaminės jų savybės riboja maksimalų pasiekiamą greitį, tačiau kombinuoti sraigtasparniai, turintys stumiantį ar traukiantį propelerį arba pakreipiamus rotorius, turėtų sukelti šiokią tokią revoliuciją, nes gali būti net labai greiti.
Didžiausias sraigtasparnis
„Mil V-12“ - tai eksperimentinis sraigtasparnis, pradėtas kurti dar 1965 metais. Jis būtų turėjęs du šalia sumontuotus sraigtus. Pirmą kartą į orą šis orlaivis nesėkmingai šoktelėjo 1967 metais, o jau tikram pirmajam skrydžiui pakilo 1968 m. 37 metrų ilgio V-12 sraigtasparnis būtų galėjęs gabenti strategines balistines raketas, tačiau kai orlaivis buvo užbaigtas, sovietų valdžiai jo tiesiog nebereikėjo. Du prototipai skraidė ir pasiekė ne vieną rekordą, tačiau toliau ši istorija nepasistūmėjo.
Mažiausias sraigtasparnis
Japonai kurį laiką kūrė vienvietį dviejų sraigtų sraigtasparnį „GEN H-4“, galintį pasiekti 50 km/h greitį. Atrodo jis tikrai keistai - kaip kėdė, pritvirtinta prie variklio su pora sraigtų. Buvo atliekami bandymai, tačiau tik nedideliame aukštyje. Dabar jau nutilo kalbos ir apie rinkinių pardavimą, todėl tikėtina, kad šio sraigtasparnio išpopuliarėjimo taip ir neišvysime.
Sraigtasparniai gelbėjimo misijose
Sraigtasparniai yra labai naudingi pagalbininkai gelbėjimo misijose. Pirmas tokio panaudojimo atvejis užfiksuotas dar 1944 metais, kuomet sraigtasparnis išgelbėjo žmogų iš atviros jūros. Iki šiol skaičiuojama, kad sraigtasparniai yra išgelbėję daugiau nei 3 milijonus gyvybių, neskaičiuojant tų, kurios buvo išsaugotos gesinant miškų gaisrus, vykdant paiešką ir kitus darbus.
Sraigtasparnių akrobatika
Ar įmanoma sraigtasparniu atlikti kilpą? Dar ir kaip įmanoma. Aišku, tam reikia įgūdžių ir drąsos, tačiau sraigtasparniai gali atlikti kai kuriuos akrobatinius triukus. Problema ta, kad apsivertęs sraigtas nekuria keliamosios jėgos. Visgi, pasitelkiant įgūdžius, gerą erdvės matymą ir pakankamai tvirtą techniką galima atlikti net labai įspūdingus triukus.
Sraigtasparnis ar malūnsparnis?
Tai - gana dažna klaida lietuvių kalboje. Sraigtasparnis ir malūnsparnis yra du skirtingi orlaiviai. Sraigtasparnio rotoriai yra sukami variklio jėga, o malūnsparnio, geriau žinomo autožyro pavadinimu, mentes suka oro srautas (į priekį stumia arba traukia kitas rotorius). Šie orlaiviai vienas į kitą nėra labai panašūs.
Lietuviškas sraigtasparnis
Pilotas ir aviakonstruktorius Vytautas Radavičius savo „Sidabrinį Titaną“ Kaune kūrė net 25 metus. Tai įrodymas, kad ir Lietuvoje gimė sraigtasparnis.
tags: #sraigtasparnio #aukscio #vairas