Ուղղաթիռ՝ սարք, տեսակներ, կառավարման համակարգ, նպատակ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

1942 թվականի հունվարի 13-ի իրադարձությունը, երբ օդ բարձրացվեց ռազմական նպատակների համար նախատեսված Sikorsky ուղղաթիռը, կարելի է համարել աշխարհի առաջին, թեկուզ ռազմական ուղղաթիռի լիարժեք արձակում։ Ավիակոնստրուկտորը սկսել է ուղղաթիռների մշակումը նախահեղափոխական Ռուսաստանում՝ շարունակելով դրանք աքսորում ԱՄՆ-ում։ Այդ ժամանակից ի վեր շատ ժամանակ է անցել, ուղղաթիռների դիզայնը ենթարկվել է զգալի փոփոխությունների, սակայն տեխնոլոգիաների կիրառման նպատակները մնացել են նույնը։

Ուղղաթիռի դիզայն

Ուղղաթիռների բոլոր սխեմաներում առանձնանում են նույն հիմնական մասերը՝

• Հիմնական ռոտոր. Առաջացնում է շարժիչ և վերելակ և ղեկավարում է ուղղաթիռը: Կառուցվածքային առումով այն բաղկացած է շեղբերից և թփից, որը փոխանցում է ոլորող մոմենտ փոխանցման տուփի հիմնական լիսեռից դեպի շեղբեր:
• Պոչի պտուտակ. Մեկ ռոտոր ուղղաթիռի ուղղորդված կառավարումը փոխհատուցում է հիմնական ռոտորի ռեակտիվ ոլորող մոմենտը: Դրա դիզայնը ներառում է թաղանթ և սայրեր, որոնք ամրացված են պոչային հանդերձանքի լիսեռին:
• Լվացքի ափսե. Կառավարում է հիմնական ռոտորի ցիկլային և կոլեկտիվ քայլը, ազդանշաններ է փոխանցում կառավարման միացումից դեպի հանգույցի առանցքային ծխնի, այնուհետև՝շեղբեր.
• Կառավարման համակարգ. Ուղղաթիռները հագեցված են երեք անկախ կառավարման համակարգերով՝ ուղղորդված, երկայնական-լայնակի և պտուտակի ընդհանուր քայլը կառավարող։ Նման համակարգերը ներառում են խցիկի լծակներ, ուժային գրադիենտ մեխանիզմներ, ճոճվող և քարշող սարքեր, ափսե և հիդրավլիկ ուժեղացուցիչներ:
• Փոխանցում. Շարժիչներից էներգիան փոխանցում է պտուտակների և օժանդակ սարքերին: Շարժիչների քանակն ու տեղադրումը, ինչպես նաև ուղղաթիռի դասավորությունը որոշում են փոխանցման տուփի դիզայնը։
• Ֆյուզելաժ. Ուղղաթիռի հիմնական բաղադրիչներն ամրացված են դրան։ Նախատեսված է ուղևորների և բեռների, վառելիքի, սարքավորումների տեղավորման համար:
• Թև. Առաջացնում է լրացուցիչ վերելակ՝ նվազեցնելով հիմնական ռոտորի բեռը և մեծացնելով ուղղաթիռի արագությունը: Թևերը կարող են տեղավորել նաև սարքավորումներ, վառելիքի տանկեր և խորշեր՝ շասսին թաքցնելու համար: Լայնակի ուղղաթիռների ռոտորներն ապահովված են թևով։
• Փետրավոր. Ապահովում է ուղղաթիռի հավասարակշռությունը, կայունությունը և կառավարելիությունը։ Այն բաժանված է երկու տեսակի՝ ուղղահայաց, կամ կիլային, և հորիզոնական, կամ կայունացուցիչ։
• Ուղղաթիռի թռիչքի և վայրէջքի մասեր. Նախատեսված է ուղղաթիռ կայանելու, վայրէջքի ժամանակ կինետիկ էներգիան մարելու և գետնի վրա շարժվելու համար։ Բազմաթիվ ուղղաթիռներ թռիչքի ժամանակ վայրէջքի սարքավորումները հետ են քաշել:
• Ուղղաթիռի շարժիչ. Արտադրում է լրասարքերի, հիմնական շարժիչի և պոչի ռոտորների սնուցման համար անհրաժեշտ էներգիան: Էլեկտրակայանը միավորում է մի քանի շարժիչներ համակարգերի հետ, որոնք ապահովում են դրանց կայուն աշխատանքը տարբեր ռեժիմներում։

Ուղղաթիռի տեսակներ

Ուղղաթիռները բաժանված են մի քանի տեսակների. Յուրաքանչյուր տեսակ ունի իր առանձնահատկությունները, ուժեղ և թույլ կողմերը:

Մեկ ռոտոր ուղղաթիռներ

Ուղղաթիռի սարքի ամենատարածված տեսակը պոչային ռոտորով մեկ ռոտորային մեքենան է: Այս դիզայնի առավելությունը պարզության մեջ է՝ մեկ փոխանցում, մեկ պտուտակ, հեշտ շահագործում: Շարժիչի հզորության մոտ 8-10%-ն օգտագործվում է օդում սավառնելիս պոչի ռոտորը գործարկելու համար, մոտ 3-4%-ը՝ թարգմանական թռիչքի ժամանակ: Համեմատաբար թեթև քաշը և պարզ դիզայնը փոխհատուցում են էներգիայի նման կորուստները: Ուղղաթիռների համար նման սարքի թերությունն այն վտանգն է, որը սպառնում է ցամաքային անձնակազմին պոչի ռոտորից:

Ժիրոդին

Նման ուղղաթիռների պտուտակային առանցքը, փոխհատուցելով ոլորող մոմենտը, ուղղված է թռիչքի երկայնքով։ Այս դիզայնը թույլ է տալիս ստեղծել մղում առանց հիմնական ռոտորի օգտագործման: Սա մեծացնում է դրա արդյունավետությունը, քանի որ կարիք չկա այն թեքել առաջ: Հիմնական ռոտորի ոլորող մոմենտը փոխհատուցող պտուտակն այնպես է դրված, որ չառաջացնի քաշքշում և ավելացնի փոխհատուցող պտուտակին մատակարարվող հզորությունը։

ռակտիվ ուղղաթիռ

Այս մոդելի սարքը ոլորող մոմենտ ստեղծելու խնդիրը լուծելու հեշտ միջոց է։ Այն առաջանում է շեղբերների վերջում տեղակայված շարժիչների կողմից, բայց չի փոխանցվում լիսեռի միջոցով: Ֆյուզելաժ է փոխանցվում միայն առանցքակալների շփման պահը։

Ռեակտիվ շարժիչները ստեղծում են ռեակտիվ մղում: Այս տեսակի ռոտորն ունի պարզ կառուցվածք, ինչը նրա առավելությունն է. Թերությունների թվում վառելիքի բարձր սպառումն է։

Coaxial ուղղաթիռ

Coaxial ուղղաթիռի երկու պտուտակները, որոնք տեղակայված են մեկը մյուսի վերևում և պտտվում են հակառակ ուղղություններով, թուլացնում են ֆյուզելաժ փոխանցվող պահը: Պտուտակների միակ պահանջը նույն ոլորող մոմենտն է:

Coaxial ուղղաթիռները չափերով զիջում են մեկ ռոտորով ուղղաթիռներին, սակայն ոլորող մոմենտը չի փոխհատուցվում հզորությամբ, ինչը հնարավոր է ուղղաթիռների նախագծման շնորհիվ։

Transverse Rotor ուղղաթիռներ

Նման ուղղաթիռի առավելությունը առաջ շարժման համար պահանջվող հզորության կրճատման մեջ է։ Սա հատկապես կարևոր է բազմաշարժիչ ուղղաթիռների դեպքում, որոնք պետք է շարունակեն շարժվել հորիզոնական ուղղությամբ՝ շարժիչը կանգնեցված վիճակում։

Նման մեքենաների թերությունը բարձր դիմադրողականությունն է՝ պայմանավորված այն կառուցվածքի ճակատային դիմադրությամբ, որի վրա հենվում են ռոտորները։ Կառույցի պարզեցումը և չափերի կրճատումը մեծացնում է ուղղաթիռի քաշը:

Լայնակի ռոտոր ուղղաթիռն ունի ավելի բարդ փոխանցում և ավելի մեծ չափեր, թեև դրանց վրա ազդում է ռոտորի համընկնման աստիճանը: Այս դիզայնի ամենամեծ և ծանր ուղղաթիռներից մեկը Մի-12-ն է։

Առաջ ռոտոր ուղղաթիռ

Ընդարձակ ֆյուզելաժը և ծանրության կենտրոնը տեղափոխելու հնարավորությունը այս ուղղաթիռի դիզայնի առավելություններն են: Օգտակար բեռը բաշխվում է ռոտորների միջև: Բարդ փոխանցման տուփը և դրա մեծ քաշը լայնակի ուղղաթիռների հիմնական թերություններն ենպտուտակների գտնվելու վայրը։

Երկրորդ թերությունը պտուտակների նվազեցված արդյունավետությունն է, քանի որ դրանց աշխատանքի շիթերը հատվում են։ Առաջ թռիչքի ժամանակ որակի կորուստը նվազում է, քանի որ հետևի պտուտակն ավելի բարձր է գտնվում, քան առջևը։ Քանի՞ սայր ունի այս դիզայնի ուղղաթիռը: Պտուտակի տրամագիծը և շեղբերների քանակը կարող են տարբեր լինել՝ մեքենայի կառավարումն ու կայունությունը բարելավելու համար:

Մուլտիռոտորային ուղղաթիռներ

Օդանավային կոնստրուկտորների կողմից մշակված բազմապրոտոր ուղղաթիռների նախագծերը ներառում էին մեքենաների ծանր մոդելների ստեղծում: Մի քանի հիմնական ռոտորների շնորհիվ կառավարումը պարզեցված է, քանի որ ուղղաթիռը կարող է պտտվել երեք առանցքներից որևէ մեկի շուրջ՝ մեծացնելով որոշակի պտուտակի մղումը: Ծանր ուղղաթիռների բազմառոտորային սխեման թույլ է տալիս որոշակի սահմաններում պահել պտուտակների տրամագիծը։