Polecamy         
apartamenty
i pokoje gościnne

turystyka
kraków noclegi
fotograf kraków
wrocław noclegi
poznań noclegi

Samoloty w Polsce
Praca zbiorowa
Zobacz!

Współczesne śmigłowce bojowe
Pietrzak Wiesław B.
Zobacz!

Ryzyko i stres
w lotnictwie sportowym

Makarowski Ryszard
Zobacz!

Myśliwce Aliantów
1939-1945

Chant Chris
Zobacz!

Współczesne śmigłowce bojowe
Wolański Andrzej red.
Zobacz!
        

ŚMIGŁOWCE

   Śmigłowiec (nazwany przez Francuzów helikopterem od gr. słów heliks helikos - "lina śrubowa" oraz pteron - "skrzydło"). W odróżnieniu od samolotu może on startować pionowo z małej powierzchni, zawisnąć w locie, manewrować we wszystkich kierunkach i lądować również na małej powierzchni.
   Prawdopodobnie pierwszym człowiekiem, który pomyślał o zbudowaniu maszyny latającej dzięki napędzanym wirującym powierzchniom nośnym, był włoski geniusz, Leonardo da Vinci. W jego notatkach z 1475 roku, znalezionych pod koniec XVIII wieku, odkryto wiele projektów różnych urządzeń latających - od skrzydeł wzorowanych na skrzydłach ptaków, przez balony, do śruby powietrznej, która poruszana siłą mięśni ludzkich uniosłaby człowieka i maszynę w powietrze. Ten interesujący pomysł nie mógł być zrealizowany, gdyż Leonardo niewłaściwie sądził, że człowiek sam może nadać płatom śmigła ruch zdolny do wzniesienia konstrukcji nad ziemię. Prawdopodobne jest też, że idea śmigłowca narodziła się w Chinach, skąd już w XIV wieku przywożono do Europy zabawki wykorzystujące do wytwarzania siły nośnej wirujące skrzydła.
   Droga do praktycznego zastosowania pomysłu wirujących skrzydeł była długa i trudna, przede wszystkim z powodu braku dostatecznie lekkich i silnych źródeł napędu. W XIX wieku naukowcy prowadzili poszukiwania napędu zdolnego oderwać maszynę od ziemi (powstawały różne modele o napędzie ręcznym, gazowym, poruszane eterem i siłą pary), jednak bez powodzenia.
   Przełom nastąpił na początku XX wieku, kiedy w badaniach nad śmigłowcem zastosowano energię elektryczną i energię spalinową silników benzynowych. W 1905 roku Francuz Maurice Leger zbudował śmigłowiec z silnikiem elektrycznym oraz dwoma przeciwbieżnymi (obracającymi się w przeciwnych kierunkach) wirnikami, który na chwilę oderwał się od ziemi. Dopiero w 1907 roku po raz pierwszy wykonały lot swobodny dwa śmigłowce skonstruowane przez Francuzów: Louisa Bregueta i Paula Cornu. Tym samym udowodnili oni, że maszyna może latać dzięki wirującym powierzchniom nośnym, ale nie potrafili rozwiązać problemu sterowania.
   W latach międzywojennych prace jednak znacznie się posunęły, rozpoczęto pierwsze loty sterowane. Wykorzystano przegubowe zawieszenie łopat wirników - wynalazek Hiszpana Juana de la Ciervy. W 1924 roku śmigłowiec Włocha Paterasa Pescary uniósł się w powietrze i zakreślił nad ziemią pętlę o długości 1 kilometra, bijąc rekord długości lotu helikopterem: 10 minut i 33 sekundy. Postęp był coraz szybszy. W 1930 roku Włoch Corradino d'Ascanio ustanowił pierwszy oficjalny rekord wysokości wzniesienia się śmigłowca: 18 metrów, a już dwa lata później rekord wynosił 605 metrów. Śmigłowce zaczęły wreszcie w sposób pewny latać do przodu. W 1936 roku francuski śmigłowiec Gyroplane pierwszy osiągnął prędkość 100 km/h. W tym samym roku niemiecki inżynier Heinrich Focke zbudował pierwszy udany dwuwirnikowy śmigłowiec, który poprawnie wykonywał pionowy start, zawis, lot poziomy i lądowanie z autorotacją (czyli z wyłączonym silnikiem), a jego FW-61 w 1939 roku pokonał 230 kilometrów na wysokości prawie 3,5 tysiąca metrów z prędkością 122 km/h.
   Przełomowe znaczenie miały prace Amerykanina rosyjskiego pochodzenia, Igora Sikorskiego, który w swoim śmigłowcu VS-300 zastosował sterowanie okresowe skokiem łopat wirnika (tzn. zmienianie kąta nastawienia poszczególnych łopat podczas obrotu wirnika) oprócz sterowania skokiem ogólnym (polegającym na zmianie kąta nastawienia wszystkich łopat równocześnie), dzięki czemu śmigłowiec mógł przechylać się w dowolną stronę, a to z kolei pozwalało mu na lot poziomy. Drugie równie ważne novum Sikorskiego - śmigło ogonowe, służyło do sterowania kierunkiem lotu oraz równoważenia występującego przy poruszających się łopatach tak zwanego momentu reakcyjnego, który dąży do obracania kadłuba śmigłowca w kierunku przeciwnym do obrotów wirnika. VS-300 był zatem jednowirnikowym śmigłowcem ze śmigłem ogonowym. Taką konstrukcję przyjęto, budując większość śmigłowców, a ulepszony VS-300 wszedł do służby w lotnictwie amerykańskim i brytyjskim w 1943 roku pod nazwą Sikorsky R-4. W 1942 roku, niezależnie od prac Amerykanów, Niemcy zaczęli korzystać z niewielkich śmigłowców do ochrony konwojów na Bałtyku oraz Morzu Śródziemnym i do operacji ratowniczych.

   Zebrane w okresie wojny doświadczenia okazały się bezcenne po jej zakończeniu. Nastąpił gwałtowny wyścig konstruktorów z USA, Francji, Wielkiej Brytanii i Związku Radzieckiego. Zaszła istotna zmiana: silniki tłokowe zastąpiono lżejszymi i bardziej niezawodnymi, turbinowymi. Te pierwsze bowiem sprawiały, że śmigłowiec nie mógł zabrać ładunków przekraczających 10% jego masy całkowitej, pracował hałaśliwie, silnie drgał, a jego eksploatacja kosztowała bardzo dużo. Pierwszym seryjnie produkowanym (od 1955 r.) śmigłowcem z napędem turbinowym był francuski SA-313 Alouete II.
   Kolejny impuls do dalszego doskonalenia stanowiła wojna w Wietnamie (1965 - 1973), w czasie której wykorzystywano różne konstrukcje bojowe śmigłowców w nie spotykanym wcześniej stopniu. W następnych latach obniżono koszty eksploatacji śmigłowców, poprawiono komfort podróży oraz warunki pracy załogi, zmniejszono wytwarzany przez nie hałas.
   O możliwości pionowego startu i lądowania śmigłowca decyduje przede wszystkim jego napęd; tym lepszy, im większy jest stosunek rozwijanego przez silnik ciągu do jego masy. Duży postęp uzyskano dzięki wprowadzeniu turbinowych silników wałowych ze swobodną turbiną napędową. Są one lekkie, niezawodne, nie powodują drgań, pracują na trudno palnych gatunkach paliw, wykazują się dużą odpornością na zanieczyszczenia powietrza pyłami, dymem, solą lub wodą i wytrzymują kolizje z niewielkimi obiektami (np. z ptakami). Dzięki zmianie układu paliwowego z hydrauliczno - mechanicznego na elektroniczny, który jest sterowany komputerowo, można wykorzystywać śmigłowce w różnych warunkach i uczynić je znacznie bardziej ekonomicznymi.
   Zmiany zaszły również w konstrukcji wirnika (popularnie zwanego śmigłem). To najistotniejsza część śmigłowca, poddawana wielkim obciążeniom, musi być zdolna do pracy zarówno w zawisie, czyli przy zerowej lub bardzo małej prędkości przemieszczania się, jak i przy dużych prędkościach. Wirnik jest mechanizmem złożonym z 2 - 6 łopat przypominających kształtem skrzydło samolotu. Pilot drążkiem okresowego przekręcania łopat może zmienić kąt nachylenia (skok) każdej z nich. Jeśli są one ustawione poziomo w stosunku do płaszczyzny wirowania, śmigłowiec nie oderwie się od ziemi. Dopiero skok łopat sprawia, że ciśnienie nad nimi maleje, a pod nimi wzrasta. W efekcie powstaje ogromna siła nośna, skierowana ku górze, która unosi helikopter. Zmiana skoku poszczególnych łopat śmigła powoduje zmianę kierunku lotu oraz kąta wznoszenia. Konstruktorzy musieli poradzić sobie z poważnym problemem. Otóż w czasie lotu na łopaty wirnika działają nierównomiernie rozłożone siły - większe na łopatę nacierającą, czyli poruszającą się z powietrzem, niż na powracającą. Powodowały one niekontrolowane drganie kadłuba i odchylenia od kierunku lotu, ale odpowiednie wyprofilowanie końcówek łopat pozwoliło na osiągnęcie stabilności lotu oraz prędkości w granicach nawet 400 km/h.
   Istotny postęp dokonał się również w dziedzinie materiałów stosowanych do budowy łopat i głowicy wirnika. Długo dominowały materiały metalowe, które na skutek dużych przeciążeń łatwo ulegały uszkodzeniom. Zmieniono je na kompozytowe oparte na włóknach szklanych i węglowych oraz tytanie. Superwytrzymałe łożyska wykonano z elastomerów, ograniczono również znacznie liczbę części podlegających zmęczeniu. Poprzez zastosowanie znacznie bardziej wytrzymałych na temperaurę elementów silnika zmniejszono zużycie paliwa.
   Poza bardzo praktycznymi zaletami śmigłowce mają wady, takie jak nieduża prędkość przelotowa, stosunkowo duże zapotrzebowanie mocy, co często czyni je nieekonomicznymi, czy skomplikowana, kosztowna konstrukcja. Jednakże bez tych maszyn latających, które mogą dotrzeć w niedostępne rejony i nie potrzebują lotniska do startu i lądowania, trudno wyobrazić sobie współczesne lotnictwo.
   Obecnie zakres wykorzystania śmigłowców jest bardzo szeroki. W siłach zbrojnych stanowią podstawowe narzędzie transportu taktycznego, zwiadu, ratownictwa, środek walki z czołgami oraz okrętami podwodnymi.


Polskie śmigłowce bojowe






Copyright © 2004- prlk. Wszelkie prawa zastrzeżone. Aktualizacja: