هلیکوپتر چیست؟

هلیکوپتر چیست؟؟
هليكوپتر از دو كلمه يونانی هليكويد (Helicoid) به معنای ساختار مارپيچی و پْـترون (Ptron) به معنای بال تشكيل شده است و مجموعاً يعنی بالي كه بطور مارپيچی حركت مي‌كند. در واقع هليكوپتر وسيله پرنده‌ای است كه نيروي بالابرنده و جلوبرنده خود را از بال چرخان به دست می آورد. همان‌طور كه می‌دانيد هواپيما براي بلند شدن از زمين و بالارفتن به نيروی برا (Lift) نياز دارد كه اين خود مستلزم عبور جريان هوا از روی بال است. به دليل اين‌كه بال روی هواپيما نصب و ثابت است بايد هواپيما نسبت به هوای مجاور حركت و سرعت داشته باشد تا بال بتواند در آن سرعت نيروی بالابرنده توليد كند. اين ايده از ديرباز در فكر بسياری از مخترعين وجود داشت كه مي‌توان بال را در هوا حركت داد بدون اين كه بدنه از جای خود تكان بخورد. يعنی بال در هوا بچرخد و نيروی برا ايجاد كند. اين انديشه را مي‌توان در آثار لئوناردو داوينچی و طرح معروف خود كه بر اساس پيچ ارشميدوس طراحی شده بود و يك اسباب بازی چينی بسيار قديمي ديد كه داراي چهار پره تاب خورده در طرفين يك تيرك چوبی باريك بود و با كوك كردن پره‌ها در خلاف جهت يكديگر و رها كردن آن، می‌توانست در هوا بالا ‌رفته و مدتی پرواز كند. اين اسباب بازی به ظاهر كوچك يكی از عوامل اصلی ظهور صنعت هوانوردی بود؛ چرا كه مخترعين با استناد به اين وسيله بر كار خود پافشاری مي‌كردند و با خود می‌گفتند چون اين اسباب بازی می‌تواند در هوا پرواز كند پس نوع بزرگ آن هم بايد بتواند پرواز كند.

جالب است بدانيد برادران رايت بواسطه اين اسباب بازي كه پدرشان به عنوان سوغاتي از مسافرت آورده بود، به دنيای هوانوردی و پرواز علاقمند شدند. از قرن 18 ميلادي تا اوايل قرن بيستم تلاشهای بسياری برای ساخت وسيله پرنده بال چرخان كه بتواند انسان را با خود حمل كند انجام شد تا اينكه در 26 ژوئن 1935 هليكوپتر Breguet-Dorand 314 ساخت مشترك ouis Breguet و Rene Dorand اولين هليكوپتری بود كه توانست با موفقيت پرواز كرده و خواسته‌های مشتريان را برآورده كند. در تكامل طرح هليكوپتر پژوهشگران متعددی مانند خوان‌دي‌لا سيروا (Juan de la Cierva) اسپانيايی به عنوان مخترع اتوجايرو در سال 1920 و ايگور سيكورسكی (Igor Sikorsky) روسی تبار نقش زيادی داشتند.

بخشهای اصلی هلیکوپتر (Helicopter parts)

قسمتهای اصلی هلیکوپترهای متعارف (conventional) به شرح ذیل می باشند:
1- بدنه (Body or Fuselage)
بدنه بخش اصلی هلیکوپترها بوده که دیگر قسمتها به آن متصل شده یا روی ان سوار می شوند. کابین مسافر، کاکپیت خلبان، مخازن سوخت و سیستمهای الکترونیکی نیز در بدنه جای می گیرند.
2- موتور (Engine)
واحد تولید کننده نیرو برای چرخش ملخهای اصلی، ملخهای دم، پمپهای هیدرولیک و پنوماتیک، ژنراتورهای برق و ... می باشد که به دو نوع پیستونی و جت (توربوشفت) بر بالای یا طرفین بدنه نصب می گردد.
3- مجموعه دم (Tail)
جهت قرار دادن روتور دم در موقعیت و وضعیت مناسب
4- روتور اصلی (Main Rotor)
مجموعه ملخهای اصلی و مکانیزمهای تغییر دهنده زاویه آنها که وظیفه تولید نیروی بالابرنده (برا) را به عهده دارند
5- روتور دم (Tail Rotor)
مجموعه ملخهای دم و مکانیزمهای تغییر دهنده زاویه گام آنها که وظیفه خنثی سازی گشتاور روتور اصلی را به عهده دارند.
6- ارابه فرود (Landing gear)
به دو نوع اسکیت و چرخ در زیر بدنه نصب شده و وظیفه آن گرفتن ضربه های وارده هنگام فرود، ثابت نگه داشتن هلیکوپتر بر روی زمین (و حرکت هلیکوپتر بر روی زمین در هلیکوپترهای دارای چرخ) می باشد.

هلیکوپترهای مدل رادیوکنترل ( R/C Helicopters)

تعریف: هلیکوپترهای بدون سرنشین که توسط سیستم فرستنده گیرنده رادیویی کنترل می شوند.
به طور كل هليكوپتر مدل راديوكنترل به دو دسته Scale (مقياسی يا مشابه واقعی ) و Pod & Boom تقسيم می‌شوند. مشخصه هليكوپتر‌های مقياسی، شكل بدنه آنها است كه مشابه يك نوع هليكوپتر واقعی می‌باشد. اين هليكوپتر‌ها اغلب گران قيمت بوده و براي پرواز‌هاي ايروباتيك طراحی نشده‌اند. اما ظاهر زيبای آن‌ها لذت پرواز را دو‌چندان می كند. ضمن اينكه پوشش كامل بدنه آن‌ها باعث ديد بهتر از فواصل دور می‌شود. در هليكوپتر‌های Pod & Boom بهترين مشخصه‌ها، دم باريك و بلند (Boom) و پوشش آيروديناميك و نيمه كامل بدنه (Pod) ‌بوده كه باعث هر چه سبكتر شدن هليكوپتر و افزايش قابليت مانورپذيری مي‌شوند. هليكوپتر‌های مقياسی Scale) از لحاظ ساختمان داخلی بسيار مشابه نوع Pod & Boom بوده كه با پوسته كاملی از يك بدنه مشابه نمونه اصلي پوشش داده شده‌اند.

انواع هلیکوپترهای رادیوکنترل از نظر نوع موتور:

1- هلیکوپترهای رادیوکنترل موتور الکتریکی (Electric R/C helicopter)
اين هليكوپتر‌ها مجهز به يك موتور الكتريكی هستند كه به واسطه چرخ‌ دنده كاهنده به شفت اصلی متصل شده و انرژی خود را از باطری های قابل شارژ تأمين می‌كنند.

2- هلیکوپترهای رادیوکنترل موتور پیستونی (Piston engine R/C helicopter)
این هلیکوپترها مجهز به موتورهای پیستونی می باشند که معمولاً تک سیلندر بوده و از سوخت الکل متیلیک (متانول) تغذیه می شوند. نوع دوسیلندر و بنزینی این موتورها نیز برای هلیکوپترهای رادیوکنترل سایز بزرگ نیز استفاده می شود.

2- هلیکوپترهای رادیوکنترل موتور جت (Jet engine R/C helicopter)
اين هليكوپتر‌ها مجهز به موتور توربوشفت با هسته ميني جت بوده كه باعث شده فوق‌العاده پر قدرت و مطمئن عمل كنند. اما آنها هنوز در حال تکامل بوده و فوق العاده گرانقیمت می باشند.

اجزاء هلیکوپترهای رادیوکنترل (R/C helicopter parts):

هلیکوپترهای رادیوکنترل به دو بخش کلی سازه و سیستمهای الکترونیکی تقسیم شده که هر یک دارای زیرمجموعه هایی می باشند.

1- سازه (Structure):
سازه هلیکوپترهای رادیوکنترل متشکل است از: بدنه - مجموعه دم - موتور - ارابه فرود - روتور اصلی و روتور دم.
2- سیستمهای الکترونیکی (Electronic system):
که خود به دو بخش سیستمهای اصلی و انتخابی (Option) تقسیم می گردند.
الف) سیستمهای الکترونیکی اصلی از لوازمی هستند که استفاده از آنها در هلیکوپتر رادیوکنترل اجباریست که شامل موارد ذیل می باشد:
- فرستنده رادیوکنترل + باطری مربوطه (R/C Transmitter & Batteries)
- گیرنده رادیوکنترل + باطری مربوطه (R/C Receiver & Batteries)
- سرووها (Servos)
- جایرو (Gyro)
- اسپید کنترل (Speed control) (در هلیکوپترهای الکتریکی)
ب) سیستمهای الکترونیکی انتخابی جهت عملکرد بهتر، بهینه سازی و ایمنی بیشتر بکار می روند مانند:
- گاورنر (کنترل کننده سرعت چرخش ملخ)
- نشان دهنده باطری گیرنده (Battery checker)
- دما سنج موتور (Thermometer)

توضیحات:

سیستم رادیوکنترل (Radio control system)
سيستم راديو كنترل متشكل است از فرستنده، گيرنده، باطري‌ها و سرووها. شما با حركت اهرم‌هاي كنترلي فرستنده فرامينی را كه به صورت رمز شده روی امواج الكترومغناطيس سوار مي‌شوند، ارسال می‌كنيد. اين فرامين پس از رسيدن به گيرنده رمزگشايی شده و سپس به سرووی مورد نظر مي‌رسد. سرووها الكتروموتورهايی هستند كه برای تحريك سطوح متحرك، سيگنال الكتريكی را به كار مكانيكي تبديل مي‌كنند. سرووها و گيرنده معمولاً توسط باطری قابل شارژ 8/4 ولت و فرستنده از باطریهای قابل شارژ 6/9 ولت تغذيه مي‌شوند.

فرستنده (Transmitter)
همانطور که در شکل مشاهده می کنید فرستنده رادیوکنترل دارای دو اهرم کنترل (Stick) بوده که هرکدام به دو جهت عمودی و افقی و ترکیبات آنها می توانند حرکت کنند. در پایین و کنار هر یک از استیکها اهرم تریم قرار داشته که حرکت آنها منجر به تغییر نقطه خنثای سرووی مربوطه می گردد. فرستنده ها به گونه های مختلفی مانند تک دسته، دو دسته، آنالوگ، دیجیتال، عددی، گرافیکی و نیز از لحاظ مدولاسيون امواج (Modulation) در انواع PCM(ZPCM,QPCM) ,PPM ,FM ,AM با طبقه فركانسی 35 ، 40 ، 72 و 75 مگاهرتز مورد استفاده قرار می‌گيرند. برخي از راديوكنترل‌ها فقط مخصوص هواپيما بوده و براي هليكوپتر مناسب نيستند. يكي از موارد مهم در انتخاب راديو كنترل تعداد كانال آن‌ها است. تعداد كانال راديو مشخص كننده آن است كه چند فرمان می‌تواند بطور جدا از هم توسط فرستنده ارسال شود. بنابراين در راديو‌های 3 كانال شما فقط 3 فرمان مجزا برای 3 سرووی مختلف می‌توانيد ارسال كنيد.

گیرنده (Receiver)
گیرنده رادیوکنترل مدار الکترونیکی کوچک و سبکی است که در داخل یک قاب پلاستیکی جای داده شده و نقش رمزگشایی امواج ارسالی از فرستنده و انتقال فرامین به سروو ها می باشد. گیرنده ها دارای یک ورودی باطری و به تعداد کانالهای سیستم رادیوکنترل خروجی برای سروو ها دارند.

سروو (Servo)
سرووها شامل قسمت‌هاي موتور الكتريكی (Electro Motor) ، مدار الكترونيكی (Electronic Board)، مجموعه چرخ‌دنده كاهنده دور (Gear Box)، بدنه (Servo Case)، شفت اصلی(Main Shaft) و سَرسِروو (Servo Arm) بوده و در انواع و اندازه‌های مختلفی از قبیل ميكرو، ميني، استاندارد و بزرگ تولید شده اند. سرووها دارای مشخصه‌های متفاوتی از قبيل ديجيـتال (Digital)، غير ديجيتال (Non Digital)، پر سرعت(High speed)، بدون هسته(Coreless) ، بلبرينگی ( Ball bearing)، گشتاور بالا (High torque)، عايق در برابر آب و گرد و غبار (Dust & Water resistant)، چرخ‌دنده فلزی (Metal Gear) و… می باشد. سرعت سرووها در واقع سرعت پاسخگويی به فرمان اعمال شده را نشان مي‌دهد كه بر واحد ثانيه بر 60 درجه (S/60º)محاسبه می‌شود. به عنوان مثال سرووی S9251 ساخت شركت فوتابا با سرعت 07/0 يكی از پرسرعت‌ترين سرووهای موجود است در حالی كه سرعت يك سرووی معمولی حدود 22/0 ثانيه بر 60 درجه می باشد. یکی دیگر از مشخصه های مهم سرووها قدرت آنهاست که در واقی بیشترین گشتاور قابل تحمل توسط سروو بوده و بر حسب کیلوگرم بر سانتیمتر محاسبه می گردد.

جایرو (Gyro)
جايرو دستگاه كوچكي است كه معمولاً شامل دو قسمت حس كننده (Sensor) و پردازشگر (Processor) بوده و رفتار ارتعاشي و ناخواسته دم را بر اثر عوامل مختلف نظير باد جانبي، بد كاركردن موتور (و متعاقباً افزايش و كاهش گشتاور ملخ اصلي) خنثي مي‌سازد. جايرو بر سر راه گيرنده و سرووي رادِار قرار گرفته و فرمان ارسالي به رادار را تصحيح مي‌كند. در واقع جايرو براي كنترل رادِر همانند كمك خلباني است كه از خود خلبان بهتر عمل مي‌كند. جايروهـا از لحاظ مكانـيزم داخلي به دو نـوع‌جايـروي مكانيكي (Mechanical Gyro) و پيزو جايرو (Piezo Gyro) و از نظر عملكرد به دو نوع Heading Hold و Non Heading Hold (يا Rate Gyro) تقسيم مي‌شوند.

گاورنر (Governor)
کنترل کننده دور ملخ (گاورنر) دستگاهی است شامل حسگر مغناطيسي و واحد تنظيم كننده که كار آن كنترل سرعت چرخش ملخ‌ها است. اگر RPM ملخ از حد تعريف شده بيشتر باشد، ممكن است باعث از هم پاشيدگي سازه روتور و در رفتن ملخ‌ها و حتي رسيدن سرعت نوك ملخ به سرعت صوت شود كه در اين صورت ملخ بازده خود را از دست داده و درگير مسائل مربوط به امواج شوك خواهد شد. این دستگاه همچنین در کاهش مصرف سوخت تاثیر بسزایی دارد. سيستم گاورنر بين فرمان ارسالی از گيرنده و سرووی تراتل قرار گرفته و با افزايش و كاهش گاز موتور، سعي می‌كند سرعت چرخش ملخ را مطابق عددی كه توسط كاربر تنظيم می‌شود، كنترل كند.

نشان دهنده باطری گیرنده (Battery checker)
اين دستگاه كوچك و سبك روی هليكوپتر نصب شده و انرژی باطری گيرنده را نشان می‌دهد. Battery Checker در مدل‌ها و كاركردهاي متفاوتی ساخته شده‌اند كه بعضی از آن‌ها داراي نمايش‌گر LCD و برخی داراي لامپ‌های LED بوده و برخي از آن‌ها هنگام ضعيف شدن باطري با به صدا در آوردن آژير، هشدار مي‌دهند.

دماسنج موتور (Thermometer)
دستگاه الکترونیکی کوچکی است که روی بدنه هلیکوپتر نصب شده، دمای موتور و دمای محیط را بصورت دیجیتالی نمایش می دهد. بجای این دستگاه می توان از دماسنجهای مادون قرمز دستی استفاده کرد که در دست کاربر قرار گرفته و دمای نقطه ای که دستگاه به سمت آن نشانه رفته را نمایش می دهد.

موتور (Engine)
همانطور که قبلاً اشاره شد سه نوع موتور به عنوان مولد نیرو برای چرخش ملخهای اصلی و دم، در هلیکوپترهای رادیوکنترل استفاده می گردد.
1- موتور الکتریکی
2- موتور پیستونی
3- موتور جت (توربوشفت)
موتور‌های متعارف در هليكوپتر‌های مدل از نوع پيستونی با سوخت الكل می‌باشند. بنابراين تمركز ما دراين مبحث روی اين نوع موتور‌ها خواهد بود. موتورهاي الکلی مجهز به شمع تابشی (Glow plug) بوده كه با سوخت متانول (متيل الكل) تغذيه می شوند. تفاوت شمع‌های تابشی با شمع‌های جرقه‌زن موتورهای بنزينی (Spark plug) در اين است كه شمع‌های تابشی حين كار موتور به منبع انرژی متصل نيستند و فقط هنگام استارت موتور از باطری 2/1 ولت انرژی می‌گيرند. اين باطری كه با گيره مخصوص به شمع متصل می‌شود پس از روشن شدن موتور جدا می‌شود. شكل زير اجزاء اصلی اين موتور‌ها را نشان می‌دهد.

اندازه و طبقه موتورهای الکلی (Engine Size)
سایز موتورها فاکتوری است که هلیکوپترهای رادیوکنترل بر اساس آن طبقه بندی می شوند. این موتورها بر اساس حجم سوخت جابه‌جا شده درون سيلندر يا بطور عمومی حجم سيلندر بر حسب اينچ مكعب نامگذاري مي‌شوند. سايز 30 يعني موتوری كه حجم سيلندر آن 30/0 اينچ مكعب است. هلیکوپترها معمولاً بر حسب اندازه موتور به سایزهای 30 ، 50 ، 60 و 90 تقسیم می شوند. عموماً در هليكوپترهاي سايز 30 از موتورهاي دسته 30 يعني 30 ، 32 ، 37 ، 39 و حتی 46 ، در هليكوپتر‌های سایز 50 از موتورهاي سايز 50 ، در هليكوپتر‌های سایز 60 از موتورهای 60 ، 61 و 75 و در هليكوپتر‌های سایز 90 از موتور 90 استفاده می گردد. جدول ذيل حجم سيلندر موتورها را بر حسب سی سی و اينچ مكعب نشان می‌دهد.

موتورهای پیستونی الکلی از لحاظ طراحی داخلی به انواع ABC - AAC و Ringed engine و از لحاظ مراحل کار به دو زمانه و چهار زمانه تقسیم می شوند. سوخت آنها متانول (الکل متیلیک) بوده که با 10 تا 20 درصد نیترو متان به عنوان مکمل سوخت (اختیاری) و حدود 20 درصد روغن کرچک و یا سنتتیک ترکیب می شود.

هلیکوپتر چیست؟

مطالب مشابه :

هنگامی که موتور هواپیما خاموش شد؟

آموزش ساخت هواپیمای مدل

انواع هواپیمای مدل

دسته بندی هواپیماهای مدل

انواع موتور هواپیما

هواپیمای مدل ( دانلود رایگان ) 2

تاريخچه هواپيماي مدل

هلیکوپتر چیست؟