أنواع الأنظمة المتحركة في طائرة الهليكوبتر

يوجد دوار مفصلي بالكامل على متن الطائرة مع أكثر من شفرتين، حيث يسمح بحركة كل شفرة على حدة في ثلاثة اتجاهات، وفي هذا التصميم يمكن أن تدور كل شفرة حول محور الميل لتغيير الرفع، كما يمكن أن تتحرك كل شفرة ذهابًا وإيابًا في الطائرة وترفرف لأعلى ولأسفل من خلال مفصل مستقل عن الشفرات الأخرى، كما يوجد دوار صلب وشبه صلب، كما أن أحد الفروق بين طائرة هليكوبتر وطائرة ثابتة الجناحين هو المصدر الرئيسي للرفع، حيث تستمد الطائرة ذات الجناح الثابت رفعها من سطح جنيح ثابت، بينما تستمد المروحية الرفع من جنيح يدور يسمى الدوار.

الدوار شبه الصلب في الطائرة

تم العثور على تصميم الدوار شبه الصلب في الطائرات ذات الشفرتين الدوارتين، حيث يتم توصيل الشفرات بطريقة تجعل الشفرة المعاكسة ترفرف لأسفل عندما ترفرف إحدى الشفرات.

الدوار الصلب

يعتبر نظام الدوار الصلب تصميمًا نادرًا ولكنه يوفر أفضل الخصائص لكل من الدوارات المفصلية وشبه الصلبة، في هذا التصميم، يتم ربط جذور الشفرة بشكل صارم بمحور الدوار ولا تحتوي الشفرات على مفاصل، بدلاً من ذلك تستوعب الشفرات هذه الحركات باستخدام محامل مرنة، حيث إن المحامل المرنة هي مواد مصبوبة تشبه المطاط وترتبط بالأجزاء المناسبة، بدلاً من الدوران مثل المحامل التقليدية، فإنها تلتوي وتنثني للسماح بالحركة المناسبة للشفرات.

القوى العاملة على طائرات الهليكوبتر

أثناء التحليق في حالة عدم وجود رياح، يكون مستوى طرف المسار أفقيًا أي موازيًا للأرض، أما الرفع والدفع يعملان بشكل مستقيم وقوة الوزن والسحب يتصرفان مباشرة لأسفل، كما يجب أن يساوي مجموع قوة الرفع والدفع مجموع الوزن وقوى السحب حتى تحوم المروحية.

أثناء الطيران الرأسي في حالة عدم وجود رياح، تعمل كل من قوى الرفع والدفع عموديًا لأعلى والوزن والسحب كلاهما يعملان عموديًا لأسفل وعند الرفع والضغط متساويين في الوزن والسحب، وتحوم المروحية وإذا كان الرفع والدفع أقل من الوزن والسحب تنزل المروحية عموديًا، وإذا كان الرفع والدفع أكبر من الوزن والسحب ترتفع المروحية عموديًا.

الرحلة الأمامية في طائرة الهليوكبتر

بالنسبة إلى الرحلة الأمامية يتم إمالة مستوى طرف المسار للأمام، وبالتالي تميل قوة دفع الرفع الإجمالية للأمام من الوضع الرأسي، كما يمكن حل هذه القوة الدافعة الناتجة عن ذلك إلى مكونين: الرفع الذي يعمل عموديًا لأعلى والضغط يعمل أفقيًا في اتجاه الرحلة، بالإضافة إلى الرفع والدفع هناك وزن وقوة التأثير الهابطة والسحب والقوة المؤثرة أو المثبطة للخلف من القصور الذاتي ومقاومة الرياح.

في الرحلة الأمامية المستقيمة والمستوية غير المعجلة، فإن الرفع يساوي الوزن والقوة الدافعة تساوي السحب (الرحلة المستقيمة والمستوية هي رحلة ذات اتجاه ثابت وعلى ارتفاع ثابت) إذا تجاوز الرفع الوزن، فإن المروحية تتسلق وإذا كان الرفع أقل من الوزن، تنزل المروحية وإذا تجاوز الدفع قوة السحب، تزيد المروحية من سرعتها وإذا كان الدفع أقل من السحب، فإنه يقلل السرعة.

الرحلة الجانبية في طائرة الهليوكبتر

في الرحلة الجانبية يتم إمالة مستوى مسار الحافة جانبًا في الاتجاه المطلوب للرحلة، وبالتالي يميل إجمالي متجه الدفع الجانبي في هذه الحالة، لا يزال المكون الرأسي أو المكون الرفع مستقيماً، بالإضافة إلى الوزن الذي يكون مستقيماً لأسفل لكن المكون الأفقي أو المكون الدافع يعمل الآن بشكل جانبي مع تأثير السحب على الجانب الآخر.

ومن أجل الطيران الخلفي يميل مستوى مسار الطرف للخلف ويميل متجه دفع الرفع للخلف ثم يكون الدفع إلى الخلف ويكون عنصر السحب للأمام، عكس ذلك في الرحلة الأمامية، أما عنصر الرفع في الرحلة الخلفية يكون مستقيما هو والوزن على التوالي.

القوى الجيروسكوبية

يعمل الدوار الرئيسي لطائرة هليكوبتر مثل الجيروسكوب على هذا النحو، حيث تكون خصائص العمل الجيروسكوبي واحدة منها هي الحركة الاستباقية من الجيروسك الناتج أو الطول ويحدث هذا تقريبا بـ90 درجة في اتجاه الدوران من النقطة التي يتم تطبيق القوة فيها، ومن خلال استخدام هذا المبدأ، كما يمكن إمالة طرف المسار للعضو الدوار الرئيسي من الأفقي.

مبدأ البدالة الجيروسكوبية

يتم فحص النظام الدوار الثنائي النصل لمعرفة كيف تؤثر البدالة الجيروسكوبية على حركة مستوى المسار الطرفي، كما يؤدي تحريك التحكم الدوري في إلى زيادة زاوية الهجوم (AOA) لشفرة دوارة واحدة، مما يؤدي إلى تطبيق قوة رفع أكبر عند تلك النقطة في مستوى الدوران، وهذه الحركة التحكمية نفسها تقلل في نفس الوقت من (AOA) للشفرة الأخرى بنفس الكمية، وبالتالي تقلل من قوة الرفع المطبقة في تلك المرحلة من مستوى الدوران.

كما يميل النصل مع زيادة (AOA) إلى الارتفاع، أما الشفرة مع انخفاض (AOA) تميل إلى الأسفل، ونظرًا لأن القرص الدوار يعمل مثل الجيرو، تصل الشفرات إلى أقصى انحراف عند نقطة حوالي 90 درجة لاحقًا في مستوى الدوران، ويتم زيادة الشفرة المتراجعة (AOA) وتنخفض الشفرة المتقدمة (AOA)، مما يؤدي إلى انحراف إلى الأمام لمستوى مسار الطرف، حيث يحدث الانحراف الأقصى بعد 90 درجة عندما تكون الشفرات في الخلف والأمام على التوالي، وفي نظام الدوار باستخدام ثلاث شفرات أو أكثر، وتغير حركة التحكم في الدوري (AOA) لكل شفرة كمية مناسبة بحيث تكون النتيجة النهائية هي نفسها.

حفظ وتخزين الشفرات الدوارة

يجب استيفاء المتطلبات التالية لحفظ وتخزين الشفرات الدوارة:

• القيام بإدانة أي شفرة تعرضت لأضرار لا يمكن إصلاحها وإزالتها عن الطائرة والتخلص منها محليًا.

• لصق جميع الثقوب الموجودة في الشفرة، مثل التلف الناتج من الأشجار أو التلف من الأجسام الغريبة (FOD) لحماية الجزء الداخلي من الشفرة من الرطوبة والتآكل.

• القيام بإزالة المواد الغريبة تمامًا من السطح الخارجي للشفرة بالكامل باستخدام صابون لطيف وماء.

• حماية الأسطح المتآكلة من الشفرة الخارجية بطبقة خفيفة من الطلاء الوقائي أو الطلاء التمهيدي.

• القيام بحماية جلبة ثقب الترباس الرئيسي للشفرة، وجلبة ثقب مسمار تثبيت دعامة السحب، وأي معدن مكشوف مع طلاء خفيف لمنع التآكل.

• القيام بتأمين الشفرة بالدعم المثبت بالصدمات وتأمين غطاء الحاوية التي سيتم وضعها فيها.

• وضع نسخة من سجلات الشفرات الخاصة بالشركة المصنعة، والتي تحتوي على المعلومات المطلوبة بموجب العنوان 14 من قانون اللوائح الفيدرالية (14 CFR) القسم وأي سجلات شفرات أخرى في كيس مقاوم للماء وإدخالها في علبة سجل الحاوية الموجودة فيها.

• مسح العلامات القديمة من الحاوية المتعلقة بالشحنة الأصلية السابقة أو العنصر القديم الذي احتوت عليه، وكتابة رقم المخزون الوطني للشفرة (NSN) والطراز والرقم التسلسلي، حسب الاقتضاء على الجزء الخارجي من الحاوية.

ملاحظة: “FOD” اختصار لـ”Foreign Object Debris”.

ملاحظة: “NSN” اختصار لـ”National Stock Number”.