ينصب تركيز هذا القسم على هيكل الطائرة، على وجه التحديد، جسم الطائرة وذراع الرافعة والكنزات والقلنسوات والانسيابية وأسطح الجنيح ومعدات الهبوط، كما يتم تضمين الملحقات المختلفة وأدوات التحكم التي تصاحب هذه الهياكل، حيث أن دوارات المروحية تعتبر جزءًا من هيكل الطائرة لأنها في الواقع أجنحة دوارة على النقيض من ذلك، لا تعتبر المراوح والجنيحات الدوارة للمحرك على متن الطائرة جزءًا من هيكل الطائرة.
نظام الدوران الرئيسي
نظام الدوران هو الجزء الدوار من المروحية الذي يولد قوة الرفع، يتكون الجزء المتحرك من صاري ومحور وشفرات دوران وهو عبارة عن عمود معدني على شكل إسطواة يمتد لأعلى من ناقل الحركة ويدعمه أحيانًا، وفي الجزء العلوي من الصاري توجد نقطة ربط لشفرات الدوران تسمى المحور، ثم يتم توصيل الشفرات الدوارة بالمحور بأي عدد من الطرق المختلفة ويتم تصنيف أنظمة الدوار الرئيسية وفقًا لكيفية توصيل ريش الدوار الرئيسي وتحركها بالنسبة لمحور الدوران الرئيسي، هناك ثلاثة تصنيفات أساسية: جامد أو شبه صلب أو مفصلي بالكامل.
نظام الدوران الصلب
نظام الدوران الصلب في هذا النظام، تكون الشفرات الدوارة متصلة بشكل صارم بمحور الدوار الرئيسي وليست حرة في الانزلاق للخلف وللأمام (السحب) أو التحرك لأعلى ولأسفل (رفرف)، كما يتم امتصاص القوى التي تميل إلى جعل الشفرات الدوارة تفعل ذلك من خلال الخصائص المرنة للشفرة ومع ذلك، يمكن ضبط ميل الشفرات بالدوران حول المحور الممتد عبر مفصلات الريش.
يستفيد النظام الدوار شبه الصلب من مفصلة متأرجحة عند نقطة إرفاق الشفرة، أثناء الإمساك به من الانزلاق للخلف وللأمام تسمح المفصلة المتأرجحة للشفرات بالرفرفة لأعلى ولأسفل، باستخدام هذا المفصل، عندما ترفرف إحدى النصل لأعلى تنفجر الأخرى.
الخفقان ناتج عن ظاهرة تعرف باسم عدم تناسق الرفع، عندما يتم إمالة مستوى دوران الشفرات الدوارة وتبدأ المروحية في التحرك للأمام، يتم إنشاء شفرة متقدمة وشفرة متراجعة على أنظمة ثنائية الشفرات. كما تكون سرعة الرياح النسبية أكبر في النصل المتقدم مما هي عليه في الشفرة الراجعة، يؤدي هذا إلى زيادة قوة الرفع على الشفرة المتقدمة، مما يؤدي إلى ارتفاعها أو رفرفتها.
عندما يصل دوران الشفرة إلى النقطة التي تصبح فيها الشفرة هي الشفرة المنسحبة، يتم فقد الرفع الإضافي وتنقلب الشفرة لأسفل. تبلغ سرعة طرف الشفرة لهذه المروحية حوالي 300 عقدة، إذا كانت المروحية تتحرك للأمام بسرعة 100 عقدة، فإن سرعة الرياح النسبية على الجانب المتقدم هي 400 عقدة، على الجانب المنسحب، تبلغ مساحتها 200 عقدة فقط، هذا الاختلاف في السرعة يسبب اختلافًا في قوة الرفع.
تبلغ سرعة طرف الشفرة لهذه المروحية حوالي 300 عقدة، إذا كانت المروحية تتحرك للأمام بسرعة 100 عقدة، فإن سرعة الرياح النسبية على الجانب المتقدم هي 400 عقدة، على الجانب المنسحب، تبلغ مساحتها 200 عقدة فقط، هذا الاختلاف في السرعة يسبب اختلافًا في قوة الرفع.
نظام دوران مفصلي بالكامل
توفر أنظمة الشفرات الدوران المفصلية بالكامل مفصلات تسمح للدوارات بالتحرك أمامًا وخلفًا وكذلك لأعلى ولأسفل، إن حركة السحب أو الصيد كما تسمى استجابة لتأثير كوريوليس أثناء تغيرات سرعة الدوران، عند بدء الدوران لأول مرة، تتأخر الشفرات حتى يتم تطوير قوة الطرد المركزي بالكامل.
بمجرد الدوران، يؤدي انخفاض السرعة إلى جعل الشفرات تقود محور الدوار الرئيسي حتى تتوازن القوى، حيث تؤدي التقلبات المستمرة في سرعات الشفرات الدوارة إلى اصطياد الشفرات، إنهم أحرار في القيام بذلك في نظام مفصلي كامل بسبب تركيبهم على مفصلة السحب العمودي.
توفر واحدة أو أكثر من المفصلات الأفقية إمكانية الخفقان على نظام دوار مفصلي بالكامل أيضًا، يسمح مفصل التدرج بتغيير درجة ميل الشفرة عن طريق السماح بالدوران حول المحور العرضي ويمكن العثور على مخمدات وموقفات مختلفة في تصميمات مختلفة لتقليل الصدمات والحد من السفر في اتجاهات معينة.
توجد العديد من التصميمات والاختلافات على الأنواع الثلاثة لأنظمة الدوران الرئيسية ويبحث المهندسون باستمرار عن طرق لتقليل الاهتزازات والضوضاء التي تسببها الأجزاء الدوارة للمروحية ولتحقيق هذه الغاية، يتزايد استخدام المحامل المرنة في أنظمة الدوار الرئيسية وتتمتع محامل البوليمر هذه بالقدرة على التشوه والعودة إلى شكلها الأصلي.
يمكنهم امتصاص الاهتزازات التي عادة ما يتم نقلها بواسطة محامل فولاذية، كما أنها لا تتطلب تزييتًا منتظمًا، مما يقلل من الصيانة. تم تصميم بعض دوارات الهليكوبتر الحديثة مع مرونة، هذه محاور ومكونات محورية مصنوعة من مواد مركبة متقدمة وهي مصممة لتحمل قوى الصيد بالشفرة وعدم تناسق الرفع عن طريق الثني.
على هذا النحو، يمكن إزالة العديد من المفصلات والمحامل من نظام الدوار الرئيسي التقليدي والنتيجة هي أبسط صاري دوران مع صيانة أقل بسبب أجزاء متحركة أقل، غالبًا ما تشتمل التصميمات التي تستخدم الانثناءات على محامل مرنة.
نظام (Anti-torque) عادة، تمتلك المروحيات ما بين شفرتين وسبع شفرات دوارة رئيسية، هذه الدوارات عادة ما تكون مصنوعة من هيكل مركب، تنتج الكتلة الدوارة الكبيرة لشفرات الدوار الرئيسية لطائرة هليكوبتر عزم الدوران ويزداد عزم الدوران هذا مع قوة المحرك ويحاول تدوير جسم الطائرة في الاتجاه المعاكس.
يعمل ذراع الذيل ودوار الذيل أو الدوارن المضاد للدوران على مقاومة تأثير عزم الدوران ويتم التحكم في عزمه المعاكس لدوار الذيل مع تغيير مستويات طاقة المحرك، وذلك بالتحكم في دواسات القدم ويتم ذلك عن طريق تغيير درجة الذيل لريش الدوارن هذا بدوره يغير مقدار عزم الدوران المضاد ويمكن تدوير الطائرة حول محورها الرأسي مما يسمح للطيار بالتحكم في الاتجاه الذي تواجهه المروحية.
على غرار المثبت الرأسي على ذيل الطائرة، تعتبر الزعنفة أو الصرح أيضًا ميزة شائعة في الطائرات العمودية. عادة، تدعم مجموعة دوار الذيل، على الرغم من أن بعض دوارات الذيل مثبتة على مخروط الذيل لذراع الرافعة، بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم إنشاء عضو أفقي يسمى المثبت عند مخروط الذيل أو على الصرح.
(Fenestron) هو تصميم فريد من نوعه لدوران الذيل وهو في الواقع مروحة أنبوبية متعددة الشفرات مثبتة في الصرح العمودي يعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها دوران الذيل العادي، مما يوفر دفعًا جانبيًا لمقاومة عزم الدوران الناتج عن الدوارات الرئيسية. ولا يحتوي نظام منع انقلاب (NOTAR) على دوار مرئي مُركب على ذراع الرافعة الخلفي، بدلاً من ذلك، توجد مروحة قابلة للتعديل يحركها المحرك داخل ذراع الرافعة.
(NOTAR) هو اختصار يشير إلى بدون دوار الذيل، مع تغير سرعة الدوار الرئيسي، تتغير سرعة مروحة (NOTAR) ويتم تنفيس الهواء من فتحتين طويلتين على الجانب الأيمن من ذراع الرافعة، مما يؤدي إلى تجريف غسل الدوران الرئيسي لعناق الجانب الأيمن من ذراع الرافعة، مما يؤدي بدوره إلى التدفق الصفحي والضغط المنخفض (تأثير كواندا).
يتسبب هذا الضغط المنخفض في قوة معاكسة لعزم الدوران الناتج عن الدوار الرئيسي بالإضافة إلى ذلك، يتم إرسال ما تبقى من الهواء من المروحة من خلال ذراع الرافعة إلى فتحة تهوية على الجانب الأيسر الخلفي من ذراع الرافعة، حيث يتم طردها ويؤدي هذا الإجراء إلى اليسار إلى رد فعل معاكس لليمين وهو الاتجاه المطلوب لمواجهة عزم الدوران الرئيسي.
أثناء وجوده في التمرير، يوفر (Coanda Effect) ما يقرب من ثلثي المصعد الضروري للحفاظ على التحكم في الاتجاه، كما يتم إنشاء الباقي عن طريق توجيه الدفع من الفوهة الدوارة التي يمكن التحكم فيها. أثناء وجوده في التمرير، يوفر (Coanda Effect) ما يقرب من ثلثي المصعد الضروري للحفاظ على التحكم في الاتجاه ويتم إنشاء الباقي عن طريق توجيه الدفع من الفوهة الدوارة التي يمكن التحكم فيها.
الضوابط
تختلف ضوابط المروحية قليلاً عن تلك الموجودة في الطائرة ويتم سحب المجموعة، التي يديرها الطيار باليد اليسرى، لأعلى أو دفعها لأسفل لزيادة أو تقليل زاوية الهجوم على جميع ريش الدوران في وقت واحد، هذا يزيد أو يقلل من قوة الرفع ويحرك الطائرة لأعلى أو لأسفل.
يقع التحكم في دواسة الوقود في قبضة اليد في نهاية المجموعة الدورية هي عصا التحكم الموجودة بين أرجل الطيار، كما يمكن تحريكه في أي اتجاه لإمالة مستوى دوران ريش الدوار ويؤدي هذا إلى تحرك المروحية في الاتجاه الذي تتحرك فيه الدورية، كما هو مذكور، تتحكم دواسات القدم في ميل ريش دوار الذيل وبالتالي موازنة عزم الدوران الرئيسي.
