Piše Ljudevit POHAJDA, dipl. ing.

Problem velikih brzina opstrujavanja vrhova lopatica nosećeg rotora

Problem nazadne lopatice

ABC rotor
Na klasičnom jednorotornom helikopteru napadna lopatica stvara veliki uzgon i teži propinjanju dok nazadna lopatica, zbog znatno manjeg opstrujavanja i uzgona, teži potonuću (unatoč velikim napadnim kutevima).
Ukoliko ova dva rotora smjestimo u istu os rotacije, jedan iznad drugoga, kao što je slučaj kod koaksijalnog koncepta, oni moraju imati veliki međusobni razmak. Inače bi dostizanjem kritične progresivne brzine helikoptera moglo doći do uklještenja lopatica gornjeg i donjeg rotora. Za razliku od ovog slučaja, u sustavu ABC, helikopter ima izrazito krute rotore na malom međusobnom razmaku. Uzgon je jednak na objema stranama helikoptera, a maksimalan uzgon povećava se do postizanja brzina većih od 480 km/h. Naravno, potrebno je osigurati odgovarajuću pogonsku snagu.
Ideja nazvana ABC (Advancing Blade Concept - koncept napadne lopatice) razvijena u američkoj kompaniji Sikorsky vrlo je zanimljiva i upućuje na jedan od mogućih pravaca razvoja helikoptera velikih brzina. Napravljen je eksperimentalni helikopter Sikorsky S-69 (XH-59) s ABC rotorom (uvodna fotografija u članku). ABC se sastoji od dva kruta rotora u koaksijalnoj izvedbi, koji se okreću u međusobno suprotnim smjerovima. Princip se temelji na iskorištavanju jakog dinamičkog tlaka pri velikim progresivnim brzinama, virtualno ignoriranjem niskog dinamičkog tlaka na nazadnim stranama uz istodobno održavanje izbalansiranosti sklopa rotora po uzdužnoj osi helikoptera. Ključ u jako krutim rotorima bez šarnira leži u mogućnosti da se cikličnom promjenom koraka može gotovo u potpunosti iskompenzirati mahanje lopatice, ostavljajući fleksibilnosti da učini ostalo. Ima veći omjer indicirane snage (snaga potrebna za svladavanje otpora kojeg stvara aeroprofil na kojem dolazi do stvaranja sile uzgona) i stvarne snage u lebdenju od prosječnog helikoptera, zahvaljujući koaksijalnoj izvedbi. Ugradnjom bočnih turbomlaznih motora J-60 za pogon rotora i veću progresivnu brzinu, može ubrzavati iz lebdenja bez promjene uzdužnog položaja. Međusobno okretanje u suprotnim smjerovima balansira momente usljed prevlačenja nazadne lopatice i eliminira potrebu za repnim rotorom. Kao loša strana isticala se enormna potrošnja goriva (najviše radi pogona mlaznih motora koji nisu predviđeni za sporije letjelice od poslovnih mlažnjaka). Teško je bilo i prilagoditi ABC helikopter za druge zadaće, osim borbenih, zbog visokog i glomaznog sklopa reduktora koji zauzima puno mjesta u trupu. Rotori trebaju biti dovoljno razmaknuti i vrlo kruti kako ne bi došlo do uklještenja. Svi ovi čimbenici su doveli do visokog jarbola tj. vratila nosača glavnog rotora s velikim zračnim otporom. Oblikovane su i obloge jarbola između rotora, ali testiranja su pokazala teškoće u konstruiranju obloge koja bi vidno smanjila taj otpor. Bilo je i problema s upravljanjem (što je uzrokovalo nezgodu prvog prototipa), ali je to kasnije otklonjeno. XH-59B trebao je biti slijedeći korak. Na njemu su se trebali nalaziti turboprop motori PT-6 umjesto mlaznih J-60. Oni bi pogonili rotor u lebdenju, a stvarali vuču/potisak u progresivnom letu. Drastično bi se smanjila potrošnja goriva. Na nesreću, projekt XH-59B nije se do kraja razvio.
Američki marinski korpus kao dokazana brzopokretna i učinkovita sila diljem svijeta, slijedeći i razvijajući vlastitu doktrinu ima potrebu istu tu doktrinu popratiti i uvođenjem novijih tehnologija. Tako je nastala potreba za zamjenom srednjih transportnih helikoptera CH-46 novim JVX-om. Sikorsky je u početku nudio ABC kao temelj za planirani JVX (Joint Services Advanced Vertical Lift Aircraft), no ministarstvo obrane propisalo je da JVX mora biti s tilt-rotorom (rotorom s mogućnošću naginjanja). Zatim, je ABC mogao biti temelj za LHX dok je Bell predlagao tilt-rotor. Na kraju se američka vojska odlučila za klasični helikopter, a kad bi i htjeli brži helikopter zahtjevali bi da ima tilt-rotor. Tako je prošlo mnogo godina od obustavljanja razvoja ABC helikoptera. Klasičan rotor razvijao se dugo i time je postajao sve čvršći, lakši te sa znatno smanjenim brojem dijelova. Koliko je napredovao govori činjenica da se nalazi na helikopteru buduć-nosti RAH-66. Tko zna, da su se tolika sredstva i vrijeme utrošili na razvoj ABC-a, možda bi se svi nedostaci otklonili čime bi eventualno bio bolje rješenje čak i od tilt-rotora u kojeg su uložena velika sredstva i dosta vremena. Krajnji ishodi su slijedeći: JVX je postao V-22, a LHX je postao RAH-66.

BERP

	stranica 1/2