OSNOVE KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA - fsb.unizg.hr SKRIPTA.pdf · SVEUĈILIŠTE U ZAGREBU Fakultet strojarstva i brodogradnje Studij zrakoplovstva OSNOVE KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA SKRIPTA

SVEUĈILIŠTE U ZAGREBU

Fakultet strojarstva i brodogradnje

Studij zrakoplovstva

OSNOVE

KONSTRUKCIJE

HELIKOPTERA

SKRIPTA

Verzija: 1.0

Datum: 09.08.2010.

prof.dr.sc. Željko Božić

Sadržaj

1. POVIJESNI PREGLED RAZVOJA HELIKOPTERA ................................................................... - 1 -

1.1. Mali leteći modeli ..................................................................................................................... - 3 -

1.2. Motor s unutrašnjim izgaranjem ............................................................................................... - 5 -

1.3. Pokušaji s napravama koje nose ljude ...................................................................................... - 6 -

1.4. Autoţiro .................................................................................................................................. - 12 -

1.5. Prva polijetanja ....................................................................................................................... - 12 -

1.6. Potpuno upravljivi letovi ........................................................................................................ - 14 -

1.7. Razvoj tehnologija .................................................................................................................. - 16 -

1.8. Pojava turbovratilnih motora .................................................................................................. - 19 -

2. PRINCIP LETA HELIKOPTERA ................................................................................................ - 22 -

2.1. Sile koje djeluju na helikopter ................................................................................................ - 22 -

2.2. Moment .................................................................................................................................. - 25 -

2.3. Giroskopska precesija ............................................................................................................. - 25 -

2.4. Nesimetriĉnost uzgona ........................................................................................................... - 27 -

2.5. Mahanje lopatica .................................................................................................................... - 29 -

2.6. Koniranje lopatica rotora ........................................................................................................ - 29 -

2.6. Coriolisov efekt ...................................................................................................................... - 30 -

2.7. Efekt zemlje (efekt zraĉnog jastuka) ...................................................................................... - 32 -

2.8. Premještanje uzgona ............................................................................................................... - 33 -

2.9. Transverzalni efekt strujanja .................................................................................................. - 33 -

2.10. Autorotacija .......................................................................................................................... - 33 -

3. OSNOVNI ELEMENTI KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA ..................................................... - 35 -

3.1. Konstrukcijske izvedbe helikoptera ....................................................................................... - 35 -

3.2. Konstrukcija helikoptera ........................................................................................................ - 39 -

3.3. Glava glavnog rotora .............................................................................................................. - 43 -

3.3.1. Funkcija glave ................................................................................................................. - 45 -

3.3.2. Konstrukcijske izvedbe glava rotora ............................................................................... - 49 -

3.4. Lopatice rotora ....................................................................................................................... - 52 -

3.4.1. Postavni kut lopatice rotora ............................................................................................. - 52 -

3.4.2. Napadni kut glavnog rotora ............................................................................................. - 53 -

3.4.3. Profil lopatice rotora ........................................................................................................ - 54 -

3.4.4. Oblik lopatice glavnog rotora .......................................................................................... - 54 -

3.4.5. Teţina lopatice glavnog rotora ........................................................................................ - 54 -

3.4.6. Ĉvrstoća konstrukcije lopatice ........................................................................................ - 54 -

3.4.7. Konstrukcija lopatice ....................................................................................................... - 54 -

3.4.8. Broj lopatica glavnog rotora ............................................................................................ - 55 -

3.5. Trup helikoptera ..................................................................................................................... - 55 -

3.5.1. Materijali za izradu konstrukcije trupa ............................................................................ - 57 -

3.5.2. Vrste konstrukcija trupa helikoptera ............................................................................... - 58 -

3.5.3. Ljuskaste izvedbe trupa helikoptera ................................................................................ - 59 -

3.5.4. Rešetkaste izvedbe konstrukcije trupa helikoptera .......................................................... - 61 -

3.5.5. Okvirna izvedba konstrukcije trupa helikoptera .............................................................. - 62 -

3.5.6. Okvirno-ljuskasta izvedba konstrukcije trupa helikoptera .............................................. - 63 -

3.6. Repne površine ....................................................................................................................... - 63 -

3.7. Podvozje helikoptera .............................................................................................................. - 64 -

3.7.1. Podvozje u obliku saonica ............................................................................................... - 65 -

3.7.2. Podvozje u obliku tricikla ................................................................................................ - 65 -

3.7.3. Podvozje sa ĉetiri kotaĉa ................................................................................................. - 66 -

3.7.4. Podvozje s plovcima ........................................................................................................ - 66 -

4. OSNOVE PRORAĈUNA ĈVRSTOĆE KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA ............................ - 68 -

4.1. Opterećenja helikoptera u letu ................................................................................................ - 69 -

4.2. Opterećenja helikoptera na zemlji .......................................................................................... - 69 -

4.3. Opterećenja helikoptera na vodi ............................................................................................. - 70 -

4.4. Opterećenje rotora helikoptera ............................................................................................... - 71 -

4.5. Vibracije helikoptera i rezonancija na zemlji ......................................................................... - 71 -

4.6. Vijek trajanja lopatica rotora helikoptera ............................................................................... - 72 -

5. POGONSKE GRUPE HELIKOPTERA ....................................................................................... - 75 -

5.1. Karakteristike pogonskih grupa .............................................................................................. - 75 -

5.1.1. Turbovratilni motori ........................................................................................................ - 75 -

5.1.2. Klipni motori ................................................................................................................... - 81 -

5.2. Transmisija ............................................................................................................................. - 82 -

6. ODRŢAVANJE HELIKOPTERA ................................................................................................ - 84 -

6.1. Odrţavanje zrakoplova ........................................................................................................... - 84 -

6.1.1. Općenito .......................................................................................................................... - 84 -

6.1.2. Podjela odrţavanja zrakoplova ........................................................................................ - 85 -

6.2. Pregledi helikoptera i vrste servisa ......................................................................................... - 87 -

6.2.1. Servisni pregledi .............................................................................................................. - 89 -

6.2.2. Periodiĉni pregledi (Scheduled Inspections) ................................................................... - 89 -

6.2.3. Progresivni sustav pregleda ............................................................................................. - 90 -

6.2.4.Prelazak s jednoga na drugi sustav odrţavanja ................................................................ - 91 -

6.2.5. Specijalni pregledi helikoptera ........................................................................................ - 91 -

6.2.6. Pregledi helikoptera nakon izvanrednih dogaĊaja ........................................................... - 91 -

6.2.7. Provjera helikoptera na zemlji ......................................................................................... - 92 -

6.2.8. Provjera helikoptera u letu ............................................................................................... - 92 -

7. LITERATURA .............................................................................................................................. - 94 -

Fakultet Strojarstva i brodogradnje Osnove konstrukcija helikoptera Studij zrakoplovstva prof.dr.sc. Željko Božić

- 1 -

1. POVIJESNI PREGLED RAZVOJA HELIKOPTERA

Iako zrakoplovi s fiksnim krilima dobijaju svu pozornost od strane većine povjesniĉara, let

helikoptera je bio prvi let kojeg je zamislio ĉovjek. U stvari, drevni Kinezi su se igrali s ruĉno

pokretanim igraĉkama koje bi poletjele prema u vis kada bi se brzo zavrtile rukama. Ovakve igraĉke

pojavile su se 400 godina p.n.e. u Kini i bile su predmet eksperimentiranja Sir Georgea Cayleya, oca

moderne aeronautike. Najraniji poznati primjeri takvih igraĉaka sastojali su se od perja nataknutih na

kraj štapa, koji bi se naglo zarotirao izmeĊu ruku i zatim pustio da poleti. Iako je bila rijeĉ samo o

igraĉki, to je ipak bila prva zabiljeţena ideja helikopterskog naĉina leta pa se i zato smatra

praprahelikopterom. U Europi, najranije pojave takvih igraĉaka javljaju se na renesansnim slikama i

crteţima Leonarda da Vincija.

Slika 1.1. Kineski helikopter od bambusa

Sljedeći zabiljeţeni sluĉaj "konstrukcije" helikoptera je djelo Leonarda da Vincija. On je 1483. godine

napravio skicu helikoptera koji je imao rotor nalik na vijak napravljen od uštirkanog platna. U

literaturi je taj izum poznat i pod imenom "helikoidni zraĉni vijak". Leonardo je rotor za svoj teorijski

helikopter razvio na principu Arhimedovog vijka kojim se podizala voda za navodnjavanje.

Leonardova naprava je projektirana tako da ju pokreće ĉetvero ljudi, stojeći na centralnoj platformi,

polugama pokrećući vijak koji bi stlaĉivao zrak i tako uzdigao napravu u vis, sliĉno današnjim

helikopterima. Iako je Leonardova naprava bio dobar i za ono vrijeme napredan izum, on nije dalje

evoluirao jer tehnologija toga vremena nije bila adekvatna za proizvodnju jedne takve letjelice.

Slika 1.2. da Vincijev zraĉni vijak


- 2 -

Igraĉke

RoĊenje

znanstvenih

zakona

Prve ideje o

vertikalnom letu

ĉovjeka

Prvi mali leteći

modeli

Izum motora sa

unutrašnjim

izgaranjem

Pokušaji sa

napravama koje

nose ljude

Uspješni autoţiroi

Prva polijetanja i

polu-upravljivi

letovi

Prvi znaĉajni

uspjesi – potpuno

upravljivi letovi

Razvijanje

tehnologija

Razvijanje

mlaznih motora

400BC

200BC

1400AD

1700

1800

1900

1910

1920

1930

1940

1945

Kineske igraĉke

Arhimed

Da Vinci-ev „zraĉni vijak“

Lomonov (1754) Launoy & Bienvenu (1784)

Paucton (1768) Cayley (1792)

Cayley (1843) d'Amecourt (1863)

Phillips (1842) Edison (1880)

Breguet-Richet (1907-08) Denny Bros (1907)

Cornu (1907) H. & E. Berliner (1909)

Sikorsky coaxial (1910) Ellehammer (1914)

Yuriev (1912) H. & E. Berliner (1919-25)

Oemichen (1920-24) von Baumhauer (1924-30)

de Bothezat quadrotor (1922) Brennan (1920-25)

Ciervin C-4 autoţiro (1923) Ciervin C-8 autoţiro (1928)

Pescara (1920-24) Florine (1929-30)

Hafner R-1/2 (1928-30)

Curtiss-Bleeker (1930) Weir autoţiro (1932-35)

d'Ascanio coaxial (1930) Breguet-Dorand (1935-36)

Pitcairn PCA-2 autoţiro (1930) Focke-Achgelis Fa-61 (1937)

TsAGI 1-EA/5-EA (1930-34) Weir W-5 helikopter (1938)

Cierva C-19 autoţiro Sikorsky VS-300 (1939)

Hafner AR-3 autoţiro (1935) Kellet KD-1 autoţiro (1939)

Flettnerov sinhrokopter FL-282 (1940) Bell 30 (1943)

Sikorsky R-4 (1942) Hiller XH-44 coaxial (1943)

Piasecki PV-2 (1943) Sikorsky R-5 (1943-46)

Sikorsky R-4B (1944) Hiller 360 (1948)

Bell 47 (1945) Piasecki HUP-1 (1948)

Piasecki tandem XHRP-1 (1946) Kaman K-190 (1949)

Westland S-51 (1946) Sikorsky S-55 (1949)

Kaman K-125 (1947) Sud-Aviation SE3120 (1949)

Bristol 171 (1947) Mi-1 (1949)

Slika 1.3. Povijesni pregled razvoja zrakoplova i autoţiroa do 1950-tih


- 3 -

1.1. Mali leteći modeli

Više od 2000 godina od kineske leteće igraĉke, otprilike 1754-te godine, ruski znanstvenik

Mikhail Lomonosov od njih je razvio mali koaksijalni rotor pogonjen napetom oprugom. Napravica je

letjela slobodno i uzdizala se dosta visoko. Godine 1783., francuski prirodoslovac Launoy, uz pomoć

Bienvenua, svog mehaniĉara, na osnovu koaksijalne kineske leteće igraĉke napravili su model s

proturotirajućim parom purećeg perja. Relativno velika naprava pokretana je strunom namotanom oko

osovine rotora i napete samostrelom. Kad bi se struna popustila, rotori bi se zarotirali i naprava bi se

uzdigla visoko u zrak. Launoyev i Bienvenuov izum je popriliĉno uznemirio tadašnje znanstvene

krugove. Potaknut uspjesima ove i sliĉnih naprava, francuski matematiĉar A. J. P. Paucton godine

1786. je objavio jedan od prvih znanstvenih radova koji su se bavili problemom rotirajućih krila

naslovljen "Theorie de la vis D'Archimede".

Slika 1.4. Launoyev koaksijalni rotor

Ranije spomenuti Sir George Cayley je još kao mali djeĉak bio fasciniran kineskom letećom igraĉkom

i do kraja osamnaestog stoljeća konstruirao nekoliko uspješnih modela za vertikalni let s rotorima

napravljenim od limenih ploĉa i pogonjenih satnim oprugama. Njegova fascinacija letom navela ga je

još kao mladića da projektira i konstruira vrtloţnu ruku 1804. godine, koja je zacijelo jedan od prvih

znanstvenih pokušaja prouĉavanja aerodinamiĉkih sila na krila. 1809.-10. objavio je trodijelni rad koji

je ustanovio temelje moderne aerodinamike. U kasnijem radu, objavljenom 1843., Cayley daje detalje

o relativno velikoj letjelici za vertikalni let koju je zvao Zraĉna koĉija. Taj stroj je imao 2 para boĉnih

rotora za stvaranje uzgona i propelere koji su ih gurali prema naprijed. Ĉini se da je njegova ideja bila

da se diskovi spljošte u horizontalnom letu i tako postanu kruţna krila. MeĊutim, Cayleyeva naprava

je ostala na razini ideje jer jedini pogonski strojevi dostupni u to vrijeme su bili parni strojevi, a oni su

bili preteški za osiguravanje uspješnog letenja.

Slika 1.5. Zraĉna koĉija iz 1843. godine


- 4 -

Nepostojanje prihvatljivog pogonskog stroja usporavao je razvoj pogonjenih letjelica teţih od zraka,

bilo s fiksnim bilo s rotirajućim krilima., ali upotreba minijaturnih lakih parnih strojeva dala je neke

uspješne rezultate. Godine 1840. Horatio Phillips konstruirao je parom pogonjen stroj za vertikalni let,

kod kojeg je para proizvedena u minijaturnom grijaĉu izbacivana preko vrhova lopatica. Iako

nepraktiĉan za izvedbu u normalnoj veliĉini, ovaj ureĊaj znaĉajan je jer je obiljeţio trenutak kad je

helikopter poletio pogonjen snagom motora, a ne energijom sadrţanom u napetim oprugama.

Poĉetkom 1860-tih, Francuz Ponton d'Amecourt uzletio je mnoge male parom pogonjene

helikopterske modele.

Slika 1.6. d'Amecourtov parni helikopter

On je smislio naziv helikopter, nazvavši tako svoje modele. Rijeĉ "helikopter" potjeĉe od grĉkih rijeĉi

"elikoeioas", što znaĉi spirala ili navoj i "pteron", što znaĉi pero ili krilo. Drugi modeli za vretikalni let

vrijedni spomena, a koji su konstruirani u ovo vrijeme, ukljuĉuju Brightov koaksijalni dizajn iz 1861.

godine i Dieuaideov parom pogonjeni twin-rotor iz 1877. Njemac Wilheim von Achenbach napravio

je 1874. godine model s jednim rotorom i vjerojatno je prvi koji je koristio ideju za repni rotor koji se

suprostavlja momentu glavnog rotora. Kasnije je Achenbach proveo eksperimente s propelerima, ĉije

je rezultate objavila NACA. Rus Lodygin je 1869. razvio koncept koji je koristio rotor za uzgon i

propeler za pokretanje i upravljanje. Oko 1878., Talijan Enrico Forlanini takoĊer je napravio još jedan

helikopterski model pogonjen parom. Ovaj model je imao dva proturotirajuća rotora i zabiljeţeno je da

letio slobodno dvadesetak sekundi na visini preko 12 metara.

Slika 1.7. Forlaninijev helikopter


- 5 -

Godine 1880., poznati znastvenik i izumitelj Thomas Alva Edison eksperimentirao je s malim

modelima helikoptera u SAD-u. Testirao je nekoliko konfiguracija rotora pogonjenih pamukom

natopljenim eksplozivnim kemikalijama, koji je rani oblik motora s unutarnjim izgaranjem. Niz

eksplozija obeshrabrio je daljnje pokuse s ovim motorom. Edison je kasnije koristio elektriĉni motor i

on je jedan od prvih koji je, kroz svoje eksperimente, uvidio potrebu za rotorom velikog promjera s

tankim lopaticama za što efikasnije lebdenje. Za razliku od drugih izumitelja i eksperimenata toga

vremena, Edisonov znanstveniji pristup problemu vertikalnog leta dokazao je da su potrebni visoka

aerodinamiĉka uĉinkovitost rotora i velika snaga motora ako se ţeli postići uspješan let. Edison je

1910. patentirao priliĉno nezgrapan koncept helikoptera u punoj veliĉini s lopaticama poput kutijastih

zmajeva, ali nema zapisa da je ovaj koncept ikad napravljen. No, Edison je ostao veliki pobornik

helikoptera do kraja svog ţivota.

1.2. Motor s unutrašnjim izgaranjem

Razvoj motora (agregata) je od temeljne vaţnosti za bilo koji oblik leta. Dok su avioni mogli

letjeti s motorima relativno male snage, uspjeh helikoptera morao je ĉekati razvoj tehnologije koja je

omogućivala izradu lakših i snaţnijih motora. Povijesni zapisi pokazuje da je potreba za motorima

dovoljnog omjera snage i mase zaista kljuĉ koji je omogućio uspjeh helikoptera.

Ranim poĉetnicima, koliĉina energije potrebne za uspješan vertikalni bila je nepoznata i razumijevanje

problema nastavilo se uglavnom na temelju pokušaja i pogrešaka. Rani rotorski sustavi imali su

izuzetno slabe aerodinamiĉke performanse. To se vidi u motorima koji su se koristili u nekim

helikopterima napravljenim u ranim 1900-tim, koji su bili presnaţni i preteški. Prije 1870., parni stroj

je bio jedini agregat dostupan za korištenje u većini mehaniĉkih ureĊaja. Parni stroj je motor s

vanjskim izgaranjem koji zahtjeva kotao, loţište, pumpu, kondenzator, stap, cilindar i opskrbu goriva i

vode. Sve ove komponente oteţavaju dobivanje odgovarajućeg omjera snage i mase parnog stroja koji

bi bio prikladan za aeronautiĉku upotrebu. No, unatoĉ tomu, sve do pojave motora s unutrašnjim

izgaranjem, inovacijama Jamesa Watta, parni stroj se konstantno usavršavao i doveo do visoke razine

praktiĉnosti.

Motor s unutarnjim izgaranjem razvio se sredinom devetnaestog stoljeća kao rezultat znanstvenih

doprinosa mnogih pojedinaca. Carnot je 1824. uvidio potrebu za kompresijom kako bi se povećala

razlika izmeĊu visokih i niskih radnih temperatura. Godine 1862., Alphose Beau de Rochas objavio je

prvu teoriju koja je opisivala 4-taktni ciklus. Nikolaus Otto je 1876. godine je na osnovi Rochasove

teorije razvio motor koji je postao osnova modernih benzinom pogonjenih motora s unutarnjim

izgaranjem. Razvoj motora s unutarnjim izgaranjem pojednostavnio je cjelokupni pogonski agregat i

omogućio izradu kompaktnih motora s visokim omjerima snage i mase.

Najraniji benzinski zrakoplovni motori bili su zrakom hlaĊeni zvjezdasti rotacijski motori. Popularni

francuski Gnome i Le Rhone zvjezdasti motori imali su omjer snage i mase 0.576 kW/kg i zacijelo su

bili najnapredniji laki motori svoga vremena. Ovakakv tip motora koristili su mnogi pioniri

helikoptera tog vremena, a koristio ga je i Igor Sikorsky u svom pokusnom letu 1910. godine.

Zvjezdasti rotacijski motor imao je svoje nedostatke, ali je u usporedbi s drugim, tada dostupnim,

motorima bio pogodniji za upotrebu u zrakoplovima.


- 6 -

1.3. Pokušaji s napravama koje nose ljude

Godine 1907., oko ĉetiri godine nakon što su braća Wright izvela prvi uspješni let avionom,

francuski proizvoĊaĉ bicikala, Paul Cornu napravio je stroj za vertikalni let za koji je zabiljeţeno da je

prvi podigao ĉovjeka od tla. Konstrukcija njegove letjelice bila je vrlo jednostavna s dva rotora na

svakom kraju. Rotori su pogonjeni benzinskim motorom preko remenskog prijenosa. Svaki rotor imao

je dvije velike lopatice male vitkosti. Rotori su rotirali u suprotnim smjerovima da bi im se momenti

poništavali. Zabiljeţeno je da je ova letjelica poletjela na par sekundi pri malim visinama, ali ovo

nikad nije u potpunosti potvrĊeno.

1.8. Helikopter Paula Cornua

Godine 1904. francuski znanstvenik Charles Richet napravio je mali, bespilotni helikopter. Iako je

njegov stroj bio neuspješan, jedan od Richetovih uĉenika bio je budući poznati avijatiĉarski pionir,

Louis Bréguet. Krajem 1906. braća Louis i Jacques Bréguet poĉeli su sami eksperimentirati s

helikopterima pod vodstvom profesora Richeta. 1907. braća Bréguet su napravili svoj prvi helikopter.

Njihov Gyroplane No. 1 sastojao se od ĉetiri dugaĉke grede napravljene od ĉeliĉnih cijevi koje su bile

postavljene kao horizontalni kriţ. Na kraju svake grede bili su postavljeni dvostruki rotori s po ĉetiri

lopatice. Pilot je sjedio u središtu konstrukcije pokraj motora od 40 konjskih snaga. Zabiljeţeno je da

je stroj nakratko poletio. Fotografije pokazuju nekoliko ljudi koji su pomagali stabilizirati, a moţda

ĉak i podići stroj. Oĉito, stroj nije nikada letio potpuno slobodno jer mu je, kao Cornuovom stroju,

nedostajalo stabilnosti i odgovarajućih naĉina upravljanja. Unatoĉ tome, njihov stroj bio je

sofisticiraniji i vjerovatno bliţi dostizanju pravog vertikalno leta od stroja koji je napravio Paul Cornu.

1.9. Bréguet-Rocheteov ţiroplan


- 7 -

Poĉetkom 1900-tih u Carskoj Rusiji, Igor Sikorsky i Boris Yur'ev su neovisno jedan od drugog poĉeli

projektirati i izraĊivati letjelice za vertikalni let. Do 1909-te, inspiriran radovima Cornua i ostalih

francuskih avijatiĉara, Sikorsky je napravio prototip bespilotnog koaksijalnog helikoptera. Njegov prvi

model S-1 nije se mogao uopće podići u zrak, a drugi model S-2, ĉak i s jaĉim motorom, uspio je (bez

pilota) napraviti samo par kratkih skokova. Obeshrabren, Sikorsky se prestao baviti helikopterima i

posvetio se projektiranju konvencionalnih aviona u ĉemu je bio vrlo uspješan. Iako se nikada nije

odrekao svoje vizije helikoptera, sve dok nije emigrirao u Ameriku nije se poĉeo ponovno baviti

idejom vertikalnog leta.

1.10. Sikorsky S-2 iz 1910. godine

Oko 1912-te Boris Yur'ev je takoĊer probao napraviti helikopter. Njegov stroj je imao vrlo moderan

rotor s repnom konfiguracijom. Veliki promjer rotora i velika vitkost lopatica pokazivali su da je ovo

konfiguracija za visoku aerodinamiĉku uĉinkovitost. Kao i Sikorskyjevi modeli S-1 i S-2, i Yur'evovoj

letjelici nedostajao je dovoljno snaţan motor. Letjelica nikad nije letjela kako treba, ali ovo je bio

jedan od prvih primjera upotrebe repnog rotora. Osim toga, od prvih primjera upotrebe repnog rotora.

Osim toga, Yur'ev je, takoĊer, bio jedan od prvih koji je predlagao promjenu napadnog kuta lopatice

(cyclic pitch) za kontrolu rotora.

Slika 1.11. Yur'evov helikopter iz 1912. godine


- 8 -

Oko 1914-te danski avijatiĉar Jen C. Ellehammer projektirao je helikopter s koaksijalnim rotorima.

Njegova konstrukcija imala dva velika aluminijska prstena promjera oko 6 metara s po 6 lopatica

svaki, nataknutih po obodu prstena. Donji prsten bio je prevuĉen tkaninom i trebao je posluţiti kao

padobran u sluĉaju otkaza motora ili rotora. Ova letjelica je meĊu prvima imala mogućnost promjene

napadnog kuta lopatica. Osim par kratkih skokova u zrak, letjelica nije nikada uspjela poletjeti i

uništena je u padu 1916-te godine.

Slika 1.12. Ellehammerov helikopter iz 1914. godine

Austrijanac Stephan Petroczy, uz pomoć poznatog aerodinamiĉara Theodora von Karmana, napravio

je i letio helikopterom s koaksijalnim rotorom u razdoblju od 1917-20-te. Zanimljive konstrukcijske

znaĉajke ove letjelice bili su poloţaj pilota iznad rotora, podvozje od napuhanih vreća i brzootvarajući

padobran. Pokretana je s tri rotacijska motora. Iako nikad nije slobodno letjela, izvršila je nekoliko

vertikalnih letova ograniĉena kablovima. Njeni rotori su zapravo bili predimenzionirani propeleri.

Slika 1.13. Petroczy-Karmanov helikopter

Amerikanci Emile i Henry Berliner, takoĊer, su bili zainteresirani za letjelice za vertikalni let. Oni su

meĊu prvima primjetili ĉinjenicu da je snaga za potrebna za lebdenje znaĉajno veća od snage potrebne

za horizontalni let pri malim brzinama i već su 1909-te napravili svoj prvi helikopter. 1919-te Henry

Berliner je napravio helikopter s koaksijalnim rotorima koji je uspio napraviti par nekontroliranih

skokova u zrak i dosegnuo visinu od otprilike jednog metra. Ranih 1920-tih godina Berlineri su letjeli

sa zrakolovom s dva rotora sa svake strane. Kako su mogućnosti za pravi vertikalni let njihovih

zrakoplova bile ograniĉene, Berlineri su napustili ideju pravog helikoptera i posvetili se hibridnom

stroju koji su nazivali "helicoplane". Ovaj stroj je imao rotore za vertikalni let, ali je imao i trostruka


- 9 -

krila i veliki predimenzionirani vertikalni rep. Unatoĉ tome, rani pokušaji Berlinera s letjelicama s

koaksijalnim rotorima i rotorima sa strane smatraju se prvim helikopterskim dostignućima u SAD-u.

Slika 1.14. Berlinelijev Helicoplane iz 1920. godine

Ranih 1920-tih George de Bothezat je za vojsku SAD-a razvio eksperimentalni quadrotor helikopter,

za koji su tada rekli da je prvi uspješan helikopter. Iako su letjelici njegovi masivni rotori sa 6 lopatica

omogućili da uspješno leti, stroj je bio prekompliciran, teško upravljiv i, navodno, mogao je letjeti

samo unaprijed i to pri pogodnom vjetru. Vojska je ukinula program 1924-te godine i letjelica je otišla

u dijelove.

Slika 1.15. Leteća hobotnica iz 1922. godine


- 10 -

U Britaniji je tijekom kasnih 1910-tih i ranih 1920-tih godina Louis Brennan radio na helikopteru s

neobiĉno velikim rotorom s dvije lopatice. Brennan je imao drugaĉiji pristup rješavanju problema s

momentom. Njegov rotor bio je pokretan propelerima smještenim na samim lopaticama. 1922-te

letjelica je uspješno poletjela u hangaru za balone. Tijekom 1925-te obavljeni su letovi vani pri malim

visinama. Stroj se srušio na svom sedmom letu i sluţbeni interes za Brennanov stroj se smanjio zbog

povećanog interesa za autoţiro.

Slika 1.16. Brennanov helikopter iz 1922. godine

Tijekom ranih 1920-tih Raoul Pateras-Pescara radio je na razvoju helikoptera u Španjolskoj i

Francuskoj. Pescara je u podruĉju helikoptera najpoznatiji po svojim tehniĉkim doprinosima

metodama uĉinkovitog upravljanja. On je meĊu prvima uveo cikliĉku i kolektivnu kontrolu napadnog

kuta lopatica u prototip helikoptera. Pescara je uspio postići kontrolu nad propinjanjem, valjanjem i

skretanjem helikoptera samo pomoću varijacija u napadnom kutu lopatica. TakoĊer, Pescara je meĊu

prvima preopznao fenomen autorotacije i kako bi pilot trebao kontrolirati nepogonjeni helikopter u

sluĉaju otkaza motora. Iako nikada nije uspio postići praktiĉan uspjeh sa svojim helikopterima,

Pescara je zasigurno jedan od prvih pionira ĉiji se prototip helikoptera pozabavio svim aspektima

uzgona, potiska, upravljanja i stabilnosti, kako u pogonjenom letu tako i u autorotaciji.


- 11 -

Slika 1.17. Pescarin model 4S iz 1926. godine

IzmeĊu 1924-te i 1930-te, nizozemac A. G. von Baumhauer projektirao je i napravio jedan od prvih

helikoptera s repnim rotorom. Letjelica je imala rešetkastu konstrukciju s motorom montiranim na

jednom kraju, dok je na drugom kraju bio manji motor koji je pogonio repni rotor koji se suprostavljao

momentu glavnog rotora. Kako glavni i repni rotor nisu bili povezani, to je oteţavaloznaĉajne

poteškoće pri upravljanju. Unatoĉ tome, zabiljeţeno je da letjelica napravila nekoliko kratkih, koliko

toliko upravljivih letova.

Slika 1.18. von Baumhauerov helikopter iz 1924. godine


- 12 -

1.4. Autožiro

Razvoj konstrukcije lopatice rotora i lopatica rotora sa zglobovima španjolskog inţenjera

Juana de la Cierve omogućio je razvoj prvih uspješnih helikoptera. 1936-te. Cierva je razvio autoţiro,

letjelicu koja je podsjećala na helikopter, ali je koristila nepogonjeni rotor. Njegov rotor autorotirao je

kako se autoţiro kretao kroz zrak pogonjen zasebnim propelerom. Letjelica je trebala kratki zalet za

razvoj dostatne brzine da bi se uzdigla od tla. U sijeĉnju 1923. Cierva je uspješno letio svojim C.4

autoţirom, koji je imao lopatice rotora sa zglobovima, kakve se i dan danas koriste na svim

helikopterima. Do 1925-te, njegov zrakoplov je postao pouzdan i poĉeo je obavljati demonstracije u

Francuskoj, Engleskoj i SAD-u. Iako se i danas ponekad koriste, autoţiro ima jedan veliki problem

koji je doprinjeo njegovoj ograniĉenoj upotrebi. Fenomen koji se zove rezonancija na zemlji (ground

resonance) razvije se kad lopatice meĊusobno izaĊu iz faze što uzrokuje neuravnoteţenje rotora. Ako

se problem ne ispravi, velika šteta moţe nastati u samo par sekundi. Ground resonance se moţe

dogoditi samo kad je autoţiro na tlu i dogodi se kad se udar, recimo prilikom tvrdog slijetanja, prenese

na rotor. TakoĊer, ako se centar mase pomakne od centra rotacije, cijela letjelica postane nestabilna.

Razna poboljšanja autoţira su omogućila razvoj pravog helikoptera. Do sredine 1930-tih, helikopter je

inkorporirao rotor i ostale komponente koje su se prvo pojavile kod autoţira. Autoţiro je eventualno

zamjenjen pravim helikopterima, ali se, moţda, pravi kraj auoţira dogodio kad je Cierva poginuo u

avionskoj nesreći u prosincu 1936-te godine.

Slika 1.19. Ciervin prvi let C.4 autoţirom 1923. godine

1.5. Prva polijetanja

U dvadesetim godinama prošlog stoljeća motori su postali dovoljno snaţni da omoguće prava

vertikalna polijetanja i slijetanja. Konstruktori su poţurili to iskoristiti, Pa su u to vrijeme neki stari

koncepti napokon mogli pokazati svoj potencijal. Budući da se radilo o novoj tehnologiji, stabilnost i

upravljivost bile su na nezavidnoj razini, ali ovi poĉeci postavili su temelje daljnjeg razvoja

helikoptera.

Étienne Oehmichen bio je francuski inţenjer i konstruktor helikoptera. Prvi uspješan let svog

helikoptera Oehmichen No.2 obavio je 1922. To je bila prva pouzdana leteća naprava koja je mogla

nositi ĉovjeka. Sastojala se od štape konstrukcije i ĉetiri velika horizontalna rotora. Za dodatnu

stabilnost postavio je vertikalne rotore, na krajeve nosaĉa. Ova ideja kasnije je dovela do razvoja

repnih rotora.


- 13 -

Slika 1.20. Oemichen No.2 iz 1922. godine

U vrijeme kada se ĉinilo da su autoţiroi privremeno rješenje za vertikalno slijetanje, ameriĉki inţenjer

M. B. Bleeker, bio je opĉinjen idejom o postavljanju motorom pokretanih propelera na lopatice rotora.

Te propelere pokretao je jedan radijalni motor tvrtke Pratt and Whitney snage 420hp, a letjelicu je

konstruirala Curtiss Wright korporacija. Lopatice rotora bile su upravljive kolektivno za dizanje i

spuštanje i pojedinaĉno za odrţavanje stabilnosti. Promjer rotora bio je 14.42m, ukupna teţina bila je

1500kg, a bilo je mjesta za dvije osobe.

Ovaj helikopter postigao je nekoliko „skokova“ u hangaru, ali je projekt napušten zbog manjka

stabilnosti i prevelikih vibracija.


- 14 -

Slika 1.21. Curtiss-Bleecker iz 1930. godineo

Prvi leteći helikopter sa tandem rotorima izgradio je belgijanac Nicolas Florine. Dosegao je visinu od

6m, a let je trajao 8 minuta. Iako rotori nisu rotirali u suprotnim smjerovima, moment torzije je

poništen njihovim nagibom. Ovaj helikopter prethodnik je Paseckovoj „letećoj banani“.

Slika 1.21. Florine iz 1933. godine

1.6. Potpuno upravljivi letovi

Nakon prvih polijetanja u 1920-ima krenula je „utrka“ u razvoju prvih praktiĉnih helikoptera.

Zahtjev je bio omogućiti lebdjenje bez sigurnosnih ţica, i pokazati manevarske sposobnosti zbog kojih

bi se isplatila daljnja ulaganja u tehnologiju.

Od velikog znaĉaja bio je projekt franzuca Louisa Bregueta, koji je konstruirao helikopter sa

koaksijalnim kontrarotirajućim rotorima. Breguet se nakon neuspjeha svog prvog helikoptera 1908

povukao iz svijeta zrakoplovstva, ali se u dvadesetim godinama prošlog stoljeća vratio svojim

eksperimentima sa helikopterima i osnovao tvrtku Syndicat d'Etudes du Gyroplane. 1933. Njegova je

kompanija predstavila eksperimentalnu letjelicu Gyroplane Laboratoire. Pokretao ga je Hispano-Suiza

motor snage 225kW, promjer rotora bio je 15.89m, teţina 1430kg, a bio je predviĊen samo za pilota.

Godine 1936. Breguetom ţiroplan postavio je ĉetiri rekorda: visina leta od 158m, trajanje leta od 1 sat,

2 minute i 5 sekundi, dolet od 44km i najveću brzinu od 44.692km/h. Breguetov ţiroplan danas se

smatra prvim praktiĉnim helikopterom.


- 15 -

Slika 1.22. Breguetov ţiroplan iz 1933. godine

Unatoĉ svom uspjehu, Breguetov ţiroplan ostao je gotovo nezamijećen zbog njemaĉkog zrakoplovnog

inţenjera Heinricha Karla Johanna Fockea. On je u isto vrijeme predstavio svoj model Fw.61, koji se

ubrzo pokazao superiornijim Breguetovu ţirploanu. Trup je preuzeo sa Fw.44 trenaţnog aviona,

kojem je horizontalni stabilizator postavio na vrh vertikalnog, a promjer propelera smanjio na promjer

motora, ĉime ga je prenamijenio za njegovo hlaĊenje. Dva trokraka rotora postavljena su na ĉeliĉnu

konstrukciju sa svake strane kabine, a lopaticama se mogao mijenjati nagib, ĉime je omogućeno boĉno

kretanje helikoptera. Motor koji ga je pokretao bio je sedmerocilindriĉni Bramo Sh.14A snage 119kW,

promjeri rotora bili su 7m, a maksimalna teţina pri polijetanju 950kg.

Od 1937. do 1939. Fw.61 postavio je nove rekorde za helikoptere, koji dugo nisu oboreni. Neki od

njih su: maksimalna visina 3,427m, dolet 230.348km, maksimalna brzina 112km/h.

Slika 1.23. Fw.61 iz 1937. godine


- 16 -

Igor Sikorsky svoj prvi helikopter sagradio je 1909. u Rusiji. Naţalost, taj model nije mogao poletjeti.

Njegov sljedeći model poletio je, ali nije imao dovoljno snage da ponese i pilota. Nakon revolucije

1917. Sikorsky je emigrirao u Ameriku, gdje je nastavio svoj rad na helikopterima. 1939. Napokon je

uspio u izgradnji prvog praktiĉnog helikoptera. Bio je to model VS-300. Pokretao ga je

ĉetverocilindriĉni Lycomingov motor od 75hp, imao je punu cikliĉku kontrolu glavnog rotora i jedan

repni rotor.

Do 1940 VS-300 mogao je lebdjeti 15 minuta, a 6.5.1941. porazio je rekord koji je drţao Fw.61 letom

od 1 sata, 32 minute i 26.1 sekunde. U sljedećih nekoliko godina, Sikorsky je intenzivno radio na

svom modelu, da bi na kraju dobio helikopter koji je u svakom pogledu nadmašio Breguetom ţiroplan

i Fw.61.

Slika 1.24. Konaĉna verzija VS-300 iz 1940. godine

1.7. Razvoj tehnologija

Nakon postavljanja temelja za siguran i stabilan let, konstruktori su se posvetili povećanju

uĉinkovitosti. Najveći utjecaj ovdje je imala vojska, koja je postavljala nove zahtjeve za nove misije.

Traţila se veća nosivost, dolet, trajanje leta, povećanje intervala izmeĊu odrţavanja i mnogi drugi

zahtjevi.

Anton Flettner ĉesto puta je bio zasijenjen radom svojih suvremenika Fockea i Sikorskog, ali njegov

model Fl-265 bio je daleko napredniji od Fw.61 i izvodio je samostalne letove nekoliko mjeseci prije

VS-300. Već su postojali planovi za pokretanje serijske proizvodnje modela koji bi se koristio za

traţenje podmornica, ali je Flettner odustao od daljnjeg razvoja, i okrenuo se novom konceptu. Radilo

se o prvom serijskom sinhropteru, tj. helikopteru sa dva usporedna rotora postavljena pod kutom, ĉime

se dodatno dobilo na stabilnosti. Osnovna namjena mu je bila potraga za podmornicama, a zbog

relativno malog promjera rotora mogao je polijetati sa tadašnjih ratnih brodova. Sprijeda je imao

sjedalo za pilota, a iza motora nalazilo se unatrag okrenuto sjedalo za promatraĉa. Pokretao ga je jedan

sedmerocilindriĉni radijalni motor Siemens-Halske Sh 14 od 119kW, koji je omogućavao najveću


- 17 -

teţinu pri uzlijetanju od 1000kg i traţio odrţavanje svakih 400 sati za razliku od Fockeovih 25.

Maksimalna brzina iznosila je 150km/h, a sa punom posadom imao je dolet 170km.

Slika 1.25. Fl-282 iz 1944. godine

Igor Sikorsky nastavio je razvoj predratnog modela VS-300, te 1944. predstavio prvi serijski

helikopter na svijetu. Bio je to model R-4. Trup je raĊen od ĉelika, a rep je bio cijevna konstrukcija

prekrivena platnom. Prvi puta se pojavila i potpuno zatvorena pilotska kabina sa usporednim sjedalima

i dvostrukim kontrolama. Pokretao ga je Warnerov R-550 motor od 134kW, a dolet mu je bio 370km.

Bilo je proizvedeno 100 komada.

Slika 1.26. Sikorsky R-4 iz 1944. godine

Nakon uspjeha modela R-4, vojska je naruĉila veliki promatraĉki helikopter sa većom nosivosti,

trajanjem leta, brzinom i plafonom leta. Sikorsky je na to odgovorio modelom R-5. Imao je motor od

336kW, promjer rotora 14.6m i nosivost od 500kg. Maksimala visina leta iznosila je 4300m.

Proizvedeno je 65 komada, a uglavnom se koristio u spasilaĉke svrhe. Zbog svojeg oblika jedan je od

najprepoznatljivijih helikoptera ĉetrdesetih godina.


- 18 -

Slika 1.27. Sikorsky R-5 iz 1946. godine

U razdoblju nakon drugog svjetskog rata u Sjedinjenim drţavama pokrenut je ubrzan razvoj

helikoptera, te je u kratkom vremenu svjetlo dana ugledalo mnogo modela. Svakako se pri tome mora

spomenuti Bellov Model 30, koji je bio prvi komercijalni helikopter i prvi proizveden u Bellovoj

tvornici, a koristio je i kao predloţak za puno poznatiji model 47, koji je najveću primjenu imao u

Korejskom ratu za evakuaciju ranjenika.

Slika 1.28. Bell Model 30 i Model 47

Iako je proizveden mali broj primjeraka i nije imao zapaţenu karijeru, ipak je potrebno spomenuti

helikopter Pasecki HRP-1, kao prvi praktiĉni helikopter sa tandem rotorima, te u vrijeme pojavljivanja

kao najveći helikopter bilo koje vrste. Da se osigura da se rotori ne mogu udariti u letu, straţnji dio

trupa zavinut je uvis, tako da je straţnji rotor viši od prednjeg. Trup je izgraĊen kao ĉeliĉna

konstrukcija sa drvenim rebrima i prekrivena platnom. Pokretao ga je motor Pratt & Whitney R-1340-

AN-1 od 600hp. Mogao je prenostiti 2 ĉlana posade, 8 putnika ili 907kg tereta. Dolet mu je bio 483km

pri 169km/h.


- 19 -

Slika 1.29. Piasecki HRP-1 iz 1945. godine

1.8. Pojava turbovratilnih motora

Poĉetkom pedesetih godina prošlog stoljeća, konstruktori su poĉeli uviĊati ograniĉenja

upotrebe klipnih motora u helikopterima. Malo povećanje snage znaĉilo je znatno povećanje teţine, te

su znali da će uskoro doseći nepremostivi maksimum nosivosti. 1951. godine, na nagovor poznanika u

Ministarstvu mornarice, Charles Kaman prilagodio je svoj model K-225 da moţe prihvatiti novu vrstu

motora – turbovratilni. To je omogućilo drastiĉno povećanje snage, i 11. prosinca, 1951 poletio je prvi

helikopter sa plinskom turbinom.

Slika 1.30. Kaman K-225 iz 1951. godine

Prvi helikopter konstruiran za upotrebu plinske turbine bio je Aérospatiale Alouette II. Glavna

namjena bila je nedgledanje i spašavanje, ali je takoĊer nosio protutenkovske rakete i navoĊena

torpeda. U civilne svrhe korišten je za evakuaciju unesrećenih, zaprašivanje usjeva i kao leteći kran

nosivosti 500kg.


- 20 -

Slika 1.31. Aérospatiale Alouette II iz 1956. godine

Ranih 1950-ih Vlada Sjedinjenih drţava dodijelila je tvrtki General Electric ugovor od 3 milijuna

dolara za razvoj prvog turbovratilnog motora namijenjenog iskljuĉivo upotrebi u helikopterima.

Razvoj je trajao gotovo cijelo desetljeće, ali je 1959 predstavljen motor T-58, koji je bio prvi turbinski

motor certificiran za upotrebu u civilnim helikopterima. U raznim varijantama proizvodio se do 1984,

te tako postao i najkorišteniji helikopterski motor. Osnovna verzija razvijala je snagu od 1,044kW, a

konaĉna 1,390kW.

Slika 1.32. General Electric XT-58

Prvi helikopter koji je koristio motore T-58, bio je poznati Sikorsky SH-3 Sea King. 1957. Sikorsky je

dobio nalog za razvoj amfibijskog helikoptera, koji će moći letjeti u svim vremenskim uvjetima,

glavna namjena bi mu bila potraga i uništenje podmornica. PredviĊen je za brodsku upotrebu, budući

da ima pet sklopivih lopatica glavnog i repnog rotora, radi lakšeg skladištenja. Zbog amfibijskog trupa

moţe sletjeti na površinu mora. Posada se sastoji od ĉetiri ĉlana (2 pilota i dva specijalista), a u ulozi

svašavanja moţe prenositi 22 osobe.


- 21 -

1959. SH-3A Sea King postao je prvi helikopter koji je letio brţe od 200km/h, a u upotrebi je još i

danas za spašavanje na moru, ali i kao predsjedniĉki helikopter SAD-a.

Slika 1.33. Sikorsky SH-3A Sea King

Vjerojatno najpoznatiji helikopter svih vremena nosi oznaku Bell UH-1, no poznatiji je po

nadimku Huey. UH-1 ima po dvije lopatice na glavnom i repnom rotoru, što mu u letu daje

prepoznatljiv zvuk. Pokreće ga takoĊer General Electric T-58 turbovratilni motor. Promjer glavnog

rotora mu je 14.63m, nosivost 1,440kg, a dolet 507km pri 201km/h. U proizvodnju je ušao 1960.

godine, a u Vijetnamskom ratu ih je u upotrebi bilo 7,000. Do danas je proizvedeno preko 16,000

primjeraka u raznim varijantama, a UH-1 je još uvijek u aktivnoj sluţbi.

Slika 1.34. Prototip Bell-a UH-1


- 22 -

2. PRINCIP LETA HELIKOPTERA

2.1. Sile koje djeluju na helikopter

Helikopter i avion, generalno gledajući, lete prema istim zakonima aerodinamike. U

vertikalnom letu na helikopter djeluju potisna sila 𝑇 i teţina 𝑊 , dok se tijekom horizontalnog leta

javlja sila otpora trupa helikoptera 𝐷 te se potisna sila razdvaja na komponente uzgona 𝐿 i

propulzivne sile 𝑃 . Propulzivna sila po iznosu je jednaka otporu, ali suprotnog smjera; dok je sila

uzgona jednaka teţini, ali suprotnog smjera. U bilo kojem reţimu leta (lebdenje, vertikalni let, let

prema naprijed, u stranu ili unatrag), potisna sila rotora okomita je na ravninu rotiranja rotora. Ravnina

rotiranja rotora je zamišljena kruţna ravnina koja je omeĊena kruţnom putanjom vrhova lopatica.

Slika 2.1. Sile koje djeluju na helikopter tijekom lebdenja i vertikalnog leta


- 23 -

Lebdenje - Prilikom lebdenja u uvjetima bez vjetra, ravnina rotiranja lopatica je horizontalna, odnosno

paralelna s tlom. Potisna sila po iznosu jednaka je teţini, ali suprotnog smjera(slika 2.1.).

Vertikalni let - Tijekom vertikalnog leta u uvjetima bez vjetra, potisna sila djeluje vertikalno prema

gore. Teţina djeluju vertikalno prema dolje. Ako je potisna sila manja od teţine, helikopter se

vertikalno spušta, a ako je potisna sila veća od teţine, helikopter se vertikalno diţe (slika 2.1.).

Let unaprijed - Za unaprijed ravnina rotiranja vrhova lopatica mora biti nagnuta prema naprijed,

odnosno potisna sila je nagnuta prema naprijed i nije više vertikalna. Potisna sila se rastavlja na dvije

komponente: uzgon koji djeluje vertikalno prema gore, te propulzivna sila koja djeluje horizontalno u

smjeru leta. Uz uzgon i propulzivnu silu, opet postoji teţina koja djeluje vertikalno prema dolje, otpor,

sile inercije i otpor vjetra (slika 2.2.).

U horizontalnom ravnoteţnom letu (pravocrtni let unaprijed na konstantnoj visini), uzgon je jednak

teţini, a propulzivna sila jednaka je otporu. Ako uzgon postane veći od teţine, helikopter se podiţe, a

ako postane manji, helikopter se spušta. Ako propulzivna sila postane veća od otpora, helikopter

ubrzava, a ako postane manja od otpora, helikopter usporava.

Let unatrag - Tijekom leta unatrag, ravnina rotiranja vrhova lopatica i potisna sila zakrenuti su prema

natrag. Propulzivna sila djeluje horizontalno prema natrag, a otpor horizontalno prema naprijed.

Uzgon djeluje vertikalno prema gore, a teţina vertikalno prema dolje (slika 2.2.).

Let u stranu - U letu u stranu, ravnina rotiranja vrhova lopatica i potisna sila su zakrenuti u stranu,

odnosno u smjeru kretanja helikoptera. U tom sluĉaju uzgon i dalje djeluje vertikalno prema gore, a

teţina vertikalno prema dolje, dok propulzivna sila djeluje u bok helikoptera i suprotstavlja se

suprotno usmjerenom otporu (slika 2.2.).


- 24 -

Slika 2.2. Sile koje djeluju na helikopter tijekom leta unaprijed, leta u stranu

i leta unatrag


- 25 -

2.2. Moment

Newtonov treći zakon gibanja kaţe: "Za svaku akciju postoji jednaka reakcija suprotnog

smjera". Kako se glavni rotor helikoptera okreće u jednom smjeru, trup se nastoji okrenuti u

suprotnom smjeru (slika 2.3.). Tendencija da se trup okrene u suprotnu stranu od rotiranja rotora

naziva se moment. Kako je efekt momenta na trupu izravan rezultat snage motora kojom je pogonjen

glavni rotor, svaka promjena u snazi motora donosi odgovarajuću promjenu u efektu momenta. Što je

veća snaga motora, veći je i efekt momenta. Kako tijekom autorotacije motor ne daje snagu, nema niti

efekta momenta tijekom autorotacije.

Silu koja kompenzira efekt momenta i sprjeĉava rotiranje trupa u smjeru suprotnom od rotiranja

glavnog rotora, proizvodi repni rotor. Repni rotor (još nazivan pomoćni rotor, antimomentni rotor ili

antirotor) proizvodi potisak u smjeru suprotnom od momenta kojim se trup nastoji okrenuti (slika

2.3.). Noţne pedale u kokpitu omogućavaju pilotu da po potrebi poveća ili smanji potisak repnog

rotora kako bi se neutralizirao efekt momenta.

Slika 2.3. Repni rotor kompenzira moment uslijed rotacije glavnog rotora

2.3. Giroskopska precesija

Giroskopi su tijela u obliku diska znatnije mase i momenta tromosti prema vlastitoj osi

simetrije, a ovješena su preko kardanovog zgloba (slika 6). Stacionarna sferna gibanja takvih tijela

mogu se jednostavno prouĉavati po pribliţnoj teoriji. Jednadţba stacionarnog gibanja giroskopa prema

pribliţnoj teoriji vrijedi uz uvjet da je kutna brzina veća od precesije i glasi:

𝑴0 = 𝝍 × 𝐼𝑧𝝓 (1)


- 26 -

gdje je 𝑴0 vanjski moment koji djeluje na giroskop, 𝐼𝑧 moment tromosti oko osi simetrije, 𝝍

precesija, a 𝝓 je kutna brzina. Djelovanju vanjskog momenta 𝑴0 suprotstavlja se moment 𝑴𝐿 koji se

naziva giroskopski moment i ima vrijednost 𝑴𝐿 = −𝝍 × 𝐼𝑧𝝓 .

Slika 2.4. Pribliţna teorija giroskopa

Rotirajući glavni rotor helikoptera ponaša se kao giroskop. Kao takav takoĊer ima svojstva giroskopa

kao što je precesija. Giroskopska precesija je rezultat otklona rotirajućeg objekta kada se na njega

djeluje silom. Ta se reakcija pojavljuje pribliţno 90⁰ u smjeru rotacije od toĉke gdje je sila

primjenjena (slika 2.5.). Korištenjem ovog principa naginje se ravnina rotacije vrhova lopatica

glavnog rotora.

Kontrola cikliĉkog nagiba u rotoru s dva kraka povećava napadni kut jednog kraka rotora i time se

dobiva veći uzgon na tom djelu ravnine rotacije. Ta ista kontrola simultano smanjuje napadni kut

drugog kraka za isti iznos i smanjuje uzgon na tom djelu ravnine rotacije rotora. Krak s povećanim

napadnim kutom ima tendenciju podizanja, dok krak sa smanjenim napadnim kutom ima tendenciju

spuštanja. No, zbog giroskopske precesije krakovi ne postiţu svoj maksimalni otklon sve do toĉke

udaljene pribliţno 90⁰ u ravnini rotacije. Na slici 2.6. vidi se da se napadni kut nazadujuće lopatice

povećava, a napredujuće lopatice smanjuje što rezultira naginjanjem ravnine rotacije prema naprijed

jer se maksimalni otklon pojavljuje tek 90⁰ od djelovanja promjene uzgona.


- 27 -

Slika 2.5. Princip giroskopske precesije

U rotoru s tri kraka kontrola cikliĉkog nagiba mijenja napadni kut svakog kraka za takav iznos da je

krajnji rezultat jednak - naginjanje ravnine vrhova rotora prema naprijed. Kako svaka lopatica proĊe

90⁰ s lijeve strane, pojavljuje se i maksimalno povećanje napadnog kuta. Isto tako, kako svaka lopatica

proĊe 90⁰ s lijeve strane, pojavljuje se maksimalno smanjenje napadnog kuta.

Slika 2.6. Giroskopsko ponašanje rotorskog diska

2.4. Nesimetriĉnost uzgona

Podruĉje unutar ravnine rotacije vrhova rotora naziva se područje diska ili rotorski disk.

Prilikom lebdenja u uvjetima bez vjetra, uzgon koji generiraju lopatice je jednak po cijelom podruĉju

diska. Nesimetriĉnost uzgona se pojavljuje u horizontalnom letu ili ako ima vjetra tijekom lebdenja.

To je razlika u uzgonu koja postoji izmeĊu polovice podruĉja diska s napredujućom lopaticom i

polovice podruĉja diska s nazadujućom lopaticom.

U sluĉaju da rotor rotira svojom uobiĉajenom kutnom brzinom a helikopter se ne kreće, brzina vrha

lopatica većine helikoptera je pribliţno 600 km/h. Tijekom lebdenja u uvjetima bez vjetra brzina

nastrujavanja zraka na lopatice rotora jednaka je u cijeloj ravnini putanje vrhova lopatica i smanjuje se

pomicanjem prema glavi rotora (slika 2.7. dolje). Kada se helikopter kreće u horizontalnom letu,


- 28 -

relativna brzina optjecanja pojedine lopatice postaje kombinacija brzine uslijed kutne brzine rotora i

brzine kretanja helikoptera prema naprijed (slika 2.7. gore).

Slika 2.7. Usporedba brzina napredujuće i nazadujuće lopatice rotora tijekom

lebdenja i leta unaprijed

Na poziciji 90⁰ na desnoj strani, napredujuća lopatica ima brzinu uslijed kutne brzine uvećanu za

brzinu leta helikoptera. Na poziciji 90⁰ na lijevoj strani, lopatica rotora ima brzinu uslijed kutne brzine

umanjenu za brzinu leta helikoptera (na slici je pretpostavljeno da se helikopter kreće brzinom 150


- 29 -

km/h prema naprijed). Drugim rijeĉima, relativna brzina nastrujavanja zraka je maksimalna na 90⁰ na

desnoj strani, a minimalna na 90⁰ na lijevoj strani.

Zbog nesimetriĉnosti uzgona helikopter ima tendenciju valjanja ulijevo pa mora postojati neka

kompenzacija kako bi se to sprijeĉilo. To se sprjeĉava mahanjem lopatica.

2.5. Mahanje lopatica

Kod helikoptera ĉiji potisni sustav sadrţi tri lopatice, lopatice su priĉvršĉene na glavu rotora

pomoću vodoravne šarke koja omogućava njihovo vertikalno kretanje. Ako kod leta unaprijed

pretpostavimo da nagib lopatica ostaje konstantan, povećani uzgon na napredujućoj lopatici će

uzrokovati pomicanje lopatice ĉiji se napadni kut smanjio jer se smjer nastrujavanja zraka na lopaticu

promjenio iz horizontalnog u silazni smjer.

Smanjeni uzgon na nazadujućoj lopatici uzrokovat će pomicanje lopatice prema dolje, povećavajući

napadni kut zbog toga što relativna brzina nastrujavanja zraka mjenja smjer iz horizontalnog u silazni

smjer. Kombinacija smanjenog napadnog kuta na napredujućoj lopatici i povećanog napadnog kuta na

nazadujućoj lopatici omogućava izjednaĉavanje uzgona na dva dijela rotorskog diska, kroz mahanje

lopatica. Kod helikoptera ĉiji rotorski sustav sadrţi dvije lopatice, obje lopatice simultano mašu. Dok

se napredujuća lopatica pomiĉe prema gore zbog povećanja uzgona, nazadujuća lopatica se pomiĉe

prema dolje zbog smanjena uzgona.

Promjena napadnog kuta svake od lopatica uzrokuje novim mahanjem te nastoji izjednaĉiti uzgon na

dva dijela rotorskog diska. Kontrole cikliĉkog nagiba kod leta unaprijed uzrokuje smanjenje napadnog

kuta na napredujućoj lopatici i povećanje napadnog kuta na nazadujućoj lopatici. Ovo utjeĉe na

izjednaĉavanje uzgona na svakoj od polovica rotorskog diska.

2.6. Koniranje lopatica rotora

Efekt koniranja predstavlja savijanje lopatica prema gore, a uzrokovan je kombinacijom sila

uzgona i centrifugalne sile. Prije uzlijetanja, lopatice rotiraju u ravnini koja je pribliţno okomita na os

vrtnje rotora, budući da je centrifugalna sila glavna sila koja utjeće na njega (slika 2.8.). Nakon

vertikalnog uzlijetanja, dvije glavne sile djeluju u isto vrijeme. Centrifugalna sila koja djeluje u ravnini

rotacije okomito na glavnu os rotora te sila uzgona koja djeluje prema gore i paralelno s glavnom osi

rotora. Kao rezultat djelovanja ovih dviju sila stvara se stoţasti oblik i lopatice više nisu u ravnini

okomitoj na glavnu os rotora. Efekt koniranja rezultira savijanjem lopatica polukrutog rotora. Kod

pomiĉnog rotora lopatice zauzimaju kut usmjeren prema gore pomoću šarki koje omogućavaju

mahanje lopatica.

Slika 2.8. Koniranje lopatica


- 30 -

2.6. Coriolisov efekt

Sloţeno gibanje toĉke nastaje kada se toĉka giba s obzirom na neki pomiĉni (relativni)

koordinatni sustav ξ, η, ζ koji se s obzirom na nepomiĉni (apsolutni) x, y, z takoĊer giba (slika 2.9.).

Relativno gibanje toĉke A u odnosu na ξ, η, ζ koordinatni sustav odreĊeno je promjenom koordinata

poloţaja toĉke A u tom sustavu, odnosno promjenom vektora ρ po veliĉini i po smjeru u odnosu na osi

relativnog sustava ξ, η, ζ. Prijenosno gibanje za toĉku A jest gibanje koordinatnog sustava ξ, η, ζ u

odnosu na apsolutni koordinatni sustav x, y, z.

Brzina toĉke A je prema definiciji:

𝒗 = 𝒓 𝐴 (2)

Slika 2.9. Pomiĉni i nepomiĉni koordinatni sustav

U nepomiĉnom koordinatnom sustavu bit će 𝒓𝐴=𝑥𝐴𝒊+ 𝑦𝐴𝒋+ 𝑧𝐴𝒌. Poći ćemo od toga da su nam

poznati r i ρ kao funkcije vremena:

𝒓 = 𝑥𝒊+ 𝑦𝒋+ 𝑧𝒌 (3)

𝝆 = 𝜉𝒆𝜉 + 𝜂𝒆𝜂 + 𝜁𝒆𝜁 (4)

Iz slike 2.9. vidi se da je 𝒓𝐴 = 𝒓+ 𝝆, pa je apsolutna brzina toĉke A:

𝒗 =𝑑

𝑑𝑡(𝒓+ 𝝆) (5)

Nakon uvrštavanja (3) i (4) u (5) dobiva se nakon deriviranja:

𝒗 = 𝑥 𝒊+ 𝑦 𝒋+ 𝑧 𝒌 + 𝜉 𝒆𝜉 + 𝜂 𝒆𝜂 + 𝜁 𝒆𝜁 + 𝜉𝒆 𝜉 + 𝜂𝒆 𝜂 + 𝜁𝒆 𝜁 (6)


- 31 -

U tom izrazu jediniĉni vektori 𝒆𝜉 , 𝒆𝜂 i 𝒆𝜁 imaju priraste zbog sfernog gibanja sustava ξ, η, ζ oko O1.

Ako je ω kutna brzina sfernog gibanja, tada se derivacije jediniĉnih vektora dobivaju vektorskim

mnoţenjem slijeva kutnom brzinom, te je nakon ureĊenja:

𝒗 = 𝑥 𝒊+ 𝑦 𝒋+ 𝑧 𝒌 +𝝎 × 𝜉𝒆𝜉 + 𝜂𝒆𝜂 + 𝜁𝒆𝜁 + 𝜉 𝒆𝜉 + 𝜂 𝒆𝜂 + 𝜁 𝒆𝜁 (7)

Prva tri ĉlana na desnoj strani daju brzinu toĉke O1. To je brzina zbog prijenosne translacije 𝒗𝑂1. U

vektorskom produktu komponente u zagradi daju vektor ρ, tako da je taj produkt jednak brzini 𝒗𝐴𝑂1

zbog prijenosnog sfernog gibanja. Zadnja tri ĉlana ĉine brzinu 𝒗𝑟 relativnog gibanja toĉke A u sustavu

ξ, η, ζ. Prema tome je brzina toĉke A

𝒗 = 𝒗𝑂1 + 𝒗𝐴𝑂1 + 𝒗𝑟 (8)

Apsolutno ubrzanje toĉke A prva je derivacija vektora apsolutne brzine, pa desnu stranu izraza (6)

treba derivirati još jednom po vremenu. Derivacija kutne brzine daje kutno ubrzanje 𝝎 = 𝜺. Kada se

za derivacije jediniĉnih vektora uvrste odgovarajući vektorski produkti, te kada se cijeli izraz sredi,

dobiva se

𝒂 = 𝑥 𝒊+ 𝑦 𝒋+ 𝑧 𝒌 + 𝜺 × 𝝆+𝝎 × 𝝎 × 𝝆 + 𝜉 𝒆𝜉 + 𝜂 𝒆𝜂 + 𝜁 𝒆𝜁 + 2𝝎 × 𝒗𝑟 (9)

Prva tri pribrojnika na desnoj strani odgovaraju ubrzanju toĉke O1, pa je to ubrzanje zbog prijenosne

translacije 𝒂𝑂1. Slijedeća dva vektorska produkta poznate su komponente 𝒂1 i 𝒂2 prijenosnog sfernog

gibanja koje zbrojene daju ubrzanje zbog te komponente gibanja 𝒂𝐴𝑂1. Naredna tri pribrojnika daju

ubrzanje 𝒂𝑟 koje je posljedica relativnog gibanja toĉke A u sustavu ξ, η, ζ. Na kraju ostaje dopunsko

ubrzanje ili tzv. Coriolisovo ubrzanje 𝒂𝐶 . Izraz za apsolutno ubrzanje glasi

𝒂 = 𝒂𝑝 + 𝒂𝑟 + 𝒂𝑐 (10)

u kojem je 𝒂𝑐 = 2𝝎 × 𝒗𝑟 . Ako se kut izmeĊu vektora 𝝎 i 𝒗𝑟 oznaĉi s β, bit će iznos Coriolisovog

ubrzanja

𝒂𝑐 = 2𝝎𝒗𝑟 sin𝛽 (11)

Coriolisov efekt nastaje zbog mahanja lopatica. Kada doĊe do mahanja jedne od lopatice rotora iz

sustava s tri lopatice, centar mase te lopatice se pomakne bliţe osi rotacije i dolazi do promjene kuta β

i ubrzanja lopatice. Kada se nagib lopatice smanji, njen centar mase se udaljava od osi rotacije i dolazi

do usporavanja lopatice (slika 12). Tendenceija lopatice rotora da poveća ili smanji svoju brzinu u

ravnini rotacije zbog pomicanja mase poznata je kao Coriolisov efekt.


- 32 -

Slika 2.10. Promjena poloţaja centra mase uslijed mahanja lopatica

Ubrzanje i usporavanje lopatica rotora absorbira se pomoću prigušivaĉa ili same lopatice, ovisno o

konstrukciji rotorskog sustava. Sustavi s dvije lopatice su u mnogo manjoj mejeri podloţni

Coriolisovom efektu od sustava s tri lopatice, jer su lopatice pomaknute u odnosu na os vrtnje rotora,

dok je razlika u udaljenosti centra mase od osi rotacije mala. Ubrzavanje i usporavanje kod ovakvog

sustava absorbira se pomoću savijanja loptica.

2.7. Efekt zemlje (efekt zraĉnog jastuka)

Prilikom operacije helikoptera u blizini zemlje brzina struje usmjerene prema dolje, a

proizvedene pomoću lopatica rotora ne moţe se u potpunosti razviti zbog neposredne blizine površine

zemlje (slika 2.11.). Ovo se dogaĊa kada helikopter dostigne relativno nisku visinu. Obiĉno je ta visina

manja od dvostrukog promjera glavnog rotora. Kada se brzina opstrujavanja lopatica smanjuje,

inducirani napadni kut svake lopatice se smanjuje i vektor sile uzgona postaje više vertikalan.

Istodobno dolazi i do smanjenja sile otpora, inducurani napadni kut se smanjuje, a napadni kut koji

stvara uzgon se povećava. Ukupni rezultat efekta zemlje je znaĉajno povećanje uzgona i manja snaga

potrebna za svladavanje teţine helikoptera.

Slika 2.11. Efekt zemlje


- 33 -

2.8. Premještanje uzgona

Premještanje uzgona predstavlja dodatni uzgon koji se dobije tijekom horizontalnog leta zbog

povećane iskoristivosti rotorskog sustava. Rotorski sustav koristi više uzgona prilikom uspravnog leta

jer veća brzina strujanja omogućava disku rotora veću koliĉinu zraka po jedinici vremena za rad od

one koju dobije za vrijeme lebdenja.

Translacijski uzgon je prisutan prilikom bilo kojeg horizintalnog letenja, iako se povećanje uzgona

neće primjetiti sve dok brzina zraka ne dosegne vrijednot od 6,7 km/h. Dodatni uzgon koji je moguće

postići na ovoj brzini naziva se efektivni translacijski uzgon i lako se prepoznaje tijekom leta

helikoptera, jer helikopter tada ima bolje performanse. Budući da translacijski uzgon ovisi o brzini

zraka, helikopter ne mora biti u horizontanom letu da bi dobio taj uzgon. Translacijski uzgon će biti

prisutan tijekom lebdenja u struji zraka, dok će efektivni translacijski uzgon biti prisutan tijekom

lebdenja u struji zraka brzine 6,7 km/h ili više.

2.9. Transverzalni efekt strujanja

Tijekom leta unaprijed zrak koji prolazi kroz zadnji dio rotorskog diska ima veću brzinu

strujanja prema dolje nego zrak koji prolazi kroz prednju stranu rotorskog diska. Ovo se dogaĊa jer je

zrak koji prolazi kroz straţnji dio ubrzavan veći dio vremena nego zrak koji prolazi kroz prednji dio.

Ova povećana brzina struje zraka koja je usmjerena prema dolje javlja se na straţnjem dijelu diska te

smanjuje napadni kut i uzgon lopatica, što u kombinaciji s giroskopskom precesijom uzrokuje

naginajnje rotorskog diska ulijevo. Uzgon na prednjem djelu rotorskog diska je veći nego na straţnjem

djelu. Princip giroskopske precesije nalaţe da će se maksimalni otklon rotorskih lopatica dogoditi

nakon 90⁰ u pravcu rotacije. Ovo znaĉi da će rotorske lopatice dosegnuti maksimalni otklon prema

gore na lijevoj strani, a maksimalni otklon prema dolje na desnoj strani helikoptera.

2.10. Autorotacija

Autorotacija je izraz koji se koristi za uvjete leta u kojem nijedan motor nije pogonjen, a

glavni rotor je pogonjen samo zrakom koji nastrujava na lopatice. Autorotacija omogućava sigurno

slijetanje nakon otkaza motora. Transmisija helikoptera je naĉinjena na naĉin da se motor prilikom

njegova otkaza automatski iskljuĉi iz glavnog rotorskog sustava da bi omogućilo slobodno rotiranje

glavnog rotora.

Ova mogućnost autorotacije je zahtjevana od svih helikoptera prije nego dobiju FAR/EASA certifikat.

Kada se snaga motora dovodi glavnom rotoru, struja zraka je usmjerana prema dolje kroz rotor. Kada

se snaga motora ne dovodi glavnom rotoru, tada je helikopter u autorotaciji, a struja zraka je

usmjerena prema gore kroz rotor. Njeno opstrujavanje uzrokuje kontinuirano okretanje rotora nakon

otkaza motora.


- 34 -

Slika 2. 12. Usporedba autorotacije u vertikalnom letu i letu unaprijed

Dio rotora koji stvara silu koja okreće rotor kada motor više ne dovodi snagu rotoru smješten je na

otprilike 25-75% duljine radijusa kraka rotora (tzv. područje autorotacije). Aerodinamiĉke sile duţ

ovog podruĉja nastoje ubrzati rotaciju lopatica. Unutrašnjih 25% duljine radijusa rotorskih lopatica,

nazvane podruĉje stall-a radi iznad svojeg maksimalnog napadnog kuta i na taj naĉin rezultira

stvaranjem male koliĉine uzgona i velike koliĉine otpora koji usporava lopatice.

Vanjskih 30% lopatica rotora naziva se pogonsko područje. Aerodinamiĉke sile u ovom podruĉju

rezultiraju malom silom otpora koja pokušava usporiti vršni dio lopatica.

Aerodinamiĉka podruĉja opisana iznad su iskljuĉivo za podruĉje autorotacije za vrijeme vertikalnog

leta helikoptera. Tijekom autorotacije u letu prema naprijed ova podruĉja su pomaknuta uzduţ

rotorskog diska ulijevo (slika 2.12.).


- 35 -

3. OSNOVNI ELEMENTI KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA

3.1. Konstrukcijske izvedbe helikoptera

Helikopteri se prema konstrukcijskim izvedbama dijele na jednorotone dvorotone i višerotone,

dok se sami rotori mogu podijeliti na dvokrake, trokrake i višekrake. Jednorotomi helikopteri ili

helikopteri monorotori predstavljaju uobicajene konstrukcije u suvremenim izvedbama helikoptera, a

mogu biti sa pogonom na vratilu rotora ili pogonom smjestenim na krajevima lopatice rotora.

U slucaju pogona na vratilu rotora moment rotora moţe se uravnoteţiti momentom propulzivne sile

antirotora koji je smješten na dovoljnoj udaljenosti od osi okretanja rotora (slika 3.1.) kao što je to u

konstrukciji helikoptera Sikorsky S-51, Bristol 171, Bell H-13-8 itd. ili momentom repnih površina

koji uzrokuje mlaz struje antirotora (slika 3.2.) smještenog na dovoljnoj udaljenosti iza osi okretanja

rotora (npr. kod helikoptera Nord 1700).

Slika 3.1. Bell 47, jednorotorni helikopter s klasiĉnim antirotorom

Slika 3.2. Piasecki 16-H, jednorotorni helikopter s potisnim antirotorom


- 36 -

Moment rotora u slucaju pogona na krajevima lopatica rotora sa klipnim motorima i elisama, kao što

je to u konstrukcijama helikoptera (slika 3.3.) Isacco i Helesen Kalin, odnosno sa mlaznim motorima

(slika 3.4.), kao u konstrukcijama helikoptera McDonnell i SNCASO uravnoteţava se okretnim

momentom reaktivnog djelovanja mlaza elise, odnosno motora pri cemu ostaje samo neznatni moment

sile trenja u leţaju rotora koji se prenosi na trup i koji se lako uravnoteţava njegovim pogodnim

oblikovanjem.

Slika 3.3. Helikopter Isacco s pogonom rotora pomoću klipnih motora koji pogone elise na krajevima

lopatica

Slika 3.4. Helikopter McDonnell SNCASO s rotorom pogonjenim mlaznim motorima

Svako konstrukcijsko rješenje ima prednosti i nedostatke u odnosu na drugo. Tako helikopter

monorotor sa antirotorom, i pored toga što antirotor absorbira do 10 postotaka raspoloţive snage pri

lebdenju i oko cetiri posto pri translatornom letu, ima prednost pred drugim konstrukcijskim

riješenjima male i srednje velicine helikoptera zbog jednostavnih rješenja upravljanja i transmisija.

Jedini ozbiljni nedostatak kod ove konstrukcije je antirotor koji uvijek predstavlja opasnost za osoblje

koje opsluţuje helikopter na zemlji, zato što pilot ne moţe obratiti paţnju na zbivanja oko antirotora

iza njegovih leda.

Helikopteri sa pogonskim grupama mlaznih motora ili mlaznica ugraĊenih na krajevima krakova

rotora mogu se primjeniti i kod malih i kod velikih helikoptera, ali im je nedostatak velika specifiĉna

potrošnja goriva.

Helikopteri dvorotori ili helikopteri birotori, kako se još nazivaju, mogu se konstrukcijski izvesti sa

koaksijalnim rotorima, sa uporednim rotorima (sinhropteri) ili tandem rotorima. Kod konstrukcija

helikoptera s koaksijalnim rotorima koji se okrecu u suprotnom smjeru (slika 3.5.) kao, što je npr.


- 37 -

helikopter Breguet-Dorond GY, momenti rotora se uzajamno uravnoteţavaju pa nema prenošenja

njihovog momenta na trup helikoptera.

Slika 3.5. Kamov Ka-25, helikopter s koaksijalnim rotorom

Rotori ovdje mogu imati iste ili razlicite promjere i mogu se obrtati sa istim ili razlicitim brojem

okretaja, ali pri tome moraju ostvarivati iste momente. Prednost ovakve konstrukcije je u tome što

nema gubitaka snage za pogon antirotora i što su dimenzije rotora za istu teţinu hclikoptera u ovom

slucaju manje. Nedostatak je u tome što je kinematika glave rotora i komandi upravljanja znatno

sloţenija što dovodi do povecanja njihove teţine.

Helikopteri birotori mogu se izvesti i sa usporednim rotorima povezanih vratila koja se nalaze na

razmaku manjem od polumjera rotora i okrecu se u suprotnom smjeru (slika 3.5.) kao što je sluĉaj sa

helikopterima Flettner 282. Kaman 190 i dr., odnosno na rastojanju osi manjem od promjera rotora

(slika 3.6.), kao što je helikopter Landgraff, ili sa uporednim rotorima nepovezanih vratila ciji je

razmak veci od promjera rotora (slika 3.7.) kao što je helikopter Focke-Wulf 61 npr. Helikopteri prve

vrste poznati su i pod imenom sinhropter, a drugi pod imenom asinhropteri.

Slika 3.5. Helikopter Kaman 190


- 38 -

Slika 3.6. Helikopter s usporednim rotorima s razmakom rotora manjim od promjera rotora

Slika 3.6. Helikopter sa usporednim rotorima na razmaku većem od promjera rotora

Prednost ovakvih konstrukcija rotora je u tome što je specifiĉno opterećenje rotora za istu teţinu

manje u odnosu na monorotore i koaksijalne rotore, ali je zato sloţena kinematika transmisije što

povećava teţinu helikoptera.

Helikopteri birotori mogu se izvesti i u konstrukciji tandem rotora (slika 3.7.). Prednost ove

konfiguracije rotora je, ne samo u smanjenju specifiĉnog opterećenja rotora, već i u mogućnosti znatne

promjene centra teţišta, tako da se koristan teret moţe razmještati u vrlo razlicitim odnosima izmeĊu

rotora. Nedostatak joj je u sloţenoj konstrukciji transmisije izmeĊu rotora i smanjenje efikasnosti

uzgona rotora u odnosu na monorotor zbog rada jednog rotora u mlazu drugog. Ovaj gubitak u

efikanosti uzgona moţe se smanjiti izdizanjem zadnjeg rotora u odnosu na prednji.


- 39 -

Slika 3.7. Helikopter Piasecki H-21

Helikopteri multirotori ili višerotori (slika 3.8.) kao npr. helikopter Florinne ili Cierva W11, mogu se

primjeniti u izgradnji teških helikoptera. Sa porastom broja rotora opada specifiĉno opterećenje po

kvadratnom metru ravnine okretanja. Osim toga povećanje broja rotora daje mogućnost da se

pojednostavni sustav upravljanja jer se povećanjem uzgona jednog odredenog rotora u odnosu na

ostale helikopter moţe usmjeriti u ţeljenom pravcu.

Slika 3.8. Helikopter Cierva W11

3.2. Konstrukcija helikoptera

Tipiĉna izvedba helikoptera sastoji se od trupa za smještaj posade I korisnog tereta, pogonske

grupe koja ima motor vezan preko transmisije za glavu rotora i rotor, te repnog rotora što uravnoteţuje

moment glavnog rotora (slika 3.9.).


- 40 -

Slika 3.9. Tipiĉna izvedba helikoptera

1 glava rotora; 2 lopatica rotora; 3 Glavni reduktor; 4 motor; 5 prvi reduktor; 6 rezervoari goriva; 7

ploĉa s instrumentima; 8 posada; 9 zglobovi lopatica; 10 repna transmisija; 11 repni reduktor; 12 repni

rotor; 13 ravnina vrhova krakova; G-teţina; Rz-uzgon; Fx-vuĉna sila; T-rezultantna sila

Optimalni rad motora obicno iziskuje visoke brojeve okretaja, dok optimalni rad rotora, a osobito

ograniĉenja zbog kritiĉnog Machovog broja, zahtijeva relativno male, dozvuĉne brzine lopatica, te se

snaga motora predaje preko transmisije koja više puta smanjuje broj okretaja preko prvog (uz motor) i

glavnog reduktora (uz glavu rotora). Motor helikoptera preko prvog reduktora, što je konstrukcijski

vezan za motor, prenosi dio snage do glavnog reduktora gdje se broj okretaja reducira na potrebnu

razinu za rad lopatica, a dio snage predaje preko dugog vratila do reduktora repnog rotora. Uz glavni

ili prvi reduktor obiĉno se jos ugraĊuju i spojke pogodne konstrukcije radi mogućnosti postupnog

zaleta glavnog rotora ili naglog odvajanja glave rotora od motora pri prijelazu u reţim autorotacije,

ako iznenadno prestane rad motora te je potrebno vlastitom teţinom ostvariti dovoljan uzgon za

sigurno spuštanje i prizemljenje.

U modernim konstrukcijama helikoptera, stabilizacija helikoptera se rješava razlicitim rješenjima pa se

većina helikoptera oprema s okomitim ili vodoravnim stabilizatorima.

Okomiti rep rasterećuje repni rotor pri velikim brzinama, a pri brzinama većim od minimalne pomaţe

u stabiliziranju helikoptera po pravcu i time pridonosi spreĉavanju nesreća pri otkazu repnog rotora.

MeĊutim, na minimalnim brzinama i u lebdenju otpor interferencije se povećava što smanjuje stupanj

korisnog djelovanja repnog rotora. Djelomiĉno se taj problem otklanja ugradnjom repnog rotora

(turbine) u okomiti stabilizator tzv. fenestron.

Vodoravni stabilizator stvara moment propinjanja u horizontalnom letu i time spreĉava spuštanje nosa

helikoptera pri velikim brzinama. Istovremeno vodoravni stabilizator povećava uzduţnu stabilnost i

udobnost leta.

Njegov nedostatak je u tome što dijeli strujanje zraka i izaziva negativno opterećenje helikoptera pri

malim brzinama i lebdenju. To se djelomiĉno moţe izbjeći ugradnjom pokretnog stabilizatora

(okrećućeg).


- 41 -

Slika 3.10. Uravnoteţenje helikoptera

Glava rotora mora zadovoljiti brojne zahtjeve. Treba osigurati zglobnu ili dovoljno elastiĉnu vezu

lopatica tako da se omogući slobodno mahanje i zabacivanje u odreĊenom podruĉju kutova, te

omogućiti promjenu nagibnih kutova lopatice i to skupno, za sve lopatice istodobno, i u toku jednog

okreta lopatice-cikliĉno (slika 3.11.). Pored toga, veze moraju biti pouzdane pri prijenosu opterećenja

i, osobito, pri radu sustava upravljanja.

Slika 3.11. Tipiĉna veza lopatice za glavu rotora

1 napadni rub lopatice; 2 os promjene koraka; 3 izlazni rub lopatice; 4 zglob zabacivanja; 5 zglob

mahanja; 6 smjer okretanja

Cikliĉki korak, ili nagibni kut referentnog lokalnog aeroprofila na lopatici, mora se mijenjati u toku

kretanja po krugu zbog toga što su u horizontalnom letu razliĉite brzine lopatica koje se kreću u

smjeru leta od brzine lopatica što se kreću u suprotnom smjeru. Pri tome, veće brzine daju veći uzgon


- 42 -

pri istom kutu, pa se smanjivanjem kutova na jednoj strani rotorskog kruga i povećanjem na drugoj

strani uravnoteţuju sile, ili se upravljanjem namjemo naginje ravnina vrhova kako bi se proizvela

potrebna horizontalna komponenta vuĉne sile.

Kutove mahanja omogućuju zglobovi koji imaju graniĉnike što odreĊuju odreĊeno podruĉje kutova.

Mahanjem se uravnoteţuju momenti uzgona i momenti centrifugalnih sila lopatice tako da se preko

zgloba prenose samo sile, a to znatno umanjuje neuravnoteţeni dio momenta za središte glave rotora

(slika 3.12.). Kutovi zabacivanja imaju istu funkciju, ali za sile otpora i centrifugalne sile lopatica

(slika 3.13.).

Slika 3.12 Mahanje lopatica – ravnoteţa centrifugalne i uzgonske sile lopatica

Td uzgon desnog kraka; Tl uzgon lijevog kraka; Fd centrifugalna sila desnog kraka; Fl centrifugalna sila

lijevog kraka; a i c krak uzgonske sile; b i d krak centrifugalne sile; βl I βd kutovi mahanja desne i

lijeve lopatice; 1 os rotacije; 2 ravnina vrhova lopatica

Slika 3.13. Zabacivanje lopatica – ravnoteţa momenta otpora i centrifugalne sile lopatica

1 krak centrifugalne sile; 2 sila otpora lopatica; 3 kut zabacivanja; 4 zglobovi zabacivanja; 5 krak sile

otpora; 6 smjer rotacije; 7 centrifugalna sila lopatice

Motori (danas se sve ĉešće ugraĊuju po dva motora koji paralelno okreću transmisiju i rotore) i gorivo

smješteni su u središnjem dijelu trupa tako da se potrošnjom goriva malo pomiĉe teţište kako bi se

saĉuvala stabilnost i zadovoljavajuća upravljivost u toku svih faza trajanja leta.

Posada i instrumenti nalaze se u prednjoj kabini, dok se koristan teret kod većine tipova helikoptera

nalazi u posebnoj prostoriji u središtu trupa. Ako je koristan teret većih gabarita, podiţu se motori

iznad ove prostorije kako bi se ostvario u blizini teţišta dovoljni volumen za promjenjiva opterećenja

koja nastaju zbog raznolike teţine tereta i putnika (slika 3.14.).


- 43 -

Slika 3.14. Prikaz uobiĉajenog poloţaja prostora za smještaj putnika ili tereta

3.3. Glava glavnog rotora

Glavni rotor moţe biti izveden kao dvokraki, trokraki te višekraki rotor. Krakovi rotora su

lopatice koje sluţe kao generator uzgona helikoptera.

Lopatice rotora moraju vršiti 3 radnje:

Rotacija oko uzduţne osi za promjenu napadnog kuta,

Rotacija oko vertikalne osi za zabacivanje,

Rotacija oko horizontalne osi za mahanje.

Da bi se ostvarili ovi pomaci potrebno je ostvariti posebnu vezu izmeĊu lopatice i vratila koje vrti

rotor. Ta veza je ostvarena pomoću glave glavnog rotora.

Glava rotora treba osigurati zglobnu ili dovoljno elastiĉnu vezu lopatica tako da se omoguće sva

gibanja koja se javljaju kod lopatica pri rotaciji rotora. To su slobodno mahanje i zabacivanje lopatica,

te rotacija oko uzduţne osi za promjenu napadnog kuta i to u cikliĉkom i kolektivnom naĉinu.

Postoje razne izvedbe rotora (toĉnije glave rotora) da bi se omogućili svi ovi pomaci lopatice, a ujedno

zadrţala potrebna ĉvrstoća.

Tako imamo:

Rotor s 3 zgloba

- klasiĉna izvedba

- izvedba sa kardanskim zglobom

- izvedba sa sfernim zglobom

Polukruti rotor

Kruti rotor


- 44 -

Rotor s 3 zgloba (slika 3.15.) je rotor koji uz dva prije spomenuta zgloba (zglob mahanja i zglob

zabacivanja) ima i zglob uvijanja potreban za mijenjanje postavnog kuta lopatice. Takvi rotori

najĉešće imaju tri ili više lopatica. Mehanika ovog rotora je veoma komplicirana.

Slika 3.15. Spoj lopatice i glave rotora. Izvedba s 3 zgloba

Polukruti rotor (slika 3.16.) rotor ima dvije lopatice, sa sistemom koji dopušta mijenjanje postavnog

kuta i zabacivanje lopatica. Pošto ima samo dvije lopatice, mahanje nije potrebno posebno rješavati.

Kada jedna lopatica kasni, druga radi suprotno tj. brza. Ovakva izvedba rotora zahtijeva i

stabilizacijsku polugu koja se nalazi u istoj ravnini kao i lopatice, ali okomito na njih.

Slika 3.16. Spoj lopatice i glave, polukruta izvedba

Kruti rotor (3.17.) ili bezglobni rotor je rotor nove generacije i moţe se reći da je to rotor budućnosti.

Kod ovog tipa rotora lopatice, glavĉina i vratilo su postavljeni kruto, obzirom jedno na drugo. Dakle, u

ovom tipu rotora nema zglobova mahanja i zanošenja, već se lopatici moţe mijenjati samo postavni

kut.


- 45 -

Slika 3.17. Starflex kruti rotor

Sile koje se javljaju, a koje su u ostalim tipovima rotora bile poništene pomoću zgloba mahanja i

zanošenja, u ovom sluĉaju poništavaju se pomoću elastiĉne deformacije.

To znaĉi da materijal apsorbira te sile. Zbog toga se kod izrade ovih rotora koriste kompoziti sposobni

za preuzimanje takvih sila bez oštećenja. Dodatna prednost kompozita je apsorpcija buke, no loša

strana je kompliciranije odrţavanje.

Ovakav rotor ima brţi odziv na komande i manje oscilacije, te onemogućuje svijanje vratila

(svojstveno za polukrute rotore).

3.3.1. Funkcija glave

Glava glavnog rotora je najkompleksniji i najopterećeniji dio helikoptera. Ona mora

zadovoljiti brojne zahtjeve.

Osnovna je funkcija glave rotora da prenese snagu od transmisije na krakove rotora (lopatice),

omogući upravljanje nagibnim kutovima aeroprofila lopatica (promjenom skupnog i cikliĉkog

nagibnog kuta), da umanji do dozvoljenih veliĉina neuravnoteţene momente, da omogući prigušenje

nepoţeljnih vibracija, da prenese velika opterećenja od centrifugalnih i aerodinamiĉkih sila bez

deformacija u toku zadanog vijeka eksploatacije i da udovolji svim zahtjevima lakog odrţavanja,

kontrole i brojnim proizvodno-tehnološkim ograniĉenjima.


- 46 -

Slika 3.18. Kompleksna glava rotora

Slika 3.19. Prikaz goleme glave glavnog rotora helikoptera Mi-26


- 47 -

Slika 3.20. 3D prikaz glave dvokrakog rotora

TakoĊer, veze izmeĊu lopatice i glave rotora moraju biti pouzdane pri prijenosu opterećenja, a osobito

pri radu sustava upravljanja.

Slika 3.21. Tipiĉna veza lopatice za glavu rotora

U horizontalnom su letu razliĉite brzine lopatica koje kreću u smjeru leta od brzine lopatica što se

kreću u suprotnom smjeru. Pri tome, veće brzine daju veći uzgon pri istom napadnom kutu. Iz toga

razloga potrebno je mijenjati napadni kut cikliĉki tijekom jednog okreta lopatice smanjivanjem kutova

na jednoj strani rotorskog kruga a povećanjem na drugoj strani. Tako se uravnoteţuju sile uzgona

jedne i druge strane te se smanjuje spreg koji nastoji prevrnuti helikopter oko uzduţne osi.

Efekt uravnoteţenja sila uzgona na rotoru se takoĊer obavlja i mahanjem, odnosno povećanjem nagiba

(podizanjem) lopatice koja ide u struju, a izravnavanjem lopatice koja ide unatrag. Tako se smanjuje

vertikalna komponenta rezultante uzgona na lopatici koja ide u struju. Kutove mahanja omogućuju

zglobovi koji imaju graniĉnike što odreĊuju odreĊeno podruĉje kutova. Mahanjem se uravnoteţuju

momenti uzgona i momenti centrifugalnih sila lopatice tako da se preko zgloba prenose samo sile, što

umanjuje neuravnoteţeni dio momenta na središte glave rotora


- 48 -

Glava glavnog rotora takoĊer mora omogućiti zabacivanje lopatica koje se javlja uslijed sile otpora i

centrifugalne sile lopatica

Slika 3.22. Glava rotora velikog helikoptera

Zahvaljujući novim materijalima osobito umjetnim smolama armiranim staklenim predivom ili

ugljikovim vlaknima znatno se moţe pojednostaviti konstrukcija glave rotora za manje helikoptere.

Upotrebom elastiĉne ploĉe od titana tako da preuzima dio funkcija zgloba mahanja, mogu se

pojednostaviti i helikopteri srednjih veliĉina.

Slika 3.23. Glava rotora s titanskom ploĉom za elastiĉno mahanje

Semirigidni (polukruti) rotori, ili rotori s vrlo elastiĉnim lopaticama obiĉno od armiranih umjetnih

smola (fiberglasa), mogu imati jednostavne glave koje osiguravaju samo promjenu koraka, dakle, bez

zglobova mahanja.i zabacivanja.


- 49 -

3.3.2. Konstrukcijske izvedbe glava rotora

Glave rotora helikoptera suvremenih konstrukcija iako imaju vrlo razliĉite koncepcije mogu se

uglavnom podijeliti na:

glave s tri zgloba

glave s kardanskim zglobom

glave sa sferiĉnim zglobom

glave s ĉvrstom vezom lopatica i

glave s elastiĉnom vezom lopatica

Konstrukcija glave rotora s tri zgloba helikoptera Sikorsky Westland S 55 pokazana je na sljedećoj

slici(Slika 1):

Slika 14. Konstrukcija glave s 3 zgloba helikoptera

U tijelu glave rotora (1) ugraĊeni su normalni zglob, odnosno zglob mahanja (2) i aksijalni zglob ili

zglob zabacivanja (3), dok je radijalni zglob odnosno zglob za promjenu koraka (4) ugraden u korijenu

lopatice. Na slici se vidi zakretna ploĉa s pokretnim i nepokretnim prstenom sa polugama za promjenu

koraka.

U suvremenim konstrukcijama helikoptera glave rotora sa kardanskim zglobom (slika 3.25.) rjeĊe se

susreću i to uglavnom u konstrukcijama malih helikoptera. Zakretna ploĉa, koja je sastavni dio

kardanskog zgloba, na ovoj slici nije pokazana. Ovakva glava sa kardanskim zglobom koristi se u

konstrukciji helikoptera Bell 47 D.


- 50 -

Slika 3.25. Konstrukcija glave s kardanskim zglobom helikoptera

Slika 3.26. Konstrukcija glave sa sfernim zglobom helikoptera

Glave rotora sa sfernim zglobom, kao i glave sa kardanskim zglobom mogu se prihvatiti uglavnom u

konstrukcijama manjih helikoptera.

Glavu rotora sa ĉvrsto vezanim kracima, odnosno bez normalnog i aksijalnog zgloba pokazuje sljedeća

slika.


- 51 -

Slika 3.27. Konstrukcija glave sa ĉvrsto vezanim kracima

Cikliĉka promjena koraka u ovim konstrukcijama ostvaruje se obiĉno cikloprstenom, a kolektivna

promjena koraka dobiva se aksijalmm pomicanjem cikloprstena.

U suvremenim konstrukcijama helikoptera sve se više izraĊuju glave rotora sa elastiĉnom vezom

lopatica od kompozitnih materijala i to u razliĉitim varijantama, kao glava Starflex, glava B.M.R

(Bearingless Main Rotor - Rotor bez zglobova) itd. Glava Starflex izvedena je u konstrukciji

helikoptera Aerospatiale SA 350 Ecurenil i pokazana je na sljedećoj slici.

Slika 3.28. Konstrukcija glave s elastiĉnom vezom lopatica helikoptera

Glava Starflex izraĊena je od kompozitnog materijala. Centralni dio glave je zvjezda Starflex (1) sa tri

kraka koji se završavaju rukavcima (3) koji ulaze u leţaje (4) naglavaka krakova (2). Na drugom kraju

naglavka nalazi se sferni odupiraĉ (5). Kraci, odnosno lopatice rotora, vezani su za naglavke sa po dva

zavrtnja. Ova glava posjeduje cikloprsten koji je vezan za naglavke komandnim polugama (6). U ovoj


- 52 -

konstrukciji glave rotora ulogu normalnog zgloba, odnosno zgloba mahanja i aksijalnog zgloba,

odnosno zgloba zabacivanja, preuzimaju elastiĉni naglavci (2) izraĊeni od kompozitnog materijala

sastavljenog od staklenih vlakana I sintetiĉke smole ethoxyline, poznate pod nazivom epoxy. Glave

rotora Starflex su jednostavne konstrukcije i imaju oko pet puta manje dijelova od uobiĉajenih

metalnih glava rotora sa tri zgloba. Osim toga nije potrebno podmazivanje njenih dijelova, manje je

podloţna vibracijaina te otporna na koroziju što joj znatno produţuje vijek trajanja.

Slika 3.29. Glava B.M.R. rotora helikoptera Boeing-Vertol Bo 115

Glava B.M.R. rotora helikoptera Boeing-Vertol Bo 115 izvedena je tako da su ĉetiri elastiĉne lamele

od kompozitnog materijala vezane zavrtnjima za glavu vratila rotora, a na drugom kraju lamele su

vezane zavrtnjima za lopatice rotora. Savijanjem i uvijanjem ovih lamela moguće je zamijeniti sva tri

zgloba klasiĉne glave rotora izraĊenih od kompozitnog materijala.

3.4. Lopatice rotora

3.4.1. Postavni kut lopatice rotora

Postavni kut lopatice glavnog rotora je kut koji zatvara donjaka aeroprofila lopatice sa

ravninom okretanja glavnog rotora. Drugim rijeĉima, pri podizanju ili spuštanju kolektivne palice sve

lopatice glavnog rotora rotiraju oko svoje uzduţne osi za nekakvu vrijednost od minimalne do

maksimalne. Minimalna vrijednost je u autorotaciji, a maksimalna pri maksimalnoj vuĉnoj sili.


- 53 -

Slika 3 .30. Postavni kut lopatice rotora

3.4.2. Napadni kut glavnog rotora

Za razliku od napadnog kuta presjeka lopatice koji je sliĉan napadnom kutu krila aviona,

napadni kut glavnog rotora (A) je karakteristiĉan samo za helikoptere. To je kut izrneĊu pravca zraĉne

struje (suprotno pravcu leta) i ravnine okretanja glavĉine glavnog rotora. Taj kut moţe imati bilo koju

vrijednost (od -180° do +180~ što ovisi o pravcu leta helikoptera. Ako struja zraka dolazi na ravninu

okretanja rotora s donje strane (npr. autorotacija), takav napadni kut se smatra pozitivnim, a ako

zraĉna struja dolazi s gornje strane (npr. penjanje), takav kut je negativan.

Slika 3.31. Napadni kut glavnog rotora


- 54 -

3.4.3. Profil lopatice rotora

Profil lopatice nosećeg rotora je popreĉni presjek na rasponu lopatice nosećeg rotora. Pri

izboru profila konstruktori teţe postići:

1. najveću finesu (odnos koeficijenata sile uzgona i koeficijenata otpora);

2. najmanje pomicanje centra potiska pri promjeni postavnog kuta;

3. najveći dijapazon postavnog i napadnog kuta u autorotaciji;

4. što je moguće jednostavniju u izradu.

Da bi se dobio rotor najboljih osobina, vrlo ĉesto se profili mijenjaju od korijena prema kraju lopatice,

profili su istih svojstava i kakvoće kao i krila aviona, a primjenjuje se i geometrijsko uvijanje kraka.

Najĉešće se radi negativno uvijanje, tj. napadni kut se smanjuje od korijena prema kraju lopatice. Time

se postiţe ravnomjerniji raspored aerodinamiĉkih sila uzduţ lopatice i smanjuju se gubici glavnog

rotora. Nedovoljna efikasnost korijena lopatice, zbog male kutne brzine, djelomiĉno se kompenzira

povećanim napadnim kutom u korijenu lopatice.

3.4.4. Oblik lopatice glavnog rotora

Nekada su se upotrebljavale lopatice trapeznog oblika, tj. šire u korijenu a uţe na kraju kraka.

Danas su najviše u uporabi lopatice sa pravokutnom vodoravnom projekcijom, ĉija je tetiva profila

stalna po cijeloj duţini lopatice. Vrlo ĉesto se na krajevima kraka primjenjuje strelasto zabacivanje

unaprijed ili unatrag radi povećanja kritiĉnog Machovog broja.

3.4.5. Težina lopatice glavnog rotora

Teţina lopatice glavnog rotora, koja se u aerodinamici glavnog rotora izraţava koeficijentom

mase, ima veliki utjecaj na mahanje lopatice, koji odreĊuje veliĉinu sile uzgona glavnog rotora i jako

utjeĉe na stabilnost rotora. Razlika u teţini izmeĊu pojedinih lopatica ugraĊenih na isti rotor dovodi do

povećanja vibracija rotora a time i cijelog helikoptera.

3.4.6. Ĉvrstoća konstrukcije lopatice

Tijekom leta, lopatice rotora su izloţene jakim deformacijama na savijanje i uvijanje, zbog

ĉega one moraju imati veliku ĉvrstoću, a posebice dinamiĉku ĉvrstoću. Te deformacije mijenjaju i

aerodinamiku lopatice, mijenjajući joj napadne kutove i kutove mahanja. Lopatice razliĉite ĉvrstoće

razliĉito utjeĉu na rad glavnog rotora. Suviše elastiĉne lopatice nemaju dovoljno ĉvrstoće zbog svoje

velike osjetljivosti na iznenadne promjene struje zraka i smanjuju efekt upravljanja glavnim rotorom.

Pretjerano ĉvrste lopatice velike su teţine, nesposobne su apsorbirati djelovanje aerodinamiĉkih sila i

nisu podobne za vibracije.

3.4.7. Konstrukcija lopatice

Danas se lopatice proizvode od razliĉitih materijala, s ramenjaĉama i oblogom od lima lakih

legura ili armirane umjetne smole koje se lijepe na spojnim plohama. Ispuna se ĉesto gradi od saćastih

struktura, preteţno od umjetnih smola ali nekad i od legura lakih metala. U napadnoj ivici ugraĊuju se

grijaĉi radi sprjeĉavanja zaleĊivanja koje najprije nastaje na prednjim površinama. Metalna ispuna na

napadnoj ivici ugraĊuje se i zato da se teţišna i elastiĉna os što više pribliţe, kako bi se smanjio

uzajamni utjecaj torzijskih i fleksijskih vibracija.


- 55 -

Slika 3.32. Konstrukcija presjeka lopatice

1 napadni rub; 2 obloga donje površine (donjake); 3 plastiĉna ispuna; 4 izlazni rub; 5 obloga gomje

površine (gornjake); 6 ramenjaĉe; 7 saćasta ispuna

Konstrukcija lopatice spaja se lijepljenjem zbog toga što je u radu izloţena intezivnim promjenljivim

opterećenjima, te bi svako bušenje provrta za spojne elemente uzrokovalo koncentracije naprezanja u

radu, a to bi smanjilo vijek trajanja lopatica koji je još uvijek glavni faktor ekonomiĉnosti helikoptera.

Slika 3.33. Tipiĉno pojaĉanje kroijena lopatice

3.4.8. Broj lopatica glavnog rotora

Najpogodniji glavni rotori, glede uravnoteţenja i koeficijenta korisnog djelovanja, jesu

trokraki i ĉetverokraki rotori. Smanjenje broja lopatica dovodi do neuravnoteţenja i vibracija

helikcptera, medutim dvokraki rotori imaju druge prednosti i mogućnost rješavanja mahanja na

jednostavniji naĉin.

3.5. Trup helikoptera

Kod helikoptera, trup sluţi za smještaj posade, putnika, korisnog tereta itd. Konstrukcijska

izvedba trupa bitno se ne razlikuje od konstrukcijske izvedbe trupa aviona. TakoĊer, sliĉna je situacija

i po pitanju instalacije raznih sustava. Vaţna razlika u odnosu na zrakoplove je problem hlaĊenja

motora (posebno dok helikopter lebdi) na što se troši oko 8% snage motora.

Helikopteri danas uglavnom imaju metalnu konstrukciju, konstrukciju od lakih metala te kompozitnih

materijala koji sve više nalaze primjenu u konstrukcijama helikoptera. Danas se pri projektiranju

helikoptera teţi što boljim performansama uz odgovarajuću udobnost posade i putnika (npr. traţi se

što manja buka unutar kabine), povećanju ekonomiĉnosti i povećanju operativnih mogućnosti uz što je

moguće veći stupanj sigurnosti. Trup mora zadovoljiti odreĊene aerodinamiĉke, konstrukcijske,


- 56 -

proizvodne i eksploatacijske uvjete. Neki od naĉina poboljšanja performansi helikoptera je npr.

smanjenje teţine konstrukcije (primjena novih konstrukcijskih materijala), pojednostavljenje

konstrukcije, aerodinamiĉkim oblikovanjem trupa.

Oblik i veliĉina trupa utjeĉu i na ekonomiĉnost helikoptera koja se moţe povećati povećanjem

korisnog tereta, smanjenjem konstrukcijske teţine, smanjenjem troškova odrţavanja korištenjem novih

materijala prilikom konstruiranja... Udobnost posade i putnika moţe se poboljšati smanjenjem razine

vibracija i buke što nastaje radom raznih ureĊaja i transmisije te od rada motora i rotora.

Konstrukciju helikoptera je moguće podijeliti na trup za smještaj posade i korisnog tereta, repni konus,

podvozje, pogonsku skupinu, transmisiju i glavni rotor. Na slici 1. prikazana je klasiĉna konfiguraciju

helikoptera sa smještajem pogonske grupe na gornjem dijelu trupa. Ovakva konfiguracija omogućava

manje gubitke kod prijenosa kao i puno bolju iskoristivost prostora. Rezervoari za gorivo najĉešće su

smješteni na poĉetku repnog konusa te u boĉnim dijelovima trupa ili u straţnjem dijelu.

Slika 3.34. Prikaz osnovnih dijelova helikoptera

Trup helikoptera moţe se podijeliti na tri segmenta a to su prednji, središnji i zadnji dio. Trup sluţi za

smještaj pogonske grupe, antirotora, horizontalnog i vertikalnog repa, komandnih i raznih drugih

ureĊaja, posade, putnika i korisnog tereta. Za trup helikoptera veţu se rotor i podvozje.

Prednji dio trupa ukljuĉuje nos i na tom dijelu se nalazi pilotska kabina (time se omogućava bolja

vidljivost i preglednost) koja se najĉešće izraĊuje od vrlo otpornih, prozirnih kompozitnih materijala,

tu je takoĊer smještena avionika, komande, radarski odjeljak, ...


- 57 -

Srednji dio trupa sluţi kao prostor za smještaj putnika i korisnog tereta te pojedinih agregata i sustava.

Na njemu se najĉešće nalaze vjetrobranska stakla te vrata za posadu i putnike i ovaj dio je

konstrukcijski najopterećeniji.

Zadnji dio trupa nadovezuje se na srednji dio, predstavlja vezu izmeĊu trupa helikoptera i repnog

konusa te mu se zbog velike opterećenosti prilikom konstruiranja posvećuje posebna pozornost. U

ovom dijelu ĉesto se nalazi i rezervoar za gorivo.

3.5.1. Materijali za izradu konstrukcije trupa

Prilikom konstruiranja helikoptera, što se takoĊer odnosi i na letjelice općenito, ţeli se što je

moguće više smanjiti masu helikoptera ĉime se povećava nosivost korisnog tereta. Jedan od naĉina

postizanja tog cilja je povećanjem udjela kompozitnih materijala u konstrukciji. Osnovni

konstrukcijski materijali koji se koriste za konstrukciju trupa su lake legure poput aluminijskih i

titanovih legura, kompozitni materijali te visokolegirani ĉelici za najopterećenije dijelove helikoptera.

Najdalje u implementiranju kompozita u konstrukciju otišla je europska tvrtka Eurocopter koja postiţe

izvrsne rezultate koji upućuju na 60% udio kompozita u ukupnoj konstrukciji. Na slici 3.35. vidimo

helikopter AS365 N3 kojemu su glavni i repni rotor izraĊeni od kompozitnih materijala.

Slika 3.35. Eurocopter AS365 N3


- 58 -

Slika 3.36. Prikaz udjela pojedinih materijala u trupu helikoptera A Star 350

3.5.2. Vrste konstrukcija trupa helikoptera

Trup u smislu ĉvrstoće i izdrţljivosti predstavlja gredu koja je sloţeno opterećena i trup moţe

biti izveden kao rešetkasta, okvirna, ljuskasta ili mješovita konstrukcija kao što su rešetkasto-ljuskasta,

okvirna s nosećom oplatom i okvirno-ljuskasta.

Konstrukcija helikoptera, kao što vidimo na slici 3.38., ne razlikuje se bitno od konstrukcije aviona,

sastoji se od okvira, longerona, ramenjaĉa, rebara, upornica i uzduţnica. Kao i kod aviona u

konstruiranju se koriste upusti, tj. olakšanja kako bi se kroz te otvore mogle provući instalacije

pojedinih sustava. Općenito je prihvaćen princip ljuskastih konstrukcija što u mnogoĉemu olakšava

proizvodnju i odrţavanje.


- 59 -

Slika 3.37. Osnovni elementi konstrukcije helikoptera

3.5.3. Ljuskaste izvedbe trupa helikoptera

Helikopter CH-47 Chinook je višenamjenski teretni helikopter s dvostrukim motorom i

tandemskim rotorima koji ima ljuskastu konstrukciju trupa na kojega se nadovezuju dva tandem

rotora. Posebnost ovog helikoptera jest njegova veliĉina kao i mogućnost prijevoza golemog tereta kao

što su specijalna vojna vozila i specijalni tereti. Njegova uloga je prijevoz vojnih jedinica,

premještanje topniĉkog oruţja te opskrba bojišta. Sa straţnje strane trupa helikoptera nalazi se velika

rampa za ukrcaj/iskrcaj tereta a sa donje strane helikoptera tri vanjske tegljaĉke kuke. Srednji dio trupa

CH-47 sluţi za prijevoz korisnog tereta, dok su mu spremnici goriva smješteni s boĉne strane trupa.

Iako je helikopter prvenstveno razvijan za potrebe vojske, postoji i njegova civilna verzija.


- 60 -

Slika 3.38. Ljuskasti tip konstrukcije trupa helikoptera CH-47 Chinook

Trup ljuskaste konstrukcije helikoptera Augusta Bell 206 A prikazuje slika 3.39. Osnovni elementi

ovog trupa su: oplata kutije glavne transmisije (1) izraĊena od staklenih vlakana, oplata pogonske

grupe (2) izraĊena od saća staklenog vlakna s prevlakom, krov kabine (3) od aluminijskih saća s

prevlakom debljine oko 25 mm, zadnjinji dio trupa (4) sliĉne konstrukcije, nosaĉ repa (5) konstruiran

kao metalna cijev savijenog i zakovanog lima, sjedišta (6) od sendviĉ konstrukcije, kabina (7) iz

jednog dijela konstruirana kao sendviĉ aluminijska konstrukcija, podvozje (8) od aluminijskih cijevi,

pregradni zid (10) od sendviĉ aluminijske konstrukcije i vrata (11) izraĊena od plastiĉne mase s

metalnim ojaĉanjem. U suvremenim konstrukcijama helikoptera sve ĉešće se upotrebljavaju plastiĉne

mase u kombinaciji s lakim metalima.


- 61 -

Slika 3.39. Ljuskasti tip konstrukcije helikoptera Augusta Bell 206 A

3.5.4. Rešetkaste izvedbe konstrukcije trupa helikoptera

Pored ljuskaste izvedbe konstrukcije trupa primjenjuje se i princip rešetkastih konstrukcija.

Rešetkaste konstrukcije helikoptera koriste se obiĉno kod malih, jeftinijih helikoptera koji se ne

koriste za kompleksne zadaće već npr. za izviĊanje, motrenje i brz prijevoz malih tereta ili putnika.

Performanse ovakvih helikoptera znatno su ograniĉene te uvjeti u kojima se upotrebljavaju znatno

utjeĉu na njih. Na slici 3.40. je prikazana izvedba rešetkaste konstrukcije trupa helikoptera

Aerospatiale SA-315B Lama.


- 62 -

Slika 3.40. Rešetkasta konstrukcija helikoptera Aerospatiale SA-315B

3.5.5. Okvirna izvedba konstrukcije trupa helikoptera

Okvirnu konstrukciju trupa sa nosećom oplatom vidimo na primjeru trupa helikoptera

Sikorsky S-58. Kod ove konstrukcije okviri su vezani uzduţnicama preko kojih je nanešena noseća

oplata. Konstrukcija ovog helikoptera je metalna od lakih legura, a sliĉno ovoj konstrukciji izvedeni su

i trupovi helikoptera Bristol 171, Bell 212, Augusta A109 Hirundo, SA 330 Puma itd.

Slika 3.41. Okvirna konstrukcije trupa helikoptera Sikorsky S-58


- 63 -

3.5.6. Okvirno-ljuskasta izvedba konstrukcije trupa helikoptera

Primjer okvirno-ljuskaste konstrukcije trupa je trup helikoptera SA 342 L. Sastavni dijelovi

ovog trupa su: oplata kutije glavne transmisije (1), oplata turbine (2), horizontalni rep (3), vertikalni

rep (4), repna greda (5), zadnji dio trupa (6), gondola kabine (7), kabina (8), sa vratima (9), vratanca

(10) i kapak (11) za pristup bateriji. Ljuska središnjeg i zadnjeg dijela ovog trupa izvedene su kao

sendviĉ konstrukcije vanjskog i unutarnjeg lima od lakih legura sa ispunom u obliku saća. Na slici

3.43. prikazan je trup helikoptera SA 342 L. Sliĉno ovoj konstrukciji trupa izveden je i trup

helikoptera SA 341 Gazelle.

Slika 3.42. Okvirno-ljuskasta konstrukcije trupa helikoptera SA 342 L

3.6. Repne površine

Pod repnim površinama helikoptera podrazumjevaju se ustvari horizontalni i vertikalni

stabilizatori helikoptera.


- 64 -

Slika 3.43. Repne površine helikoptera

Horizontalni stabilizatori obiĉno se ugraĊuju na većem ili manjem rastojanju ispred antirotora ili na

mjestu antirotora. Vertikalni stabilizatori ugraĊuju se na krajevima horizontalnih stabilizatora, kao i u

ravnini antirotora ili ispred nje. Aeroprofili popreĉnih presjeka stabilizatora obiĉno su simetriĉni, a po

konstrukciji se neznatno razlikuju od konstrukcije lopatica rotora. Obiĉno se izraĊuju od lakih metala

ili još od kompozitnih materijala. U sluĉaju metalne konstrukcije, ramenjaĉe stabilizatora su obiĉno

izvedene od cijevi ili profiliranog duralnog lima, za koji su vezana rebra, a preko njih postavljena

oplata od aluminijskog ili duralnog lima. Rebra se u nekim konstrukcijama zamjenjuju profiliranom

ispunom saća ili spuţvaste smole ,a preko nje se stavlja metalna oplata.

3.7. Podvozje helikoptera

Kod suvremenih konstrukcija helikoptera u ovisnosti od njihove klase i namjene, podvozje se

moţe izvesti na razliĉite naĉine:

1. u obliku saonica

2. u obliku tricikla s prednjim ili straţnjim kotaĉem

3. sa ĉetiri kotaĉa

4. s plovcima

5. kombinacija navedenih naĉina

Podvozje helikoptera moţe se, takoĊer, izvesti kao uvlaĉeće podvozje što pridonosi smanjenju otpora

u letu.


- 65 -

3.7.1. Podvozje u obliku saonica

Podvozje u obliku saonica izvode se na razliĉite naĉine u zavisnosti od koncepcije

konstrukcije helikoptera. Na slici 3.44. pokazano je podvozje helikoptera SE 3.130 Alouette. Sanjke

(1) izraĊene su od duralnih cilindriĉnih cijevi koje su na krajevima zaštićene sa limenim oblogama (2)

od nehrĊajućeg ĉelika. Traverze (3) od ĉeliĉnih cijevi sa upornicama (4) povezuju sanjke. Prednja i

zadnja traverza vezane su za prednju i zadnju ramu središnjeg dijela trupa helikoptera. Ove su traverze

tako dimenzionirane da svojom dopuštenom deformacijom apsorbiraju rad pri slijetanju. Prednja

traverza vezana je za centralni dio ogrlicom (5) sa gumenim umetkom, a amortizeri podvozja vezani

su sa zadnjom traverzom ogrlicom (6). Na saonicama podvozja nalaze se dva mala kotaĉa (7) koja se

po potrebi mogu spuštati okretanjem oko ekscentra (8) i sluţe za manevriranje helikoptera na zemlji.

Slika 3.44. Podvozje helikoptera SE 3.130 Alouette

3.7.2. Podvozje u obliku tricikla

Podvozje u obliku tricikla sa prednjim kotaĉem i tricikla sa zadnjim kotaĉem po konstrukciji

se ne razlikuju od podvozja aviona ali su im promjeri kotaĉa obiĉno manjih dimenzija. Kotaĉi

ovakvog podvozja snabdjeveni su amortizerima raznih konstrukcija kao i kod aviona te po pravilu

koĉnicama obiĉno diferencijalnog tipa radi lakšeg manevriranja na zemlji. U sluĉaju tricikla s

prednjim kotaĉem obiĉno se ugraĊuje i zaštitna drljaĉa ispod antirotora. Slika 3.45. pokazuje uvlaĉeće

podvozje u obliku tricikla s prednjim kotaĉem.


- 66 -

Slika 3.45. Uvlaĉeće podvozje u obliku tricikla

3.7.3. Podvozje sa ĉetiri kotaĉa

Slika 3.46. pokazuje podvozje u varijanti sa ĉetiri kotaĉa helikoptera SE 3.130 Alouette. Dva

prednja kotaĉa (1) nalaze se u pokretnim viljuškama (2) koje su snabdjevene ureĊajem anti-shimmy na

principu trenja.

Slika 3.46. Podvozje sa ĉetiri kotaĉa helikoptera SE 3.130 Alouette

Dva zadnja kotaĉa (3) nalaze se u viljuškama (4) koje su blokirane (5). Prednje i zadnje vilice kotaĉa

vezane su polugama (6) i zglobom (7) za traverze (8), a ove su vezane za središnji dio konstrukcije

trupa. Na prednjim su kotaĉima ugraĊeni amortizeri (9) a na zadnjim kotaĉima, takoĊer, amortizeri

(10). Prednja i zadnja traverza (8) snabdjevene su alkama (11) za vješanje helikoptera.

3.7.4. Podvozje s plovcima

Slika 3.47. pokazuje podvozje helikoptera SE 3.130 Alouette u varijanti s plovcima. Ovakvo

podvozje ima dva plovka (1) izraĊena od gumiranog platna sa ĉetiri komore. Ovi su plovci vezani sa


- 67 -

dva nosaĉa (2) za traverze (3), a ove ogrlicama za kostur trupa. Na svakom se plovku nalaze 4 ventila

(4) svake od komora za napuhavanje zrakom pomoću noţne pumpe (5) sa spojnim crijevom (6).

Provjera tlaka u komorama plovaka obavlja se pomoću manometra (7).

Slika 3.47. Podvozje s plovcima helikoptera SE 3.130 Alouette


- 68 -

4. OSNOVE PRORAĈUNA ĈVRSTOĆE KONSTRUKCIJE

HELIKOPTERA

Proraĉun ĉvrstoće konstrukcije helikoptera temelji se na odreĊenim propisima koji moraju biti

zadovoljeni za dobijanje potvrde o homologaciji i dozvole za let. Ove propise izdaju odgovrarajuće

nacionalne drţavne institucije kao što su FAR (Federal Aviation Regulation) u SAD-u i sl.

Ovi propisi ovise od kategorije helikoptera. Tako se FAR 27 odnosi na kategoriju helikoptera

maksimalne mase 2721 kg ili 6000 lb u letu, a FAR 29 na kategoriju helikoptera maksimalne mase

9072 kg ili 20000 lb u letu.

U ovom poglavlju biti će izloţeni neki od osnovnih propisa FAR 29 za proraĉun ĉvrstoće helikoptera

uobiĉajene konstrukcije.

Zahtjevi ĉvrstoće su propisani u ovisnosti od graniĉnih opterećenja, odnosno maksimalnih opterećenja

koja se mogu oĉekivati u eksploataciji i krajnjih ili lomnih opterećenja, odnosno graniĉnih opterećenja

pomnoţenih propisanim koeficijentom sigurnosti.

Ukoliko drugaĉije nije odreĊeno, propisana opterećenja moraju biti uravnoteţena inercijalnim silama,

tako da u tome sudjeluje svaka masa helikoptera. Ova opterećenja moraju biti tako rasporeĊena po

konstrukciji da što vjernije predstavljaju stvarno stanje, a ako to nije moguće treba postojati rezerva

sigurnosti. Ako progib konstrukcije pod opterećenjem prouzrokuje znaĉajniju preraspodjelu vanjskih i

inercijalnih opterećenja, onda se to mora uzeti u obzir pri proraĉunu.

Koeficijent sigurnosti, ukoliko nije drugaĉije propisano, iznosi 1,5. Ovaj koeficijent sigurnosti se

primjenjuje na vanjska i inercijalna opterećenja.

Konstrukcija helikoptera prema ovim propisima mora biti tako dimenzionirana da moţe podnositi

graniĉna opterećenja pri ĉemu ne smije imati opasne ili trajne deformacije. Pri bilo kojem opterećenju

do graniĉnog, deformacije ne smiju ugroziti sigurnost eksploatacije helikoptera.

Osim toga, konstrukcija mora biti dovoljno ĉvrsta da izdrţi krajnje ili lomno opeterećenje bez loma u

trajanju najmanje tri sekunde.

Za svaki mjerodavni sluĉaj opterećenja, konstrukcija mora zadovoljiti sve zahtjeve prema ovim

propisima u pogledu ĉvrstoće i deformacija. Proraĉuni ĉvrstoće mogu biti usvojeni kao mjerodavni

samo za konstrukcije za koje postoje iskustva o adekvatnosti takvog proraĉuna. U drugim sluĉajevima

moraju se izvršiti ispitivanja ĉvrstoće konstrukcije.

Proraĉuni ĉvrstoće moraju se provjeriti eksperimentalnim dinamiĉkim ispitivanjem rotora, transmisije

i komandi rotora, ispitivanjem sustava komandi leta i repnih površina i to na graniĉna opterećenja, kao

i funkcionalna ispitivanja komandi leta. Mjerenja naprezanja treba izvršiti u letu. Neophodna su i

dinamiĉka ispitivanja podvozja, kao i druga koja bi se pokazala kao neophodna.

Pri proraĉunu ĉvrstoće po ovim propisima moraju biti utvrĊene vrijednosti i ograniĉenja, kao što su:

proraĉunska maksimalna i minimalna masa helikoptera, broj okretaja rotora pri punoj snazi i pri

praznom hodu motora, maksimalna progresivna brzina unaprijed pri svakom broju okretaja, a u

dozvoljenim granicama, maksimalna brzina unazad i boĉno, broj okretaja pogonske grupe i drugih


- 69 -

rotirajućih dijelova, maksimalni dozvoljeni pozitivni i negativni graniĉni manevarski koeficijent

opterećenja i sl.

4.1. Opterećenja helikoptera u letu

Pri proraĉunu opterećenja helikoptera u letu pretpostavlja se da je koeficijent opterećenja

normalan na uzduţnu os helikoptera i da je jednak po veliĉini, a suprotan po smjeru inercijalnom

koeficijentu opterećenja koji djeluje u teţištu.

Opterećenja helikoptera u letu prema propisima FAR 27 moraju se uzeti u obzir za svaku masu

helikoptera od proraĉunske minimalne do proraĉunske maksimalne mase i za svaki mogući raspored

tereta u okviru ograniĉenja koja su dana u Uputama za upravljanje helikopterom.

Prema ĉlanu FAR 27.337 helikopter mora imati zadovoljavajuću ĉvrstoću za pozitivan graniĉni

manevarski koeficijent opterećenja 3,5 i negativan graniĉni manevarski koeficijent opterećenja, ali ne

ispod 2,0, kao i manji graniĉni negativni manevarski koeficijent opterećenja, ali ne manji od 0,5, za

koje se proraĉunima i ispitivanjem u letu dokaţe da ne postoje mogućnosti njihovog prekoraĉenja u

eksploataciji i ako se dokaţe da odgovaraju uvjetima za sve predviĊene mase helikoptera u letu.

Osim toga helikopter mora biti dovoljno ĉvrst da bi mogao izdrţati pri svakoj kritiĉnoj brzini i pri

lebdenju opterećenja od vertikalne i horizontalnog vjetra od 9,2 m/sec, odnosno 30 ft/sec.

Graniĉni okretni moment motora ne moţe biti manji od srednjeg momenta za maksimalnu trajnu snagu

pomnoţen koeficijentom 1,25 za mlazne motore, a pomnoţen s 1,33 za sluĉaj klipnih motora s pet i

više cilindara i s 2,0, 3,0 i 4,0 u sluĉaju klipnih motora sa ĉetiri, tri i dva cilindra.

Ĉvrstoća svake stabilizirajuće površine i repa mora biti proraĉunata tako da podnosi mjerodavna

opterećenja nastala u manevrima, kao i manevrima i vjetru zajedno.

Graniĉne sile pilota su za pedale 58,5 daN ili 130 lbs, za palicu 45 daN ili 100 lbs naprijed i nazad i

30 daN ili 67 lbs boĉno.

Antirotor mora biti tako postavljen da pri normalnom slijetanju bude dovoljno iznad tla.

4.2. Opterećenja helikoptera na zemlji

Graniĉna opterećenja helikoptera na zemlji dobijaju se iz reţima slijetanja prema ovim

propisima i moraju se razmatrati kao vanjska opterećenja koja bi se dobila ako bi konstrukcija

helikoptera bila kruto tijelo i u svakom posebnom propisanom reţimu slijetanja vanjska opterećenja

moraju biti uravnoteţena translacijskim i rotacijskim inercijalnim silama što realnije ili na strani

sigurnosti.

Mjerodavni poloţaj teţišta helikoptera u intervalu njegovog pomicanja za koji je traţena homologacija

moraju biti izabrani tako da se za svaki dio podvozja dobiju maksimalna opterećenja.

Proraĉunska maksimalna masa, kod propisanih reţima slijetanja, ne smije biti manja od maksimalne

mase helikoptera. Moţe se usvojiti da uzgon rotora u trenutku dodira sa zemljom prolazi kroz teţište

helikoptera. Ovaj uzgon ne treba biti veći od dvije trećine proraĉunske maksimalne teţine.


- 70 -

Ukoliko drugaĉije nije predviĊeno, za svaki propisani reţim slijetanja, ĉvrstoća helikoptera mora biti

provjerena za graniĉni koeficijent opterećenja koji nije manji od graniĉnog koeficijenta opterećenja

inercijalnog opterećenja iz ĉlanka FAR 27.725.

Podvozje s kotaĉima moţe biti s dva kotaĉa iza teţišta i jednim ili dva kotaĉa ispred teţišta, odnosno

dva kotaĉa ispred teţišta i jednim kotaĉem iza teţišta.

U sluĉaju podvozja s dva kotaĉa iza teţišta i jednim ili dva kotaĉa ispred teţišta razmatraju se slijedeći

reţimi slijetanja: slijetanje kada svi kotaĉi istovremeno dodiruju zemlju i slijetanje kada su zadnji

kotaĉi dodirnuli zemlju, a prednji su upravo pred dodirom zemlje, slijetanje na samo jednom zadnjem

kotaĉu i slijetanje sa boĉnim opeterećenjem.

Analogno prethodnom sluĉaju, helikopter s podvozjem s dva kotaĉa ispred teţišta i jednim kotaĉem

iza teţišta mora imati zadovoljavajuću ĉvrstoću za slijedeće reţime slijetanja: slijetanje sa sva tri

kotaĉa istovremeno, slijetanje s prednjim kotaĉima, slijetanje s jednim prednjim kotaĉem, slijetanje sa

zadnjim kotaĉem i boĉno slijetanje.

Ĉvrstoća podvozja helikoptera mora biti zadovoljavajuća i za opterećenja koja se stvaraju pri rulanju

preko najneravnijih terena koji se mogu dozvoliti u normalnoj eksploataciji.

U sluĉaju helikoptera sa saonicama, pri proraĉunu ĉvrstoće, uzima se isti faktor opterećenja kao i u

sluĉaju podvozja s tri kotaĉa. MeĊutim, treba napomenuti da su pri graniĉnom opetrećenju dozvoljene

trajne deformacije elastiĉnih dijelova pod kojima se podrazumjevaju traverze koje spajaju lijevi i desni

saonik.

Ĉvrstoća saonica mora biti zadovoljavajuća za slijedeće reţime slijetanja: slijetanje s oba saonika po

cijeloj duţini, slijetanje s jednim saonikom po cijeloj duţini i boĉno slijetanje helikoptera.

Konstrukcija trupa mora imati zadovoljavajuću ĉvrstoću, ne samo za sve reţime leta, već i za sve

reţime slijetanja. Pri proraĉunu se pretpostavlja da sila uzgona rotora djeluje u središtu rotora.

4.3. Opterećenja helikoptera na vodi

Helikopteri koji imaju plovni trup moraju biti dovoljno ĉvrsti da izdrţe opterećenja na vodi

propisana ĉlankom FAR 27.519 uzimajući u obzir najveće valove za koje se traţi homologacija.

Opterećenja u slujĉaju slijetanja moraju biti raspodijeljena po cijeloj površini trupa i na pomoćne

plovke ako postoje i to na naĉin koji najbolje odgovara stvarnom stanju ili na naĉin koji je na strani

sigurnosti, uzimajući pri tome da je uzgon rotora jednak dvije trećine teţine helikoptera. U sluĉaju

amfibija moţe se uzeti koeficijent sigurnosti 1,15 za opterećenja dana u navedenom ĉlanku.

Pri slijetanju helikopter mora ostvariti dodir s vodom pri nultoj brzini unaprijed s kritiĉnim, ali

mogućim nagibom trupa. Vertikalna brzina propadanja ne smije biti manja od 2 m/s ili 6,5 ft/sec.

Osim toga pri ovim uvjetima helikopter mora ostvariti dodir s vodom i pri brzini izmeĊu 0 i 55 km/h,

odnosno 0 i 30 ĉvorova. Maksimalna brzina unaprijed moţe se usvojiti ispod 55 km/h, odnosno 30

ĉvorova, ako se moţe dokazati da usvojena brzina unaprijed neće biti prekoraĉena u normalnom

slijetanju.

Helikopter s plovcima mora imati zadovoljavajuću ĉvrstoću za sve reţime slijetanja. Proraĉunska

maksimalna teţina helikoptera pri proraĉunu ne smije biti manja od maksimalne teţine helikoptera.

Moţe se usvojiti da uzgon rotora djeluje u teţištu u trenutku dodira s vodom. Uzgon ne treba biti veći


- 71 -

od dvije trećine proraĉunske maksimalne teţine helikoptera. Moţe se usvojiti isto tako da je graniĉni

koeficijent opterećenja u ovom sluĉaju jednak koeficijentu opterećenja za podvozje s kotaĉima.

Slijetanje se razmatra sa za sluĉajeve kada oba plovka dodiruju vodu u trenutku slijetanja, kada jedan

plovak dodiruje vodu i kada se slijetanje obavlja s boĉnim opterećenjem.

Trup helikoptera mora biti dovoljno ĉvrst za sve sluĉajeve slijetanja na plovke.

4.4. Opterećenje rotora helikoptera

Rotor helikoptera mora imati zadovoljavajuću ĉvrstoću za sve reţime leta i slijetanja. Proraĉun

se mora izvesti tako da rotor ima dovoljnu ĉvrstoću i za sve reţime okretanja rotora. Pri proraĉunu se

uzima u obzir da su glava rotora, lopatice i sve njihove komande izloţene izmjeniĉnim opterećenjima i

da pri svim ovim opterećenjima imaju zadovoljavajuću ĉvrstoću.

Sve ovo mora se uzeti u obzir i pri proraĉunu ĉvrstoće antirotora helikoptera.

4.5. Vibracije helikoptera i rezonancija na zemlji

Vibracije helikoptera i rezonancija na zemlji su cikliĉne i izmjeniĉne pojave koje se javljaju

periodiĉno. Njihov utjecaj je uvijek neugodan, a ponekad i opasan.

Glavni izvori vibracija na helikopteru su: rotor, transimisija, pogonska grupa i veze.

Rotor je generator kako aerodinamiĉkih tako i mehaniĉkih vibracija. Nesimetriĉnost uzgona na rotoru

pri translacijskom kretanju uzrok je vertikalnih vibracija, a nesimetriĉnost aerodinamiĉke sile otpora

na napredujućem i nazadujućem kraku prouzrokuje horizontalne vibracije. Osim toga, odvajanje struje

na krajevima lopatica pri velikim induciranim brzinama uzrok je i vertikalnih i horizontalnih vibracija.

Vibracije na helikopteru mogu se javiti i kao posljedica nedovoljnog dinamiĉkog i statiĉkog

uravnoteţenja lopatica.

Transmisija helikoptera moţe biti isto tako uzrok vertikalnih i horizontalnih vibracija, kao i pogonska

grupa veze.

U suvremenim konstrukcijama helikoptera nivo vibracija pri putnim brzinama je prihvatljiv. MeĊutim,

vibracije su uvijek znatno izraţenije pri malim i velikim brzinama.

Povećanjem broja lopatica, pri ostalim jednakim uvjetima, smanjuje se intenzitet vibracija.

Na kraju treba spomenuti da nivo vibracija moţe biti vrlo razliĉit za razliĉite helikoptere, pa i za isti

helikopter ako se posmatranja obavljaju u razliĉitim vremenima. Ovo se lako moţe objasniti ako se

uzmu u obzir razliĉiti utjecaji koji se mogu javiti u eksploataciji, kao turbulencija atmosfere, elastiĉne

deformacije lopatica, kondenzacija vode na lopaticama i sl.

MeĊutim, neke od ovih vibracija mogu se znatno umanjiti, pa i eliminirati. Dovoljno je da lopatice

budu identiĉne, pa da rotor prouzrokuje samo vibracije s frekvencijom koja predstavlja neki umnoţak

broja lopatica. Prema tome, neophodno je identificirati lopaticu kako u pogledu mase tako i u pogledu

aerodinamiĉkih karakteristika. Osim toga, elastiĉne veze transmisije s trupom mogu znatno prigušiti

neke od ovih vibracija.


- 72 -

Rotori sa zglobovima pri okretanju, kada je helikopter na zemlji, mogu biti uzrok jedne pojave

dinamiĉke nestabilnosti poznate pod nazivom rezonancija na zemlji koja se susreće pri stavljanju

rotora u pogon ili pri slijetanju. Ova pojava išĉezava ĉim se helikopter naĊe u zraku, tako da je

polijetanje i najefikasniji naĉin izlaţenja iz ove situacije. Pojava rezonancije na zemlji nastaje, u stvari,

sprezanjem vibracija lopatica oko aksijalne osi, odnosno osi zabacivanja i oscilacija helikoptera na

amortizerima podvozja.

Ove vibracije koje se javljaju kao rezonancija na zemlji mogu biti uzrok i razaranja konstrukcije

helikoptera. UgraĊivanjem dovoljno efikasnih amortizera na podvozju i aksijalnom zglobu, odnosno

zglobu zabacivanja, moguće je otkloniti ovu pojavu. Osim toga, mnogi drugi faktori mogu utjecati na

ovu pojavu, kao što su regulacija geometrrije kotaĉa, pritisak u gumama na kotaĉima, korisno

opterećenje, priroda zemljišta i sl.

IzmeĊu raznih uzroka koji mogu biti od utjecaja na pojavu rezonancije na zemlji treba spomenuti i

vjetar, grubo upravljanje komandama kao i nedovoljno uravnoteţenje rotora.

4.6. Vijek trajanja lopatica rotora helikoptera

Vijek trajanja lopatice rotora moţe se odrediti jednostavnim postupkom ako su poznati

dijagram naprezanja lopatica na osnovu ispitivanja u letu i dijagram naprezanja jednog dijela lopatice

izloţene dinamiĉkim opterećenjima, odnosno jedne cijele lopatice u sluĉaju antirotora na osnovu

ispitivanja izvršenih u laboratoriju. Osim toga, potrebno je znati srednje vrijeme trajanja pojedinog

reţima leta u odnosu na ukupno trajanje leta, izraţeno u postocima.

Za uobiĉajene konstrukcije helikoptera mogu se usvojiti slijedeće vrijednosti postotaka:

Stacionarni let ili lebdenje ................................................................................... 10%

Prijelazno stanje i ubrzanje .................................................................................... 3%

Let s 0,45 VNE (NE = Non exceed) ........................................................................ 8%

Let s 0,65 VNE ...................................................................................................... 25%

Let s 0,80 VNE ...................................................................................................... 35%

Let s 0,86 VNE ..................................................................................................... 2,5%

Let s VNE ................................................................................................................ 1%

Let s 1,11 VNE ..................................................................................................... 0,5%

Zaokret ulijevo i udesno ......................................................................................... 6%

Boĉni let ................................................................................................................. 2%

Autorotacija............................................................................................................ 3%

Slijetanje ................................................................................................................ 4%

Ukupno 100%

Dijagrami naprezanja dobijeni eksperimentalnim ispitivanjem u letu prikazani su krivuljama

više ili manje sinusoidalnog oblika, kao što je prikazano na dijagramu na slici 4.1.

Poluamplitude na ovim dijagramima pokazuju izmjeniĉna opterećenja, a razmak izmeĊu dva

vrha frekvenciju. Ova frekvencija moţe se mjeriti pomoću vremenske baze dane na

dijagramu.


- 73 -

Slika 4.1. Dijagram naprezanja

Ako dijagram daje 24 promjene opterećenja u jednoj sekundi, onda to znaĉi da je njihova

frekvencija 24 Hz ili 86400 ciklusa u jednom satu.

Slika 4.2. Wöler-ova krivulja


- 74 -

Pri eksperimentalnim ispitivanjima u laboratoriju element lopatice rotora, odnosno lopatica

antirotora, obljepljen je mjernim trakama i montiran na probnom stolu na kome se izvode

opterećenja i momenti koji se registriraju tijekom ispitivanja. Uobiĉajena opterećenja su:

zatezanje uslijed centrifugalne sile, vertikalno savijanje i izmjeniĉno vertikalno savijanje

koje je posljedica promjene uzgona u toku okretanja.

Ova ispitivanja na probnom stolu izvode se do loma pri ĉemu se biljeţi broj ciklusa za

odgovarajuća opterećenja ili momente.

Sa ovako dobijenim vrijednostima napravi se Wölerova krivulja u obliku dijagrama sa

slike 4.2. Ordinate na ovoj krivulji prikazuju opterećenja ili momente, a apscise broj

odgovarajućih ciklusa.

MeĊutim, vijek trajanja lopatice rotora ne odreĊuje se prema ovoj krivulji, već prema krivulji

koja se dobije kada se njene ordinate pomnoţe koeficijentom sigurnosti 0,5 ili 0,7 ovisno od

toga je li materijal od lakih legura, kompozitnog materijala ili ĉelika. Ovako dobijena

krivulja zove se krivulja granice sigurnosti.

Pretpostavimo da prema ispitivanjima prijelaznom reţimu leta odgovara opterećenje

izraţeno momentom od 35 daNm. Ovoj vrijednosti opterećenja prema krivulji granice

sigurnosti odgovara broj ciklusa 1,5∙106. Kako je prema ispitivanjima lopatica rotora

izloţena opterećenju s 86400 ciklusa po satu, iz ovoga izlazi da je odgovarajuće vrijeme

trajanja

t = 1 500 000 / 86400 = 17,4 h.

MeĊutim, ovaj prijelazni reţim predstavlja samo 3% od ukupnog vremena leta helikoptera,

pa se moţe utvrditi da je vijek trajanja ove lopatice rotora

T = 100 ∙ 17,4 / 3 = 580 h.

Ovim istim postupkom moţe se odrediti i vijek trajanja lopatice antirotora helikoptera.


- 75 -

5. POGONSKE GRUPE HELIKOPTERA

Pogonske grupe ĉine sastavni dio helikopterskih konstrukcija. Glavni sustavi pogonskih grupa

su motor, transmisija (reduktor), te dodatni sustavi (npr. ventilator za hlaĊenje, spojnica) koji su

ukljuĉeni u pognosku grupu, ovisno o tipu motora. Postoji više tipova motora ako što su turbovratilni

motori (plinske turbine), klipni motori, te razne izvedenice malznih motora. Kako se kod današnjih

helikoptera uglavnom koriste turbovratilni motori, glavnina ovog teksta bit će posvećena njima. U

manjoj mjeri se koriste i klipni motori, dok se izvedenice mlaznih motora ne koriste u današnjim

konstrukcijama.

Prema tome, pogonske grupe bi mogli podijeliti u dvije osnovne kategorije:

- Konvencionalni pogon:

Turbovratilni motori

Klipni motori

- Nekonvencionalni pogon:

Mlazni motori (tip jet i ostale izvedbe)

5.1. Karakteristike pogonskih grupa

5.1.1. Turbovratilni motori

Turbovratilni motori su daleko najĉešće korišteni tip pogona, s obzirom na prednosti i

nedostatke takvog tipa pogona. Neke od osnovnih prednosti i nedostataka su:

- Prednosti:

Velika snaga

Male dimenzije

Mala masa

Manje sloţena konstrukcija

Manje vibracije

Jednakomjerno razvijanje okretnog momenta

Trajnost

- Nedostaci:

Veća potrošnja goriva

Posebne legure potrebne za izradu


- 76 -

Turbovratilni motori, odnosno plinske turbe, imaju sliĉni princip rada kao i mlazni motori. MeĊutim,

za razliku od mlaznih motora, turbovratilni motori predaju snagu na vratilo (power shaft) koje pokreće

helikoptersku elisu. Prije je potrebno smanjiti broj okreta kroz reduktor.

Kako je već spomenuto, turbovratilni zbog svojih prednosti predstavljaju prvi izbor za glavnu

pogonsku grupu. Karakterizira ih velika snaga, od 400 ks za manje helikoptere tipa Bell 206, do

gotovo 11.500 ks koliko imaju teškim vojnim transportnim helikopterima (npr. Mil Mi-26).

Uobiĉajeno je, pogotovo kod vojnih helikoptera da dolaze u paru, zobg dodatnog povećanja snage i

sigurnosti.

TakoĊer, velika prednost turbovratilnih motora jesu kompaktne dimenzije te mala masa. Prosjeĉni

turbovratilni motor snage oko 5000 ks, ima masu oko 500 kilograma, što daleko nadmašuje bilo koji

klipni motor. Osim malih dimenzija i mase, prednost je i mali broj dijelova, 30-50 % manje nego kod

klipnih motora, što se odraţava na njihovu trajnost, koja je veća nego kod klipnih motora. Zbog svog

principa rada, turbovratilni motori razvijaju manje vibracija pri radu, jednakomjerni okretni moment,

te su tiši od klipnih motora sliĉne nominalne snage.

MeĊutim, postoje i odreĊeni nedostaci kod ovakvih tipova motora. Prvenstveno se to misli na

potrošnju goriva, koja je veća nego kod klipnih motora. Uz to, sami motori su skuplji za prozivodnju,

zbog specifiĉnih materijala (visoko legirani ĉelici, krom-nikal legure) koji su potrebni zbog visokih

toplinskih opterećenja i centrifugalnih sila, koje se javljaju u kompresorskom i turbinskom dijelu

turbine.

Turbovratilni motori po svojoj su konstrukciji isti kao i ostale plinske turbine, što znaĉi da se sastoji od

usisnika zraka, kompresorskog stupnja, komore za izgaranje, turbinskog stupnja, te vratila na kojeg se

predaje snaga. Ovisno o tipu helikoptera, te posebnim zahtjevima, postoje razne izvedbe turbovratilnih

motora.

Slika 5.1. Presjek turbovratilnog motora


- 77 -

Postoje razne izvedbe turbovratilnih motora, odnoso razliĉite konstrukcijske izvedbe. Tu se

prvenstveno msli na kompresorski stupanj. Postoje dvije glavne izvedbe, sa centrifugalnim, te

aksijalnim kompresorskim stupnjem. TakoĊer postoje i izvedbe s aksijalnim i centrifugalnim

kompresorom.

Slika 5.2. Aksijalni kompresor

Kod izvedbi s aksijalnim kompresorom, uobiĉajen je veći broj stupnjeva, s obzirom da prirast tlaka po

stupnju je manji nego kod centrifugalnih kompresora. U pravilu prirast tlaka po stupnju iznosti 1,5:1.

Veći broj stupnjeva omogućava veći ukupni prirast tlaka. Mana takve izvedbe jesu veće dimenzije

samog motora, no zbog većeg broja stupnjeva kompresora, moguće je ostvariti veći ukupni prirast

tlaka i samim time veću snagu motora.


- 78 -

Slika 5.3. Turbovratilni motor s aksijalnim kompresorom

Slika 5.4. Centrifugalni kompresor

Centrifugalni kompresori mogu ostvariti veći prirast po stupnju od aksijalnih kompresora. U pravilu

prirast po stupnju iznosi 3-3,5:1. Kod većine motora s centrifugalnim kompresorom, postoji uglavnom

jedan kompresorski stupanj, ponekad i dva. No više od toga se ne koristi zbog naglog povećanja


- 79 -

dimenzija, te što, za razliku od aksijalnog kompresora, zrak ne struji aksijalno kroz cijeli kompresor,

već je potrebno konstruirati odvode zraka.

Slika 5.5. Turbovratilni motor s centrifugalnim kompresorom

Postoje i izvedbe s i aksijalnim i centrifugalnim kompresorom, meĊutim takve izvedbe su rijeĊe. U tim

sluĉajevima, centrifugalni kompresor se u pravilu nalazi na kraju kompresorskog stupnja.

Slika 5.6. Aksijalno centrifugalni kompresor


- 80 -

Slika 5.7. Turbovratilni motor s aksijalnim i centrifugalnim kompresorom

Nakon što zrak napusti kompresorski stupanj, usmjerava se prema komori za izgaranje. Manji dio

zraka ulazi u komoru za izgaranje te se izvršava zapaljenje smjese, dok veći struji oko komore, te

naknadno ulazi u nju. Zrak koji struji oko komore ima zadaću odrţavati hladni film, kako bi se

sprijeĉilo moguće progaranje komore, te kako bi se smanjilo toplinsko opterećenje turbine. Zbog

visokih temperatura nastalih pri izgaranju smjese goriva i zraka, komora za izgaranje je izraĊena od

visoko legiranih Cr-Mo-W ĉelika, te titana.

Slika 5.8. Komora za izgaranje


- 81 -

Nakon što smjesa dimnih plinova napusti komoru za izgaranje, kreće prema turbinskom stupnju.

Turbinski dio sastoji se od aksijalne turbine, koja ima manje stupnjeva od kompresorskog dijela

motora. U pravilu prvi stupnjevi sluţe za pokretanje kompresora, dok zadnji pokreće vratilo, koje

okreće rotor.

Kao i kod komore za izgaranje, zbog visokih temperatura uz velike centrifugalne sile, potrebni su

posebni materijali za izradu lopatica i ostalih dijelova turbine.

Slika 5.9. Turbovratilni motor; turbinski dio nalazi se na kraju motora

5.1.2. Klipni motori

Za razliku od turbovratilnih motora klipni motori nisu toliko raspostranjeni. Zbog svojih

karakteristika koriste se samo kod manjih helikoptera. U pravilu se radi o helikopterima kapaciteta do

4 putnika. Jedini FAA certificirani prozvoĊaĉ je Lycoming, dok gotovo jedini proizvoĊaĉ helikoptera

koji koristi uglavnom klipne motore je Robinson Helicopter Company. Neke od karakteristike klipnih

motora su:

- Prednosti:

Mala potrošnja goriva

Manja cijena motora

- Nedostaci:

Mala snaga

Velika masa

Vibracije

Puno pokretnih dijelova

Manja pouzdanost


- 82 -

Zbog ovih karakteristika, klipni motori se koriste prvenstveno kod malih helikoptera i to u sluĉajevima

gdje je bitna mala potrošnja i što niţa nabavna cijena. Većina klipnih motora je bokser tipa.

Slika 5.10. Šest clinidriĉni bokser motor

5.2. Transmisija

Glavna zadaća prijenosa, odnosno transmisije je prenijeti okretni moment s radilice motora,

odnosno vratila turbvratilnog motora na glavni, te repni rotor. Osnovni problem je smanjiti broj

okretaja sa vratila, odnosno radilice, pošto potrebni broj okretaja rotora moţe iznositi samo 225 o/min

kod velikih vojnih transportnih helikoptera, do cca 500 o/min kod manjih civilnih. Za usporedbu, broj

okretaja turbovratilnih motora moţe iznositi i do 35.000 o/min. Iz tog razloga, kod turbovratilnih

motora postoji već ugraĊen reduktor koji smanjuje broj okretaja (otprilike 3.500 o/min).

Slika 5.11. Shema jednostavne transmisije


- 83 -

Kako je već spomenuto, prijenos bi mogli podijeliti u dva dijela. Prvi je reduktor koji se nalazi u

samom motoru, što znaĉi da vratilo turbovratilnog motora ide direktno u reduktor. U tom prvom

reduktoru se smanjuje broj okretaja motora (od 14.000 o/min, pa sve do 35.000 o/min, koliko se vrte

pojedini motori) do nekih 2.000-3.500 o/min. Nakon toga, moment se prenosi do glavne transmisije

koja pogoni glavni i repni rotor. Tu se ponovo smanjuje broj okretaja na 225-500 o/min, ovisno o tipu

helikoptera. Veliki problem predstavlja masa transmisije, koja nerijetko zna biti veća od mase samog

motora.

Slika 5.12. Shema helikopterske transmisije


- 84 -

6. ODRŽAVANJE HELIKOPTERA

Odrţavanje zrakoplova sloţen je proces koji zahtjeva jasno definirane propise po kojima se

izvodi kako odrţavanje tako i eksploatacija odreĊenog tipa zrakoplova.

Pod ''zrakoplovom'' podrazumjevamo sve letjelice bilo da su one lakše (baloni, zraĉni brodovi…) ili

pak teţe od zraka (avioni, helikopteri), kako ih dijelimo u dvije osnovne skupine. Svi zrakoplovi

podlijeţu strogim i precizno definiranim propisima za odrţavanje, ali zbog razliĉitih konstrukcijskih

izvedbi i specifiĉnih riješenja odrţavanje se propisuje zasebno za svaki tip zrakoplova.

Da bi razumjeli kako su definirani propisi na poĉetku treba reći nešto općenito o odrţavanju i

zadacima koji se postavljaju pred odrţavanjem, a zatim postepeno ući u problematiku i specifiĉnosti

odrţavanja helikoptera.

6.1. Održavanje zrakoplova

6.1.1. Općenito

Razvoj zrakoplovne tehnike, te uvoĊenje novih tehnologija u zrakoplovne sustave, omogućava

sve veću ekonomiĉnost i upotrebljivost komercijalnih zrakoplova, te ih istovremeno ĉini sve

pouzdanijim i sigurnijim. Osim primjena novih tehnologija, element koji bitno utjeĉe na povećanu

pouzdanost zrakoplova, kao sloţenog sustava, je ĉinjenica da se konstrukcijom i dizajnom

zrakoplovnih sustava sve više osigurava pouzdanost svih vitalnih funkcija zrakoplova potrebnih za

odvijanje procesa letenja. Kvar u bilo kojem sustavu zrakoplova, pa ĉak i kombinacija kvarova, ne

mora znaĉiti da je zrakoplov postao neplovidben, jer postoje paralelni podsustavi koji preuzimaju na

sebe funkciju neispravnog dijela sustava. Ovakav pristup dizajnu zrakoplova ĉini zrakoplov vrlo

skupim proizvodom. Cijena standardnog komercijalnog putniĉkog zrakoplova usporediva je sa

cijenom tvornice srednje veliĉine. Za zraĉne prijevoznike, nabava flote vezana je uz veliko ulaganje

financijskih sredstava, iz tog razloga, ekonomski ţivotni vijek zrakoplova mora biti dug. Današnji

zrakoplovi projektiraju se za komercijalni ţivotni vijek od 20-30 godina, odnosno 50.000 - 80.000

letova (ciklusa polijetanja/slijetanja). Nije rijedak sluĉaj da u komercijalnom prometu srećemo

zrakoplove starije od 30 godina, pri ĉemu je program odrţavanja takvih zrakoplova intenziviran

primjenom dodatnih radova odrţavanja kojima se osigurava integritet zmaja zrakoplova.

Prema MSG3 (Maintenance Steering Group) definiciji, redovno odrţavanje zrakoplova je skup

aktivnosti koji mora ispuniti sljedeće zadatke:

- osigurati zahtjevnu razinu sigurnosti i pouzdanosti svojstvenu odreĊenom zrakoplovu tijekom

eksploatacije,

- obnoviti sigurnost i pouzdanost zrakoplova do razine koja je svojstvena zrakoplovu kada doĊe

do degradacije iste,

- sakupiti informacije potrebne za usavršavanje dizajna/konstrukcije onih dijelova zrakoplova

ĉija se pouzdanost pokaţe neadekvatnom,

- ispuniti sve reĉene zadatke uz minimalni trošak, ukljuĉujući troškove odrţavanja i troškove

koji su posljedica nastalih kvarova.


- 85 -

Ovi zadaci podrazumjevaju da redovno odrţavanje ne moţe korigirati nedostatke nastale prilikom

projektiranja, te da nije moguće odrţavanjem podići razinu sigurnosti i pouzdanosti iznad one koja je

svojstvena odreĊenom zrakoplovu. Ukoliko se pokaţe da neki dio ili sustav zrakoplova nije dovoljno

pouzdan ili siguran, nuţna je modifikacija dizajna samog zrakoplova kako bi se unaprijedila

pouzdanost ili sigurnost odreĊenog zrakoplova. U praksi, svi tipovi zrakoplova doţivljavaju niz

modifikacija nakon proizvodnje, kojima se korigiraju greške u inicijalnom dizajnu/konstrukciji.

Pored redovnog odrţavanja, postoji i izvanredno odrţavanje, odnosno odrţavanje van programa

redovnog odrţavanja, koje se provodi kada doĊe do kvara zrakoplova u operaciji. Zadaci izvanrednog

odrţavanja podudaraju se sa zadacima redovnog odrţavanja, sa posebnim naglaskom na brzoj otpremi

zrakoplova u cilju smanjenja neproduktivnog stajanja zrakoplova.

6.1.2. Podjela održavanja zrakoplova

Postoje razne osnove za podjelu odrţavanja. S aspekta programa odrţavanja, moţemo ga

dijeliti na:

- redovno odrţavanje (scheduled maintenance) - odrţavanje koje se provodi prema definiranom

programu odrţavanja odreĊenog zrakoplova,

- izvanredno odrţavanje (unscheduled maintenance) - odrţavanje koje se provodi izvan

definiranog programa odrţavanja u cilju otklanjanja kvarova i oštećenja nastalih u operaciji

zrakoplova,

- preinake (modifications) zrakoplova - koje nisu odrţavanje u uţem smislu, meĊutim se

obavljaju u sklopu odrţavanja.

Podjela, zasnovana na tehnologiji odrţavanja, dijeli ukupno odrţavanje zrakoplova i pripadajućih

zrakoplvnih ureĊaja (dijelova zrakoplova) na:

- odrţavanje zmaja i sustava zrakoplova ili odrţavanje zrakoplova (aircraft maintenance) u

uţem smislu - odrţavanje koje se provodi na samom zrakoplovu i instaliranim sustavima i

- odrţavanje komponenti zrakoplova ili radioniĉko odrţavanje (workshop maintenance), koje se

provodi u zrakoplovno–tehniĉkim radionicama.

Odrţavanje zmaja i sustava zrakoplova ili odrţavanje zrakoplova obuhvaća sljedeće cjeline – grupe

aktivnosti koje se provode na samom zrakoplovu:

(a) odrţavanje svih sustava zrakoplova, instaliranih pogonskih grupa (on wing maintenance),

pomoćnog agregata (APU) – što ukljuĉuje sljedeće aktivnosti: servisiranje, provjere,

inspekcije i popravke svih sustava zrakoplova, zamjena komponenti sustava ili pogonskih

grupa,

(b) odrţavanje konstrukcije zrakoplova.

Odrţavanje zrakoplova (aircraft maintenance) dijeli se na lagano odrţavanje i velike radove

odrţavanja. Lagano odrţavanje podrazumijeva odrţavanje zrakoplova u operaciji (linijsko odrţavanje)

i manje radove baznog odrţavanja (A i C pregled).


- 86 -

Prema JAA (Joint Aviation Authorities) linijsko odrţavanje je odrţavanje koje mora biti izvedeno

prije leta kako bi se osiguralo da je zrakoplov sposoban za planirani let. Linijsko odrţavanje ukljuĉuje:

- greškolov (troubleshooting),

- otklanjanje kvarova (defect rectification),

- zamjene komponenti zrakoplova uz korištenje potrebne opreme za testiranje sustava i

ugraĊene komponente,

- zamjene motora i propelera,

- redovne servisne preglede i vizuelne inspekcije koje su namjenjene za otkrivanje oĉiglednih

nezadovoljavajućih stanja, ali koje ne zahtjevaju opseţne detaljne inspekcije. TakoĊer moţe

ukljuĉivati inspekcije interne konstrukcije zrakoplova, sustava i pogonskih grupa koje je

moguće izvesti uz otvaranje lako pristupnih panela,

- manji popravci i modifikacije koje ne zahtjevaju opširno rastavljanje i mogu biti izvršeni

jednostavnim sredstvima,

- izuzetno, u pojedinaĉnim sluĉajevima uz dozvolu managera kvalitete, mogu se izvoditi i radne

aktivnosti baznog odrţavanja uz uvjet da su svi zahtjevi zadovoljeni.

Po prirodi stvari, linijsko odrţavanje provodi se, u pravilu, vani na otvorenom. Naravno, u ekstremnim

vremenskim uvjetima, preporuĉa se korištenje hangara. Radovi linijskog odrţavanja provode se danju

i ĉesto vrlo intenzivno noću.

Svi radovi odrţavanja na zrakoplovu koji ne spadaju pod kriterije navedene za linijsko odrţavanje,

spadaju u bazno odrţavanje. Bazno odrţavanje se u pravilu odvija u hangaru, te je posjedovanje

hangara preduvjet za dobivanje dozvole za izvoĊenje radova baznog odrţavanja.

Radioniĉko odrţavanje je odrţavanje koje se provodi u radionicama na komponentama (zrakoplovnim

dijelovima) skinutim sa zrakoplova, ukljuĉujući zrakoplovne motore i dijelove konstrukcije

zrakoplova.

Komponente zrakoplova skidaju se sa zrakoplova u sljedećim situacijama:

- planski zbog zahtjeva programa odrţavanja same komponente, istek propisanog intervala za

provoĊenje odreĊenih redovnih radioniĉkih radova na komponenti (moţe biti testiranje,

servisiranje, zamjena odreĊenih dijelova komponente koji se troše, te revizija ili obnova),

- planski zbog isteka ţivotnog vijeka komponente (life limited part) – komponenta se otpisuje i

uništava (scrap),

- neplanski zbog kvara komponente, kada se skinuta neispravna komponenta upućuje na

popravak u radionicu,

- planska zamjena radi zahtjeva programa praćenja stanja, specifiĉno za zrakoplovne motore ili

pomoćne agregate – napr. ECTM (Engine Condition and Trend Monitoring), kada se motor

upućuje u radionicu na radove obnove performansi motora, zamjene dijelova ili na revizju


- 87 -

- drugi razlozi: kanibalizacija zrakoplova, greškolov i sl.

Ovisno o tehnologiji koja se koristi za izvoĊenje radioniĉkih radova, radionice su u pravilu usko

specijalizirane prema sustavima ili vrstama komponenti zrakoplova. Tako imamo radionice

specijalizirane za: motore, avioniku, gorivne komponente, hidrauliku, kompozitne konstrukcije,

metalne konstrukcije, interijer zrakoplova, podvozje, kotaĉe i koĉnice, baterije itd.

Organizacije koje se bave odrţavanjem vrlo rijetko imaju dozvolu za rad po kojoj mogu raditi sve

radove na odreĊenom tipu zrakoplova. Cijena takve sposobnosti (obzirom na potrebne investicije u

opremu i kadrove) je previsoka i za velike organizacije. Stoga organizacije odrţavanja u

zrakoplovstvu, ovisno o veliĉini flote koju odrţavaju, obavljaju odreĊeni segment odrţavanja na

zrakoplovu ili pak radioniĉkog odrţavanja na komponentama zrakoplova. Male organizacije

odrţavanja zrakoplova obiĉno se ograniĉavaju samo na linijsko odrţavanje ili pak parcijalno bazno

odrţavanje bez izvoĊenja velikih radova odrţavanja (lagano odrţavanje). Isto vrijedi za organizacije

koje su zrakoplovno tehniĉke radionice. Male radionice se usko specijaliziraju samo za odreĊene

komponente zrakoplova. U sluĉaju većih organizacija, iste su zbog svoje veliĉine i industrijsko-

tehnološkog potencijala u mogućnosti obavljati radove na zrakoplovu višeg nivoa (radovi velikog

odrţavanja zrakoplova) te široki spektar radioniĉkih aktivnosti. MeĊutim, ne postoji pojedinaĉna

organizacija odrţavanja koja je u stanju obaviti baš sve radove na zrakoplovu odreĊenog tipa i

pripadajućim komponentama.

Redovno odrţavanje sastoji se od radnih zadataka (maintenance tasks) koji se izvode u pravilnim

intervalima. Radni zadatak (maintenance task) je aktivnost ili grupa aktivnosti koje je potrebno

provesti da bi se predmet zadatka (komponenta zrakoplova, sustav zrakoplova, konstrukcijski element)

odrţao u ispravnom stanju, odnosno doveo u ispravno stanje ukoliko je neispravan. Termin radni

zadatak obuhvaća i inspekcije i utvrĊivanje stanja.

Intervali odrţavanja zrakoplova mjere se u:

- kalendarskom vremenu (MO - mjeseci, DY - dani, YE – godine)

- satima leta zrakoplova (FH – flight hours)

- ciklusima ili broju letova zrakoplova (FC – flight cycles)

- broju sati rada motora (EFH – engine flight hours)

- broju ciklusa motora (CY – engine cycles)

6.2. Pregledi helikoptera i vrste servisa

Tehniĉki sustav odrţavanja je dokument sto ga odobravaju zrakoplovne vlasti drţave, a

izraĊen je skladno s preporukama proizvoĊaĉa helikoptera i usuglašen je s vaţećim zakonima i

propisima drţave u kojoj se koristi. Sustav odrţavanja sadrţava instrukcije i postupke u provoĊenju

pregleda za odreĊeni tipa zrakoplova, ukljuĉujući u to i ispitivanje i provjere. Instrukcije i postupci su

u tom smislu razraĊeni u svim svojim potankostima kako za dijelove tako i za sklopove, te opremu

koja ide uz letjelicu. Potankosti sadrţe raspored unutar provoĊenja odobrenog sustava odrţavanja, koji

se iskazuju vremenom provedenim u radu, broju ciklusa rada dijelova iIi njihovom kombinacijom.

Pregledi se helikoptera dijele na slijedeće oblike:


- 88 -

servisni pregledi

periodiĉni pregledi

progresivni sustav pregleda

specijalni pregledi

pregledi letjelice nakon izvanrednih dogaĊaja

Svi navedeni oblici pregleda moraju biti izvršeni skladno s preporukama proizvoĊaĉa

U preglede koje reguliraju zrakoplovne vlasti registracije zrakoplova spadaju pregled transpondera,

kompenzacija magnetskog kompasa, pregled protupoţarne opreme, zatim provjera nepropusnosti

Pitot-statiĉke instalacije, ispitivanje i kalibracija svih instrumenata za upravljanje.

Radnim se karticama pregleda (Check - list) istodobno i propisuju postupci i radovi redovitog

odrţavanja letjelice, koji se na helikopteru moraju obvezatno izvršiti. Na svakoj je kartici saţeto

opisan postupak izvršenja radova iIi pregleda koje mehaniĉar iIi tehniĉki ovjeravaju svojim potpisom,

potvrĊujući tako da su radovi iIi pregledi obavijeni propisno i kvalitetno.

Nakon izvršenih radova se potrebno uvjeriti u funkcionalnu ispravnost uĉinjenog, u ĉemu se moraju

koristiti maksimalne dopuštene vrijednosti rada sklopova s posebnom pozornošću na provjeru hoda

upravljaĉkih elemenata.

Radioniĉku provjeru ispravnosti popravljenog dijela prema Priruĉniku odrţavanja letjelice

(Maintenance Manual)

funkcijsku provjeru u letjelici

ugraĊenih dijelova

sustava na koji je dio ugraĊen

sustava meĊusobno vezanih s ostalim sustavima

U izvoĊenju bilo kojeg tipa pregleda iii servisiranja potrebno je na komponentama iIi na dijelovima

zrakoplova odstraniti sva oštećenja koji bi se mogli razvija daljnjim letom helikoptera iIi pak oštećenja

koja su uoĉena u procesu odrţavanja. Ako bi otklanjanje oštećenja zahtijevalo neke dopunske radove,

tada treba provjerom u listinama minimalne ispravnosti (MEL) utvrditi odluku o daljnjem letu

letjelice.

Redovni su pregledi letjelice i motora vezani s brojem sati leta iii pak o proteklom razdoblju od

zadnjeg pregleda.

Vrijeme provedeno u letu je definirano kao vrijeme od trenutka kada helikopter napusti tlo pa do

trenutka kada ponovno dotakne tlo prigodom slijetanja. Vrijeme se provedeno na tlu s motorom u radu

i rotorom koji se vrti ne raĉuna u vrijeme rada.

Kalendarsko je vrijeme izmeĊu dva pregleda ono vrijeme sto je proteklo od dana završetka pregleda,

iIi ugradnje dijela, iIi kada se rotor prvi puta zavrti nakon pregleda, pa do kraja dana u kojem

vremenski rok za novi pregled istjeĉe.

Preventivno je odrţavanje ona vrst odrţavanja, koja obuhvaća manje zahvate s kojima se sprijeĉavaju

radovi u odrţavanju izvan redovnih pregleda i radova.


- 89 -

U servisiranje helikoptera spada opsluţivanje sustava gorivom i mazivim uljima (i mastima) u

redovitim razdobljima kao i zamjena gorivnih i uljnih filtera.

6.2.1. Servisni pregledi

Servisne pregled moţe vršiti samo ovlašteni mehaniĉar (ZIM), koji ima odgovarajuće pismeno

ovlaštenje za taj tip letjelice. Nakon izvršenog pregleda aviomehaniĉar upisuje u knjiţicu zrakoplova

(Aircraft Log Book) da je pregled izvršen i da nije pronaĊena niti jedna neispravnost. Ako se,

meĊutim, utvrdi bilo kakva neispravnost, ovlašteni mehaniĉar je duţan otkloniti, a ukoliko to ne moţe

(iIi ako nije za to ovlašten) onda to upisuje u Knjiţicu helikoptera, a istodobno mora obavijestiti

vlasnika iIi njegova predstavnika kako bi se neispravnost otklonila. Ukoliko neisptanost ne utjeĉe na

sigurnost u letu iIi na pouzdanost sustava, ona se upisuje u Listu ustanovljenih neispravnosti, kako bi

se ona otklonila prigodom slijedećeg periodiĉkog pregleda iIi uz nekakve veće radove na letjelici.

Servisni pregledi dijele se na:

prijeletni pregled

meĊuletni pregled

poslijeletni pregled

Prijeletni se pregled izvodi prije prvog polijetanja u tom danu. MeĊuletni se pregled izvodi odmah

nakon svakog slijetanja letjelice, a prije slijedećeg leta u tom danu. Poslijeletni se pregled izvodi

nakon zadnjeg leta u tom danu.

6.2.2. Periodiĉni pregledi (Scheduled Inspections)

Pregledi koji se ponavljaju protekom odreĊenog broja sati rada iIi kalendarskim protekom

vremena spadaju u periodiĉne preglede.

Radi produţenja svjedodţbe o plovidbenosti helikoptera svaki helikopter se obavezno mora

podvrgnuti godišnjeg pregledu (Annual inspection).

Ukoliko helikopter leti 300 i vise sati godišnje tada se mora provesti samo pregledi definirani s. 12-

mjeseĉnim pregledom. Ako helikopter let manje od 300 sati tada je potrebno izvršiti sve radove

propisane pod 300-satnim i 12-mjeseĉnim pregledom tj. 300-satni pregled se mora izvršiti barem

jednom godišnje.

Radove periodiĉnog pregleda izvodi ovlašteni ZIM ili IRE mehaniĉari, a propisno izvršenje tih radova

na helikopteru ovjeravaju ovlašteni ZIM iIi IRE kontrolori.

Izvršilac ovjerava u radnu karticu provedene radove propisane periodiĉnim pregledom., a svojim

potpisom isto potvrĊuje i tehniĉki kontrolor.

Sve utvrĊene neispravnosti na helikopteru u toku izvoĊenja periodiĉnih pregleda, ĉije postojanje ne

utjeĉe na rad nekog sustava, odnosno na opću ispravnost i plovidbenost

helikoptera moraju se otkloniti na slijedećem periodiĉnom pregledu, s time da se iste obvezatno

moraju upisati u "Listu ustanovljenih neispravnosti" (MAINTENANCE DISCREPANCY REPORT).


- 90 -

Radovi koje nije moguće izvesti iIi ih je potrebno izvršit nakon izvršenog periodiĉnog pregleda, a

povezani su s tim pregledom upisuju se u "Listu odgoĊenih radova" (Hold Item List). U odgoĊene

radove mogu spadati provjera momenta zategnutosti matice glavnog rotora nakon ugradnje.

Interval pregleda motora je 150 sati, a inaĉe su intervali pregleda motora dani u "Priruĉniku

odrţavanja motora". Motor ne zahtijeva godišnji pregled kao sto je to sluĉaj s ostalim dijelovima

sustava helikoptera.

Tolerancija izvršenja redovnog pregleda helikoptera je 10% od propisanog vremenskog intervala iIi 30

dana kalendarskog vremena, osim ako za neke vrste pregleda.

6.2.3. Progresivni sustav pregleda

Namjena ovog sustava odrţavanja je spreĉavanje dugotrajnih radova na helikopteru za vrijeme

izvoĊenja 300 satnih iIi godišnjih pregleda. TakoĊer je cilj progresivnog sustava pregleda odrţavanje

helikoptera u stanju konstantne plovidbenosti cijelo vrijeme (Continious Airworthiness). Za

provoĊenje ove vrste pregleda helikopter je podijeljen na zone (slika 5.1.).

Slika 6.1. Zone helikoptera

Zona 1 - glava i krakovi glavnog rotora

Zona 2 - glava i krakovi repnog rotora

Zona 3 - prednja gornja paluba

Zona 4 - pogonska grupa

Zona 5 - straţnja gornja paluba Zona 10 - stajni organi

Zona 6 - repni konus

Zona 7 - unutrašnjost kabine

Zona 8 - prednji dio trupa

Zona 9 - straţnji dio trupa


- 91 -

6.2.4.Prelazak s jednoga na drugi sustav održavanja

Prelazak s periodiĉnog na progresivni sustav odrţavanja je moguć u bilo kojem trenutku. Za

prelazak s jednog na drugi sustav odrţavanja je potrebno napraviti kompletan 300 satni pregled unatoĉ

tome sto je moguće da ce neke komponente biti pregledane ĉeste od 300 sata rada. Tijekom prelaska

mora se voditi raĉuna da se ne prekoraĉe intervali bilo koje vrste pregleda.

6.2.5. Specijalni pregledi helikoptera

Naziv "specijalni pregledi" razni proizvoĊaĉi drugaĉije definiraju tako da postoje dvije

osnovne definicije "specijalne preglede". Neki proizvoĊaĉi pod tim nazivom podrazumijevaju pregleda

koji se izvode nakon nekih izvanrednih dogaĊaja, kao sto su na primjer udar groma i sl.

6.2.6. Pregledi helikoptera nakon izvanrednih dogaĊaja

Pregledi ovoga tipa slijede nakon izvanrednih dogaĊaja (poznatih iIi pretpostavljenih), iIi

nakon poznatih iIi pretpostavljenih grešaka iIi nekih otkazivanja u radu.

Pod izvanrednim dogaĊajima se podrazumijevaju:

naglo zaustavljanje glavnog rotora sa iIi bez snage(Sudden Stoppage-Main Rotor-Power "ON"

or "OFF")

naglo zaustavljanje repnog rotora sa iIi bez snage (Sudden Stoppage-Tail RotorPower "ON" or

"OFF")

prekoraĉenje broja okretaja glavnog rotora(Overspeed-Main Rotor)

prekoraĉenje snage (Overtorque)

udar groma (Lightning Strike)

Nakon skidanja komponente s helikoptera zbog nekih od prethodno navedenih razloga potrebno je istu

pregledati. Na demontirani dio koji se šalje na pregled potrebno je staviti etiketu s natpisom koji

govori o razlogu demontaţe ("This (ime dijela) was removed from service because ofa (razlog

demontaţe).

Tijekom demontaţe vodi se zapis o demontaţi (Removal Record) svake od skinute komponenti u

kojem se navodi njen broj koji se mora podudarati s kataloškim (Part Number) i serijskim brojem

(Serial Number) komponente.

Pregled motora takoĊer se mora izvoditi nakon izvanrednih dogaĊaja. ali izvanredni dogaĊaji koji

zahtijevaju pregled motora su slijedeći:

tvrdo slijetanje (Hard Landing)

iznenadno zaustavljanje rotora (Sudden Stoppage of Rotor)

oštećenje stranim objektom (Foreign Object Damage)

rade s ograniĉenim usisnikom (Operation with Inlet Restricted)

potapljanje motora (Engine Submerged)

rad sa visokom temperaturom (Overtemperature Operation)

biljeţenje vrućeg start a (Hot Start Encountered)

prekoraĉenje dozvoljene temperature ulja (Oil Temperature Limit Exceeded)

zagaĊenje uljnog sustava (Oil Contamination)


- 92 -

neaktivnost instaliranog motora vise od 45 dana (Installed Engine Inactive More Than 45

Days)

udara groma (Lightning Stike)

visoke temperature odjeljka motora (High Engine Compartment Tamperature)

zagaĊenje uljnog sustava nakon prvih 50 sati rada za novi, popravljeni iIi motor

nakon reparature (Oil System Contamination Inspection After First 50 Hours of Operation of

New, Repaired or Overhauled Engine)

rada motora vise od 30 sekundi bez pritiska ulja (Engine operated more than 30 seconds

without oil pressure)

Specijalne preglede motora izvode ovlašteni ZIM/IRE mehaniĉari prema razradbenim karticama

pregleda.

6.2.7. Provjera helikoptera na zemlji

Provjera helikoptera na zemlji provodi se da bi se utvrdila ispravnost i normalan rad pojedinih

sustava, agregata i opreme ugraĊenih na helikopter.

Pogonska se grupa ispituje na zemlji u okviru:

izvršenog periodiĉnog pregleda

nakon izvršenih većih radova na motoru

nakon zamjene motora

kada postoji sumnja da je pogonska grupa neispravna

Provjera helikoptera na zemlji obavlja se prema kontrolnim listama "Proba helikoptera na zemlji"

(Ground run) i ovjerava potpisom u "Knjiţicu odrţavanja helikoptera" (Aircraft Log Book) ZIM

mehaniĉar ili pilot s upisanim tipom helikoptera.

Provjera helikoptera na zemlji se izvodi nakon periodiĉnih i dodatnih pregleda, te nakon zamjene

dije1ova, agregata i opreme. TakoĊer se ova provjera provodi u svim sluĉajevima kada se ne moţe

utvrditi funkcionalna ispravnost sustava, agregata i opreme helikoptera na drugi naĉin.

Izvješće o provjeri helikoptera na zemlji upisuje se u "Knjiţicu odrţavanja helikoptera" U izvješću se

navode podaci tko je i kada provjerio helikopter na zemlji, te se navodi oznaka posebnog izvješća.

6.2.8. Provjera helikoptera u letu

Provjerom helikoptera u letu ispituju se osobine u letu i ponašanje helikoptera kao cjeline, a

ujedno se provjerava rad agregata, sustava i opreme u karakteristiĉnim fazama leta.

Proba helikoptera u letu izvodi se prema list probnog leta u svim predviĊenim sluĉajevima. Ovu probu

provodi ovlašteni pilot na tom tipu helikoptera, uz prisustvo ovlaštenog ZIMI/IRE mehaniĉara ili

kontrolora. Ovlašteni mehaniĉar iIi kontrolor svojim potpisom u "Listi probe he1ikoptera u letu"

potvrĊuje njeno izvoĊenje. Eventualne neispravnosti uoĉene tijekom probnog leta upisuju se u "Listu

utvrĊenih neispravnosti" (L.U.N.).

Provjeru helikopteru u letu zahtijevaju slijedeći sluĉajevi:


- 93 -

prilikom osnovnog pregleda he1ikoptera

prilikom pregleda za utvrĊivanje plovidbenosti

nakon izvršenih periodiĉnih pregleda

nakon zamijene rotora

nakon zamjene motora

nakon većih modifikacija, zamjena i podešavanja sustava, agregata iIi opreme koje bi mogle

bitno utjecati na promjenu performansi helikoptera

nakon zamijene elemenata komandi leta

nakon zamijene elemenata sistema kontrole goriva (ECU, HMU Ii gorivne pumpe)

u sluĉajevima kada se ispitivanja sustava, agregata i opreme na helikopteru ne mogu izvršiti na

zemlji;

u sluĉaju kada to zahtijevaju ovlaštene osobe MPPiV -a u interesu sigurnosti letenja

U "Knjiţicu odrţavanja helikoptera" (Aircraft Log Book) upisuje se tko je i kada provjerio helikopter

u letu, a uz to se navodi i oznaka posebnog izvješća.


- 94 -

7. LITERATURA

[1] Beljskij V.L. i suradnici: Konstrukcija letateljnjih apparatov, u redakciji S.N.Kana,

Izdateljstvo Oborongiz, Moskva, 1963.

[2] Bramwell A.R.S.: Helicopter Dynamics (ruski prijevod Dinamika vertoletov), Mašinostroenie,

Moskva, 1982.

[3] McCormick B. W.: Aerodynamics, Aeronautics and Flight Mechanics, John Wiley and Sons,

Inc. New York, 1995.

[4] Jecić S.: Mehanika II (Kinematika i dinamika), Tehniĉka knjiga d.d., Zagreb, 1995.

[5] Makarevskij A.I., Ĉizov V.M.: Osnovy proĉnosti i aerouprugosti letalnih apparatov,

Mašinostroenie, Moskva, 1982.

[6] Momirski M.: Helikopter, Tehniĉka enciklopedija VI, Zagreb, 1988.

[7] Padfield G.D: Helicopter Flight Dynamics, Blackwell Science Ltd. Cambridge, 1996.

[8] J. Seddon: Basic Helicopter Aerodynamics, AIAA, 1990.

[9] Volodko A.M., Litvinov A.L.: Osnovy konstrukcij i tehniĉeskoj ekspluatacii odnovintovih

vertoletov, Voenne izdateljstvo, Moskva, 1986.

[10] Bell Helicopter Textron Manuals

[11] Nenadović M.: Osnovi projektovanja i konstruisanja helikoptera, Beograd, 1982.

Documents

OSNOVE KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA - fsb.unizg.hr SKRIPTA.pdf · SVEUĈILIŠTE U ZAGREBU Fakultet strojarstva i brodogradnje Studij zrakoplovstva OSNOVE KONSTRUKCIJE HELIKOPTERA SKRIPTA