W przygotowaniu

nr 5-6(25-26) 2017
dostępny
po 29.12.2017

Wydanie aktualne

nr 3-4(23-24) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

Wydania archiwalne

nr 1-2(21-22) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

nr 1-2(19-20) 2015
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(18) 2014
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(17) 2013
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(16) 2012
dostępny
w archiwum

numer 1(15) 2011
dostępny
w archiwum

Obserwuj @CADblog_pl

Fragment artykułu z nr 3(4) maj II 2009 (kompletne wydanie do pobrania z Archiwum)

Polskie śmigłowce, czyli... od Gila do SW-4 cz. I

Czy pamiętają Państwo taką serię wydawniczą – komiksową, z czasów PRL, pod wspólnym tytułem „Pilot śmigłowca”? Maszyny zdolne do pionowego startu i lądowania, utrzymujące się w zawisie, potrafiące wykonywać skomplikowane manewry dosłownie kilka metrów nad ziemią – wzbudzały mój niekłamany zachwyt. I nie przeszkadzało mi w owym czasie niesłuszne przecież przeświadczenie, iż jedynymi polskimi śmigłowcami są wielozadaniowe Mi-2 – bo taki właśnie był bohaterem wspomnianej serii...

Opracowanie: Maciej Stanisławski

Jakiś czas temu na forum internetowym portalu CAD.pl natrafiłem na wątek dotyczący zagadnienia obciążeń stropów budynków stosowanych w charakterze lądowisk przystosowanych do przyjmowania śmigłowców. Dostępna polska norma przewidywała obciążenia tylko dla maszyn wyposażonych w podwozie kołowe. Zdałem sobie wtedy sprawę z faktu, iż budowane u nas licencyjne konstrukcje wyposażano bez wyjątku właśnie w takie rozwiązania. Trzeba było poczekać kilka dziesiątek lat, aby pojawił się – całkowicie polski – nowy śmigłowiec z Zakładów w Świdniku.

Kilka lat temu, a dokładnie 15 listopada 2004 został zaprezentowany przedstawicielom Sił Powietrznych i mediów pierwszy seryjny śmigłowiec PZL SW-4. Ciemnozielony, o numerze 0201 (nr fabr. 660201) przeznaczony został do wojskowych prób kwalifikacyjnych (zakończonych ostatecznie wiosną 2005 roku). Nowy produkt PZL Świdnik miał służyć m.in. do szkolenia pilotów, zastępując w tej roli przestarzałe i drogie w eksploatacji śmigłowce Mi-2.

Projektowanie nowego lekkiego 4-5 miejscowego jednosilnikowego śmigłowca rozpoczęto w 1985 roku. W 1987 powstał wstępny projekt, a następnie została zbudowana makieta nowej konstrukcji. Do napędu śmigłowca miał służyć sprawdzony na Mi-2 silnik GTD-350 (moc 298 kW/400 KM), ale na początku lat 90. zespół pod kierownictwem Krzysztofa Bzówki gruntownie przekonstruował już istniejący projekt. Zastosowano silnik Allison (obecnie Rolls Royce) 250-C20R (moc 336 kW/457 KM), wykorzystywany m.in. jako napęd Bella 206, Agusty 109, Enstroma 480, AS355 Twinstar, Ka-226, MD500/520, PZL Kani i Schweizera 330... Ale nim przejdziemy do dalszego szczegółowego opisu konstrukcji, trochę historii i teorii – bo tej nigdy za wiele, a dobrze jest zebrać większość informacji w jednym miejscu.

Śmigłowiec jaki jest, każdy widzi...
Statkiem powietrznym nazywane jest każde urządzenie służące do lotu w atmosferze. Jeśli zasada lotu urządzenia jest aerostatyczna, mamy do czynienia z aerostatem, natomiast jeśli lot jest aerodynamiczny – z aerodyną. Najbardziej rozpowszechnionymi aerodynami są stałopłaty (samoloty i szybowce), których cechą charakterystyczną jest sztywne powiązanie powierzchni nośnych (skrzydeł) z resztą struktury urządzenia oraz uwarunkowanie lotu wykonywaniem postępowego ruchu względem ośrodka z prędkością większą od pewnego minimum. Inaczej rzecz ma się ze śmigłowcami, należącymi do wiropłatów. Ich powierzchnie nośne mają postać zespołu smukłych łopat, wirujących wokół osi  (w przybliżeniu) pionowej. Siła nośna powstaje na skutek przepływu powietrza względem łopat poruszanych przez silnik. Aby na zespole łopat (wirniku nośnym) powstała siła dostatecznie duża (równoważąca ciężar i umożliwiająca lot), potrzebne jest jedynie osiągnięcie wystarczającej prędkości obrotowej. Nie jest potrzebny rozbieg podczas startu, ani dobieg przy lądowaniu, co stanowi jedną z głównych zalet śmigłowców w stosunku do samolotów.

Warto nadmienić, iż wśród statków powietrznych śmigłowce nie są jedynymi wiropłatami. Ciekawą grupę stanowią tzw. wiatrakowce (przykład konstrukcji wiatrakowca można podziwiać w warszawskim Muzeum Techniki mieszczącym się w PKiN), ale nie one stanowią temat tego opracowania.

Układy konstrukcyjne
Koncepcja klasycznego śmigłowca polega na tym, iż moc napędu jest skierowana na wirnik nośny, który jest jednocześnie źródłem siły nośnej i siły ciągnącej śmigłowca, a także – narzędziem jego sterowania. Koncepcja ta może być realizowana na wiele sposobów, a w każdym z nich chodzi przede wszystkim o zrównoważenie momentu reakcyjnego (oporowego), jaki oddziaływuje na kadłub śmigłowca. Przyłożenie do wału wirnika nośnego śmigłowca momentu napędowego wytwarzanego przez zabudowany w kadłubie silnik powoduje – zgodnie z trzecim prawem dynamiki – powstanie momentu starającego się obrócić kadłub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów wirnika nośnego.

Najprostszym i najbardziej rozpowszechnionym układem konstrukcyjnym jest śmigłowiec jednowirnikowy ze śmigłem ogonowym. Ponad 90% wszystkich śmigłowców powstaje właśnie w takim układzie – także wszystkie budowane w Polsce. Jednym z wyjątków była jedna
z pierwszych tego typu konstrukcji, a zapewne – pierwszy w ogóle śmigłowiec zbudowany w Polsce przez wybitnego wynalazcę, a także... malarza, Czesława Tańskiego. Układ zaproponowany przez niego zwany jest współosiowym. Budowane są także konstrukcje dwuwirnikowe podłużne (tandem) i poprzeczne (największy śmigłowiec świata Mi-12 był jednocześnie ostatnim reprezentantem tego układu konstrukcyjnego; współcześnie podobne rozwiązanie można spotkać w niektórych samolotach pionowego startu i lądowania, tzw. pionowzlotach).

Jak śmigłowiec nauczył się latać...
Chociaż pierwsze projekty maszyn (rys. 1) działających na tej zasadzie tworzył Leonardo da Vinci (to właśnie on w opisach swoich projektów wykorzystał greckie słowo „helix”– spirala, które skojarzono później z również greckim „pteron” – skrzydło, co w efekcie dało jakże popularne słowo „helikopter”), to pierwszy w historii lot śmigłowca, zaprojektowanego przez Francuza Paula Cornu (producenta rowerów) miał miejsce dopiero w 1907 roku. Najlepsze osiągi tej maszyny to lot na wysokości ok. 1,5 m przez ponad minutę. Kadłub maszyny Cornu stanowiła rurowa struktura w kształcie litery „V”, z umieszczonym centralnie silnikiem Antoinette o mocy ok. 18 kW i sąsiadującym z nim... fotelem pilota. Silnik ów za pośrednictwem przekładni pasowej (!) napędzał dwa sześciometrowe dwułopatowe wirniki umieszczone w układzie tandem na przeciwległych krańcach kadłuba. Obracały się one w przeciwnych kierunkach. Na przodzie i w tyle maszyny (patrz. fot. 1) umieszczono dwie ruchome płetwy sterujące, ale nie gwarantowały one skutecznych zdolności manewrowych, ani stabilnego zachowania maszyny w locie. Cała konstrukcja, wyposażona w lekkie czterokołowe podwozie, ważyła (wraz z pilotem) ok. 260 kg.

(...)

Pełny artykuł wraz z ilustracjami w numerze (plik pdf) do pobrania z Archiwum

Blog monitorowany przez: