آیا هلیکوپترها هم از همان موتور جت‌ها استفاده می‌کنند؟
ارسال شده توسط: علیرضا نوریان 02 خرداد 1404 ساعت 10:15
نیروی پیشران هلیکوپترها چه تفاوتی با موتور جت‌ها دارد؟ آیا هلیکوپترها نیز از همان موتور جت‌ها بهره می‌برند؟ در ادامه به این سوالات جواب می‌دهیم.
بی‌شک، هلیکوپتر با جت تفاوت‌های بنیادینی دارد. هلیکوپترها با قابلیت‌هایی چون صعود عمودی و شناور ماندن در هوا، عملکردی کاملاً منحصربه‌فرد را به نمایش می‌گذارند. با این حال، این بدان معنی نیست که از موتورهای جت بی‌بهره‌اند.
درباره موتور هلیکوپترها چه می‌دانیم؟
هرچند هلیکوپترها مانند هواپیماها از نیروی پیشران جت مستقیم استفاده نمی‌کنند، اما بسیاری از مدل‌های پیشرفته آن‌ها از تکنولوژی جت، به خصوص نوعی موتور جت به نام توربوشفت، بهره می‌برند. به لحاظ فنی، هر توربین گازی که با خروج گازهای داغ با سرعت بالا، رانش ایجاد کند، یک موتور جت محسوب می‌شود، در حالی که موتورهای توربوجت و توربوفن نیروی رانش رو به جلو تولید می‌کنند.
هلیکوپترها برای پرواز به جلو رانده نمی‌شوند، بلکه برای تولید نیروی بالابرنده، به پره‌های چرخان خود متکی هستند. اینجاست که نقش موتورهای توربوشفت برجسته می‌شود. این موتورها هوا را مکش کرده، آن را فشرده می‌کنند، با سوخت ترکیب کرده، مشتعل می‌سازند و از گازهای خروجی پرانرژی حاصله برای چرخاندن توربین‌ها بهره می‌برند؛ فرآیندی مشابه با یک توربوجت. اما به جای هدایت این گازهای خروجی به عقب برای ایجاد رانش، یک موتور توربوشفت از انرژی چرخشی توربین برای چرخاندن یک میل‌محور استفاده می‌کند.
میل‌محور هلیکوپتر به سیستم انتقال قدرت آن متصل می‌شود که سپس نیرو را بین روتور اصلی و روتور دم تقسیم می‌کند. بنابراین، وظیفه موتورهای هلیکوپتر، جت کردن آن در هوا نیست، بلکه تأمین نیروی چرخشی لازم برای گرداندن پره‌های روتور است که هلیکوپتر را بلند کرده و حرکت می‌دهد.
پیش از ابداع موتورهای توربوشفت، هلیکوپترهای اولیه از موتورهای پیستونی (مشابه موتور خودروهای امروزی) بهره می‌بردند. در حالی که این موتورها برای هواپیماهای کوچک کارایی داشتند، با افزایش اندازه و پیچیدگی هلیکوپترها، به ویژه با ظهور بزرگترین هلیکوپترهای نظامی جهان، محدودیت‌های آن‌ها آشکار شد. با پیشرفت طراحی هلیکوپترها و نیازهای رو به رشد آن‌ها، مهندسان به دنبال منبع قدرتی مطمئن‌تر و توانمندتر برای پاسخگویی به نیازهای حوزه‌های پزشکی، آتش‌نشانی و نظامی بودند.
بیشتر بخوانید
موتورهای جت توربوشفت دقیقاً همان چیزی بودند که در آن زمان نیاز بود. این موتورها با وزن کمتر، ابعاد فشرده‌تر و در عین حال قدرت بالا، برای صنعت هلیکوپترسازی ایده‌آل بودند و عملکردی روان‌تر، لرزش کمتر و قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به موتورهای پیستونی فراهم آوردند. سادگی آن‌ها همچنین باعث شد تا در محیط‌های دشوار مانند ارتفاعات بالا یا آب و هوای گرم، که موتورهای پیستونی کارایی لازم را نداشتند، عملکرد بهتری از خود نشان دهند. امروزه، بیشتر هلیکوپترهای متوسط تا بزرگ منحصراً به موتورهای توربوشفت متکی هستند.
موتورهای توربوشفت چگونه به پرواز هلیکوپترها کمک می‌کنند؟
همانطور که اشاره شد، موتورهای توربوشفت عملکردی متفاوت با سایر موتورهای جت دارند. در حالی که موتورهای توربوجت و توربوفن هوا را به عقب هل می‌دهند، موتور توربوشفت هوا را به سمت پایین می‌کشد و روتورها را در حال چرخش نگه می‌دارد. این طراحی خاص به هلیکوپترها امکان می‌دهد تا در یک نقطه شناور بمانند، بدون نیاز به باند پرواز به صورت عمودی بلند شوند و حتی در فضاهای محدود با دقت مانور دهند.
در یک هلیکوپتر با ساختار متداول، یک یا دو موتور توربوشفت در داخل یا نزدیک روتور اصلی نصب می‌شوند. این موتورها به سیستم انتقال قدرتی متصل هستند که پره‌های چرخان بالای هلیکوپتر و پره دم را به حرکت در می‌آورد. روتور اصلی نیروی بالابرنده و حرکت جهتی را فراهم می‌کند، در حالی که روتور دم برای خنثی کردن گشتاور روتور اصلی، مطابق با قانون سوم نیوتن، عمل می‌کند. بدون وجود روتور دم برای مقابله با گشتاور، یک هلیکوپتر تک‌روتور به طور غیرقابل کنترلی به دور خود می‌چرخید.
موتورهای توربوشفت همچنین دارای یک ویژگی ایمنی حیاتی به نام خودگردانی هستند. این قابلیت بدان معناست که در صورت خرابی موتور، روتور اصلی به دلیل نیروهای آیرودینامیکی به چرخش خود ادامه می‌دهد و به خلبان اجازه می‌دهد تا برای فرودی کنترل شده، مانور دهد. این قابلیت، به ویژه در عملیات‌های رزمی، حمل‌ونقل پزشکی یا واکنش به بلایای طبیعی که جان افراد در خطر است، یک الزام مطلق به شمار می‌آید.
