بنام تجلی بخش آسمان
معرفی جایروکوپتر
سیستم هوانوردی قوانین آموزش هوایی غیر نظامی دنیا زیر پوشش دو سازمان است و هر كشوری با توجه به مسائل هوانوردی ، از قوانین یكی از این دو سازمان در سیستم خدمات پروازی و آموزشی خود پیروی می كند:
1) ایكائو ICAO
2) كمیته فدرال هوانوردی FAA
اكثر كشورهای دنیا زیر پوشش ایكائو هستند و از قواتین این سازمان پیروی می كنند. كشور ما هم تحت پوشش قوانین ایكائو می باشد .
بطور کل وسایل پرنده به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند:
1) فوق سنگین
2) سنگین
3) سبک
4) فوق سبک
بسهولت می توان گفت که سه دسته اول مختص و وابسته به دولتها هستند و بیشتر از آنها در راههای اقتصادی یا نظامی استفاده می شود .
اما دسته چهارم مورد نظر ما می باشد .
کلیه دستگاههای پرنده که وزن آنها از 450 کیلوگرم تجاوز نکند در دسته فوق سبک قرار می گیرند .
البته خود دسته فوق سبک از نظر سازمان جهانی هوانوردی(FAI) به چند گروه تقسیم می شود که در این بخش ، گروه هلیکوپتر و اتوژیرو مورد مبحث ما می باشد .
بطور خلاصه این مطلب را متذکر میشویم که در هر دستگاه پرنده چند عامل بسیار مهم وجود دارد که دستگاه را قادر به پرواز یا منجر به نابودی می سازد همانند:
تولید نیروی بالا برندگی (نیروی برا)
برخاستن جهت آغاز پرواز
ادامه و استمرار پرواز
قدرت مانور
فرود
انسان از بدو علاقه به پرواز و ساخت دستگاههای پرنده ، همواره کوشیده است که عوامل فوق و دیگر خصوصیات مورد لزوم پرواز را به نحو احسن ، مورد توجه قرار داده و بر آنها تسلط یابد .
طراحان و تولید کنندگان در سراسر جهان از گذشته تا کنون میکوشند بر طبق شرایط اقلیمی محل جغرافیایی سکونت خود و همچنین بر طبق تقاضاهای استفاده از وسایل پرنده توسط مشتاقان پرواز ، هر عامل مورد نیاز را بیشتر تقویت سازند .
تاريخچه جایروکوپتر
مهندسی اسپانيايی و علاقه مند به امور هوانوردی به نام Juan de la Cierva اولين هواگرد بال چرخان (ROTOR CRAFT) را در سال 1923 اختراع كرد كه آن را اتو جايرو نامید .
هدف la cierva ساخت هواپيمایی بود كه در حین پرواز عمل استال صورت نگيرد .
(stall): جدایی جريان از روی سطح سطوحی كه توليد نیروی برا را بر عهده دارند ، را واماندگی يا استال گويند . در اين حالت نيروی برا به طور ناگهانی افت میكند و متـعاقبأ نيروی پسا به طور چشمگيری افزايـش پيدا میكند .
او ، اين تصميم را در پی حادثه سقوط يك بمب افكن سه موتوره ای اتخاظ نمود كه خود او ، آن را برای يك رقابت نظامی طراحی كرده بود. اين سقوط در پی استال شدن بمب افکن در هنگام پرواز ، موجب گردید .
هواپيمای او از يك تراكتور مجهز شده در قسمت جلوی پره و موتور ، يك روتور (پره) نصب شده روی تير و همچنين يك سازه متعادل كننده افقی و عمودی استفاده میكرد .
اولين طراحی سه گانه او كه C.1 ، C.2 ، C.3 نام داشتند به علت نقص در آيروديناميك و ساختار روتورهايش ، ناپايدار و لرزان بودند .
چهارمين طرح او به نام C.4 اين نقص را نداشت زيرا با flapping مدارهایی كه هر روتور را به مركز متصل ميكرد متناسب بود .
اولين پرواز موفق يك هواپيما با بال چرخان را در فرودگاه نظامی Cuatro Vientos Airfield در مادريد اسپانيا را فراهم كرد كه توسط Alejandro Gomez Spencer در 9 ژانويه 1923 خلبانی شد .
در طي آخرين تست پرواز ، موتور بعد از بلند شدن هواپيما از زمين ، نقص مختصری پيدا كرد ، اما هواپيما به آرامی فرود آمد و بي هيچ خطری به زمين نشست.
تلاشهای la Cierva ، توليد هواپيمايی را معتبر ساخت كه اين هواپيماها توانايی پرواز با ايمنيی كامل در سرعتهای پايين را داشتند .
مدل La Cierva C-6 گامی در جهت پيشرفت اتوجايرو ها بود . اين مدل اولين وسيله برای پرواز در مسيرهای طولانی بود . اين موفقيت در كل جهان مشهور شد ولی بعدها پيشرفت اتو جايرو در اسپانيا محدود شد،به همين علت،La Cierva C-6 پيشنهاد يك كارخانه دار اسكاتلندی به نام James G . Weir را برای تاسيس يك كمپانی به نام Cierva Autogiro در انگلستان ، پذيرفت ، كه اين پيشنهاد در پی مانوری در 20 اكتبر 1925 كه وزارت هوايی انگليس در RAE Farnborough ترتيب داده بود به آقاي La داده شد. تست خلبانی برای اين پروازها به عهده Frank T. Courtney بود. در پی اين پيشرفتها ، بريتانيا مركز توسعه هواپيماهايی با بال چرخان در جهان معرفی شد .
در فوريه 1927سقوطی به علت نقص در اساس ساخت پره ها اتفاق افتاد كه به دنبال اين حادثه پيشرفتی در طراحی روتور مركزی صورت گرفت .
در كنار flapping نيروهای كششی محوری نيز وجود دارد كه با هم تركيب شده تا نيروی لازم برای نوسان هر پره در جهت افقی را فراهم كنند و فشارهای داخلی ايجاد شده ناشی از حركتها و تكانها (flapping) را كاهش دهند .
به دنبال پيشرفت اتو جابرو تا مدل c.11 طراحان اين مدل را به سمت انتخاب مناسب قطعاتی هدايت كرد كه اين انتخاب افزودن يك تراز گر (horizontal) افقی و سازه ای متعادل كننده بود و وظيفه اين تراز گر ، جهت دادن متناوب به ملخی بود كه همزمان با حركت بر روی زمين جريان پسرو در روتور (پره) را ايجاد ميكرد .
پيشرفت و توسعه ي هر چه بيشتر اتو جايرو منجر به توليد Cierva C.8 L.IV شد كه در تاريخ 18 سپتامبر 1928 اولين هواپيما با بال چرخان ، در طول كانال انگليس يك سفر اروپايی انجام داد .
در سال 1925 صنعتگری از ايالات متحده به نام Harold Frederick Pitcairn که در اسپانيا به منظور يادگيری دانش پرواز های موفق بوسیله اتو جايرو ، با آقای La Cierva آشنا و دیدار کرده بود ، در سال 1928، آقای La Cierva را در انگلستان بعد از تست پرواز C.8 L.IV كه توسط آقای Arthur H.C.A. Rawson خلبانی شده بود ، ملاقات كرد .
وی تحت تاثير قابليت فرود آمدن اين هواپيما به صورت عمودی و با ايمنی كامل قرار گرفت و به همين علت ، او يك C.8 L.IV را با موتور Wright Whirlwind خريداری كرد .
پيشرفت اتو جايرو تا مدل c.19 پيش رفت بطوریکه تكنولوژی به كار رفته در اين مدل تحت ليسانس شماری از توليدكنندگان ، از جمله Harold Pitcairn از ايالات متحده ( 1928) و Focke-Achgelis از آلمان ، قرار گرفت . در سال 1931 Amelia Earhart با يك Pitcairn PCA-2 پرواز كرد كه ارتفاع اين پرواز به ميزان (feet18,415 (m5613 ثبت شد .
جایروکوپترهای امروزی
جايرو کوپترها هواپيماهایی هستند كه حدود چندين دهه از عمر آنها می گذرد. جايرو کوپتر يك ماشين پرنده است و ظاهر آن چيزی بين يك هواپيما و يك هلی كوپتر می باشد. مانند هواپيما و هلی كوپتر يك بدنه دارد .
Rotor : به مجموعه چرخنده ها و نگهدارنده اصلی پره ها و مکانیزم تغییر گام در هلیکوپتر یا جایرو کوپتر ، روتور گفته می شود .
مهم: واژه "روتور" در خلبانی کایت ، خلبانی پاراگلایدر و خلبانی پاراموتور معنی دیگری دارد .
جايروکوپتر به واسطه يك روتور rotor كه آزادانه ميچرخد ، نسبت به هواپیماها شناخته ميشنود .
تفاوت جايروکوپتر با هواپيما و هليكوپتر در اين است كه روتور جايروکوپتر موتور ندارد و توسط نيروهای ايروديناميكی به گردش در می آيد و دليل گردش آن ، عبور هوا از قسمتهای بالايی روتور است ، اين پديده اتوروتيتور ناميده می شود .
عكس العمل های آيروديناميكی پروانه توسط يك سازه به وجود می آيد كه برای حفظ كردن موقعيت جايروکوپتر در هوا ، نیروی بالا برندگی یا همان نيروی برا (lift) را به وسيله نقليه ميدهد .
برای حركت و ايجاد نيروی پيشرانش ، جايروکوپتر دارای يك موتور است كه نيروی تراست لازم در جهت افقی ايجاد كرده و با به حركت در آوردن جايرو کوپتر رو به جلو ، سبب بالا رفتن آن می شود ، كه پيشرانش لازم برای حركت به جلو توسط ملخی مجزا با نيروی تراست جت به طور متناوب تامين می شود .
پره های روتور جايروكوپتر نيروی بالابرنده (lift) را به روشی همانند يك گلايدر ايجاد ميكنند كه در اين روش ، تغيير زاويه بالها در هوا و حركت به سمت بالا و چپ به عملكرد پره های روتور بستگی دارد ، در حالی كه يك هليكوپتر توسط نيروی پره های روتور در ميان هوا و نيرويی كه هوا به سمت پايين به آن وارد ميكند ، عمل ميكند .
پره های روتور كه زاويه دار شده اند ، نه تنها نيروی بالابرنده را فراهم ميكنند ، بلكه به ميزان چرخش پره ها شتاب ميدهد ، تا زمانیكه پره با سرعت ثابت توسط نيروهای درگ (نيروهای كششی) و پيشرانش تراست می چرخد ، در تعادل می ماند .
تنظيم كنترل جايرو کوپتر با كج كردن پره ها به سمت جلو و عقب صورت می گیرد .
همچنین كنترل بال زدن (flapping) حركت به بالا و پايين پره های روتور ايجاد شده حول لولا ، با كج كردن جانبی پره ها یعنی پهلو به پهلو (چپ و راس) انجام ميشود .
علت كج شدن و flapping روتور ممكن است به دليل وجود كانون نوسان cierva Air & Space 18A يا بالهای خود مهار (saver) باشد .
كنترل نوسانها و flapping توسط سكان فراهم ميشود كه اين مكان معمولاً در ملخ قرار داده می شود تا كنترل نوسان در سرعتهای پايين هواپيما ، به بالاترين حد برسد .
جایروکوپترها با عنوانهای مختلفی همچون جايرو پلن ، روتا پلن و اتوجايرو شناخته ميشوند .
واژه اتوجايرو به كار برده شده ، در واقع يك نام تجاری و بازرگانی است و تنها زمانی میتواند معتبر و قابل قبول باشد كه توليد شركت اتو جايرو سيروا (Cierva Autogiro Company ) يا تحت ليسانس آن باشد .
جايروکوپترها هواپيماهایی با بال چرخان هستند كه می توانند بخوبی و با كنترل خوب پرواز نمايند .
طراحی ذاتی اين نوع هواپيما در سرعتهای پايين و همچنین در نشست و برخاست عمودی دارای ايمنی بیشتری نسبت به هواپيما و هليكوپتر مي باشد .
جايروکوپتر در مقايسه با يك هواپيما دارای دو مزيت مهم می باشد: الف_مسافت کم مورد نياز جهت نشست و برخاست ب_عملكرد پروازی خوب در سرعتهای پايين
مزايای جايروکوپتر نسبت به هواپيما و هليكوپتر:
1) جايروکوپترها اوليه فقط در حدود 15 متر باند برای برخاست و در كمتر از 6متر قابل فرود بودند ، در حالی كه هواپيماها نياز به دهها متر داشتند. اين واقعيت باعث می شود كه جایرو کوپترها در هر جایی بتوانند پرواز كنند و نيازی به باند پروازی نداشته باشند .
2) مزيت اصلی ديگر جايروکوپترها نسبت به هواپيما توانايی آنها در پرواز آرام بدون ايجاد و اماندگی (STAL) است .
3) جايروکوپترها می توانند با سرعتهایی كمتر از 15 mph پرواز كنند . سرعت دويدن يك مرد از اين سرعت بيشتر است .
4) مهم: جايروکوپتر يك مزيت برتری بسیار مهم نسبت به هواپيما و هليكوپتر دارد که عبارت است از ايمنی در مقابل خطر از دست رفتن موتور . در صورتی كه موتور در جايروکوپتر به هر دلیلی خاموش شود ، بر طبق آنچه كه تاكنون اتفاق افتاده است ، نشانگر پرواز آرام تا جایی كه بتواند روی زمين بنشيند ، می باشد. در واقع روش نشستن جايروکوپتر پس از خاموش شدن موتور در حین پرواز ، مانند نشستن معمولی آن می باشد .
معایب جایروکوپتر نسبت به هلیکوپتر:
1) جايروکوپتر در سرعتهای بالا در مقايسه با هواپيما در همان سرعت دارای پسای بيشتری می باشد ، به همين دليل جايروکوپترها برای پرواز در سرعتهای بالا يا مسافت های طولانی مناسب نيستند .
2) وقتی جايروکوپترها را با هليكوپتر مقايسه می كنيم تنها برتری آن ، قيمت آن است .
3) در يك جايروکوپتر ، روتور دارای قدرت نيست در صورتی كه ملخ هليكوپتر دارای قدرت است .
4) هليكوپتر دارای يك مزيت بزرگ نسبت به جايروکوپتر می باشد ، كه آن قابليت در جا ايستادن است .
"عکسهای فوق نمونه هایی از جایروکوپتر مونتاژ شرکت ایرانی پرآور پارس بوده که در ایران تولید می شود"
استقرار شرکت پرآور پارس (واحد تولید گلایدر، کایت موتوردار و جایروکوپتر) به شرط عدم توسعه ، مطابق با نقشه تأیید شده در دبیرخانه شورای عالی شهرسازی و معماری و با رعایت مقررات زیست محیطی در تاریخ 28بهمن 1386 کمیسیون امور زیربنایی صنعت و محیط زیست که از چندین سرپرست وزارت خانه تشکیل می شود بنا به پیشنهاد وزارت صنایع و معادن تصویب گردید .
رئیس جمهور این مصوبه را 5 فروردین 87 تائید و پرویز داودی ، معاون اول وی ، آن را در 14 فروردین 87 برای اجرا ابلاغ کرده است .
این شرکت از سالیان گذشته به طراحی و ساخت گلایدر ایرانی نسیم اشتغال داشته است و مونتاژ کایت موتوردار و سپس تولید بخش هایی از آن و عرضه با نام ایرانی سالار و نیز کپی از هواپیمای فوق سبک پلیکان و هم اکنون مونتاژ جایروکوپتر اسپانیایی Ela ، از دیگر فعالیت های این شرکت است .
موارد كاربرد جايروکوپتر:
1) تفريحِی
2) آموزشی
3) گشت زنی
4) استفاده نظامی
5) سمپاشی مزارع كوچک
6) انواع ديدبانی توسط سازمانها
7) حمل محموله تا سقف 80 كيلو
8) عكس برداری و فيلم برداری هوايی
ويژگيهای جایروکوپتر:
1) قیمت مناسب دستگاه
2) استفاده از بنزين خودرو
3) سهولت و هزینه پایین آموزش
4) سقف پرواز خوب (تا 3000 متر)
5) وزن برخاست كم (حدود 300 كيلوگرم)
6) احتياج نداشتن به باند مخصوص و بزرگ
7) جابجایی سریع توسط یدک کش و خودرو
8) هزينه نگهداری پايين و پشتيبانی كم هزينه
9) سرعت كروز مناسب (نزديك 70 مايل بر ساعت)
10) قابلیت نسب دوربین ، تصویر برداری و ارسال تصویر
11) سرعت نشست و برخاست كم (5 الی 25 مايل بر ساعت)
12) قابليت در گلايد كردن همانند فرود در صورت خاموش شدن ناگهانی موتور
13) قابليت نشست و برخاست بر روی زمين های آسفالت ، چمن ، خاكی و همچنين بر روی آب
14) از جهت ساختار ترکیبی از هواپیما و هلیکوپتر است لذا توانایی انجام بسیاری از مانورها را دارا می باشد .
مشخصات جایروکوپتر:
دو نفر پشت سر هم با کار برد آموزش و عملیات
ارتفاع 39/2 m
طول بدنه 99/4 m
وزن خالص 250 kg
حد اکثربرد 350 km
سقف پرواز 11000 fit
مسافت فرود 0 تا 15 m
حداکثر نرخ صعود 5 m/s
مسافت برخواست 50 m
حد اکثرسرعت افقی 160 km
حد اکثر وزن بر خواستن kg 450
نوع موتور rotax914,115 HP
