Thứ Tư, Tháng Bảy 24, 2024
No menu items!
HomePhương tiện vận tảiMáy bay trực thăng - Nguyên lý hoạt động và điều kiện...

Máy bay trực thăng – Nguyên lý hoạt động và điều kiện bay 

Máy bay trực thăng được cấu tạo phức tạp với nhiều bộ phận chuyển động khác nhau. Vì thể để sản xuất được một chiếc máy bay này đòi hỏi rất nhiều về kiến thức, kĩ năng cũng như sự đầu tư về thời gian để có được một thiết kế hoàn chỉnh.

Máy bay trực thăng là gì?

Máy bay trực thăng là một dạng phương tiện bay, còn được đặt một cái tên khác là máy bay lên thẳng. Loại máy bay này có động cơ, chủ yếu nhờ hoạt động của cánh quạt để có thể bay với tốc độ khá nhanh. Tính linh hoạt của loại máy bay này nằm ở chỗ nó có thể cất cánh hay hạ cánh theo phương thẳng đứng, có thể bay đứng và cũng có thể bay lùi trong điều kiện cho phép. 

Nhờ khả năng di chuyển lên máy bay trực thăng có thể dùng để vận chuyển hàng hoá hay con người đến những nơi có địa hình khó tiếp cận, phức tạp. Loại máy bay này còn có thể sử dụng để giải cứu người bị nạn trong thời gian cấp bách hay được sử dụng trở thành một loại vũ trang cực kì tân tiến, lợi hại khi đi kèm với chung là những trang bị về vũ khí. 

Máy bay trực thăng là gì?
Máy bay trực thăng là gì?

Tìm hiểu lịch sử phát triển của máy bay trực thăng

Mặc dù máy bay thông thường xuất hiện nhiều hơn, phổ biến hơn nhưng đã có ý tưởng phát triển và việc hình thành máy bay trực thăng còn được đề cập trước. Tuy nhiên các ý tưởng về trực thăng chỉ có thể hiện thực hóa từ những năm cuối thế kỷ 19 khi mà lúc đó con người có tài nguyên để bay đó động cơ nhiệt. 

Năm 1944 tại Burma, chiếc máy bay trực thăng quân sự đầu tiên đã xuất để với mục đích thực hiện chiến dịch tại nơi này cùng với sự đồng hành của lực lượng Đặc nhiệm Mỹ. Tuy nhiên chiếc trực thăng này chỉ là một mẫu thử nghiệm. 

Tiếp đó, chiếc trực thăng có tên Sikorsky R-4 được đưa vào phục vụ lượng lượng trong quân đội Mỹ những năm sau đó. Nhiệm vụ chủ yếu là trinh sát và công ty Ivan Sikorsky là tổ chức đã phát triển loại máy bay này.  Tuy nhiên, loại máy bay này tại thời điểm đó vẫn còn nhiều hạn chế cần khắc phục. 

Nhưng chỉ sau một thời gian ngắn, Sikorsky đã có thể khắc phục và xây dựng một loại máy bay trực thăng đáng tin cậy, có thể bay và chịu được sức nặng của hai người lớn tại thời điểm đó. 

Những năm sau đó, không chỉ ở các nước như Anh và Mỹ, mà sau chiến tranh thế giới thứ hai công ty Westland đã ra mắt một loại trực thăng hạng nhẹ có tên Dragonfly vào năm 1950. 30 năm sau, tức khoảng những năm 1980, Westland trở thành một trong hay công ty sản xuất trực thăng lớn nhất, sau công ty Aerospatiale của Pháp. 

Chiếc máy bay trực thăng sikorsky R-4
Chiếc máy bay trực thăng sikorsky R-4

Khả năng bay đa chức năng của máy bay trực thăng

Trực thăng trở nên đặc biệt bởi những đặc điểm mà nó mang lại về kỹ thuật như: độ cao bay, những khả năng linh hoạt trong việc đáp ứng công suất với tốc độ nhanh , tiết kiệm nhiên liệu với tính an toàn cực kì cao và hơn thế là tốc độ bay của các loại trực thăng là rất nhanh. 

Trực thăng Mi – 171 – V 

Với loại trực thăng này thì tổ bay tối đa được ba người lớn với tốc độ bay lên đến 280km/h cùng với trọng lượng lớn nhất mà trực thăng này có thể cất cánh là 18.000 kg, tầm bay xa nhất là trong khoảng 580km và có thể chuyên chở tối đa 22 hành khách. 

MI – 171 – V được trang bị hai động cơ tối tân TV3- 117VM do nhà may Kazan sản xuất với khả năng hoạt động bền bỉ, năng suất, đa mục đích. Loại máy bay này được khai thác nhiều tại vì có tính hiệu quả trong các chuyến bay phục vụ dầu khí, bay du lịch – dịch vụ. 

Máy bay trực thăng EC155 B1 

Với các thông số kỹ thuật cơ bản như: tốc độ bay vô cùng nhanh, tối đa lên tới 324km/h; tầm bay xa nhất, tốt nhất trong khoảng từ 874km đổ lại. Tuy nhiên, loại máy bay này chỉ có thể cất cánh với trọng lượng tối đa là 4800 kg với tổ bay là 1-2 người cùng với khả năng chuyển chở 8-12 hành khách. 

Loại trực thăng này trang bị động cơ Arriel C2C với các công nghệ tiên tiến hiện có do Airbus Helicopters tại Pháp sản xuất. Với mức độ tiếng ồn nhỏ, 5 cánh quạt và độ rung thấp nên máy bay này phù hợp trong vận chuyển khách hàng trên biển hay chuyên chở các khách hàng VIP. 

Máy bay EC 155 B1
Máy bay EC 155 B1

Trực thăng EC – 225

Trực thăng EC – 225 cũng là một loại máy bay khác do công ty Airbus Helicopters ở Pháp sản xuất, được tích hợp hai động cơ mới nhanh, có thể coi là mạnh nhất hiện nay là Turbomeca Makila 2A1. 

Với công suất 1.776 kW mỗi chiếc đã cho tốc độ tối đa bay được của loại trực thăng này là 285km/h với trần bay 5900m trong khoảng tầm bay chuyển sân là 985 km, tầm bay xa nhất lên đớn 987 km, trọng lượng 11.000 kg với tổ bay 1 đến 2 người cùng với 19 hành khách. 

Với thiết kế như vậy, loại trực thăng này được sản xuất nhằm mục đích chính là thực hiện các nhiệm vụ vận tải trên biển phục vụ cho việc chuyên chở dầu khí và các nhiệm vụ cao hơn như bay VIP, trong tính huống khẩn cấp cứu hộ cứu nạn, ứng cứu… 

Máy bay trực thăng hoạt động theo nguyên lý thế nào 

Máy bay gồm hai thành phần chính quan trọng là hai bộ cánh quạt. Cánh quạt chính có chức năng giúp máy bay tăng hay giảm tốc độ cao, nằm song song mặt đất. Cánh quạt phụ có chức năng xoay tại chỗ, xoay sang trái hay xoay sang phải. Bên cạnh đó, việc giữ cho máy bay ổn định trong lúc bay, tránh sự tác động xoay liên tục của cánh quạt chính. 

Nguyên lý về sự lực nâng khí động học 

Máy bay trực thăng có trọng lực và bay lên được là do lực nâng khí động học. Nhờ sự khác nhau khi tạo lực nâng dẫn đến sự khác nhau về việc sử dụng công suất, đối với loại máy bay này thì toàn bộ công suất của động cơ máy bay là để tạo lực nâng và một phần nhỏ tạo lực ngang. 

Còn lại thì phần lớn công suất của máy bay cố định để tạo lực đẩy ngang, phần nhỏ khác để tạo một lực nâng gián tiếp. Bởi vậy, tuy có cùng công suất với máy bay thường nhưng trực thăng có thể chịu được trọng lực nặng hơn. 

Tìm hiểu về các dòng máy bay trực thăng
Tìm hiểu về các dòng máy bay trực thăng

Nguyên lý và tính ổn định của máy bay trực thăng

Để điều khiển trực thăng phải kết hợp bốn cơ cấu điều khiển: thay đổi góc tấn của cánh trong cánh quạt không theo chu kỳ quay; thay đổi góc tấn của cánh trong cánh quạt theo chu kỳ; thay đổi vận tốc cánh để có thể hạ cánh, cất cánh; để máy bay đổi hướng qua đầu sang trái hoặc sang phải. Khi một trực thăng là một hệ cân bằng bền thì máy bay sẽ có tính ổn định. 

Sơ đồ nguyên tắc của máy bay trực thăng

Đối với sơ đồ nguyên tắc, để có thể khởi động và sử dụng một trực thăng, người điều khiển phải có kiến thức cũng như kiến thức về rất nhiều sơ đồ khác nhau và rất phức tạp như: 

  • Sơ đồ cơ bản 
  • Sơ đồ chỉ một cánh quạt nâng 
  • Sơ đồ cánh quạt nâng đồng trục 
  • Sơ đồ cánh quạt nâng trước sau 
  • Sơ đồ cánh quạt nâng đan xen 
  • Sơ đồ quạt nâng tự do 
  • Sơ đồ quạt nâng xoay hướng 

Làm sao để thay đổi hướng bay của trực thăng? 

Dựa vào định lí thứ ba của Newton, lực phản hồi xảy ra khi cánh quạt chính của trực thăng xoay theo một chiều. Nếu muốn giữ hướng cho trực thăng, động cơ sẽ phải kết nối với một cánh quạt nhỏ hơn ở phần đuôi từ đó sẽ tạo lực đẩy theo chiều ngang. 

Nếu phi công muốn đổi hướng như quay sang trái hay sang phải thì cần phải nhấn pê – đan chống xoay.  Và khi nhấn pê – đan này, lực đẩy của máy bay trực thay sẽ được thay đổi ở vị trí cánh quạt đuôi và sau đó người điều khiển có thể chuyển hướng. 

Điểm khác giữa máy bay trực thăng và thông thường 

Bay lùi: người điều khiển sử dụng cần Cyclic linh hoạt trong việc bay tới, bay lui, bay sang trái, sang phải. Bên cạnh đó, trực thăng còn có thể đứng yên một chỗ trên không 

Tự xoay 360 tại chỗ mà không cần di chuyển: việc tự xoay còn có thể kết hợp vừa bay tới vừa xoay đầu lại. Việc xoay như vậy rất hữu ích trong việc kiếm và giải cứu người bị nạn trong những địa hình khó, vận chuyển người hàng hoá trong thành phố, giúp cảnh sát trong việc tìm và phát hiện tội phạm,… 

Nhờ việc có khả năng bay linh hoạt theo mọi hướng, mọi góc độ nên người ta luôn xem trực thăng có độ hữu dụng cao nhất trong tất cả các loại máy bay nhưng trực thăng cũng có cách điều khiển phức tạp nhất. 

Vì đó, người có thể điều khiển được trực thăng phải cần đào tạo rất kỹ lưỡng, khi bay phải cần một độ tập trung rất cao, phải có khả năng ứng biến nhanh trong môi trường đa chiều,… 

Điều kiện bay linh hoạt của máy bay trực thăng
Điều kiện bay linh hoạt của máy bay trực thăng

Điều kiện bay của trực thăng là gì?

Với trực thăng, vì tính linh hoạt có thể phù hợp trong nhiều hoàn cảnh khác nhau nên điều kiện bay cũng không có gắt gao. Loại máy bay này có thể bay trong thời tiết xấu vì chúng có thể bay lơ lửng một chỗ, bay lùi, bay ngang hay bay nghiêng… 

Tuy nhiên, vẫn có trường hợp trực thăng không thể thực hiện chuyến bay, do các nguyên nhân bất khả kháng như thiên tai, bão lụt, hỏa hoạn, chiến tranh hay bệnh dịch… Những trường hợp vượt ra ngoài tầm kiểm soát thì máy bay sẽ không cất cảnh để đảm bảo an toàn cho cả bên hàng không và hành khách. 

Đối với thời gian bay của trực thăng, thời gian này sẽ phụ thuộc vào hệ thống động lực. Nếu thông thường nếu sử dụng Nitro hay máy bay dùng điện thì một lần có thể bay trên không 6 – 15 phút và nên tránh việc người sử dụng phải tập trung cao độ trong một khoảng thời gian quá dài dẫn đến mệt mỏi và không đảm bảo tính an toàn.  

Kết luận

Máy bay trực thăng là một loại máy bay có nhiều công năng không những trong đời sống thường nhật mà còn trong quân sự, trong nền kinh tế quốc dân của thời đại. Bên cạnh đó, trực thăng hiện cũng góp phần làm mới mẻ các dịch vụ về du lịch, hàng không, góp phần quảng bá cho những khu du lịch có phong cảnh đẹp. 

Xem nhiều nhất

Recent Comments