Kokiais privalumais pasižymi sraigtasparniai su persidengiančiais sraigtais?

Daugelis sraigtasparnių turi labai panašią rotorių konfigūraciją – vienas didelis pagrindinis sraigtas virš fiuzeliažo ir vienas mažesnis vertikalus rotorius uodegoje. Yra ir dviejų sraigtų sraigtasparnių – vienas dažniausiai yra priekyje, o kitas – gale. Tačiau ne visi jie atrodo taip – Kaman K-MAX yra dvisraigtis sraigtasparnis, kurio rotorių sukimosi plokštumos persidengia. Kaip tai veikia? Kokiais privalumais tokia konfigūracija pasižymi?

Nodum.lt svetainėje kalbame apie techniką, tačiau vengiame sudėtingo techninio žargono, kad viskas būtų suprantama visiems. Todėl dabar svarbu susitarti dėl sąvokų. Rotorius šiuo atveju yra besisukanti aerodinaminė sraigtasparnio dalis. Pagrindinis keliamas rotorius įprastai yra vadinamas sraigtu. Persidengiantys sraigtai arba rotoriai (intermeshing rotors) – tai tokie sraigtai, kurių sukimosi plokštumos kertasi viena su kita – jų mentys šio mechanizmo centre keičia viena kitą, bet, aišku, nesusiduria.

Tokia sraigtasparnių konstrukcija buvo sukurta prieš Antrąjį pasaulinį karą. 1938 metais ją pristatė inžinierius Antonas Flettneris. Flettner Fl 265, kaip buvo pavadintas eksperimentinis sraigtasparnis, buvo sukurtas su nacistinės Vokietijos laivyno Kriegsmarine parama, nes buvo manoma, kad toks sraigtasparnis praverstų medžiojant povandeninius laivus. Fl 265 buvo saugiausias to meto sraigtasparnis, nes galėjo sklesti pasitelkdamas autorotaciją.

Tik 6 Flettner Fl 265 prototipai buvo pagaminti, o jau 1940 metais buvo pristatyta pagerinta versija Flettner Fl 265 Kolibri. Šis sraigtasparnis buvo dar stabilesnis ir pajėgesnis, variklis iš nosies buvo perkeltas į fiuzeliažo vidurį. Flettner Fl 265 irgi nepasiekė masinės gamybos, tačiau buvo intensyviai testuojamas  – buvo pagaminti 24 tokie sraigtasparniai.

1945 metais Antrasis pasaulinis karas baigėsi ir Antono Flettnerio laukė toks pat likimas kaip ir daugelio kitų iškilių vokiečių inžinierių – operacijos Sąvaržėlė (Operation Paperclip) dėka 1947 metais jis apsigyveno JAV. Čia jis įkūrė Flettner Aircraft Corporation – kompaniją, kuri nebuvo labai finansiškai sėkminga, tačiau kūrė įvairius projektus JAV karinėms oro pajėgoms, sausumos pajėgoms ir laivynui. Tačiau tai dar ne viskas – Flettneris taip pat tapo ir pagrindiniu sraigtasparnių gamintojo Kaman Aircraft inžinieriumi.

Charlesas Kamanas,  buvęs Igorio Sikorskyio inžinierius, Kaman Aircraft įkūrė 1945 metais. Kamanas pats norėjo kurti persidengiančių sraigtų sraigtasparnius ir pirmasis jo kūrinys Kaman K-125 pakilo 1947-ųjų pradžioje. Taigi, negalima sakyti, kad visa Kaman sraigtasparnių istorija buvo sukurta tik Flettnerio rankomis, tačiau akivaizdu, kad geriausios jo idėjos čia buvo labai laukiamos dar prieš jo atsikraustymą į JAV.

Kaman Aircraft kompanija sukūrė ne vieną persidengiančių rotorių sraigtasparnio modelį. Tikriausiai garsiausias iš jų buvo Kaman HH-43 Huskie – šis karinis transportinis sraigtasparnis, skraidęs nuo 1983 metų iki  aštuntojo dešimtmečio pradžios, ypač išgarsėjo Vietnamo kare, per kurį gelbėjo sužeistuosius.

Prie garsiausių Kaman kūrinių reikėtų priskirti ir Kaman K-MAX (K-1200) – iki šiol gaminamą persidengiančių sraigtų sraigtasparnį. Ir būtent jis mums padės paaiškinti pagrindinius tokios sraigtų konfigūracijos privalumus.

Sunkumų kilnotojas Kaman K-MAX

K-MAX gamyba prasidėjo 1991 metais. Tai yra pirmasis sraigtasparnis, išskirtinai sukurtas išoriniam krovinių tvirtinimui. Šią užduotį atlieka ir kiti sraigtasparniai, tačiau dažniausiai jie yra modifikuotos kitokių orlaivių versijos. K-MAX yra gaminamas tik kroviniams kelti ir niekam daugiau, todėl yra vadinamas skraidančiu sunkvežimiu.

Ir tai yra tikriausiai didžiausias persidengiančių sraigtų privalumas – tokios konfigūracijos sraigtasparniai gali pakelti sunkesnius krovinius. Ir iš karto aišku, kodėl – du dideli sraigtai pakelia daugiau už vieną. Kaman K-MAX turi vieną Honeywell T53-17A-1 turboveleninį variklį (1010 kW) ir gali pakelti iki 2,7 tonų sveriančius krovinius. Įprastai tokios galios sraigtasparniai tokių sunkių krovinių nekilnoja.

Tiesą sakant, ir K-MAX įprastai tokių sunkių krovinių nekilnoja. Šie sraigtasparniai dažniau dalyvauja miško gaisrų gesinime, infrastruktūros objektų statybose, miškų kirtime. Šiose užduotyse labiau praverčia kitos sraigtasparnio savybės.

K-MAX yra nepaprastai stabilus. Vėlgi, taip yra dėl to,kad du dideli sraigtai sukasi į priešingas puses, kurdami labai simetrišką keliamąją jėgą ir oro srautus. Tiesą sakant, jau minėtas Kaman HH-43 Huskie Vietnamo kare ir buvo taip mėgiamas dėl to, kad galėjo labai stabiliai laikytis viename taške. Be to, persidengiantys sraigtai visiškai panaikina uodegos rotoriaus būtinybę, todėl tokie sraigtasparniai yra kompaktiškesni, o leidžiantis pilotui lengviau stebėti, ar mentys neužkabins kokios kliūties.

Persidengiančių sraigtų sraigtasparniai yra ne tik labai stabilūs, bet ir labai tiksliai valdomi. Pilotas gali lengvai įsiūbuoti krovinį, taip plačiai išlaistydamas vandenį ar išbarstydamas sėklas (šie sraigtasparniai buvo naudojami ir tam). Dėl šios priežasties K-MAX buvo naudojimas ir griovimo darbams – kaip koks didelis kranas jis trankėsi sunkiu griovimo rutuliu.

Kaman K-MAX yra toks stabilus ir tikslus, kad ne kartą buvo naudojamas ir autonominių sraigtasparnių galimybėms bandyti.

Kaip nesusiduria K-MAX sraigtų mentys?

O ko joms susidurti? Abu sraigtus per vieną transmisiją suka vienas variklis, todėl jie visada sukasi vienodu greičiu. K-MAX mentys, beje, turi medinį rėmą, nes mediena nekenčia nuo medžiagų nuovargio.

Transmisija (jei įdomu, jos santykis yra 24:1) irgi nesulūš – gamintojas net nenurodo maksimalaus jos eksploatacijos laiko, nes ji tiesiog nėra labai apkraunama. Taigi, tikimybė, kad persidengiantys sraigtai susidurs, yra visai maža.

Na, o pabaigai, keli techniniai faktai apie Kaman K-MAX:

Ilgis (su sraigtu/tik fiuzeliažo) – 16 / 12,73 metrai;
Plotis su sraigtais – 15,67 m;
Sraigto skersmuo – 14,73 m;
Tuščio svoris – 2334 kg;
Variklis – Honeywell T53-17A-1  1010 kW;
Maksimalus pakabinto krovinio svoris – 2722 kg;
Maksimalus greitis – 190 km/val.;
Maksimalus skrydžio aukštis – 4,6 km.