Delen:
10 Insane experimentele helikopters uit de geschiedenis
Praktische helikopters zijn relatief nieuw in de luchtvaartwereld en komen pas na de Tweede Wereldoorlog tot hun recht. Maar in die tijd hebben onverschrokken ingenieurs vaak geprobeerd om deze vliegmachines te verbeteren, waardoor een verscheidenheid aan vreemde en bizarre machines werd gecreëerd.
10Sikorsky X-Wing
De beroemde helikopterfabrikant Sikorsky kwam het dichtst in de buurt om de wereld een echte versie van de X-wing-jager te geven Star Wars. In het midden van de jaren 1970 begon Sikorsky te spelen met experimentele helikopterontwerpen, waarbij nieuwe energiecentrales werden gecombineerd met toonaangevende aerodynamica. Het belangrijkste casco voor deze experimenten was het S-72 Rotor Systems Research Aircraft. Oorspronkelijk testte de S-72 net de mogelijkheden van een gemengd vliegtuig / helikopterontwerp, maar in de jaren '80 verstrekte de overheid financiering voor de X-vleugel modificatie van de S-72.
Op het eerste gezicht leek de X-wing op een normale helikopter, zij het met zeer dikke rotorbladen en straalmotoren die aan de zijkanten van de romp vastzaten. Bij het opstijgen draaide de rotor net als een normale helikopter, waardoor de X-wing verticaal kon opstijgen. De rotors waren ongebruikelijk in die zin dat ze niet vertrouwden op het veranderen van de spoed van het blad om lift te genereren. Integendeel, ze gebruikten een complex persluchtsysteem dat lucht uit de motoren afblaast en het over de rotortips blies, waardoor extra lift werd gegenereerd.
Eenmaal in vlucht, zouden de rotors op hun plaats blijven zitten en zich gedragen als normale vliegtuigvleugels. Toen de X-wing overging op de normale vlucht, zou hij vliegen als een vliegtuig, omdat de grote rotors genoeg lift zouden geven voor het casco en de straalmotoren voorwaarts zouden stuwen. Helaas voor Sikorsky liep het project snel over het budget. De regering schonk $ 100 miljoen in voor het project, zelfs voordat de X-wing-rotors aan het casco waren bevestigd. Sikorsky leidde drie testvluchten van het casco zonder de rotoren, maar de voltooide X-wing kwam nooit van de grond voordat de luchtmacht de stekker lostrok.
9Percival P.74
Tijdens de Tweede Wereldoorlog stelden Duitse ingenieurs verschillende plannen op voor bizarre helikopters en vliegtuigen met de oneven voortstuwingstechniek van puntjetrotors. Normale helikopters hebben rotors die verbinding maken met een motor in het casco. Tip-jetrotoren verplaatsen de voortstuwing naar de uiteinden van de rotors. Gewoonlijk plaatsen ingenieurs straalmotoren of ramjets op de rotortips om de rotors extreem snel te laten draaien. In de jaren vijftig probeerden de Britten experimentele helikopters te spelen met de ongebruikelijke Percival P.74.
In tegenstelling tot andere tip-jet-systemen, gebruikten de P.74 motoren die in de romp waren gemonteerd. Twee gasgeneratoren zaten in het midden van de romp. Een complex stel buizen verplaatste het gas naar de randen van de rotoren, waar het gas werd uitgestoten door speciaal ontworpen uitwerpers. Het systeem had het voordeel dat het veel minder koppel produceerde dan normale helikopters, wat betekent dat de P.74 alleen een kleine staartrotor nodig had. Daarom zag het er vreemd en kinderachtig uit.
Zo uniek als het ontwerp was, het was helemaal niet effectief. Omdat de gasleidingen door het midden van de passagierscabine liepen, zou een vlucht in de P.74 niet aangenaam zijn geweest. Als het zelfs van de grond zou kunnen komen, dat is het. Percival probeerde ijverig zijn helikopter in de lucht te krijgen, maar weigerde koppig op te stijgen. Het gasuitwerpsysteem gaf net niet genoeg kracht om het omvangrijke casco op te tillen. Ingenieurs deden hun best om de helikopter opnieuw te ontwerpen, maar de industrie ging verder zonder hen, en de P.74 eindigde dood.
8Kellett-Hughes XH-17
Een van de meest voorkomende toepassingen van helikopters is als vliegende kranen, zware en te grote ladingen op te tillen naar plaatsen die met conventionele vliegtuigen ontoegankelijk zijn. In 1952 ontwierp de Hughes Aircraft Company hun eerste helikopter, de XH-17. In die tijd was de XH-17 de grootste helikopter ter wereld, met een gigantisch, 36 meter (120 voet) rotorsysteem.
De XH-17 gebruikte een ongebruikelijk tip-jet-systeem. Twee motoren in de romp voeden de lucht door de rotors en in de tipjets. In tegenstelling tot de P.74 werd de hete lucht gemengd met brandstof en ontstoken, wat betekent dat de XH-17 aan het einde van de rotoren kleine straalmotoren had. Afgezien van het vreemde voortstuwingssysteem was de XH-17 het monster van Frankenstein's onderdelen van andere vliegtuigen. Om de productiekosten te drukken, gebruikte Hughes verschillende vliegtuigen uit de Tweede Wereldoorlog om het casco te maken. De cockpit kwam van een CG-15 glider, de onderwagen kwam van een B-25 bommenwerper en de grote brandstoftank kwam van een B-29 bommenwerper.
Toen het testen begon, was de XH-17 eigenlijk een beangstigend gezicht. Vlammen stroomden op van de straalmotoren op de rotortips, en de constante verbranding klonk als 1.000 artilleriegranaten die afgaan, volgens een krant. Mensen tot 13 kilometer (8 mijl) konden de helikopter horen wanneer deze opstartte. Tijdens het testen onthulde de XH-17 dat het een extreem beperkt bereik had van slechts ongeveer 60 kilometer (37 mijl) en stuwkrachtproblemen had. Het testen gebeurde sporadisch gedurende drie jaar totdat Hughes zich realiseerde dat de helikopter nooit een effectief systeem zou zijn.
7Sikorsky X2
Hoe indrukwekkend helikopters ook zijn, hun grootste beperking is snelheid. Helikopters zijn niet erg snel, maar hun flexibiliteit maakt die beperking goed. Omdat Sikorsky niet tevreden was met langzaam bewegende helikopters, begon hij aan een project om de snelste helikopter ter wereld te bouwen. In de jaren zeventig probeerde Sikorsky vergelijkbare experimenten met hun XH-59A-experimentele helikopter, maar het casco trilde zozeer dat Sikorsky het project liet vallen.
Met nieuwe ontwikkelingen op het gebied van computerbesturing en composiet casco-materialen had Sikorsky veel meer succes met de X2. Om de meeste snelheid van de X2 te halen, week Sikorsky af van het standaard helikopterontwerp.De twee rotorbladen draaien tegenover elkaar in een co-axiale configuratie, die op zichzelf niet te uniek is. Maar in plaats van een staartrotor toe te voegen, plaatste Sikorsky een drukschroef op de achterkant voor pure snelheid. Omdat de coaxiale configuratie koppeleffecten tenietdoet, kon de X2 volledig vertrouwen op de aanduwerschroef voor snelheid.
In september 2010 bereikte de X2 253 knopen in horizontale vlucht, een onofficieel record voor topsnelheid van een conventionele helikopter. De X2 was nooit bedoeld voor massaproductie, maar het bleek een zeer succesvolle technologiedemonstrator te zijn. Met de lessen die zijn geleerd op de X2, werkt Sikorsky nu aan het ontwerpen van een volgende-generatie helikopter voor het Amerikaanse leger. Riep de S-79 Raider, het prototype zal de verouderende vloot van observatiehelikopters van het leger vervangen door X2-technologieën.
6Kamov Ka-22
Russische en Sovjet-ingenieurs hebben enkele van de grootste en zwaarste helikopters ontworpen die de wereld ooit heeft gezien. In de jaren vijftig investeerde de Sovjet-luchtmacht in het vergroten van het bereik van hun helikopters om ze in een werkbaar vervoerssysteem te veranderen. Standaard gebruik was om de helikopters op werkhoogte te krijgen door ze achter een transport te slepen, maar die techniek maakte het voordeel van verticaal opstijgen teniet gedaan. Om het bereik van helikopters te vergroten, ontwierp de firma Kamov de Ka-22, een fascinerend samengesteld vliegtuig.
In wezen was de Ka-22 een conventioneel vliegtuig met rotors bevestigd aan de uiteinden van de vleugels. De twee turboshaft-motoren droegen zowel de trekkerpropellers als het rotorsysteem, wat vereist dat Kamov een complexe en lastige versnellingsbakconstructie ontwerpt. Ondanks de constante problemen met de versnellingsbak, was de Ka-22 een indrukwekkend voertuig. Hij kon 100 passagiers vervoeren en brak tijdens testvluchten acht wereldrecords in zijn gewichtsklasse.
Het Westen kreeg hun eerste blik op de Ka-22 tijdens de parade van de Victory Day in 1961. Niets in het Westen was vergelijkbaar met de Ka-22 en het was een enorme schok voor westerse waarnemers. De Ka-22 kampte echter met mechanische problemen en had binnen twee jaar twee dodelijke crashes waardoor twee van de prototype-airframes kapot gingen. In plaats van Kamov de gelegenheid te geven de problemen op te lossen, annuleerden de Sovjets het project en hadden experimenten met samengestelde vliegtuigen lage prioriteit voor Sovjet-vliegtuigbedrijven.
5Fairey Jet Gyrodyne
De Jet Gyrodyne is een interessante combinatie van tipjets en een autogyro. Om een tip-jet-systeem te gebruiken, monteerde Fairey hun helikopter met gasbranders aan de randen van de rotors, waardoor de rotortips op hoge snelheid voortbewogen. Dat systeem was niet ongelooflijk uniek onder experimentele helikopters, maar Fairey wilde ook dat hun helikopter dezelfde mogelijkheden had als een vliegtuig met een vaste vleugel. Om dat te laten gebeuren, creëerden ingenieurs een systeem waarmee de rotor tijdens de vlucht zou kunnen vertragen.
Voor start, landing en langzame vlucht zorgden de tipjets voor stuwkracht voor de rotor. Maar toen de Jet Gyrodyne op volle snelheid en hoogte reed, werd de stuwkracht langzaam uitgeschakeld in de rotor en overgebracht naar de twee geduwde propellers. De rotor was niet op zijn plaats bevestigd en kon vrij ronddraaien, wat een kleine extra lift opleverde. In de praktijk had de Jet Gyrodyne geen problemen om van helikoptervlucht naar conventionele vlucht over te schakelen. Het probleem was het terug in de helikoptermodus te krijgen, waardoor de piloot een complex geheel van bewerkingen moest uitvoeren met de koppeling en het gaspedaal. Helaas betekende dit dat de Jet Gyrodyne buitengewoon moeilijk te besturen was, wat een van de factoren was die bijdroegen aan het einde van het project in 1961.
4Oehmichen No.2
Helikopterontwerpen kwamen vrij vroeg in de luchtvaart. Ingenieurs begrepen de basisprincipes van helikoptervluchten en gebruikten grote parasolvleugels om de nodige lift voor hun machines aan te bieden. Een van de belangrijkste uitvinders van vroege helikopters was de Franse luchtvaartpionier Etienne Oehmichen. Het eerste helikopterontwerp van Oehmichen kon niet van de grond komen, dus gebruikte hij een waterstofballon om het op een goede testhoogte te krijgen.
Oehmichen's tweede helikopter (nauwkeurig de nr. 2 genoemd) was veel succesvoller. De machine was zelfs vreemd door de normen van de dag. Voor stuwkracht had de No.2 vier motoren die meerdere schroeven en rotoren aandreven. Gevormd als een kruis, had elke extremiteit een rotor voor opwaartse lift. De rest van het casco was bedekt met propellermessen die in verschillende richtingen ronddraaiden om horizontale stabiliteit aan het vaartuig te bieden. Een paar duwpropellers zorgden voorwaartse beweging.
Tijdens het testen was de No.2 relatief succesvol en veroverde het wereldrecord voor de langste uithoudingsvlucht van een helikopter, zowel in tijd als op afstand. Hoe opwindend de vroege successen ook waren, Oehmichen besefte dat zijn machine slechts bescheiden hoogten kon bereiken en voortdurend aan het ontwerp sleutelde om er meer hoogte uit te halen. Zijn verdere experimenten waren slechts kleine verbeteringen, en uiteindelijk liet Oehmichen het project vallen en keerde terug naar waterstofballonnen voor lift.
3De Lackner HZ-1
Omdat helikopters een groter deel van de militaire strategie werden, begonnen commandanten op zoek te gaan naar nieuwe toepassingen van de technologie. Een van de grootste uitdagingen was het creëren van eenmanshelikopters waarmee soldaten rond het slagveld konden vliegen. Om aan de behoefte te voldoen, heeft een verscheidenheid aan Amerikaanse luchtvaartbedrijven bizarre en gevaarlijke helikopters ontworpen voor gebruik door de normale soldaat van het leger. Van alle ontwerpen zag niemand er zo gevaarlijk uit als de de Lackner HZ-1.
De HZ-1 had een kleine motor die twee contraroterende schroeven aandreef. Net boven het rotorsysteem was een klein platform voor één man om op te staan.Om gewicht te besparen, plaatste de Lackner geen enkele soort van veiligheidsbescherming tussen de piloot en de rotorbladen, wat betekent dat elke fout de arme soldaat waarschijnlijk recht in de draaiende rotorbladen zou sturen.
De besturing was rudimentair en de piloten vlogen meestal door in de richting te gaan die ze wilden gaan, waardoor de HZ-1 in feite een helikopter Segway werd. Uit tests bleek dat de HZ-1 een topsnelheid had van 105-110 kilometer per uur (65-70 mph). Verrassend genoeg ging het testen relatief soepel. Sommige crashes deden zich voor, maar niemand eindigde in dodelijke slachtoffers. Het leger was aan boord voor de HZ-1, maar veranderingen in de tactische doctrine maakten de HZ-1 overbodig en het leger liet het contract vallen.
2Kamov Ka-56
De Sovjet-Unie wilde ook in het spel van lichte, persoonlijke helikopters stappen. Sovjetcommandanten wilden een lichte helikopter die kon worden opgevouwen om in een cilindrische container met een diameter van 50 centimeter (20 in) te passen. Met deze draagbaarheid heeft Kamov de Ka-56 ontworpen om achter vijandelijke linies te vallen of door speciale eenheden te worden gebruikt. Sovjet-marine-commandanten wilden ook dat de container in torpedobuizen paste, zodat onderzeeërs de kleine helikopter naar agenten op het strand of in de buurt van water konden sturen.
De helikopter was extreem schaars en bijna alle onderdelen konden worden opgevouwen. Experimenten met het inklappen van de rotorbladen toonden aan dat ze zouden moeten loskomen van het hoofdframe, dus in de laatste mock-up bevestigde de piloot ze tijdens de montage. De Ka-56 was zeer eenvoudig in elkaar te zetten en vergde slechts 10 minuten assemblagetijd. Helaas voor Kamov konden ze geen geschikte motor voor de helikopter vinden en ging het project nooit verder dan het testen op de grond.
1Mil V-12
Een van de dingen waar de Sovjet-Unie het beste in was, was het maken van gigantische vliegtuigen. Het is dus niet verwonderlijk dat de door de Sovjet ontworpen Mil V-12 het record heeft voor de grootste ooit geproduceerde helikopter, een record dat niet is verbroken sinds de eerste vlucht van de V-12 in 1967.
Mil begon aan de monsterhelikopter om te voldoen aan een Sovjet luchtmachtvereiste voor een grote, heavy-lift helikopter vergelijkbaar in de vracht naar het fixed-wing An-22 transport. Concreet wilden de Sovjets een helikopter die raketten en andere soortgelijke ladingen kon vervoeren. De V-12 zou ook in de civiele sector zijn gebruikt, met name bij het hijsen van grote ladingen naar afgelegen gebieden in Siberië die geen landingsbanen hadden die lang genoeg waren voor grote transportvliegtuigen.
Om de V-12 te ontwerpen, leende Mil het rotorsysteem en de krachtinstallatie van hun succesvolle Mi-6 helikopter. De V-12 gebruikte twee rotorsystemen, één aan elke zijde van de romp. De romp zelf leek op een normaal vliegtuig, maar gebruikte een unieke dubbeldeks-configuratie voor de cockpit. Een grote verticale vin stabiliseerde de helikopter, maar de rotoren roteerden in tegengestelde richtingen, waardoor geen koppeleffecten werden genegeerd.
Ramp sloeg toe op de eerste zweeftest in 1967, toen de eerste V-12 kracht verloor en crashte. Gelukkig werd het casco niet volledig vernietigd, waardoor Mil het kon repareren en kon blijven testen. Ondanks indrukwekkende testresultaten, tegen de tijd dat de V-12 klaar was voor productie, had de Sovjet luchtmacht zijn tactische doctrine aangepast, waardoor de V-12 verouderd raakte. Mil heeft de prototypes niet vernietigd en beiden overleven nog steeds in luchtvaartmusea in Rusland.