بالگرد

بالگَرد^[۱]یاهِلیکوپتِر(بهفرانسوی:helicóptero) یاچَرخبال(فارسی تاجیکستان) یکهواگرداست که برخاستن و پیشرانش آن بهوسیلهٔ دو یا چندپروانه افقی بزرگصورت میگیرد. بالگردها در ردهٔهواگردهای بالگردانجای دارند.

بالگرد را در ردهٔ هواگردهایبال متحرکطبقهبندی کردهاند تا بتوان آنها را ازهواپیما(هواگردهای ثابتبال) متمایز کرد. بالگرد در دنیای امروز از مهمترین و پراستفادهترین وسایل ترابری بهشمار میآید. این وسیله در سه محور میتواند حرکت کند.خلبانبالگرد باید از دو دست و دو پای خود برای خلبانی استفاده کند، که این کار نیاز به مهارت و قدرت تمرکز بالا دارد.

ریشهٔ نام

همانند بسیاری از واژههایاروپایی، واژه هلیکوپتر نیز از زبانیونانیسرچشمه میگیرد. واژه هلیکوپتر کنونی، درواقع لهجهٔ انگلیسی از واژهٔ یونانیHelix-pteronاست که واژهٔهِلیکسبه معنی «گَردان» و واژهٔپِتِرونبه معنی «بال» است. این وسیله را در ایرانبالگَردو در تاجیکستانچَرخبالمینامند.

تاریخچه

«جی هونگ» فیلسوف چینی

برگی از کتاب بائوپوزی از سال ۳۱۷ میلادی

بالگرد بامبویی (بامبوکاپتر) ژاپنی

بامبوکاپتر ژاپنی

کاربرد پروانههای گردان برای رسیدن شبیهسازی پرواز، از سده چهارم پیش از میلاد مسیح در چین آغاز شد. طرح اولیهٔ ساخت بالگرد را چینیها برای ساخت اسباببازیهای فرزندانشان به کار بردند. اسباببازیهای کودکان با چوب بامبو که امروزه «بامبو کاپتر» نامیده میشوند برای سرگرم کردن کودکان بهکار میرفتند.^[۲]^[۳]فیلسوف چینی «جی هانگ» در سال ۳۱۷ میلادی در کتاب خود که «بائوپوزی» نام دارد دربارهٔ بالگرد مطالبی نوشتهاست. او احتمال ساخت یک بالگرد در آینده را به زبان آورده و آن رافِئیچهبه معنای «ماشین پرنده» نامیده و اینگونه نوشتهاست که:

چند نفر موفق شدند با استفاده از بخش درونیدرخت کنار«ماشین پرنده» بسازند. آنها با استفاده از چرمورزاچوب را بهگونهای محکم کردند که در حرکت باقی بماند.^[۴]

میخاییل لومونسفنیز بر پایهٔ این طرح چینی، مدلهایی ارائه کرد و در طول زمان این ایدهها بهتر و بهینهتر شدند.

میخاییل لومونسفولئوناردو داوینچینیز از کسانی بودند که طرحهایی از بالگرد را ارائه دادند، ولی نتوانستند از حرکت بخش اصلی بدنه به دور خود جلوگیری کنند. مدل کوچکی از یک بالگرد، که «چاینیز تاپ» نام داشت، در سال ۱۷۸۳ وارد عرصه شد. ۱۳ سال بعد، «سر جورج کیلی» انواع آزمایشی این چاینیز تاپها را ساخت و بالگرد بخاری را طراحی کرد. در عرض صد سال بعد، طرحهایی که ساخته میشد همگی مشکل موتور داشتند. واژهٔ فرانسوی hélicoptère به لهجه فرانسویهیلیکوپتِقنخستین بار در سال ۱۸۶۱ توسط یک دانشمند فرانسوی ــ که اولین مدل کوچک باموتور بخاررا ساخت ــ مورد استفاده قرار گرفت. همچنین اولین مدلموتور الکتریکیراتوماس ادیسوناختراع کرد. اولین پرواز موفقیتآمیز نیز در سال ۱۹۰۷ در فرانسه، البته توسط یک ماکت کوچک، انجام شد که در این پرواز، بالگردِ مدل بهمدت ۲۰ ثانیه در ارتفاع ۳۰ سانتیمتری سطح زمین معلق ماند.

در دهه ۱۹۲۰ میلادیخوان د لا سییرواپیشگام اسپانیایی در صنعتبادبادک پروانهداروهواچرخ، طرحهای بسیار نوآورانهای با بهکارگیری پروانهٔ «تمام لولایی» ارائه داد که الهامبخش بالگردهای بسیار زیادی ازجمله بالگردهای امروزی شد. هفت سال بعد از ساخته شدن اولین بالگردی که میتوانست پرواز کند، دو افسرنیروی هوایی مجارستانیبالگردی ساختند که اتفاقاً پروازهای متعددی در ارتفاعات بالا انجام داد، ولی هرگز اجازهٔ پرواز آزاد نداشتند. بالگردهای ساختهشده انتظارات را برآورده نمیکرد، تا اینکه در سال ۱۹۳۶ شرکت آلمانی «فوک ولف» بالگردی ساخت که سرعت آن ۷۰ مایل بر ساعت و تا ارتفاع ۱۱ هزار پایی بود.

در سال ۱۹۴۰ و همزمان با پیشرفت در ساخت موتورهای هممحور (موتورهایی که در آننیروی پیشرانو پسران هر دو ملخ توسط یک موتور تولید میشود) اولین بالگرد برای استفادههای نظامی توسطسیکورسکیساخته شد و اولین پرواز آن در سال ۱۹۴۰ در آمریکا با موفقیت صورت گرفت که آن را دو خلبان تا ارتفاع ۱ کیلومتری زمین در مدت ۱ دقیقه بالا بردند.^[۵]^[۶]

سازوکار پرواز بالگرد

برای ساخت ماشینی که فقط به جهت بالا حرکت میکند نیاز به بالی داریم که بر اثر جنبش، مقداری هوا را به پایین بفرستد تا بر اثر کنش و واکنشِ ماشین به بالا حرکت کند. البته جنبش دَوَرانی راحتترین راه برای رسیدن به این امر است. برای این کار، تنها کافی است که چند پره همانند پرههای یک پنکه، به میلهای (شَفت) در بالای ماشین وصل کنیم تا با چرخش خود، عمل بالا بردن را انجام دهد. به این پرهها در صنعت هوانوردی «ملخ» میگویند.ملخهاییک بالگرد شباهت زیادی به ملخهای یک هواپیما دارد، با این تفاوت که باریکتر و بلندتر است؛ زیرا با سرعت بیشتری در هوا باید بچرخد و نیروی بیشتری تولید کند. با چرخش ملخ بالگرد، بر اثر فقدان نیرویتکیهگاه، بدنهٔ بالگرد تمایل دارد در جهت عکس چرخش ملخ اصلی بچرخد. برای جلوگیری از این کار، نیاز به نیرویی است تا از چرخش بدنه ممانعت کند. این نیرو به وسیلهٔملخ دمبالگرد ایجاد میشود،در اصل هر نوع چرخش یک بالگرد توسط این ملخ کوچک انتهایی انجام میشود؛ بدینصورت که با افزایش یا کاهش قدرت ملخ دُم توسط خلبان بالگرد حول محور خود میچرخد. برای مثال، بالگردی را در نظر بگیرید که ملخ اصلی آن چپگرد است. برای اینکه حول محور خود نچرخد، نیاز به ملخ دُمی دارد که گشتاور را در جهت خلاف حرکت ملخ اصلی اِعمال کند، که کم و زیاد کردن قدرت این ملخ بهصورت خودکار در حرکت عمودی حول محور Y مطابق با گشتاور ملخ اصلی اِعمال میشود. اما در صورت نیاز، خلبان میتواند کنترل ملخ دُم را بهصورت کامل در دست بگیرد.

پروانههای اصلی بالگرد

ملخ اصلی بالگرد، مهمترین قسمت یک بالگرد را تشکیل میدهد. بالگرد بهوسیلهٔ همین قسمت به بالا و پایین و دو طرف پرواز میکند. برای انجام این امور، در ابتدا ملخها باید از استحکام کافی برخوردار باشند و همچنین قادر به تنظیم زاویهٔ آنها بود تا عمل موردنظر انجام شود. در بالگرد، این تنظیم زاویه بهوسیلهٔ صفحات لغزنده (swash plate assembly) انجام میشود.

صفحات لغزندهٔ بالگرد دو کار مهم انجام میدهد:

تغییر زاویهٔ هر دو ملخ اصلی بالگرد بهطور همزمان، که باعث افزایش و کاهش ارتفاع بالگرد میشود. (یعنی در اصل، بالگرد با تغییر زاویهٔ ملخها، به بالا و پایین میرود)
تغییر زاویهٔ هر ملخ اصلی بالگرد بهطور جداگانه، که سبب حرکت بالگرد به هر جهتی شامل جلو، عقب، چپ، و راست میشود.

صفحات لغزنده از دو صفحهٔ ثابت و چرخان تشکیل شدهاست. صفحهٔ چرخان بهوسیلهٔ شَفت میچرخد و بر اثر این چرخش، ملخها، بهسبب اتصالشان به این صفحه، میچرخند. میلههای کنترل درجه سبب ایجاد تغییر زاویه در صفحهٔ چرخان و در نتیجه ملخها میشوند. زاویهٔ صفحهٔ ثابت توسط میلههای کنترل تغییر میکند، که این میلهها مستقیماً توسط خلبان اداره میشود.^[۷]

گونههای بالگرد

انواع بالگردهای نظامی

بالگردآواکس
بالگردناونشین
بالگرد ضد زیردریایی
بالگرد نجات دریایی
بالگردگشتدریایی
بالگرد باربری
بالگردامداد و نجات
بالگردآمبولانس

غیرنظامی

بالگرد مسافربری
بالگرد باربری
بالگردامداد و نجات
بالگردآمبولانس

بالگرد خصوصی
بالگرد ویژه
بالگرد آموزشی
بالگردآتشنشانی
بالگرد علمی پژوهشی

پیوند به بیرون

منابع

↑فرهنگستان زبان و ادب فارسیدر واژههای مصوب خود برابرنهادِبالگردرا برای 'درزبانتصویب کردهاست.«فرهنگ واژههای مصوّب فرهنگستان: ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۵، بخش لاتین».فرهنگستان زبان و ادب فارسی. ص.۵۲.بایگانیشده ازاصلیدر ۱۲ مه ۲۰۱۲.دریافتشده در۲۴ ژانویهٔ ۲۰۱۲.
↑Leishman, J. Gordon.Principles of Helicopter Aerodynamics.Cambridge aerospace series, 18. Cambridge:Cambridge University Press,2006.شابک ‎۹۷۸−۰−۵۲۱−۸۵۸۶۰−۱.pp. 7-9.Web extract بایگانیشدهدر ۲۰۱۴-۰۷-۱۳ توسطWayback Machine
↑Taking Flight: Inventing the Aerial Age, from Antiquity Through the First World War.Oxford University Press. 8 May 2003. pp.22–23.ISBN 978-0-19-516035-2.
↑Joseph Needham (1965),Science and civilisation in China: Physics and physical technology, mechanical engineeringVolume 4, Part 2, page 583-587.
↑«تاریخچهٔ تولد بالگرد».بایگانیشده ازاصلیدر ۲۹ اکتبر ۲۰۱۳.دریافتشده در۲۷ نوامبر ۲۰۱۲.
↑The Helicopter: A Hundred Years of Hovering
↑How Stuff Works

[1] فرهنگستان زبان و ادب فارسیدر واژههای مصوب خود برابرنهادِبالگردرا برای 'درزبانتصویب کردهاست.«فرهنگ واژههای مصوّب فرهنگستان: ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۵، بخش لاتین».فرهنگستان زبان و ادب فارسی. ص.۵۲.بایگانیشده ازاصلیدر ۱۲ مه ۲۰۱۲.دریافتشده در۲۴ ژانویهٔ ۲۰۱۲.

[Gordon-2] Leishman, J. Gordon.Principles of Helicopter Aerodynamics.Cambridge aerospace series, 18. Cambridge:Cambridge University Press,2006.شابک ‎۹۷۸−۰−۵۲۱−۸۵۸۶۰−۱.pp. 7-9.Web extract بایگانیشدهدر ۲۰۱۴-۰۷-۱۳ توسطWayback Machine

[Taking_Flight:_Inventing_the_Aerial_Age,_from_Antiquity_Through_the_First_World_War-3] Taking Flight: Inventing the Aerial Age, from Antiquity Through the First World War.Oxford University Press. 8 May 2003. pp.22–23.ISBN 978-0-19-516035-2.

[4] Joseph Needham (1965),Science and civilisation in China: Physics and physical technology, mechanical engineeringVolume 4, Part 2, page 583-587.

[5] «تاریخچهٔ تولد بالگرد».بایگانیشده ازاصلیدر ۲۹ اکتبر ۲۰۱۳.دریافتشده در۲۷ نوامبر ۲۰۱۲.

[6] The Helicopter: A Hundred Years of Hovering

[7] How Stuff Works

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]