מסוק משולב
מסוק משולב או מסוק כנף משולבת הוא מסוק המשלב רכיבים האופייניים למטוסים המיועדים לשיפור הביצועים של תכונות הבסיס של המסוק על ידי הוספת דחף או עילוי או שניהם יחד.
היסטוריה
ערך מורחב – התפתחות המסוק
מאז ההצלחות הראשונות של טיסות המסוקים התגלו מספר גדול של בעיות בתכונות התפעוליות שלהם, בהם הן המהירויות והטווח הצנועים של הכלים. העיניין בניסיון לשפר את הנתונים הללו היה גבוהה.
בשנת 1936 המהנדס הראשי של חברת סיירבה אוטוג'יירו, ד"ר ג'יימס אלן ג'יימסון בנט, המציא מסוק משולב שהוא קרא לו ג'ירודיין במענה למכרז של משרד האוויריה הבריטי. המסוק המתוכנן שילב רוטור ראשי עם שני מדחפים המקנים ניגוד לפיתול האופייני למסוקים וכן דחף קדמי במהירויות שיוט. בניגוד לאוטוג'ירו שבו הרוטור מונע רק לקראת המראה, הג'יירודיין הרוטור הונע והקנה את כל העילוי בהמראה ונחיתה, ובמהלך שיוט הרוטור מקבל כוח מינימלי המספיק בשביל להתגבר על הגרר על להבי הרוטור. בשנת 1939 הוא הגיש פטנט על הקונספט.
בשנת 1936, בגרמניה הנאצית אנטון פלטנר פיתח את הפלטנר Fl 185 בעל תצורה דומה לג'יירודיין. המסוק לא עבר את שלב הניסויים.
אחרי מלחמת העולם השנייה חברת פיירי החלה בפיתוח מסוק הג'ירודיין. למרות העיניין הרב לא היו הזמנות לכלי הטיס הבינוני שהם פיתחו והתוכנית הופסקה בשנת 1962.
בשנת 1954 טס לראשונה המקדונל XV-1 שהיה מסוק ניסיוני בעל תצורה דומה לג'יירודיין, כלל מדחף אחורי דוחף וכנפיים דקות וארוכות יחסית. המסוק הציע שיפורים צנועים יחסית למסוקים בני זמנו ולכן התוכנית נזנחה.
.jpg)
במהלך שנות ה-60 בארצות הברית הייה עיניין רב בהגדלת מעטפת הטיסה של המסוקים, הן במהירות והן בטווח ולכן הופיעו מספר תוכניות פיתוח למסוקים משולבים. בין המסוקים הנסיוניים שפותחו באותו זמן היו ה-בל 533, בואינג 347, לוקהיד AH-56 צ'ייני, לוקהיד XH-51 וכדומה. למרות העיניין הרב היו חסרונות בולטים במסוקים משולבים. הכנפיים הגדולות שהותקנו לרוב בכלי טיס אלה היוו מכשול לזרימת האוויר האנכית מהרוטור והמדחפים דרשו הקצאת כוח מהמנועים והיוו משקל מת במהירויות נמוכות. כל זה פגע בתכונות הריחוף ולכן היווה פשרה, אבל עם הביצועים של המסוקים באותה עת הפשרה הזאת לא הייתה כדאית. עם זאת, מסוקי משרד התכנון מיל ייצרו מסוקים עם כנפיים בשביל לשפר את ביצועי השיוט דוגמת המיל מי-6 וה-מיל מי-24, אף על פי שאלה לא היו משמעותיים מספיק בשביל לסווג אותם כמסוקים משולבים. אבל העיניין במסוקים משולבים לא שכך ותוכניות פיתוח למסוקים משולבים המשיכו.
לקראת שנות ה-2000 מסוקים התקרבו לסף הביצועים האפשריים להם והפשרות שנדרשו בשביל כנף משולבת הפכו לפחות ופחות משמעותיות. תוכניות פיתוח שונות הבטיחו שיפורים משמעותיים בביצועי המסוקים. המסוק הראשון לטוס בעשור היה הפיאסקי X-49.
חברת מסוק סיקורסקי X-2 המריא לראשונה ב-2008 והיה מסוק קואקסיאלי בעל מדחף אחורי שהגיע למהירות של 260 קשר (480 קמ"ש) ומהווה שיא מהירות למסוקים.
תוכנית עכשווית של צבא ארצות הברית שנקראת עילוי אנכי עתידי דורשת ייצור מסוקים בעלי ביצועים מתקדמים אחד המשתתפים בתוכנית זאת הוא ה-סיקורסקי–בואינג SB-1 Defiant.
מאפיינים
במהלך שיוט להבי המסוק מייצרים דחף ועילוי, איך שהמהירות עולה הלהב הנסוג (הלהב הנע עם כיוון זרימת האוויר במהלך סיבובו) מקטין את העילוי, עד שהלהב הנסוג מזדקר. מהירות בה הלהב הנסוג מזדקר תלויה בעומס הדיסקה (דומה לערך לעומס כנף) המושפע כאמור מהדחף והעילוי הנדרש מהדיסקה ומהווה מגבלה למהירות המרבי ולמהירויות השיוט של כלי הטיס.
שתי השיטות לשיפור נתון הזדקרות להב נסוג הן הגברת עילוי על ידי הוספת כנפיים או הגברת דחף על ידי מדחף או דחף סילון. ניתן גם להוסיף את שני הפתרונות (הגברת דחף ועילוי) יחד. עם זאת, לכל פתרון יש את היתרונות והחסרונות האופייניים להם. הוספת כנפיים תקטין את העילוי הדרוש בשיוט. עם זאת הן מהוות תוספת למשקל הריק של המסוק, הן לא שימושיות במהירות איטית, ומוסיפות לשטח הפנים של המסוק החשוף לזרימת האוויר מהרוטור, מה שמקטין את יעילות הרוטור ועל כן משפיע על ביצועי הריחוף. הוספת דחף תאפשר רוטור לשמש ליצירת עליוי בלבד, אבל כמו הכנפיים זה לא שימושי במהלך ריחוף ומוסיף למשקל הריק של הכלי. מפני שלרוב הוספת דחף מבוצעת על ידי מדחף, הוא צריך להיות מותקן מחוץ לזרימת האוויר של הרוטור, לרוב בזנב, מה שדורש מבנה זנב ארוך הכולל משטחי ייצוב, המוסיפים עוד משקל ומשנים את מיקום מרכז המסה של המסוק. כל זה משפיע לרעה על ביצועי הריחוף.
כאמור, הפשרות הללו לא היו כדאיות מספיק עד לאחרונה אך זה משתנה עם השתפרות הטכנולוגיה. הפתרון המועדף למסוקים משולבים הוא שילוב מדחף ורוטור קואקסיאלי. כאשר הרוטור הקואקסיאלי מצטיין בעומס דיסקה נמוך וסימטריה של העילוי יחסית למסוקים טהורים במהירות גבוהה.
רשימת מסוקים משולבים
- פלטנר Fl 185
- פיירי FB-1 ג'ירודיין
- בל 533
- בואינג 347
- לוקהיד AH-56 צ'ייני
- לוקהיד XH-51
- סיקורסקי S-69
- סיקורסקי S-72
- סיקורסקי X-2
- סיקורסקי S-97
- סיקורסקי–בואינג SB-1 Defiant
- יורוקופטר X3
- פיירי FB-1 ג'ירודיין
- פיירי ג'ט ג'ירודיין
- פיירי רוטורדיין
- פיאסקי X-49
ראו גם
קישורים חיצוניים
