Search This Blog

Thursday, May 2, 2019

Máy bay trực thăng hoạt động ra sao?

Hà Dương Cự
alt
Máy bay trực thăng. 
Máy bay trực thăng không có cánh nên phải tạo ra sức nâng bằng cánh quạt. Khi cánh quạt quay thì cũng tạo nên một sức nâng.
Mọi vật đều có một trọng lượng làm luôn luôn phải ở trên mặt đất. Muốn bay lên được thì cần phải có một sức nâng lên lớn hơn trọng lượng. Một máy bay thường thì sức nâng được tạo ra khi không khí thổi nhanh qua cánh máy bay.
Nguyên tắc máy bay trực thăng 
Cánh máy bay phía trên hơi cong và phía dưới phẳng. Với dạng như thế thì vận tốc không khí thổi qua phía trên nhanh hơn phía dưới. Vì vậy áp suất phía trên nhỏ hơn phía dưới, do đó tạo nên một sức đẩy từ dưới lên trên. Luồng không khí trôi qua càng nhanh thì sức nâng càng lớn. Khi máy bay vận chuyển tới một tốc độ nào đó thì sức nâng lớn hơn trọng lượng của máy bay và máy bay bắt đầu cất cánh.
Cánh quạt máy bay trực thăng quay rất nhanh, khoảng 500 vòng một phút tạo nên một sức nâng đủ mạnh để làm cho trực thăng bay thẳng lên. Máy bay trực thăng có thể cất cánh thẳng đứng không cần phi đạo và có thể đứng yên trên không.
Thành phần của một máy bay trực thăng 
Thân máy bay là chỗ để cho mọi người ngồi, kể cả phi công. Thân máy bay còn chứa động cơ, một bộ truyền lực (transmission), các máy móc phụ thuộc, bộ phận điều khiển và thùng chứa nhiên liệu. Phía dưới thân máy bay có bộ phận hạ cánh, thường như hai cái càng chứ không có bánh xe.
Máy bay trực thăng thường có hai cánh quạt, một cánh quạt lớn quay quanh một trục thẳng đứng và một cánh quạt nhỏ ở cuối thân tàu và quay quanh một trục nằm ngang. Cánh quạt lớn có nhiệm vụ tạo sức nâng để làm máy bay bay thẳng lên và tạo sức đẩy để đẩy máy bay đi. Cánh quạt nhỏ có nhiệm vụ đối lại với lực xoắn sinh ra bởi lực quay của cánh quạt lớn.
Theo định luật về chuyển động của Newton thì mỗi một lực đều có một lực phản lại. Cho nên khi cánh quạt lớn quay một chiều thì sinh ra một lực làm cho thân máy bay muốn quay theo chiều ngược lại.
alt
Thành phần máy bay trực thăng. 
Điều khiển máy bay trực thăng 
Điều khiển máy bay trực thăng khá rắc rối vì trực thăng không những bay tới còn có thể bay thẳng lên, hạ thẳng xuống hay đứng yên trên không trung. Máy bay trực thăng có bốn bộ phận điều khiển:
-Cần góc chúc ngóc vòng (cyclic-pitch lever): Đây là cần đặt từ dưới sàn lên giữa hai chân người phi công. Cần này dùng để phi công nghiêng máy bay qua hai bên và phía trước hay phía sau.
-Cần góc chúc ngóc toàn bộ (collective-pitch lever): Cần này thường nằm phía bên trái của phi công và làm cho máy bay lên cao hay xuống thấp. Cần này thay đổi độ nghiêng của các cánh quạt cùng một lúc, như vậy làm cho máy bay bay lên hay hạ xuống thấp.
-Bàn đạp: Có một cặp bàn đạp dùng để kiểm soát cánh quạt đuôi. Khi đạp vào bàn đạp thì sẽ làm thay đổi sức đẩy của cánh quạt đuôi và như vậy cả thân máy bay sẽ quay đi. Thí dụ nhấn bàn đạp phía bên phải sẽ làm đuôi máy bay quay qua trái và mũi quay qua phải, do đó máy bay sẽ bay qua phải.
-Điều khiển tiết lưu (throttle control): Bộ tiết lưu kiểm soát lực phát ra từ động cơ.
Lịch sử máy bay trực thăng 
Những sử sách về trực thăng của Âu Tây đều công nhận là người Trung Quốc đã biết về nguyên tắc của trực thăng từ khoảng 200 năm Trước Công Nguyên và đã chế tạo ra đồ chơi gọi là con quay bay (flying top). Một cái lông chim được đặt trên một cái que. Xoay nhanh cái que rồi buông ra thì que sẽ bay lên. Sau đây là hình minh họa con quay bay.
alt
Con quay bay. (Hình: arch-rotor-museum.org)
Vào thế kỷ thứ 15 nhà khoa học nổi tiếng Leonardo de Vinci đã vẽ một mô hình máy bay trực thăng gọi là Helical Air Screw. Theo mạng www.aviastar.org thì ông đã góp một phần vào chữ helicopter. Ông ta dùng chữ helix, tiếng Hy Lạp có nghĩa là xoắn. Ý của ông là xoay rồi bay lên, giống như con quay bay của thời xưa. Từ helix kết hợp với pteron, cũng một từ Hy Lạp có nghĩa là cánh, lâu rồi trở thành từ helicopter.
Cho đến thế kỷ 19 đã có nhiều cố gắng để phát triển máy bay trực thăng. Nhưng vì máy bay trực thăng phức tạp hơn máy bay thường rất nhiều, nên không có ai chế tạo ra được một máy bay trực thăng thực dụng. Hơn nữa lúc đó máy bay thường và khinh khí đang được chú ý nên vấn đề phát triển trực thăng hầu như bị bỏ quên.
Đến thập niên 1930 ông Heinrich Focke, người Đức, với chiếc trực thăng FA-61 và ông Igor Sikorsky, người Nga nhưng di cư sang Mỹ, với chiếc trực thăng VS-300 đã tạo được nhiều kỷ lục về bay máy bay trực thăng và được coi là cha đẻ của ngành máy bay trực thăng.
Đọc về cuộc đời của ông Sikorsky thì thấy ông là một người có đầu óc sáng tạo và rất kiên trì. Ông thử chế tạo chiếc trực thăng đầu tiên vào năm 1909 lúc ông mới 20 tuổi và còn ở Nga, nhưng không thành công. Phải đến năm 1939, tức là 30 năm sau ông ta mới chế tạo thành công chiếc trực thăng VS-300 tại Hoa Kỳ.
Lịch sử máy bay trực thăng Huey 
Ai ở miền Nam Việt Nam trước 1975 thì chắc chắn đã thấy và nghe tiếng máy bay trực thăng có biệt hiệu là “Huey.” Máy bay này được công ty Bell Helicopter chế tạo cho quân đội Hoa Kỳ và bay lần đầu tiên vào năm 1956. Đây là máy bay trực thăng đầu tiên của quân đội Hoa Kỳ có máy tua bin.
Tên chính thức của trực thăng là Bell UH-1 Iroquois, nhưng lúc đầu máy bay trực thăng này được đặt tên là HU-1 do đó mới có biệt danh “Huey.” Kể từ 1960 đã có trên 16,000 chiếc Huey được chế tạo và được nhiều quốc gia trên thế giới dùng.
Các áp dụng của máy bay trực thăng 
alt

Trực thăng di chuyển cả ngôi nhà. 
Vì máy bay trực thăng không cần phi đạo để bay và có thể bay lên xuống hầu như bất cứ chỗ nào nên rất tiện lợi trong nhiều công việc và ở nhiều nơi.
Ở những nơi núi non hiểm trở thì công cuộc tìm kiếm và giải cứu người bị nguy hiểm chỉ có trực thăng mới làm được. Trực thăng cũng được dùng để tiếp tế và chuyên chở những vật nặng tới những nơi khó tới.
Quân đội các nước đều dùng trực thăng trong nhiều công việc. Sau đây là một vài loại trực thăng thường dùng của quân đội Hoa Kỳ:
-UH-60 Black Hawk và SH-60 Sea Hawk.
-AH-64 Apache, đây là trực thăng tấn công, nó được trang bị rất nhiều súng cũng như hỏa tiễn.
-AN-1 Cobra, đây cũng là trực thăng tấn công.
-OH-58 Kiowa Warrior.
Những tiến bộ mới về máy bay trực thăng 
Cánh quạt nhỏ phía đuôi rất cần thiết cho việc lái máy bay trực thăng. Nếu nó bị hư thì trực thăng sẽ quay vòng vòng và không thể điều khiển được. Một tiến bộ mới của kỹ nghệ trực thăng là trực thăng không có cánh quạt đuôi (no-tail rotor, hay còn viết là NOTAR). Một cái quạt lớn thổi hơi sinh ra từ cánh quạt chính ra một lỗ ở đuôi máy bay. Sức thổi ra này phản lại lực xoắn của động cơ chính. Lượng thổi ra có thể thay đổi để giúp lái máy bay quay ngang dọc.
Máy bay trực thăng và xe đua cái nào nhanh hơn 
Người ta thường nghĩ là máy bay trên không trung chắc chắn là sẽ nhanh hơn. Nhưng thật ra máy bay trực thăng bay chậm hơn xe chạy dưới đất. Vì lý do kỹ thuật, trực thăng không thể bay nhanh hơn khoảng 250 mph (402 km/giờ). Trong khi đó xe có thể chạy nhanh hơn. Kỷ lục vận tốc một xe chạy dưới đất là tới 763 mph. 
Hà Dương Cự

No comments:

Post a Comment