پرواز به دور دنیا با هلیکوپتر امکانپذیر شد

 اما امروزه با گذشت سالیان سال از پرواز هواپیماها بر فراز اقیانوس اطلس، مهندسان همچنان در تلاش هستند صعود عمودی هلیکوپترها را تحت کنترل خود قرار داده و مشکلات ناشی از آن را برطرف سازند. آنها بر این باورند که در چنین مواردی قوانین علم فیزیک دست به دست هم داده و شرایط را پیچیده‌تر می‌کنند. برای مثال براساس قانون سوم نیوتن هنگام حرکت هلیکوپترها نیروی گشتاوری ایجاد می‌‌شود که موجب حرکت بدنه هلیکوپتر در جهت مخالف حرکت پره‌های پروانه می‌شود. تلاش برای غلبه بر چنین موانعی سبب طراحی و ساخت هلیکوپترهایی با ویژگی‌های ساختاری متفاوت شده است.

نخستین پرواز انسان با هلیکوپتر: پائول کرنو نخستین فردی بود که خلبانی یک هلیکوپتر را به عهده گرفت. این هواپیما که شبیه به یک دوچرخه بود  سال 1907، پروازی به مدت 20 ثانیه را در شمال کشور فرانسه تجربه کرد. او برای غلبه بر نیروی گشتاور ناشی از چرخش پروانه‌ها از دو پروانه که در جهت مخالف هم حرکت می‌کردند استفاده کرده بود. این هلیکوپتر از بادبان‌های پارچه‌ای متصل به چرخ‌های دوچرخه ‌ساخته شده بود.

پروانه‌های متحرک: سال 1923 اولین هلیکوپتر مجهز به پروانه‌هایی که پره‌های آن قابلیت حرکت داشتند به پرواز درآمد. وقتی هلیکوپتر در حال پرواز است، جریان هوا هنگام برخورد با پره‌های جلویی ملخ هلیکوپتر در مقایسه با پره‌های عقبی سرعت بیشتری دارد که این موضوع سبب عدم تعادل هلیکوپتر هنگام پرواز می‌شود. این در حالی است که حرکت پره‌های ملخ هنگام پرواز می‌تواند مانع از برهم زدن تعادل هلیکوپتر شود.

مهار سرعت: این نوع هلیکوپتر که در سال 1924 به پرواز درآمد، نخستین هلیکوپتری بود که کنترل سرعت و ارتفاع پرواز در آن امکانپذیر شد. بالا و پایین رفتن لبه جلویی پره‌های ملخ هلیکوپتر، میزان حرکت ملخ و در نتیجه ارتفاع پرواز را تحت کنترل قرار می‌دهد. همچنین با تغییر زاویه پره اصلی ملخ هلیکوپتر نیز می‌توان میزان چرخش پره‌ها و در نتیجه سرعت پرواز را کاهش یا افزایش داد. امروزه نیز همچنان از چنین فناوری‌هایی در هلیکوپترهای جدید استفاده می‌شود.

تولید انبوه: سال 1942 تولید هلیکوپترهای سیکورسکی در امریکا آغاز شد. امروزه برای ساخت بسیاری از هلیکوپترهای جدید از ویژگی‌های ساختاری آن استفاده می‌شود. در این هلیکوپتر، در قسمت انتهایی ملخ کوچکی وجود دارد که با زاویه قائمه نسبت به ملخ اصلی قرار گرفته است و نقش مهمی در مقابله با نیروی گشتاور دارد. این نوع هلیکوپترها، نخستین هلیکوپترهایی هستند که از آنها را در ارتش بریتانیا استفاده شد.

پروازی شبیه پرندگان: این سکوی پروازی که در حقیقت ساختاری شبیه به نوعی قالیچه پرنده دارد،  سال 1955 مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. در این نوع هلیکوپتر خلبان روی سکویی که دو پروانه در بخش عقب آن قرار گرفته‌اند، می‌‌ایستد و برای تغییر مسیر از تغییر وزن خود استفاده می‌کند. این نوع هلیکوپتر بیشتر کاربرد نظامی دارد اما از آنجایی‌که آموزش سربازان برای استفاده از آن اغلب با مشکلات زیادی همراه بوده و همچنین سرعت پایین آن استفاده از این نوع هلیکوپتر را در عملیات نظامی غیرممکن می‌سازد، امروزه استفاده از آن منسوخ شده است.

عقاب دریایی بوئینگ: این نوع هلیکوپترها نسل جدید هلیکوپترهایی هستند که از سال 2005 تولید آنها آغاز شده است و در حقیقت نوعی هواپیما محسوب می‌شوند. ملخ‌ها روی قسمت‌هایی شبیه به بال هواپیما و با زاویه نسبت به بدنه نصب شده‌اند. این هواپیما صعودی عمودی داشته اما در وضعیتی شبیه به هواپیما پرواز می‌کند. پس از برخورد جریان هوا به پره‌های پروانه و موتور هواپیما، حرکت در مسیر موردنظر ادامه پیدا می‌کند و جالب این‌که سرعت پرواز این نوع هواپیماها، 2 برابر سرعت هلیکوپتر معمولی است.

پیش به سوی فضا: ایده اولیه ساخت این نوع هلیکوپترهای مخروطی شکل، ارسال هلیکوپترهای مجهز به پرتابه‌هایی در انتهای هر یک از پره‌های پروانه، به فضا بود که سه پرواز آزمایشی اولیه آن در کالیفرنیا با موفقیت انجام شد. پس از مدتی اصلاحاتی در طراحی آنها انجام شد تا به جای استفاده از بال‌ها یا چتر فرد و از پروانه‌ها برای فرود استفاده شود. اگرچه به نظر می‌رسید این طرح‌ ایده جالبی برای ساخت نسل جدید هلیکوپترها باشد، اما شرکت سازنده آن نتوانست هزینه‌های لازم برای تولید انبوه آن را تامین کند و در نتیجه اجرای این طرح در سال 2001 متوقف شد.

پرواز از قطب شمال به قطب جنوب: شرکت بل‌ (Bell) یکی از موفق‌ترین سازندگان هلیکوپترهای نظامی و غیرنظامی در سراسر دنیاست که مسوولیت ساخت نسل جدید هلیکوپترها را به عهده دارد. در سال 2007 جدیدترین هلیکوپتر ساخت این شرکت به پرواز درآمد. این هلیکوپتر با پرواز به دور دنیا از مسیر قطب شمال و جنوب، نخستین پرواز به دور دنیا با استفاده از هلیکوپتر را به نام خود به ثبت رساند. در این پرواز 17 روزه، دو سرنشین آن 101 بار سوختگیری انجام دادند. در هلیکوپترهای جدید نظامی در بالای تیغه‌های گردان هلیکوپتر، سیستمی برای شناسایی در نظر گرفته شده است که از قابلیت تنظیم هنگام پرواز برخوردار بوده و انجام ماموریت در شب و روز را امکان‌پذیر می‌سازد. این نوع هلیکوپتر مجهز به سیستم موقعیت‌ مکانیابی جهانی و همچنین سیستم ناوبری داخلی است که می‌توان با استفاده از آن با ذخیره‌سازی اطلاعات پیش از انجام ماموریت، نقاط مسیر و فرکانس‌های رادیویی را تعیین کرد. سیستم پیشرانه نیز سرعت، کشش و قابلیت مانور موردنیاز برای پایداری در شرایط رزمی را فراهم می‌کند. در نسل جدید هلیکوپترها موتور و سیستم انتقال قدرت به گونه‌ای تغییر یافته است که انتظارات سرنشینان را حتی در دمای بالا و شرایط اقلیمی مناطق دور دست نیز برآورده می‌سازد.

جالب است بدانید تیغه‌های این هلیکوپترها تمام کامپوزیت بوده و در برابر گلوله‌های احتمالی که هنگام عملیات جنگی آنها را هدف قرار می‌دهند مقاوم هستند. براساس پیش‌بینی‌های انجام شده با توجه به افزایش کارایی هلیکوپترهای امروزی در دهه‌های آینده، 5 تا 6 هزار هلیکوپتر مسافربری در سراسر دنیا خرید و فروش خواهد شد. بر این اساس بسیاری از متخصصان بر این باورند که تا سال 2015 بیش از 10 هزار هلیکوپتر جدید امروزی ساخته خواهد شد که 15 درصد آن غیرنظامی و 85 درصد دیگر نظامی خواهد بود.

پیچ پروازی، اختراعی استثنائی

لئوناردو داوینچی در سال 1483 میلادی تصویری از یک هواپیما با بال‌های مارپیچی را ترسیم کرد. این پیچ حلزونی پروازی مانند پیچ ارشمیدس عمل می‌کرد و می‌توانست جریان هوا را به طرف پایین حرکت دهد. اگرچه نظریه داوینچی در آن زمان بسیار جالب به نظر می‌رسید، اما هیچ‌گاه چنین هواپیمایی ساخته نشد. در قرن هجدهم و نوزدهم میلادی طرح‌های مختلفی برای ساخت بال‌های گردان در هواپیماها مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت.
نخستین بار یک فرانسوی هواپیمایی را طراحی کرد که انرژی لازم برای به حرکت درآوردن آن از بخار تامین می‌شد، او این هواپیما را هلیکوپتر نامگذاری کرد که واژ‌هایی یونانی و به معنی بال‌های حلزونی است.

فرانک فراهانی‌