سامانه ای به نام "نوتار" (NOTAR = No Tail Rotor)

آیا میدانید "NOTAR" چیست.!؟



MD-500


بالگرد محموله خود را که عبارت بود از یک دستگاه تهویه هوا، تازه بر روی سقف یک ساختمان تخلیه کرده بود که سانحه اتفاق افتاد.! دم بالگرد به تابلوی تبلیغاتی برخورد کرد و به دنبال آن پرنده از ارتفاع شش متری بر روی بام سقوط کرد..........

یکی از پرنده های بسیار پرکاربرد که در بالا به شرحی از یک سانحه آن پرداخته شد، بالگرد است. بالگرد به دلیل توانایی پرواز ایستا از مزایای فراوانی برخوردار است اما به دلیل وجود چرخانه های آزاد و بدون حفاظ، به خصوص چرخانه دم، دارای معایبی است که کار با آن را قدری خطرناک می سازد.

این امر مهندسان را واداشته است تا تلاش فراوانی صرف ارتقای ایمنی بالگردها کنند که نمونه های آن را می توان در ابداع ساماKه های جلوگیری از برخورد به موانع و همچنین ارایه سامانه هایی برای جانشین کردن ملخ دم،در طرحهایی مثل شینوک و H-43 ،از دو چرخانه اصلی غیر هم محور استفاده شد.بعضی از شرکتها مثل "یوروکاپتر"به طرح "فنسترون" روی آوردند و شرکتی مانند "کاموف" از دو چرخانه اصلی هم محور و خلافگرد استفاده می کند. اما یکی از راه حلهای پیشنهادی ،سامانه ای است که شرکت "مک دانل داگلاس" ابداع کرد و "نوتار" نام دارد.

طرح نوتار به طور جدی برای نخستین بار توسط مهندسی به نام "اندی لوگان" در شرکت "مک دانل داگلاس" و در اواخر دهه 1970 ارایه شد.
او شرکت را متقاعد کرد تا آزمایشهایی بر روی یک فروند OH-6A انجام شود. در پایان آزمایشها با وجود موفقیت سامانه نوتار، به دلیل بروز مشکلاتی در کنترل پذیری بالگرد، طرح مزبور کنار گذاشته شد.


OH-6A


یک دهه بعد در اواخر دهه1980 آزمایشهای دیگری نشان داد که با اندک تغییری بر روی همان سامانه که شامل دو شکاف به جای یک شکافت در امتداد دم می شد،می توان به کنترل پذیری مطلوب دست یافت.این موفقیت مک دانل داگلاس را به تولید این بالگرد سوق داد و نخستین بالگرد نوتار که یک فروند MD-520 N بود در 21 اکتبر سال 1991 تحویل مشتری گردید.

"نوتار" چگونه عمل می کند؟


مبنای کار نوتار "اصل کواندا" است.این پدیده که نخستین بار توسط دانشمند رومانیایی "هنری کواندا" در اوایل سال 1910 کشف شد ،چنین تعریف می شود:"تمایل یک جریان سیال برای چسبیدن به سطح جامدی که در کنار مسیر آن قرار دارد،حتی اگر سیال از مسیر خود منحرف شود."
این پدیده را می توان به این صورت توضیح داد که وقتی جریانی از یک سیال مثلا هوا ایجاد می شود، بنابر اصل "برنولی"* فشار جانبی آن کمتر از فشار هوای ساکن اطراف خود است که این اختلاف فشار سبب می شود جریان در حال عبور، هوای ساکن اطراف را به سمت خود بکشد. حال اگر در یک طرف این جریان، به جای هوای ساکن یک سطح صلب قرار گیرد، جریان عبوری به طرف این سطح کشیده شده و به آن می چسبد.

در سامانه "نوتار" ، بخشی از جریان پایین رونده ای که توسط چرخانه اصلی ایجاد می شود، وارد دریچه های ورودی روی بدنه شده و از آنجا توسط یک فن که سرعت گردش آن ثابت بوده ولی گام آن با پدال خلبان تغییر می کند،به داخل استوانه دم هدایت می شود. در مرحله بعد قسمتی از این جریان توسط دو شکاف که در امتداد استوانه دم قرار دارند به بیرون رانده می شود. مطابق اصل کواندا که پیشتر توضیح داده شد، این هوای خروجی به سطح دم چسبیده و جریان رانده شده توسط پروانه اصلی را نیز به سمت خود می کشد.جریان هوای حاصل از ترکیب این دو جریان، نسبت به استوانه دم انحراف پیدا کرده و نوعی رانش سمتی برای دم به وجود می آورد که به خنثی شدن قسمت اعظم گشتاور ناشی از چرخانه اصلی بالگرد می انجامد.

در انتهای دم نیز یک رانش دهنده قرار دارد که شامل دو قطعه مخروطی شکل (یکی ثابت و دیگری متحرک) می شود. مخروطها دارای دریچه هایی هستند که با حرکت مخروط متحرک بر روی مخروط ثابت، تنظیم شده و در نتیجه میزان هوای جت خروجی از رانش دهنده کنترل می گردد.به این ترتیب رانش دهنده انتهای دم علاوه بر خنثی نمودن باقی مانده گشتاور چرخانه اصلی، به خلبان این امکان را نیز می دهد که کار هدایت سمتی بالگرد را به خصوص در پرواز ایستا انجام دهد.



چگونگی عملکرد سامانه نوتار


علاوه بر سامانه های گفته شده در بالا ، یک جفت سکان عمودی متحرک هم روی استوانه دم نصب گردیده تا هدایت سمتی بالگرد در پروازهای رو به جلو تسهیل گردد.

به لحاظ مکانیکی سامانه "نوتار" را می توان به گونه ای مشابه سامانه های پیش از خود دانست.به عبارت دیگر در بالگردهای نوتار محور گرداننده فرعی به جای آنکه به چرخانه دم متصل باشد، یک فن را به حرکت در می آورد. از مهمترین مزایای این روش نسبت به ساختارهای سنتی دارای ملخ دم، می توان به سرو صدای کمتر و همچنین آسیب پذیری کم آن اشاره کرد. ضمن آنکه خطر آفرینی ملخ دم را برای افرادی که در نزدیکی بالگرد روی زمین هستند ، ندارد. مزیت دیگر این سامانه ، کاسته شدن از تعداد قطعات گردنده بخصوص یاتاقانهاست که خود موجب افزایش ایمنی و کاسته شدن از هزینه های تعمیر و نگهداری می شود.

در پایان باید گفت که با وجود محاسن بالا، نوتار نسبت به سامانه چرخانه دم ، در مجموع دارای تعداد قطعات بیشتری است ضمن آنکه توان بیشتری هم مصرف می کند ولی با وجود این، مزایای این سامانه توجه متخصصان و صاحب نظران را به خود جلب کرده است.


* : اصل برنولی چنین می گوید: فشار جانبی یک جریان سیال با سرعت حرکت آن نسبت عکس دارد.





1-ورودی هوا
2-فن با گام متغییر
3-جریان هوای داخل استوانه دم و شکافهای روی استوانه دم
4-سکان عمودی متحرک
5-جریان هوای خروجی از رانش دهنده
6-جریان هوای چرخانه اصلی
7-مقطع عرضی تیرک دم
8-نیروی رانش ایجاد شده