3 lutego 2023

 

monokopter

Pionierzy awiacji niejednokrotnie inspirowali się przykładami ze świata natury. Zanim powstały pierwsze funkcjonalne płatowce, rozważano liczne wzorce skrzydeł i wirników. Ostatecznie wykształciły się dwie podstawowe konfiguracje statków powietrznych: z jednej strony samoloty i szybowce, ze skrzydłami wytwarzającymi siłę nośną, a z drugiej strony helikoptery (obecnie także multikoptery) i wiatrakowce, w których siłę nośną generują wirniki. Monokoptery, czyli aparaty latające w konfiguracji wirującego skrzydła, nie dają się łatwo sklasyfikować według tego podziału.

Jacek Zbierski

Zasada działania monokopterów czerpie inspirację od nasion klonu. Podczas swobodnego opadania, przepływ powietrza wprowadza skrzydło w ruch rotacyjny, co z kolei generuje siłę nośną. Taki aparat z natury jest jedynie szybowcem, jednak różni wynalazcy i konstruktorzy dostrzegli w nim pewien potencjał i podjęli się budowy monokopterów wyposażonych w napęd i układ sterowania, co okazało się niełatwe.

O trudnościach jakie napotyka budowa monokopterów świadczy dobitnie historia jedynego załogowego aparatu latającego tego typu. W latach 1912-1914 we Francji powstała wyjątkowa maszyna latająca – Gyroptere, której konstruktorami byli Alphonse Papin i Didier Rouilly. Zbudowana w konfiguracji wirującego skrzydła miała nieruchomą, łożyskowaną gondolę pilota, umieszczoną w środku ciężkości. Z jednej strony gondoli znajdował się silnik stanowiący przeciwwagę dla rozciągającego się po drugiej stronie gondoli płata o długości 6 m i powierzchni 12 m2. Do napędu zaplanowano silnik 100 KM, który miał spełniać przyjęte założenia, ale okazało się, że dostępny jest tylko popularny wówczas silnik gwiazdowy Le Rhone, o mocy 80 KM. Całość ważyła 500 kg.

Zasada działania Gyroptere była następująca:

  • Silnik napędzał wentylator, tłoczący powietrze wraz z rozgrzanymi spalinami poprzez kanał we wnętrzu skrzydła do dyszy umieszczonej na krawędzi spływu na samym końcu płata. Strumień wylotowy miał prędkość 100 m/s i wprowadzał skrzydło w ruch obrotowy.

  • W gondoli centralnej pilot dysponował bardzo ograniczonym układem sterowania, złożonym z dwóch pedałów, z których jeden kontrolował przepływ powietrza przez skrzydło, a drugi przez dodatkową rurę w kształcie gigantycznej fajki, za pomocą której pilot miał zarówno nadawać maszynie ruch postępowy, sterować, jak też zapobiegać autorotacji gondoli.

gyroptere

W 1915 roku przygotowano prototyp do pierwszego lotu testowego nad jeziorem Cercey pod Pouilly-en-Auxois w Burgundii. Całe szczęście, że test odbywał się na wodzie, bo próba nie wypadła pomyślnie. Gondola pilota Gyroptere stanowiła zarazem pływak. Potwierdziły się obawy konstruktorów – wydajność układu napędowego była niewystarczająca. Silnik o mocy 80 KM, zamiast docelowych 100 KM, pozwalał na uzyskanie jedynie 47 obrotów skrzydła na minutę, podczas gdy z obliczeń wynikało, że do startu potrzeba 60 obrotów na minutę. Cała konstrukcja okazała się przy tym niestabilna i obracające się skrzydło uderzało o powierzchnię wody, co doprowadziło do uszkodzenia maszyny. Armia nie była zainteresowana dalszym rozwojem projektu, a jedyny egzemplarz Gyroptere trafił na złom. Od tamtego czasu nikt więcej nie podjął się budowy załogowego monokoptera. Co jednak nie znaczyło, że idea aparatu latającego inspirowanego autorotacją nasion klonu zupełnie zanikła.

 

Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 9/10 (180/181) Wrzesień/Październik 2022

Jak zakupić