Kaman K-MAX

„A legfurcsább égi daru”


Tervezés:

Az első ténylegesen használható helikopterek csak a második világháború alatt jelentek meg, annak ellenére, hogy fejlesztésük gyakorlatilag párhuzamosan haladt a repülőgépekével. Ennek a számos megoldandó műszaki probléma volt az oka: egyrészt ki kellett dolgozni egy módszert a rotorlapátok szögének ciklikus szabályozására, másrészt megoldást kellett találni a rotor forgatónyomatékának kiegyenlítésére.

Az helikopterek két fő elemből állnak: a törzsből, amely a levegőben gyakorlatilag áll és a felhajtóerőt termelő forgó rotorból. A problémát az okozza, hogy egy kiegészítő megoldás nélkül a motor energiája nem kizárólag a rotor forgatására fordítódna, mivel stabilitás híján a helikopter törzse is (ellenkező irányba) forogni kezdene, irányíthatatlanná téve a helikoptert (ráadásul a lassabban forgó rotor már nem termelne elég felhajtóerőt, ezért a gép lezuhanna).

Ezt a problémát a farokrotor beépítésével oldották meg: ez egy második, kisméretű függőleges rotor, amelynek egyetlen szerepe van: a rotor által keltett forgatónyomaték ellensúlyozása.

A farokrotor bonyolultabbá és drágábbá tette a helikoptert, ráadásul nem szolgáltatott tolóerőt, ezért további módszereket is kidolgoztak a helikopterek stabilizálására. Ilyen volt a szovjet Kamov tervezőiroda által preferált komplex, ám kisméretű koaxiális rotoros megoldás, amelynél egymás fölé két rotort építenek be: az egymással ellentétes irányba forgó rotorok kioltják egymás forgatónyomatékát, ezért nincs szükség farokrotorra.

Azonos elven működnek a kétrotoros helikopterek is, de ezeknél az első rotor általában a típus elejére, a másik a végére kerül (egyes változatoknál távtartókkal a helikopter két oldalára).

Természetesen ezek mellett további használható rendszereket is kidolgoztak pl.: a gázturbinás sugárhajtóművekből kiáramló gázokat felhasználó NOTAR rendszer, amely a „no tail rotor”, azaz nincs farokrotor szavak összevonásából kapta a nevét.

Egy másik megoldás az amerikai Charles Huron Kaman vállalata által használt intermeshing rotors, azaz a kb. átfedő, egymásba forgó rotorok nevet viseli (nincs rá bevett magyar kifejezés).

Ennél a kialakításnál két, egymástól független tengelyt alkalmaznak, amelyek mozgás közben részben átfedik egymás pályáját. Mivel (megfelelő működés esetén) a két tengely tökéletes szinkronban van, ezt a módszert synchropter-nek (angol; ~ szinkropternek vagy szinkrokopternek) is nevezik.

Ilyen helikoptekkel a német Anton Flettner már a második világháború alatt is kísérletezett és Flettner Fl 282 „Kolibri” jelzésű típusát a hadsereg ténylegesen is használta. A háború végén (számos német tudóssal együtt) Flettner-t is begyűjtötte az Amerikai Egyesült Államok (Operation Paperclip), majd saját szolgálatába állította.

Flettner először maga alapított céget Flettner Aircraft Corporation néven, de ez nem vált sikeressé, ezért később a Kaman Aircraft főtervezőjévé vált. Több helikoptert tervezett a Kaman-nak, amely Flettner 1961-es halálát követően tovább ragaszkodott az egymást részben átfedő rotoros megoldáshoz. A hidegháborút követően a cég egy újabb típussal, a K-1200-assal rukkolt elő, amelyet K-MAX-ként értékesítettek.


Konstrukció:

A K-MAX két szerkezeti sajátosság rendelkezik, ezáltal teljesen egyedi felépítésű típussá vált: egyrészt a Kaman ezen a helikopteren is az egymást részben átfedő rotorokat használta, másrészt a K-MAX bár teherszállító típusnak készült, egyáltalán nem kapott rakteret. E helikopter építésénél könnyűfémeket használtak, a rotorok üvegszál erősítésű műanyagból készültek (meglepő módon a rotorok vázát fából építették, ugyanis ennek kis tömeg mellett jó a rezgés-elnyelő képessége és a sérülés-állósága).

A gép törzse sem a megszokott alakú volt: a típus csúcsára állított háromszög keresztmetszetet kapott, de ez nem öncélú látványelem: ezáltal a pilóta jobban lát lefelé, ami esszenciális a függesztett terhet szállító helikoptereknél (hasonló okból a Sikorsky CH-54-es helikopterre a pilótafülke mögé egy harmadik, hátrafelé néző ülést építettek be - a rakományért felelő katona egy nagyméretű szélvédőn át követhette a szállítmányt). Hasonló okból tervezték a K-MAX orrát karcsúra és építettek be erősen kidomborodó oldalablakokat.

A típus két, egyenként kétlapátos rotorja a gép függőleges tengelyéhez képest kb. 25 fokos szöget zártak be. A kettős rotor alkalmazása miatt nem volt szükség farokrotorra, ezáltal az erősen elkeskenyedő farokrészt kisebbre építhették (a stabilitást fokozására függőleges vezérsíkokat építettek be).

A K-MAX-ot egyetlen Honeywell T53-17-es gázturbinás sugárhajtóművel szerelték, amely eredetileg 1800 lóerős teljesítményre volt képes, de ezt 1500 lóerőre csökkentették, hogy a típus terhelhetősége kedvezőtlen körülmények között (extrém időjárás, nagy magasság) se csökkenjen. Ez természetesen a teljesítmény csökkenésével járt: a K-MAX végsebessége - erős hajtóműve ellenére - mindössze 185 km/h, de feladatköre miatt ennél többre nincs is szüksége.

A légi járművet háromtagú futóművel látták el, melyek közül a hátsó kettőt a törzstől távol építettek be (hogy megakadályozzák a helikopter felborulását), az orr alatti első tengely hagyományos kialakítású volt.

Azért, hogy a helikopterrel puha felületen (havon, homokon) is lehessen landolni, a kerekekre ún. „bear paw” (angol; medve tappancs) emelek kerülte, amelyek gyakorlatilag vízszintesen beszerelt fémlapok voltak, a közepükön vágattal a kerék számára.

A K-MAX egyszemélyes pilótafülkét kapott, a vezető ütés-elnyelő ülésben ül, viszont a belső raktér csupán kisebb tárgyak elhelyezésére szolgál.

E típust kifejezetten nehéz terhek szállítására tervezték: a K-MAX egy ún. égi daru típusú helikopter, amely a szállítandó terhet a törzs alá függesztve emeli a levegőbe. A K-MAX maximum 2722 kg-nyi (6000 fontnyi) terhet emelhet fel ilyen módon, ami méretéhez képest rendkívül jó adatnak számít, tekintve, hogy a típus üres tömege csupán 2334 kg.


Szolgálatban:

A K-MAX első prototípusa hosszú tervezési munkát követően 1991. december 23-án emelkedett először a levegőbe. A típus tervezésénél a megbízható működést és az alacsony üzemeltetési költséget tartották szem előtt.

Mivel a terhelés megoszlik a helikopter két tengelyén, a forgó alkatrészek mérsékeltebb kopásnak vannak kitéve, ezáltal élettartamuk jóval hosszabb a többi helikopter azonos alkatrészeinél (a típus hajtóművét 1500 munkaóránként kell átvizsgálni, tervezett élettartama 10000 munkaóra).

Az enyhén oldalra döntött főtengelyek miatt a K-MAX lebegés közben meglepően stabil, mivel az erők mindkét oldalról a gép középpontja felé hatnak. Ezt kihasználva a típus precíz emelési műveletek végrehajtására is képes, pl.: fokozottan veszélyes kémiai vegyületeket tartalmazó hordók szállítására.

Az egymásba forgó rotorokkal felszerelt helikopterek sosem terjedtek el széles körben (a legsikeresebb ilyen típusból, a Kaman HH-43-asból is mindössze néhány százat építettek), a K-MAX-ból pedig csupán néhány tucatot (részben azért, mert a vásárlók ódzkodtak a különleges kialakítástól).

A K-MAX legfontosabb megrendelői a katonaságok; az amerikai tengerészgyalogság (USMC), valamint a kolumbiai hadsereg légi alakulata (CNAA), rajtuk kívül azonban több további polgári vállalatok is vásároltak a típusból, köztük a német HELOG és az amerikai Timberline Helicopters.

Bár e helikopter elsődleges feladata a teherszállítás, gyakorlatilag bármilyen kényes vagy túlméretezett terhet szállíthat, amely össztömege nem haladja meg a 2722 kg-ot. A külső terhek mellett a K-MAX üzemeltethető légimentőként is (az orvosi eszközök a pilótafülke mögötti raktérben helyezhetők el). A járműhöz terveztek egy különleges, fekvő ”C” alakú tárolót, amelyet felszerelve a helikopter tűzoltásra is alkalmassá válik (ld. jobbra).

A K-MAX egyik meglepő felhasználása az épület-romboló gömbbel felszerelt variáns - ezzel ugyanúgy képes a kijelölt objektum gyors bontására, mint a hagyományos, daruval felszerel földi gépek. Egy K-MAX 2008-ban ezzel a módszerrel bontotta le az Ursuline Campus Schools (Louisville, Kentucky, Amerikai Egyesül Államok) egyik kéményét.

Erre a legtöbb helikopter számára lehetetlen feladatra szintén azért képes, mert a szinkrokopter-kialakítás miatt nagyon nehezen borul fel (a megdőlő helikopterek forgószárnyairól leválhat az áramlás, amitől lezuhannak, a K-MAX két, eltérő dőlésszögű lapátjaiból viszont legalább az egyik mindig termel felhajtóerőt).

A K-MAX gyártását 38 példányt megépítése után, 2003-ban állították le, de az USMC egyik programja miatt felmerült a gyártás felújítása. Ehhez a Lockheed-Martin repülőgép-ipari óriás-vállalattal együttműködve a Kaman létrehozta a K-MAX autonóm változatát. Ez annyit jelent, hogy a típusból megépítettek és teszteltek egy pilóta nélküli változatot, amely a K-MAX Unmanned Multi-Mission Helicopter nevet kapta (angol; ~ K-MAX pilóta nélküli, többfeladatú helikopter).

A bal- illetve jobboldali fotókon jól látható a drón K-MAX üres pilótafülkéje.

A két vállalat 2010 végén nyerte meg a Naval Air Systems Command (NAVAIR) pályázatát, amelyhez két prototípust építettek, majd később még egyet: ezek 2012 közepéig, kilenc hónap alatt 525 repült órát teljesítettek Afganisztánban; ez idő alatt több mint 700 tonnányi terhet szállítottak. 2015-ben a Kaman újraindította a típus gyártását, miután az üzemeltetők további 10 gépre adta le megrendelést.


Műszaki adatok:

Név: Kaman K-MAX

Típus: (égi daru típusú) teherszállító helikopter

Fizikai jellemzők:

Hossz: 15,80 m

Rotorátmérő: 14,70 m

Magasság: 4,14 m

Szerkezeti tömeg: 2,334.kg

Max. felszálló tömeg: 5.443.kg

Motor: 1 db gázturbinás sugárhajtómű, 1800 Le-s (Honeywell T53-17)

Személyzet: 1 fő

Fegyverzet: nincs

Teljesítmények:

Végsebesség: 185 km/h

Csúcsmagasság: 8.875.m

Emelkedőképesség: ismeretlen m/perc

Hatótávolság: 494 km


Vissza
Ötlet.Minőség.Elfnet.hu | 2011-2017 | Minden jog fenntartva.