Mikä on roottorijärjestelmä?

Roottorijärjestelmä viittaa siipipyörään, potkurimaiseen mekanismiin, joka on kiinnitetty helikopterin yläosaan. Järjestelmä koostuu useista teristä, jotka on liitetty napaan, joka on kiinnitetty lentokoneen mastoon. Roottorijärjestelmät ovat vastuussa helikopterin varustamisesta pystysuoralla liikkeellä ja työntövoimalla. Tämän järjestelmän kolme päävaihtoehtoa ovat nivelletty, puolijäykkä ja jäykkä.

Helikopterit luottavat veneen päällä olevaan pääroottoriin sekä nostoon että työntövoimaan. Hissi on vastuussa pystysuorasta liikkeestä ja helikopterin painon ylläpitämisestä kerran ilmassa, kun taas työntövoima on vastuussa veneen liikuttamisesta kerran ylhäällä. Työntövoima kuvaa eteenpäin, sivuttain ja taaksepäin suuntautuvia liikkeitä. Samoin kuin potkurikäyttöisissä lentokoneissa, siipien liike ilman läpi luo työntövoimaa, ei itse moottoria. Toisin kuin potkurikäyttöiset lentokoneet, helikopterin terät ovat myös vastuussa nostosta, mikä vaikeuttaa liikkumista ilmassa.

Vaikka roottorijärjestelmiä on erilaisia, useimmat sisältävät samat keskeiset rakenneosat. Roottorijärjestelmät on kiinnitetty helikopterin moottorista ja vaihteistosta nousevaan keskimastoon. Masto on yksittäinen palkki, jota moottori kääntää ja saa maston päällä olevat terät pyörimään. Terien alapuolella on napa, joka koostuu erilaisista mekanismeista, joiden avulla teriä voidaan säätää lentoa varten eri ympäristöissä.

Vuonna 2011 suurin osa käytössä olevista helikoptereista käyttää nivelroottorijärjestelmää. Niveljärjestelmissä on kolme tai useampia teriä saranoilla, joiden avulla jokainen terä voi liikkua erikseen. Terät voivat liikkua ylös ja alas suhteessa napaan, eteenpäin ja taaksepäin, ja niitä voidaan kallistaa suhteessa terän pituuden läpi kulkevaan yhdensuuntaiseen keskiakseliin. Tämä on edullista useimmissa ympäristöissä ja halvempaa kuin saranaton vastine.

Jäykkä roottorijärjestelmä, jolla on sama toiminto kuin niveljärjestelmä, luopuu perinteisistä niveltyyppisistä saranoista. Sen sijaan jäykkä järjestelmä sallii jokaisen terän saman yksittäisen liikkeen kuin niveljärjestelmä hyödyntämällä komposiittitaivutuksia ja elastomeerilaakereita. Nämä materiaalit mahdollistavat roottorijärjestelmän siipien ja osien taipumisen, mikä estää saranojen tarpeen. Taivuttavat terät vähentävät värähtelyä ja parantavat lentokoneen reagointikykyä. Jäykkiä roottorijärjestelmiä käytetään usein erikoistuneissa lentokoneissa, kuten armeijan käyttämissä lentokoneissa, joissa hinta ei ole huolestuttava, mutta muilla alueilla rajoitettu korkeiden kustannusten vuoksi.

Puolijäykissä roottorijärjestelmissä on vain kaksi terää, eikä kumpikaan pysty itsenäiseen liikkeeseen. Sen sijaan koko napa liikkuu maston päällä lennon aikana. Tätä järjestelmää kutsutaan myös kääntyväksi roottoriksi terien liikkeen vuoksi. Kun napa kallistuu ja yksi terä liikkuu alaspäin, vastakkainen terä pakotetaan ylös. Tätä järjestelmää ei käytetä niin usein kuin kahta muuta.