Când eram mic, mă uitam cu admirație la libelule (acum le întâlnești mai rar), niște insecte care par atât de fragile, dar au o atât de mare libertate în zbor încât îți dau senzația că sfidează orice lege a gravitației. Și dacă te uiți la o libelulă vei înțelege imediat că ea a fost cea care ne-a inspirat să creăm una dintre cele mai ingenioase mașinării de zbor: elicopterul.
Totuși, prima inspirație nu a venit de la libelule, ci de la semințele de paltin, care cad învârtindu- se grațios în drumul lor spre pământ, fiind înzestrate de la natură cu niște adevărate aripi. Se pare că prima referință a generării portanței cu ajutorul unei aripi rotative apare în China, în secolul al IV-lea, în cartea Baopuzi, scrisă de Ge Hong, în care apare ideea unui vehicul zburător cu aripă rotativă:
„Cineva l-a întrebat pe maestru despre principiile urcării la înălțimi periculoase și călătoria în vastitatea văzduhului. Maestrul a răspuns: unii au făcut mașini zburătoare din miezul trunchiului de jujubă, folosind curele din piele de bou pentru a învârti elicele și a pune mașina în mișcare”.
Tot din China provine și o jucărie din bambus formată dintr-o tijă cu elice în capăt care zboară dacă rotești rapid tija între palme. Dacă a existat cu adevărat vreun elicopter chinezesc care se mai și ridica de la pământ la acea vreme, probabil că nu vom afla niciodată, pentru că nu s-a mai întâmplat mare lucru până când, în jurul anilor 1480, Leonardo da Vinci desena celebrul „șurub aerian”. Totuși, designul nu s-a transformat vreodată în vreun vehicul zburător. În notițele sale există dovada că a făcut câteva modele la scară mică, dar nu a reușit niciodată să facă în așa fel încât să nu se rotească și nacela odată cu vela elicoidală.
Primele gânduri despre elicopter
Jucăria chinezească veche nu a fost totuși uitată, iar în 1754, Michail Lomonosov, una dintre cele mai importante personalități academice ale Rusiei, făcea o demonstrație uluitoare la Academia de Științe a Rusiei. Era un dispozitiv mic, cu două rotoare în tandem, care reușea să se ridice după ce încărcai arcul metalic care le făcea să se rotească. Lomonosov dorea să-și folosească invenția pentru a ridica în aer instrumente meteorologice.
În 1783, Christian de Launoy și mecanicul său, Bienvenu, prezentau în fața Academiei Franceze de Științe o jucărie extrem de interesantă, formată dintr‑o tijă cu elice din pene de curcan la ambele capete. Între ele era montat un arc tensionat de simpla bobinare a unui fir de ață în jurul tijei.
„Arcul se detensionează rapid, rotind aripile de sus într-un sens și pe cele de jos în sens opus, astfel că percuțiile orizontale ale aerului neutralizează aripile, iar percuțiile verticale se combină pentru a ridica mașinăria. Așadar, ea se ridică și apoi cade din cauza propriei greutăți”, își descriau ei invenția.
Ceva mai târziu, Sir George Cayley avea să preia ideea francezilor, dar folosea benzi de cauciuc pentru a învârti aripile. Cayley este considerat a fi unul dintre primii ingineri aeronauți pentru contribuția sa în descoperirea vectorilor de zbor care influențează un vehicul zburător. Avea să devină curând unul dintre primii planoriști din istorie.
O jucărie a marcat destine
În 1870, francezul Alphonse Penaud crea un elicopter de jucărie cu rotor coaxial propulsat cu ajutorul unei benzi de cauciuc. Nu era o diferență mare față de designul lui Cayley, dar Penaud a reușit să comercializeze cu succes jucăria, iar una dintre acestea a ajuns și în mâinile de copii ai fraților Wright, influențându-i să îmbrățișeze pasiunea zborului.
Termenul de elicopter a fost menționat pentru prima oară de inventatorul francez Gustave de Pponton d’Amécourt, prieten al lui Jules Verne, care combina cuvintele de origine greacă helikos (elice) și pteron (aripă). Tot el definea termenul pentru că în 1861 inventa primul model de dimensiuni mici ale unui elicopter propulsat cu aburi. Din păcate, modelul său cu rotor coaxial nu se ridica de la sol, deși marca încă o premieră: utilizarea aluminiului!
În sfârșit, în 1877, italianul Enrico Forlanini crea un elicopter fără pilot care reușea să se ridice de la sol, fiind propulsat cu ajutorul unui motor cu aburi. Vehiculul său avea două elice contrarotative și s-a ridicat la 13 m de pământ unde a rămas aproximativ 20 de secunde.
Și Thomas Edison a eșuat
În 1885 și Thomas Edison a intrat în joc datorită finanțării de 1.000$ a lui James Gordon Bennett Jr. pentru experimente de zbor. Edison a creat un elicopter propulsat de unul dintre primele motoare cu combustie, dar acesta a explodat și a rănit unul dintre lucrătorii din laborator. Totuși, Edison și-a dat seama cu această ocazie că are nevoie de un motor mai performant. În 1908, tot el a patentat un design de elicopter cu motor alimentat cu benzină, dar nici acesta nu avea să se ridice de la sol.
În 1906, frații Jaques și Louis Breguet au început să experimenteze elicele pentru elicopter, iar un an mai târziu, acestea culminau cu un aparat de zbor inedit: Giroplane No.1. Era primul elicopter care își ridica pilotul la 60 cm deasupra pământului timp de un minut. Era un vehicul zburător cu patru elice foarte mari și nu era deloc stabil. De fapt, câte un om trebuia să-l țină în fiecare dintre cele patru colțuri ale ramei ca să nu o ia razna. De aceea, acesta este considerat ca fiind primul zbor al unui elicopter cu pilot, dar nu și unul liber.
În același an, conaționalul său, Paul Cornu crea elicopterul care îi purta numele și care folosea două rotoare în contrarotație de 6 m fiecare și propulsat de un motor de 24 cp. Pe 13 noiembrie 1907, elicopterul Cornu l-a înălțat pe acesta la 30 cm de sol timp de 20 de secunde. După câteva încercări, elicopterul avea să se ridice până la înălțimea de 2 m. Nici acest vehicul nu era însă stabil și a fost abandonat curând.
La începutul anilor ’20, inventatorul argentinian Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio a demonstrat una dintre primele sale aplicații de succes ale principiului de înălțare ciclică. Rotoarele coaxiale aflate în contrarotație puteau fi deformate pentru a crește sau descrește portanța produsă. De asemenea, rotoarele puteau fi înclinate înainte cu câteva grade, permițând astfel vehiculului să se deplaseze înainte fără a avea nevoie de o altă elice separată.
Tot Pescara reușea să demonstreze și principiul autorotației. În ianuarie 1924, Pescara testa primul său elicopter, dar…dezamăgire. Mașinăria nu a reușit nici măcar să-și ridice de la sol propria greutate. Totuși, guvernul britanic l-a identificat pe argentinian și l-a finanțat în continuare, iar al treilea său design avea un motor mai puternic, de 250 CP, cu care elicopterul putea zbura până la 10 minute.
În același timp, francezul Etienne Oehmichen bătea recordul (recunoscut de Federația Aeronautică Internațională) de distanță cu un quadrocopter. Însă nu vă gândiți că a străbătut Europa, ci doar 360 m. Pescara i-a bătut ulterior recordul parcurgând 736 m în patru minute și 11 secunde (13 km/h), menținând altitudinea deloc amețitoare de 1,8 m. Oehmichen a revenit cu un nou record de 1 km în 7 minute și 40 secunde. În sfârșit, se putea vorbi de aparate de zbor, nu de vehicule țopăitoare.
În SUA, în 1928, inginerul american Arthur M. Young a început experimentele cu elicoptere mici, propulsate de motoare electrice. El a inventat bara de stabilizare, o tijă cu greutăți la capete, montată pe aceași tijă cu elicele și care contribuie mult la stabilitatea elicopterului.
Nu a trecut mult până ce compania Bell Aircraft l-a cooptat pentru construcția unui elicopter. Young avea un buget de 250.000$ pentru a produce două elicoptere funcționale. În doar 6 luni, echipa lui Young a reușit să creeze primul elicopter, Bell Model 1, iar la scurt timp, acesta s-a transformat în Bell 30, primul strămoș care arăta cu adevărat ca elicopterele de astăzi.
URSS bătea recorduri în secret
Se lucra cu spor și în Uniunea Sovietică, unde Boris N. Iuriev și Alexei M. Ceriemuchin reușeau să construiască primul elicopter TsAGI 1-EA. Era un elicopter cu un singur rotor principal cu patru elice și câte două rotoare de 1,8 m diametru montate la coada și „nasul” elicopterului. Pe 14 august 1932, Ceriemuchin zbura cu 1-EA la o altitudine record de 605 m. Totuși, sovieticii nu erau afiliați la FAI și, oricum, treaba asta era considerată secretă așa că recordul nu a fost recunoscut.
În 1933, francezul Louis Breguet construia elicopterul Giroplane Laboratoire. Era un elicopter coaxial, cu două rotoare în contrarotație. După câteva teste și un accident, vehiculul decola pe 26 iunie, 1935. Cu pilotul Maurice Claisse la manșă, Giroplane Laboratoire a bătut câteva recorduri. Pe 14 decembrie 1935, acesta reușea să parcurgă un traseu de circuit închis cu diametrul de 500 m, iar anul următor, acesta bătea recordul de altitudine ridicându-se la înălțimea de 158 m.
Vă dați seama ce diferență era între acesta și elicopterul rusesc care urcase deja la peste 600 m. Totuși, pe 24 noiembrie 1936, Giroplane Laboratoire zbura un timp record de o oră, două minute și cinci secunde pe un traseu de 44 km cu o viteză de 44,7 km/h.
Sikorski lucra pentru SUA
În Statele Unite, guvernul lansa cursa pentru primul elicopter militar, iar W.Lawrence LePage și celebrul Igor Sikorski erau principalii competitori. LaPage a construit XR-1, o combinație dintre avion și giroplan în timp ce Sikorski s-a bazat pe un design mai simplu, cu un singur rotor și a creat modelul VS-300, primul elicopter practic, cu un singur rotor și cel mai bun la zbor după elicopterul sovietic TsAGI 1-EA dezvoltat în urmă cu aproape zece ani.
După VS-300, Sikorski a perfectat modelul R-4, primul elicopter produs în masă, cu comenzi de peste 100 de aparate. De altfel, R-4 a fost singurul elicopter folosit de forțele aliate în cel de-Al Doilea Război Mondial. R-4 a fost înlocuit de R-5 și R-6, iar până la sfârșitul războiului, Sikorski a produs peste 400 de elicoptere.
În paralel, Bell Aircraft dezvolta Bell 30 în modelul Bell 47, primul elicopter care primea certificare pentru a fi utilizat de către civili în 1946. A fost produs în mai multe țări și a fost cel mai popular elicopter timp de aproape 30 de ani. Cel mai probabil îl cunoașteți din genericul celebrului serial M.A.S.H., dar pot fi văzute chiar și acum survolând cerul. Sunt încă folosite pentru școlile de pilotaj și chiar în agricultură pentru că sunt foarte ușoare și simplu de manevrat.
În 1951, Charles Kaman și-a modificat modelul de elicopter K-225, aflat în serviciul marinei americane și l-a înzestrat cu primul motor turbină cu compresor. Avea să fie primul de acest fel din lume. Totuși, Aérospatiale Alouette II a fost primul elicopter din lume care era înzestrat din construcție cu turbină. Bineînțeles, motoarele au căpătat mult mai mare putere, fapt care a dus la posibilitatea construirii unor modele cu greutate mai mare, capabile de viteze sporite.
Acum, elicopterele sunt piese importante în războiul modern, fie că transportă provizii, trupe sau sunt înzestrate cu armament puternic. Elicopterele rămân și uneltele perfecte pentru recuperare și salvare pentru că pot ateriza aproape oriunde.
Cel mai tare elicopter
Ca să vedem unde s-a ajuns cu performanțele elicopterelor, ne uităm la unul dintre cele mai puternice elicoptere de atac din lume, Kamov Ka-52 Alligator. Este un elicopter rusesc, înzestrat cu două turbine Klimov TV3-117VK cu puterea totală de 2.250 de cai putere și viteza de 245 km/h! Este un adevărat monstru ucigător, rapid, înzestrat cu cele mai moderne instrumente de avionică, care poate căra un adevărat arsenal.
