Vrtulník
7/2010


Vrtulník nebo také letadlo s rotujícím křídlem.

Primárně není vrtulník vybaven pevným křídlem, které by vyvozovalo vztlak. Ten je vyvozován horizontálně rotujícími nosnými plochami (rotorem). Pohyb do stran zajišťuje horizontální síla vyvozovaná naklápěním rotoru.

Spolu s klasickým letadlem těžším vzduchu je vrtulník poměrně mladý. Jeho princip byl ale popsán již ve 4. stol. v Číně a odtamtud jsou známy i hračky využívající rotujícího křídla. V Evropě se mu teoreticky věnoval až Leonardo da Vinci a v 19. století se objevuje v románech Julese Vernea.

Zdokumentovaný vrtulník sestrojil francouzský obchodník s jízdními koly, Paul Cornu. Jeho stroj měl dva šestimetrové rotory po 4 listech a poháněn byl spalovacím motorem o 24 ks. Poprvé se od země odlepil 8. listopadu roku 1908 (několik cm) a za několik dnů se vznesl do výšky 1,5m. Neměl ještě žádné stranové ovládání.

Ovšem v té době se už vrtulníkům věnují i jiní a i u nás doma.

Mezi slovenské konstruktéry vrtulníků patřil i Ján Bahýl (1856-1916), stavební důstojník rakousko-uherské armády. Za svého působení v jugoslávském Trebeniku v roce 1894 sestrojil zvláštní konstrukci tzv. bicyklového vrtulníku. Po příchodu do Bratislavy (březen 1895) na něj dostal  patentní listinu (srpen téhož roku), podepsanou samotným císařem. Dne 30.5.1897 pak před vojenskou komisí dosáhl Bahýlův model výšky 3 m a udržel se ve vzduchu 55 sekund. Zkonstruoval i další stroje, které vzlétli, ale neuspěl s nimi, takže je nemohl zdokonalovat a jejich výkony nepřesáhly hranice krátkých nízkých vzletů.

Přibližně v téže době řešil problémy letu profesor brněnské techniky Georg Wellner, který zpracoval několik projektů letadel. Z roku 1903 je známý jeho projekt "prstencového letadla" - vrtulníku s mnohalistým rotorem, poháněným motory s vrtulemi na koncích rotorových listů.

Byly i další nadšenci věnující se teoreticky i prakticky vrtulníkům.

Budoucí letecký konstrultér Pavel Beneš. Vít Malec ze Smíchova (1910). Strojní zámečník Františka Nováka z Veselí nad Lužnicí (1910 až 1914). Železničář Čeněk Chalupský. Během války spolupracoval v Rakousko - Uhersku na konstrukci poměrně úspěšného upoutaného vrtulníku Ing.Vilém Žůrovec se skupinou maďarských konstruktérů - prof. Th. von Kármán a von Petróczy.

Po válce ve dvacátých letech, se modely vrtulníků zabýval Vojenský letecký ústav studijní (VLÚS). Dva z těch, které zde byly zkonstruovány, jsou vystaveny v kbelské expozici letectva a PVO Vojenského muzea v Praze.

V roce 1925 zhotovil model třírotorového vrtulníku plzeňský letecký průkopník Karel Tuček.

Konstrukcí vrtulníku se zabýval také akademický sochař František Formánek. Jeho modely se čtyřlistým nosným rotorem byly poháněny dvěma elektromotory, napájenými kabely ze země. Maximální výška dosažená upoutaným modelem byla asi 60 m.

Průkopníkem v oblasti letadel s rotující nosnou plochou se stalo před druhou světovou válkou Německo, hlavně pak firmy Flettner a Focke Achgelis. První plně funkční vrtulník byl představen v roce 1938 v Berlíně. Po válce už se staly dominantními výrobci vrtulníků SSSR a USA.

Základem vrtulníku je rotující nosná plocha. Další konstrukční uspořádání už se dělí na několik řešení:
- vrtulník s hlavním a vyrovnávacím rotorem. Otáčející se hlavní rotor vyvozuje reakční moment otáčející vrtulníkem a je kompenzován vertikálním rotorem na ocase. Přes kapotovaný vyrovnávací rotor se došlo až ke konstrukcím s vyrovnáváním pomocí ocasní vzduchové trysky.
- vrtulník se dvěma samostatnými protiběžnými hlavními rotory
- vrtulník se dvěma souosými protiběžnými rotory

Pohon obstarávají pístové nebo turbohřídelové motory.

Řada vrtulníků se vyrábí jako víceúčelové upravitelné pro přepravu osob nebo nákladu. Speciální provedení nebo typy jsou např.:
- bitevní vrtulníky
- vrtulníky pro námořní hlídkovou službu
- létající velitelské stanoviště
- vrtulníky letecké záchranné služby
- jeřábové vrtulníky - …

Díky své koncepci může vrtulník startovat kolmo z místa. To ho činí nezávislým na velkých zpevněných letištích a umožňuje činnost v terénu. Kromě toho je schopen visení na místě nebo velmi pomalého letu, včetně "couvání". Nevýhodou oproti klasickým letadlům je nižší letová rychlost a nemožnost klouzavého letu bez motoru. Při poruše motoru je nutné (při dostatečné výšce a rychlosti) nastavit velmi rychle vrtulník do režimu autorotace, kdy je rotor roztáčen tlakem přes něj proudícího vzduchu a umožňuje nouzové přistání.

Tohoto efektu se využívá u strojů s nepoháněným rotorem, virníků (autogyr) . Využívají autorotace, ale rychlost ke vzletu i vlastnímu letu jim musí dodat jiný pohon (např. motor s leteckou vrtulí). Ty byly do praktického stavu dovedeny už před standardními vrtulníky. První vírník sestrojil roku 1923 Španěl Juan de la Cierva. Před druhou světovou válkou byly vírníky oblíbené jako pozorovací a spojovací letouny. Jejich předností byla zejména nízká minimální rychlost a velmi krátká startovací i přistávací dráha.

  www.vrtulnik.cz L+K Speciál 7/2006
Wikipedie