A história do avião pode ser rastreada até aos voos de. pilotado, controlado e autonomamente propulsionado

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1 A história do avião pode ser rastreada até aos voos de Otto Lilienthal, Samuel Langley, e até ao primeiro voo pilotado, controlado e autonomamente propulsionado de Orville e Wilbur Wright em 1903: Ver: Slide 1

2 A história do helicóptero é muito menos clara: As ideias de um voo vertical podem ser encontradas em brinquedos chineses usados em 400AC Leonardo da Vinci tem planos para um aparelho parecido com um helicóptero levando uma pessoa em 1483 Slide 2

3 É necessário fazer uma diferença entre as primeiras tentativas de desenvolvimento de um helicóptero funcional: Inventivas: onde a intuição era a grande arma utilizada. Científica: Onde o projecto era baseado no conhecimento científico. Quase todas as primeiras tentativas podem ser consideradas como inventivas. Slide 3

4 Houve seis problemas técnicos fundamentais que limitaram as primeiras experiências com helicópteros. 1. O conhecimento básico da aerodinâmica do voo vertical. 2. A falta de um motor suficientemente potente. 3. Minimizaropesoestruturaleopesodomotor. 4. Cancelar a reacção do binário do rotor. 5. Conseguir a estabilidade e controlo da máquina. 6. Vencer o problema das vibrações. Slide 4

5 No Reino Unido, em 1796, Sir George Cayley construiu os primeiros modelos de helicópteros que eram movidos por dispositivos elásticos. Publicou em um artigo em três partes onde se estabeleceu as bases para a aerodinâmica moderna. Slide 5

6 Em 1880s, Thomas Alva Edison realizou experiências com modelos de helicópteros com motores eléctricos nos EUA. Foi um dos primeiros a perceber a necessidade de um rotor com um grande diâmetro e pás com uma pequena área de maneira a conseguir uma boa eficiência ao pairar. O caminho científico de Edison provou que era necessário uma boa eficiência aerodinâmica do rotor assim como uma potência elevada do motor para se conseguir o voo controlado de uma helicóptero. Slide 6

7 Em 1907, cerca de 4 anos após o voo dos irmãos Wright, um fabricante de bicicletas Francês Paul Cornu construiu um aparelho para voo vertical que conseguiu (nunca provado) levantar pela primeira vez uma pessoa. Slide 7

8 Vídeo Paul Cornu 100 anos de História do Helicóptero De YouTube Slide 8

9 Em 1904 um cientista e académico francês Charles Richet construiu um pequeno helicóptero sem piloto. Sem bem que esta experiência não teve sucesso, um do alunos de Richet's foi um pioneiro famoso da aviação: Louis Breguet Louis Breguet fez teste minuciosos de várias formas de perfis alares em paralelo com os testes realizados pelos irmãos Wright. Por esta razão percebia o essencial da teoria da aerodinâmica do helicóptero. Slide 9

10 Vídeo Louis Breguet De YouTube Slide 10

11 No início de 1900 na Rússia, Igor Ivanovitch Sikorsky começou a projectar e a construir aparelhos de descolagem vertical. Em 1909, inspirado pelo trabalho de vários aviadores franceses Sikorsky construiu um protótipo de um helicóptero coaxial sem piloto. Este aparelho não chegou a voar devido às vibrações e à falta de um motor suficientemente potente. Slide 11

12 Boris Yur'ev propôs em 1912 um helicóptero com uma projecto moderno com uma rotor principal e o rotor pequeno na cauda. O grande diâmetro do rotor e o grande alongamento das pás sugerem algum conhecimento cientifico de que esta era a configuração necessária para uma eficiência aerodinâmica elevada. No entanto o aparelho não disponha de um motor potente. Yur'ev foi um dos primeiros que propôs o conceito da variação cíclica do ângulo de picada para o controlo do rotor. Slide 12

13 Em 1914, o aviador Dinamarquês Jen C. Ellehammer projectou um helicóptero coaxial. Um mecanismo de variação cíclica foi utilizado para variar o ângulo de picada das pás em rotação, de maneira a poder controlar o aparelho. O aparelho realizou pequenos saltos no ar mas nunca realizou um voo controlado. Slide 13

14 Nos EUA Emile e Henry Berliner (pai e filho) mostraram-se interessados em aparelhos de descolagem vertical. Em 1920 os Berliners estavam a voar com aparelhos possuindo rotores paralelos com a fuselagem e com uma cauda de avião convencional. Um inclinação dos rotores permitia um controlo direccional. O controlo lateral era ajudado pela presença de vários perfis na esteira dos rotores. Slide 14

15 Na mesma altura Raul Pescara, estudava o voo com helicópteros coaxiais com pás biplanas. O trabalho focou essencialmente no controlo do aparelho. Isto foi conseguido através de variações cíclicas do ângulo de picada. Esta variação era feita torcendo a mesma enquanto esta rodava. A guinada era controlada através do controlo diferencial do ângulo de picada colectivo. Slide 15

16 As máquinas iniciais de Raoul Hafner usavam um rotor com um pare de asas colocadas na esteira deste. As forças nas asas contrariavam assim o binário do rotor. Para o controlo do rotor a máquina de Hafner's utiliza pela primeira vez um prato cíclico para a variação cíclica do ângulo de picada. Foi a primeira introdução simples do mecanismo utilizado nos helicópteros modernos. Slide 16

17 O engenheiro espanhol Juan de la Cierva tinha construído desde 1923 um outro tipo de aparelho com asa rotativa. O aparelho é um híbrido entre um avião e um helicóptero, com um conjunto de asas fixas e com uma cauda convencional e com um rotor montado por cima da fuselagem. No entanto, ao contrário do helicóptero, não havia potência fornecida ao rotor e este podia rodar livremente. Descobriu-se que se o rotor fosse inclinado para trás, enquanto a aparelho era propulsionado para a frente rotor rodava pela acção do escoamento através das pás. Slide 17

18 Este fenómeno conhecido por autorotação tinha sido compreendido por Crocco e Yur'ev antes de 1910, mas a ideia de puxar o rotor horizontalmente através do ar para gerar sustentação foi claramente de la Cierva. Juan de la Cierva chamou ao seu aparelho de asa rotativa "Autogiro." Slide 18

19 Vídeo Juan de la Cierva De YouTube Slide 19

20 Em 1930, Corradino d'ascanio em Itália construiu e voo com sucesso e controlo, um helicóptero coaxial com dois rotores contra-rotativos de duas pás As pás tinham dobradiças que permitiam à pá o movimento de batimento e de alteração do ângulo de picada. O controlo era feito através de servos (asas) auxiliares instaladas no bordo de fuga das pás. D'Ascanio projecto estes servos de maneira a que fossem deflectidos ciclicamente por um sistema de cabos e roldanas. Para o voo vertical os servos moviam-se colectivamente de maneira a aumentar o a propulsão do rotor. Slide 20

21 No período entre 1930 e 1936 Louis Breguet e Rene Dorand desenvolveram um helicóptero com uma configuração coaxial. Cada rotor tinha duas pás com uma configuração moderna, com afilamento, ligadas à cabeça do rotor com dobradiças que permitiam o movimento de batimento e de atraso. O controlo cíclico do ângulo de picada era feito através do um prato cíclico. A guinada era controlada através de um diferencial no binário de cada rotor. Para aumentar a estabilidade foram utilizados estabilizadores verticais e horizontais ligados à fuselagem. Slide 21

22 Louis Breguet and Rene Dorand Slide 22

23 Durante , Antoine Flettner, teve sucesso com o helicóptero com dois rotores onde o trajecto das pás se intersectava, ficando o helicóptero conhecido como o synchcropter (patenteado em 1903 por Bourcart) No projecto do synchropter design, os eixos dos rotores são posicionados próximos um do outro mas inclinados, rodando ambos os rotores em direcções opostas. Um mecanismo garante a diferença de fase dos rotores. Slide 23

24 Em 1939, o synchropter Fl-265 voo com sucesso e foi o primeiro helicóptero a demonstrar que é possível entrar em autorotação e passar outra vez para voo propulsionado. Slide 24

25 Vídeo Antoine Flettner (minuto 2.20) De YouTube Slide 25

26 Em 1935 Sikorsky obteve uma patente que mostrava um helicóptero com um configuração moderna com um só rotor principal e com um rotor pequeno na cauda. Incluía ainda dobradiças para o batimento e controlo cíclico. Sikorsky encontrou muitos problemas técnicos mas abordo-os de uma maneira cuidada e sistemática Slide 26

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28 O controlo longitudinal e lateral era feito com a inclinação do rotor principal através de controlos cíclicos para o ângulo de picada. O rotor da cauda fornecia a reacção ao binário e controlo de guinda. Estava estabelecida a configuração usual dos helicópteros modernos. Slide 28

29 Refinando o seu projecto Sikorsky começou em 1941 o fabrico do da versão R-4. Em 1943 Sikorsky desenvolveu o R-5, que apesar de só ter dois lugares era maior e mais potente do eu o R-4. O R-5 foi produzido em números substanciais apesar de ter uma velocidade e carga útil pequenos. Slide 29

30 Primeiros modelos de Sikorsky Slide 30

31 Vídeo Sikorsky R-4 De YouTube Slide 31

32 História do Helicóptero Avanço da tecnologia S55 S61 S54 Slide 32

33 Video S-64 De YouTube Slide 33

34 Modelos modernos S92 UH-60 S70 Slide 34

35 Modelos Bell Model 47 Slide 35

36 Modelos Bell Model 205 Model AH-1 Slide 36

37 Modelos Boeing AH-64 CH-47 Slide 37

38 Puma Alouette Eurocopter Slide 38

39 Tiger Eurocopter NH-90 Slide 39

40 Lynx Agusta/Westland EH-101 Slide 40

41 Mil Helicopters Mil Mi-26 Mil Mi-12 Slide 41

42 Vídeo MI-26 Vídeo MI-12 De YouTube Slide 42

43 Outras tecnologias: Rotor de inclinação variável Boeing-Vertol VZ-2 Hiller X-18 Slide 43

44 Bell Augusta 609 Outras tecnologias: Rotor de inclinação variável Bell V22 Slide 44

45 Boeing Bell V-22 Slide 45