Nova erao de helicoj —
ĉu helic-feno aŭ fen-helico?

Jaroslav Kubat

Klasika helico, je kiu oni kutimiĝis dum ekzisto de aviado, estis hodiaŭ en transporta kaj milita aviotekniko anstataŭigita per jeta pelado. Sed ŝajnas, ke ĝia estonta utiligo ne restos nur ĉe malgrandaj kaj specialaj aeroplanoj. Avioofico “NASA” iĝis inicanto en serĉado de nova konsiderinda progresa koncepto de helicoj, kiuj kontribuos al kreo de nova ŝpariva pelunuo.

La 17-an de decembro 1903 okazis historia revolucia evento en transportado. La fratoj Wright realigis la unuan stiritan flugon, la salton per motora aeroplano. Ĝia ĉefparto estis du helicoj similaj al lignaj latoj. Senĉese en pli kaj pli perfekta formo ili regis duonjarcenton, ĝis momento, kiam estis anstatŭigitaj per jetmotoroj.

Per tio limiĝis ilia utiligo nur je malgrandaj kaj specialaj aeroplanoj, aŭ ĉu ili povas refoje domini?

Defendantoj de helicoj penas pri tio, ke nova radikala evoluo de helica penado donu respondon je akuta demando, kiel ŝpari fuelon sen limigo de ĝisnunaj povumoj, kaj komforton de transportplanoj.

Turbohelica pelado kun helico nomata “Prop-Fan”, evoluigita per firmao “Hamilton-Standart” promesas kombini nuntempajn altrapidajn transportoplanojn kun agnoskata malalta fuelkonsumo de helicaj aeroplanoj. Krom tio oni atendas malpliigi altan brunivelon.

La interpontigo de la kontraŭdiro inter povumebloj kaj ŝparivo de fueloj vekis la projekto “Prop-Fan” intereson de US-kongreso en serĉado de ebloj de ŝpariva aviopelado de estonteco.

Eĉ se ĝis nun temas nur pri esplorado, realigitaj studoj donas esperon, ke “Prop-Fan” kun jetmotoro ne nur plibonigos la povumojn de subsonoplanoj, kaj ankaŭ ke fuelkonsumo malplialtiĝos je 20-40 %. Je unu triono malpliigitaj elspezoj por fuelo rekte influos elspezojn de aviokompanioj.

Ĉe turbofenaj jetmotoroj anstataŭas “Prop-Fan” kiel ordinaran helicon, tiel ankaŭ fenon. Per kunigo de ambaŭ oni provas utiligon de bonaj ecoj de unuopaj pelsistemoj. “Prop-Fan” ne similas al la konvencia helico kun du aŭ ĝis kvar padeloj, sed ĝi havas ok ĝis dek mallongajn ekstreme maldikajn, nove profilitajn padelojn, ekzotike kurbigitajn kaj ĝi aspektas pli kiel ventolilo ol kiel helico. Ĝi havas preskaŭ duonan diametron ol la antaŭaj helicoj kaj duonan mason. Esploroj dum kvindekaj jaroj alportis bonajn rezultojn en utiligo de tre maldikaj helicpadeloj por altaj rapidoj.

Jetmotoro kun feno (la turbofena motoro) estas la plej multe uzata peluno de la nuntempa generacio de modernaj aeroplanoj. Turbino turnas unu aŭ pli multajn grandajn fenŝtupojn. La feno kunpremas kaj plirapidigas aerfluon, kiu trafluas kompresoron kaj la turbinon, la sekundara aerfluo ĉirkaŭfluas sub kapoto de la motoro tiun ĉi kompleton. En elflua duzo ambaŭ fluoj miksiĝas kaj per tio ekestas la postulata pelforto. Diference de la sistemo “Prop-Fan” estas la feno interna parto de motoro.

La penso transmisii povumon de jetmotoro al helico ne estas nova. Dum kvindekaj jaroj aperis unu direkto de aviotekniko, kiu tiun ĉi principon utiligis. Famaj turbohelicaj aeroplanoj ankoraŭ hodiaŭ flugas.

Tiatipaj aeroplanoj utiligas konvencian helicon kaj havis malpli altan fuelkonsumon kompare kun jetmotoroj. Sed ili ne akiradis tiomajn veturaltojn kaj rapidojn kiel jetoplanoj. Kaj veturrapidoj estas unu el la ĉefaj postuloj de aviokompanioj. Studoj de “NASA” montris, ke multe da pasaĝeroj la reduktitan flugrapidon ne akceptas sen konsiderinda malplialtigo de flugbiletaj prezoj. Oni povus ankaŭ kontraŭargumenti, ke malpli alta flugrapido alportas malpli altan produktivecon kaj per tio altajn elspezojn por aertrafiko.


"Prop-fan" – la sama flugrapido kiel ĉe nuntempaj jetoplanoj

Oni supozas, ke “Prop-Fan” superos nuntempan “handikapon” de konvenciaj helicoj. Dum lastaj jaroj jam ekzistas konvenaj konstrusolvoj kaj oni disponas kun novaj materialoj. “Prop-Fan” povas konkuri laŭ la flugrapido kun nuntempaj jetoplanoj, t.e. en intervalo 800 ĝis 950 km/h potenco, dum senĉesa plialtigado de efikeco de la pelunuo. Fuelkonsumo ĉe kombino de “Prop-Fan” kun alte efika jetmotoro alportos malpli altan fuelkonsumon.

Konsiderinde multe da uzataj jetmotoroj povas esti modifitaj por “Prop-Fan”. Por ke la koncepto progresu, oni devas utiligi modernajn progresajn motorkonstruojn, ankaŭ zorgeme harmoniigi tutajn pelunuojn kun koncepto de nova aeroplano.

Krom la skalo de altaj flugrapidoj “Prop-Fan” ebligas utiligon de larĝa skalo de malaltaj flugrapidoj dum alta ekonomieco. Laŭ ĉiuj supozoj eblos krei eminentajn transportoplanojn por distancoj ĝis 2000 km.

Baza problemo de aeroplanoj por tiaj longaj trakoj estas tio, ke ili grandan parton de flugtempo ascendadas kaj descendadas, kio signifas flugadon je malalta rapido, t.e. ĝuste en tiu intervalo, en kiu efiko de “Prop-Fan” estas la plej alta. Jetmotoroj ĝuste male estas optimumigitaj por intervalo de altaj rapidoj kaj ili konsumas multe pli da fuelo.

Studoj de “NASA” montras, ke sur trako proksimume 1200 km longa, 200-pasaĝera aeroplano kun “Prop-Fan” konsumos proksimume 20 %-on malpli da fuelo ol tiapvuma jetoplano. Sur trakoj sub 1000 km la ŝparoj estas proksimume 30 %. Tiaj trakoj, mallongaj kaj mezlongaj je sumo de transportaj flugoj partoprenas per alta procento, kaj tial ŝparoj sur ili havos grandan signifon por ekonomieco de aertrafiko.

Fueloŝparo sur longaj trakoj, kie granda parto de pezigo estas provizoj de fuelkonsumo, estas ne neglektinda. Aeroplano kun “Prop-Fan” havos pli longan ĝisflugon ĉe la sama utila ŝarĝigo aŭ male ĉe la sama ĝisflugo pli grandan utilan ŝarĝigon.

Esploroj de modeloj de “Prop-Fan” je diametro de 60 cm en aerodinamika tunelo pruvis, ke ili havas la supozatan altan efikecon. Dum ekflugo, alteriĝo kaj longaj ceteraj flugoj de jetoplanoj estas bruo relative granda, sed aeroplanoj kun “Prop-Fan” ebligas bruon malpli grandan.

Kompare kun jetoplanoj ili havas la brunivelon je 3 ĝis 10 dB malpli altan. Plus grava postulo de aviokompanioj, la malalta nivelo de bruo en kabino kaj de vibradoj, estas ĉe “Prop-Fan” je nivelo de nuntempaj jetoplanoj.

Sed necesas konsideri tion, ke el vidpunkto de aviofabrikoj tiu ĉi nova sistemo de pelunuoj postulos ankoraŭ kelkajn jarojn por ĝia evoluigo. Ne eblas do supozi ĝian serian fabrikadon pli frue ol en jaroj 1990 kaj pli malfrue.

La studo de “Lockheed” kun la helicfena pelado (“Prop-Fan”)

La helicfeno (“Prop-Fan”) kun la kurbigitaj padeloj havas duonan mason ol la konvencia helico.


Fonto: SAEST 1982. p. 62.

STEB: http://www.eventoj.hu