헬기 개발의 역사를 아는 사람이 있나요?

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헬리콥터는 엔진에 의존하여 로터 회전을 구동하여 양력과 추진력을 생성하며 이륙, 착륙, 대기권에서 수직으로 호버링, 고정점 회전, 전진 비행, 후진 비행 및 측면 비행 및 기타 제어 가능한 공기보다 무거운 항공기. 로터의 수와 배치에 따라 테일 로터를 갖춘 싱글 로터 헬리콥터, 듀얼 로터 헬리콥터(축형, 탠덤형, 수평형 포함), 신개념 헬리콥터(V-22)로 구분할 수 있다. . 헬리콥터의 개발은 4세대를 거쳤습니다. 즉, 1960년대 Bell-47, Mi-4 등과 같이 최대 비행 속도 200km/h의 피스톤 엔진을 동력 장치로 사용하고 터보샤프트 엔진을 사용했습니다. AH-1, Mi-24, Super Hornet 등과 같은 최대 수평 비행 속도는 250km/h입니다. 1980년대에는 최대 수평 비행 속도가 300km/h에 달하는 복합 재료 블레이드가 두드러졌습니다. AH-64, Ka-50, S-70, 블랙호크 등 최근에는 블레이드와 몸체에 복합재료를 추가한 것이 눈에 띄는 특징으로 최대 수평 비행 속도는 350km/h이다. , RAH-64, NH-90, S-92, AS-350 등과 같은 헬리콥터 개발의 역사 제1절 서문 인간 항공 개발의 역사는 16세기에 시작되었다. 새의 비행을 관찰하던 시절, 인간은 언젠가는 새처럼 자유롭게 하늘을 날 수 있다는 꿈을 꾸었다. 당연히 새의 비행에 대한 관찰은 초기 항공의 발전을 이끌었습니다. 새의 비행은 이륙, 비행 및 착륙의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 이륙은 달리기 이륙과 점프 이륙의 두 가지 유형으로 나눌 수 있으며 비행도 전진 비행과 공중 체류의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 처음에 사람들은 위아래로 움직일 수 있는 날개를 이용해 새처럼 날고 싶어 했지만, 이 아이디어로는 장난감이 아닌 이상 인간이 하늘로 날아갈 수는 없었습니다. 그럼에도 불구하고 인간은 오랜 노력 끝에 19세기에 마침내 고정익 비행체를 발명하게 되었고, 오늘날 우리 모두에게 친숙한 항공기는 교통에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. . 비행기의 발명으로 인간은 하늘을 날 수 있게 되었지만 새가 달리고 이륙하고 앞으로 나는 모습만 시뮬레이션할 수 있습니다. 뛰어내리거나 공중에 머무르는 다른 현상은 달성할 수 없습니다. 그러나 당시 항공의 선구자들은 이것 때문에 멈추지 않았습니다. 그들은 비행 현상을 완전히 이해하려면 전진 속도 없이 공중에 머물며 수직으로 이착륙하는 문제를 해결해야 한다는 것을 알고 있었습니다. 제한된 환경. 이 방향에 대한 논의는 헬리콥터가 개발될 때까지 계속되었습니다. 당시 헬리콥터를 연구할 때 직면한 가장 큰 문제는 세 가지였습니다. (1) 항공기가 사용할 수 있는 충분한 양력을 갖도록 동체 구조와 엔진의 무게를 줄입니다. (2) 메인 회전으로 생성되는 토크를 상쇄합니다. 로터, (3) 비행 시 제어 방법. 경량화는 주로 경량 소재 사용과 엔진 효율 향상, 즉 엔진 중량에 비해 엔진이 제공할 수 있는 유효 출력을 높이는 데 중점을 두고 있으며, 전자는 알루미늄 합금을 사용하고 최근에는 복합 소재를 사용하게 되었습니다. 초기에는 왕복엔진만 있었고 획기적인 발전은 없었습니다. 터빈엔진이 발명된 이후에야 더 많은 발전이 이루어졌습니다. 둘째, 로터에서 발생하는 토크를 극복하기 위해 현재 메인 테일 로터, 횡방향 듀얼 메인 로터, 전면 및 후면 메인 로터, 동축 상부 및 하부 로터 등 다양한 헬리콥터 형상을 볼 수 있는 결과입니다. 마지막으로 비행 제어는 날개 끝과 날개 단면 집합 피치(Collective Pitch) 및 순환 피치(Cyclic Pitch) 제어를 포함하는 현재의 일반적인 유형의 메인 로터로 이어집니다. 소위 집단 경사각은 서로 다른 양력 효과를 얻기 위해 모든 블레이드의 경사각을 동시에 변경하는 것을 의미합니다. 이때 양력은 로터 회전 평면에 수직입니다. 또한, 로터의 순환경사각, 즉 블레이드의 경사각은 로터의 회전에 따라 주기적으로 변화하며, 그 기능은 블레이드가 회전할 때 블레이드의 위치에 따라 로터의 양력이 변화하는 것이다. , 로터의 회전면이 수평에서 측면으로 기울어지게 되어 로터의 양력이 수직에서 위쪽으로 기울어지게 되어 헬리콥터가 수평으로 비행하게 하려면 수평 성분이 있게 됩니다. , 헬리콥터도 앞으로 날아갈 것입니다. 섹션 2 헬리콥터 개념의 시작 헬리콥터의 최초 개념은 기원전 400년 중국에 존재했던 대나무 잠자리에서 시작됩니다. 대나무 잠자리에는 수직 축에 프로펠러가 장착되어 있었습니다. 대나무 잠자리를 날게 하는 손. 비행을 위해 이륙하는 것은 인류 최초의 개념적 헬리콥터일지도 모릅니다.

그러나 이 개념은 15세기가 되어서야 비로소 그림에서 수직축을 중심으로 회전하는 나선형 비행기(쌍발 헬리콥터)를 제안했습니다. ) 개념의 창시자) 수직 비행을 달성합니다. 대나무 잠자리가 달린 레오나르도 다 빈치의 헬리콥터 비전 18세기 후반에 Launoy와 Bienvenue는 스스로 이륙할 수 있는 회전 날개 장난감을 만들었습니다. 1796년 영국의 듀크 조지 케일리(Duke George Cayley)는 몇 가지 성공적인 헬리콥터 모델(오른쪽 사진)을 제작했는데, 그 중 하나는 27미터 높이까지 날아갔습니다. 1842년 영국의 W. H. 필립스는 무게 10kg의 증기 추진 모형 헬리콥터를 만들었습니다. 여기서는 Ponton D'Amecourt라는 사람을 언급해야 합니다. 그는 비행의 가능성을 믿었고 1863년에 헬리콥터라는 단어를 만들었습니다. 헬리콥터의 정의에 따르면 헬리콥터는 축을 중심으로 회전하는 나선형 날개입니다. 날개는 축을 따라 수직으로 올라갑니다. 그는 증기기관으로 구동되는 모형을 만들었고, 무게를 줄이기 위해 증기 실린더를 알루미늄 재질로 제작했는데, 당시에는 알루미늄 재질이 발견되지 않았으며, 회전 시 발생하는 토크를 상쇄하기 위해 증기기관을 만들었다. 반대 방향으로 회전하는 두 개의 실린더를 사용했습니다. **샤프트 프로펠러: 그러나 이 모델에 의해 생성된 양력은 모델을 공중으로 들어올릴 수 없습니다. 그래서 이들 개척자들은 충분한 출력을 제공할 수 있는 실행 가능한 엔진을 개발하기 시작했습니다. 마침내 1877년 이탈리아 교수인 엔리코 포를라니니(Enrico Forlanini)는 1/4마력 증기 기관을 사용하여 8킬로그램의 모형을 20초 동안 날고 최대 높이 12미터에 도달하는 데 성공했습니다. 10년 후인 1887년, 프랑스인 구스타브 트루브(Gustave Trouve)는 전기 엔진으로 자신의 모델을 추진하는 데 성공했습니다. 1880년 미국의 에디슨 씨는 프로펠러 테스트 벤치를 만들고 모터를 사용하여 프로펠러를 회전시켰습니다. 그는 헬리콥터에 필요한 것은 많은 양의 동력, 즉 무게를 제공할 수 있는 매우 가벼운 엔진이라는 것을 깨달았습니다. 출력비는 1~2kg/hp였다. 당시 증기기관은 헬리콥터 비행에 적합하지 않아 엔진 개발에 착수했다. 연구실에서 그는 엔진 연료로 면 화약을 사용했으나 심한 폭발을 겪은 뒤 포기했다. 수년간의 모델 시도 끝에 누군가가 조종사를 태울 수 있는 더 큰 헬리콥터를 시도하기 시작한 것은 20세기 초였습니다. 항공기 개발의 성공은 헬리콥터 개척자들에게 큰 영향을 미쳤습니다. 그들은 따라잡기 위해 열심히 노력했을 뿐만 아니라 수직 직경 6의 프로펠러, 엔진 및 프로펠러 장치와 같은 항공기에 사용되는 일부 부품과 개념을 헬리콥터에 도입했습니다. 쇠파이프로 제작된 V자형 동체에는 조종석과 24마력 엔진이 동체 중앙에 장착되어 있으며, 전방 및 후방 프로펠러가 풀리와 벨트를 통해 회전되며, 비행기의 경사각을 제어하고 프로펠러의 하향 방향을 사용하여 헬리콥터의 방향 제어를 달성함으로써 프로펠러 아래에 평평한 표면이 설치됩니다. 이 헬기의 전체 중량은 203kg으로, 지난 11월 13일 시험비행 동안 조종력 상실을 방지하기 위해 지상 0.3m 상공에서 약 20초간 머물렀다. 시험 비행에서는 헬리콥터가 너무 높이 올라가는 것을 방지하기 위해 밧줄로 묶었습니다. 그러나 일부 기계 및 제어 문제로 인해 시험 비행 중 높은 진동으로 인해 헬리콥터가 결국 파괴되었습니다. 1909년 미국인 아버지와 아들인 에밀 베를리너(Emile Berliner)와 헨리 베를리너(Henry Berliner)는 두 개의 엔진으로 구동되는 동축 트윈 프로펠러를 갖춘 헬리콥터를 제작하고 케이블에 묶이지 않고 테스트에 성공했습니다. 나중에 1922년에 그들은 헬리콥터라는 용어를 여기서 사용하지 않았습니다. 왜냐하면 이 항공기는 공중에 머물 수 있는 능력이 없었기 때문입니다. 프로펠러에 의해 생성된 양력의 수평 성분은 전진 비행을 유발합니다. 1912년 소련의 Yuriev는 무게가 200kg에 달하는 프로토타입을 제작했습니다(아래 그림 참조). 이 항공기는 단 하나의 주 프로펠러와 수직 비틀림 방지 프로펠러만 갖춘 세계 최초의 항공기였습니다. 이 디자인은 현재 가장 일반적인 유형입니다. 경제 문제, 제1차 세계 대전, 소련 혁명으로 인해 그는 연구를 중단했습니다. 나중에 1923년에 Emile Berliner가 이 디자인에 대한 특허를 신청했습니다.

1916년 호주의 Petroczy와 Van Karman은 무게 815kg, 프로펠러 직경 6m, 120마력 엔진으로 구동되는 단축 2개 프로펠러 헬리콥터를 제작하여 안정성을 유지하기 위해 지상에 묶여 있었습니다. 항공기는 시험비행 중 지상 49m 상공에서 출발했으나 15번째 착륙에서 추락했다. 제1차 세계대전 전후에는 고성능 항공기가 필요했기 때문에 더 나은 엔진이 개발되었고, 헬리콥터가 직면한 출력 부족 문제도 쉽게 해결되었습니다. 헬리콥터가 이륙할 수 있을 만큼 충분한 힘을 갖고 있는 개척자들은 헬리콥터의 안정성과 제어 문제에 집중하기 시작했습니다. 제어 안정성 문제를 해결하기 위해 더 이상 수직 꼬리 방향타를 사용하여 방향을 제어하지 않고 익형의 주기적 경사를 사용하고 프로펠러를 회전 날개로 교체하는 등 항공기에 직접 적용되었던 일부 개념을 추가로 수정했습니다. 로터와 프로펠러의 가장 큰 차이점은 견고한 설계인 반면, 로터는 블레이드의 큰 변위와 변형을 허용하는 유연한 설계입니다. 반면에 프로펠러는 약간의 변형만 허용하도록 견고하게 설계되었습니다. 제1차 세계대전이 끝난 지 몇 년 후, 세 명의 헬리콥터 제작자가 실제 비행을 달성했다고 주장하기 위해 경쟁했습니다. 실제로 이들의 시험비행 날짜는 그리 멀지 않았으며, 각자 당시 헬기 최초 비행 기록을 깨며 헬기 개발에 기여했다. I. 페스카라(Pescara) 제1차 세계대전 말 아르헨티나 엔지니어 마르키스 페스카라(Marquis Pescara)는 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 축이 있는 직경 6.4미터의 회전 날개를 만들었습니다. 각 로터에는 위쪽과 아래쪽의 두 개의 평면이 있습니다. 각 비행기에는 4개의 블레이드가 있습니다. 여러 번의 테스트 비행과 수정을 거친 후 이 헬리콥터는 180마력을 발휘하며 1923년 11월 19일에 당시 기록적인 비행 거리인 736미터를 경신했습니다. 그는 날개를 비틀어 로터의 주기적 피치를 효과적으로 제어한 최초의 사람이었고, 헬리콥터에 자동 회전 기능이 있다는 사실도 최초로 이해한 사람이었습니다. 이전에는 헬리콥터도 비행기와 마찬가지로 엔진이 작동 중일 때만 날 수 있고, 엔진이 멈추면 비행기처럼 추락할 것이라고 믿었습니다. 그의 진술을 통해 우리는 엔진 추진 없이 착륙할 때 블레이드 경사각을 아주 작은 수준으로 줄이면 로터가 풍차처럼 계속 회전할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 일정 수준까지 하강하면 날개의 틸트 각도를 높여 양력을 발생시키며, 이는 브레이크 역할을 하여 헬리콥터의 하강 속도를 늦추는 동시에 헬리콥터가 안전하게 착륙하는 데 필요한 양력을 제공합니다. II. 소련 혁명 중에 조국을 떠나 미국으로 강제 이주된 소련 과학자 드 보테자(De Bothezat)는 1916년에 헬리콥터 로터 이론에 관한 책을 썼습니다. 1921년 6월 1일, 그는 엔진 속도를 줄이면 높이 100m까지 상승하고 착륙할 수 있는 헬리콥터 개발을 돕기 위해 미 육군과 계약을 체결했습니다. 이 항공기는 십자 모양의 철제 튜브 빔으로 구성된 동체이며, 빔의 네 끝 부분에는 직경 6.6m의 회전 날개가 6개 있습니다. 회전 날개의 경사는 전체 기계의 무게를 제어합니다. 1,610kg의 200마력 엔진을 사용합니다(아래 사진). 회전 날개의 전면 및 후면 세트의 블레이드 경사각이 다른 경우 전면과 후면 사이에 양력의 차이가 발생하여 왼쪽 및 오른쪽 회전 날개의 블레이드 경사각이 동체의 세로 제어를 달성할 수 있습니다. 서로 다르면 왼쪽과 오른쪽 사이의 양력 차이가 발생하여 동체의 종방향 제어가 기체 롤 제어를 달성할 수 있습니다. 이 디자인은 또한 자동 회전 및 착륙 요구 ​​사항을 충족하기 위해 날개의 음의 경사를 사용합니다. 1922년 12월 18일 일부 사람들의 목격 하에 약 2m 상공에 머물렀지만, 비행 중에 기체의 수평 방향을 효과적으로 제어할 수 없어 기체가 옆으로 움직이게 됐습니다. 그것은 1분 42초 후에 공중에 머물렀습니다. 이 계획은 계약 목표를 달성할 수 없고 두 로터 중 하나가 고장날 경우 비대칭 제어 문제를 고려하여 취소되었습니다. III. Oehmichen 프랑스 엔지니어인 Etienne Oehmichen은 1920년에 Paul Cornu가 제작한 것과 유사한 헬리콥터를 제작했습니다. 동체는 수평 빔과 빔의 양쪽 끝에 한 쌍의 회전 날개로 구성되었으며 직경은 6.4미터였습니다. 20마력의 25마력 엔진은 벨트로 구동됩니다. 그러나 이 항공기의 양력이 불충분했기 때문에 그는 케이블을 사용하여 70입방미터 크기의 수소 풍선을 동체 상부 프레임에 매달았습니다. 풍선은 이륙에 필요한 양력을 충분히 제공하지 못했을 뿐만 아니라 풍선의 저항으로 인해 기체가 안정되었습니다. 헬리콥터.

하지만 이 항공기는 실제 헬리콥터가 아니다. 그는 이 항공기에 고정식 리프트 보조 헬리콥터라는 뜻의 헬리코스타트(helicostat)라는 새로운 이름을 붙였다. 당시 헬리콥터 개발의 추세는 실제 헬리콥터를 지향했기 때문에 그는 실제 헬리콥터 제작에 나섰고 헬리코스타트의 개념은 나중에 헬리콥터를 안정화시키는 것이 아니라 매우 무거운 물체를 들어 올리는 데 사용되었습니다. 그가 제작한 헬리콥터에는 보테자트(Bothezat)가 제작한 것과 유사한 4개의 로터가 있으며, 추가적으로 추진 및 제어를 위해 8개의 소형 프로펠러가 추가되었습니다. 모든 시스템은 그림과 같이 총 중량이 약 900kg에 달하는 120마력 엔진으로 구동됩니다. 아래: 1923년 5월, 5분 이상 공중에 머물며 이듬해 5월 4일, 최고 비행 지점 16m로 1km의 원주 비행을 완료했습니다. 1934년까지 헬리콥터 개발에는 큰 진전이 없었습니다. 이 기간 동안 일부 개척자들은 헬리콥터 개발에 참여했습니다. 영국의 Louis Brennan(1924-1925)은 로터 자유단에 프로펠러를 장착한 헬리콥터를 제작했으며, 프로펠러의 추력을 이용해 로터를 회전시켰습니다. 회전날개는 회전축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있으므로 회전날개의 회전으로 인한 비틀림 문제가 없습니다. 네덜란드 A.G. von Baumhauer(1924-1929)는 200마력 로터 엔진으로 구동되는 블레이드 직경 15m의 한 쌍의 메인 로터와 또 다른 80마력 로터 엔진으로 구동되는 수직 테일 로터를 갖춘 헬리콥터를 개발했습니다. , 메인 로터에 의해 생성된 토크의 균형을 맞추는 데 사용됩니다. 메인 로터에는 날개가 위아래로 뒤집힐 수 있도록 날개가 펄럭이는 팁이 장착되어 있지만 동시에 두 날개를 연결하는 케이블이 티터링 로터를 형성합니다. 다른 쪽 날개가 낮아집니다. 이 유형의 로터는 일반적으로 이중 베인 로터에 사용됩니다. 로커형 회전 날개의 두 날개도 연속 구조일 수 있으며 단일 플래핑 핀으로 회전 샤프트에 연결될 수 있습니다. 동일한 개념을 다중 블레이드 로터에 적용하면, 스와시플레이트의 기울기를 이용하여 블레이드의 주기적 경사를 변경하여 제어할 수 있게 된 것이다. 이탈리아 Corradino d'Ascanio(1930)는 동축 트윈 로터 헬리콥터를 제작했습니다. 회전 날개는 직경 13m의 이중 날개로 95마력 엔진으로 구동되며 날개에는 날개 틸트 각도 회전 힌지(페더링 힌지)가 장착되어 있습니다. 날개 부분의 모양을 변경하고 공기 역학적 특성을 변경하여 익형의 전체 경사각과 주기적 경사각을 제어합니다. 비행 중에 컨트롤 피스는 동시에 움직여 모든 익형을 늘리거나 줄입니다. 경사각은 헬리콥터의 양력을 변경하는 데 사용되며 수평 비행 중에 컨트롤 피스가 주기적으로 변경됩니다. 고도 18m, 비행 시간 8분 45초, 거리 1078m 등 비행 기록은 수년 동안 지속되었습니다. 미국 M. B. Blecker(1926~1930)는 비틀림 문제를 극복하기 위해 날개 4개가 유사한 회전익 헬리콥터를 제작했으며, 각 날개에 프로펠러를 설치하고 모든 날개가 회전익의 주축을 중심으로 자유롭게 회전했습니다. 동력은 기어와 체인을 통해 동체에 장착된 420마력 엔진으로 구동되며, 날개와 동체 꼬리 방향타에 있는 추가 공기역학 패널의 움직임을 통해 제어가 이루어집니다. 이 기계는 여러 차례 테스트를 거쳤지만 진동과 ​​불안정성 문제로 인해 폐기되었습니다. Hellesen-Kahn(1926)은 날개 길이가 6.5m, 총 날개 면적이 약 20m2인 두 개의 회전 날개를 갖춘 헬리콥터를 제작했습니다. 각 날개 중앙에 프로펠러가 설치되어 있으며 75마력 엔진으로 구동되는데, 이로 인해 날개가 허브를 중심으로 회전하게 되는데, 시험 비행 중에는 원심력과 회전력 문제로 인해 폐기됐다. 해결되었습니다. 프랑스와 영국의 Isacco(1929)에서는 아래와 같이 유사한 설계가 채택되었습니다. 각 날개는 32마력 엔진으로 구동되어 날개 끝에 장착된 프로펠러를 구동합니다. 두 개의 날개로 구성된 로터의 직경. 길이는 12.5미터이며 기체의 기수 부분에 위치하며 수평 추진을 위해 엔진과 프로펠러가 부분적으로 장착되어 있습니다. 그러나 날개 끝에 배치된 엔진은 날개의 회전으로 인해 엄청난 원심력을 받게 되어 오일과 윤활유 공급이 매우 어려워 몇 차례의 시험비행 끝에 계획이 중단됐다.

헝가리의 Oscar de Asboth(1928-1930)는 아래 그림과 같이 단일 축 트윈 로터 헬리콥터를 만들었습니다. 로터 직경은 4.30m이고 130마력 엔진으로 구동되며 날개는 유연한 목재 재료로 만들어졌습니다. . 조종사는 조이스틱과 풋 페달을 사용하여 수평축을 중심으로 회전하는 동체에 장착된 6개의 반사판을 제어하여 비행을 안정화합니다. 그는 나중에 동체에 수평 프로펠러를 추가했습니다. 매우 평온한 날씨에 이 기계는 매우 안정적이지만 제어하기가 매우 어렵고 제어 반응도 매우 느립니다. 그 이유는 회전하는 날개가 평방미터당 약 34kg의 큰 힘을 갖고 있어 다운워시율이 매우 높기 때문이다. 그러나 항공기가 불안정한 날씨나 고속 전진 조건에서 비행하는 경우 반사경에 도달하는 다운워시 양의 변화로 인해 항공기가 시험 비행만큼 안정적이지 않을 수 있습니다. 벨기에 플로린(1930~1933)은 다른 선구자들이 제작한 것과는 달리 두 개의 로터가 서로 다른 방향으로 기울어지는 한 쌍의 로터 헬리콥터를 제작했습니다. 비틀림 문제를 극복하기 위해 수평 구성 요소는 커플을 형성합니다. 기계의 총 중량은 950kg이며 200마력 엔진으로 구동됩니다. 1933년 10월 아스카니오(Ascanio)가 보유한 비행 기록(9분 58초)을 비공식적으로 경신했습니다. 같은 시기에 소련 공기역학 및 유체역학 연구 센터(ZAGI)는 1928년에 수직 비행 부서를 설립했습니다. G.H. Sabinin은 헬리콥터 개발 계획을 주도했으며, 동체는 철 파이프로 제작되었습니다. 메인 로터에는 로터 샤프트 허브에 견고하게 고정된 4개의 블레이드가 있으며 2개의 120마력 엔진으로 구동됩니다. 이것은 헬리콥터 역사상 최초의 쌍발 엔진 헬리콥터입니다. 또한 두 개의 이중 핀 보조 로터가 동체 전면과 후면에 각각 설치되어 비행을 제어합니다. 일련의 테스트 비행 후 하강 중 엔진 과속으로 인해 항공기가 손상되었습니다. 두 번째 헬리콥터는 메인 로터를 제외하면 기본적으로 첫 번째와 동일합니다. 로터 샤프트 허브에 고정된 3개의 날개와 10미터 직경의 로터, 3개의 더 짧은 블레이드(직경 7.8m)가 있습니다. 긴 날개 사이에 설치되어 경사각을 순환시켜 비행을 제어합니다. 1934년의 비공식 비행 기록은 시속 20km, 거리 700m, 최대 고도 40m, 최대 비행 시간 13분이었습니다. 오미헨이 1924년 높이 기록(16m)을 세운 이후 헬리콥터 개발은 거의 진전이 없었다. 그러나 같은 기간 동안 또 다른 유형의 비행 기계인 오토자이로(autogyro)가 매우 빠르게 발전했으며 1934년에 이르러 그 기술은 성숙한 단계에 이르렀습니다. 여기서 오토자이로가 언급되는 주된 이유는 오토자이로의 기술이 나중에 헬리콥터에 적용되어 헬리콥터 개발에 있어서 빼놓을 수 없는 역할을 했기 때문입니다. 소위 오토자이로(autogyro)의 초기 개념은 로터가 자동으로 회전하고 착륙하는 능력을 이용하여 저속 및 항공기의 동력이 상실되었을 때 비행 안전을 제공하는 것입니다. 따라서 가장 독창적인 오토자이로는 항공기에 로터를 설치하는 것입니다. 자동 회전 및 착륙 기능을 활용하는 이 로터는 동력이 없으며 자유롭게 회전할 수 있으므로 오토자이로는 수직으로 비행할 수 없습니다. 나중에 일부 사람들은 오토자이로의 로터에 동력을 더해 조종사가 갑자기 블레이드 경사각을 높였을 때 많은 양의 운동에너지를 저장하기 위해 지상에 블레이드 경사각이 없을 때 로터를 과속으로 회전시키게 했다. , 오토자이로를 공중으로 들어올릴 수 있습니다. 이 방법을 점프 이륙이라고 합니다. 이는 "오토자이로"라는 용어를 창안한 스페인의 Juan de la Cierva에 의해 1920년에서 1930년 사이에 개발되었습니다. Juan de la Cierva는 1919년에 지상 가까이 비행하는 동안 멈춰서 추락하는 비행기를 설계했습니다. 이는 항공기가 저속에서 이착륙하는 것에 대한 관심을 촉발시켰습니다. 저속 이착륙의 핵심은 기계가 저속에서 높은 양력과 낮은 항력을 갖도록 설계될 수 있는지 여부입니다. 로터 모델의 풍동 실험에서 그는 로터가 동력 없이 뒤로 기울어지면 저속에서도 높은 양력과 낮은 항력의 효과를 가지며, 가장 좋은 결과는 낮은 속도에서 나온다는 것을 알게 되었습니다. 약간의 긍정적인 각도. 1922년에 그는 비행기에 5개의 블레이드로 구성된 로터를 설치했는데, 처음에는 블레이드가 로터 허브에 단단히 고정되어 있었습니다.

전진 비행 시 로터의 양력 비대칭으로 인해 항공기가 옆으로 굴러가는 경향이 있었는데, 이를 개선하기 위해 좀 더 유연한 손바닥 재질의 날개를 사용하는 방식으로 전환하여 성공적인 비행이 유연성에 달려 있음을 발견했습니다. 그 결과 그는 향후 설계에서 관절식 로터로 전환했습니다. 그리고 그는 또한 회전익 항공기에 부착하기 위해 날개 퍼덕임을 성공적으로 사용한 최초의 사람이기도 했습니다. 아래 그림은 모델 모델을 보여줍니다. 동시에 높은 진동을 방지하기 위해서는 날개의 전진 및 후진 운동에 래그댐퍼를 추가해야 한다는 사실을 알게 되었고, 나중에 래그댐퍼는 헬리콥터의 지면 공진을 방지하는 데 없어서는 안 될 장치가 되었습니다. 소위 지상 진동이란 헬리콥터가 지상에 주차되어 로터가 회전할 때 앞뒤 방향으로 움직이는 블레이드의 관성력으로 인해 회전축에 주기적인 수평력이 동체에 작용하는 것을 의미합니다. 이 힘의 주파수 랜딩 기어를 포함한 동체의 주파수가 동일하면 동체의 반응이 매우 빠르게 증가하며 일반적으로 전체 항공기가 몇 초 내에 파괴될 수 있습니다. 1923년에 그는 비행기에 날개가 펄럭이는 회전익을 1개 또는 4개 설치했습니다. 회전 날개는 직경 9.8m이며 110마력 엔진으로 구동됩니다. 오토자이로의 비행 제어는 항공기의 공기 역학적 표면을 최대한 활용합니다. 이 조합은 항공기의 프로펠러를 사용합니다. 비행 결과에 따르면 헬리콥터에는 자동 회전 및 착륙 기능이 있는 것으로 나타났습니다. 그런 다음 그는 로터 직경이 11미터이고 100마력 엔진을 갖춘 오토자이로를 제작했습니다. 1925년 Royal Aircraft Publishment 에어쇼에서 성공적으로 전시되었으며 일반적으로 Cierva의 첫 번째 성공적인 오토자이로로 알려져 있습니다. 이는 또한 이 성능이 영국의 회전 날개에 대한 초기 분석에 영감을 주었기 때문이기도 합니다. 같은 해에 그는 스핀 머신을 제조하기 위해 영국에 회사를 설립했으며, 이후 10년 동안 그의 회사 또는 승인된 회사에서 약 500개를 생산했습니다. 1927년 비행기 사고로 오토자이로가 추락한 후 날개의 퍼덕임으로 인해 날개가 회전 평면에서 앞뒤로 움직이는 데 매우 큰 힘이 발생한다는 사실이 밝혀져 날개에 래그 힌지가 추가되었습니다. .) 날개의 전후 이동으로 인한 굽힘 모멘트를 제거하기 위해 관절형 회전 날개가 완전히 개발되어 오늘날에도 사용되고 있습니다. 1932년에 그는 동체에 대한 로터 축의 기울기를 직접 제어하여 오토자이로의 세로 및 측면 비행을 제어했으며, 이는 항공기의 공기 역학적 표면을 제어하는 ​​원래 방법을 대체하여 저속에서는 그다지 효과적이지 않았습니다. 1935년 영국의 라울 하프너(Raoul Hafner)는 회전축을 직접 기울이는 대신 익형의 순환 경사각을 제어하여 로터 날개의 회전면을 기울이는 방법을 사용했습니다. 또한 미국의 E. Burke Wilford도 날개의 주기적 경사 방식으로 제어되는 자체 회전 기계를 제작했습니다. 그러나 일반 회전 기계와 다른 점은 로터가 힌지가 없는 로터라는 것입니다. 날개의 움직임에 의해 생성된 힘은 힌지에 의해 제거되지 않고 날개의 빔에 의해 전달됩니다. 1935년까지 오토자이로의 개발 단계는 거의 완료되었으며, 그 주된 이유는 저속 비행, 이착륙을 위해 로터에 동력이 필요하지 않거나 매우 적은 동력이 필요했기 때문입니다. 이 경우 회전 날개의 기계적 구조가 훨씬 단순해졌습니다. 즉, 오토자이로는 단순한 회전 날개 디자인 대신 헬리콥터의 기능을 사용하여 수직으로 이륙하고 공중에 머무는 것입니다. 오토자이로 개발의 초기 단계. 회전익은 주로 고양력 장치로 사용되며 다른 기능이 없기 때문에 개발 중에 직면하는 문제는 헬리콥터에서 직면하는 문제보다 간단하고 문제 해결도 더 쉽습니다. 둘째, 오토자이로 기술은 기본적으로 전통적인 항공기의 기술, 특히 비행 제어 및 추진 시스템을 기반으로 하고 있습니다. 당시 항공기 개발은 매우 만족스러운 단계에 도달했습니다. 그러나 기능적 한계로 인해 오토자이로는 비행기나 헬리콥터와 경쟁할 수 없었습니다. 그럼에도 불구하고 오토자이로 개발 과정에서의 문제 해결 능력과 성과는 헬리콥터 개발에 지울 수 없는 공헌을 하였으며, 특히 1920년대 오토자이로 로터에 대해 개발된 로터 이론과 분석은 이후 헬리콥터 이론의 기반이 되었습니다.

섹션 4 헬리콥터 개발의 도약기 앞서 언급했듯이 루이 브레게는 1932년에 또 다른 오토자이로 제조 전문 회사를 설립함과 동시에 헬리콥터 개발 업무를 르네 도랑에게 맡겼습니다. 당시 이 작업에 갓 졸업한 젊은 엔지니어 모리스 클라이스(Maurice Claisse)가 참여하도록 임명되었습니다. 우리는 이후의 회상을 통해 그 발전과정을 이해할 수 있다. 처음에는 제어를 용이하게 하기 위해 회전축 지지 프레임에 설치된 매우 복잡한 연결 메커니즘을 통해 32개의 오일 펌프를 설치하여 날개의 집단 경사각과 순환 경사각을 제어했습니다. . 피치 제어 링크의 위치는 날개가 상승할 때 날개의 피치 각도가 감소하여 날개의 상승 각도가 감소하도록 선택됩니다. 그 기능은 상부 회전 날개와 하부 회전 날개의 상호 영향을 방지하는 것입니다. 이 피치-플랩 결합 방법은 회전자를 안정화하는 데 도움이 되며 이 배열은 현재 회전자 설계에서도 일반적입니다. 동시에 날개도 두께와 폭 방향이 가늘어진다. 로터를 장착한 후 그들은 폐차장에서 적합한 동체와 엔진을 찾았습니다. 몇 달 간의 테스트 끝에 그들은 1933년 11월에 첫 번째 시험 비행을 실시하기로 결정했습니다. 불행하게도 헬리콥터는 전복되어 손상되었습니다. 수리 및 일부 개선을 거친 후 총 중량은 2,000kg이고 로터 직경은 16.5m였습니다. 비행 시험 센터와 비행 클럽 직원이 목격한 결과 158마력을 돌파했습니다. 당시 높이 기록은 같은 해 11월 24일에 세워져 1시간 2분 50초로 당시 항공 기록을 깨고 왕복 비행 기록을 경신했다. 12월 9일에는 시속 108km의 기록을 세웠고, 22일에는 10분 만에 현재의 호버 지구력 기록을 깨뜨렸다. 두 번째 시도 중 기계가 지상에 추락하면서 자동 스핀 착륙이 종료되었습니다. 그 후 제2차 세계대전으로 인해 그의 회사는 항공기 개발 및 제조로 전환하고 헬리콥터 연구에 더 이상 참여하지 않게 되었습니다. 헬리콥터 개발에 관해 이야기할 때 독일의 하인리히 포케(Heinrich Focke) 교수를 언급해야 합니다. 그는 당시 많은 기록을 깨뜨렸을 뿐만 아니라 세계 최초의 자동 회전 착륙을 완료한 일련의 횡방향 이중 스핀들 회전익 헬리콥터를 개발했습니다. 헬리콥터의 역사에도 상당한 기여가 있습니다. 1923년 그는 G. Wulf와 함께 소형 상업용 항공기를 생산하는 회사를 설립했으나 1933년 이 회사는 나치에 의해 국유화되었습니다. 따라서 그는 회전익 항공기를 연구하는 동시에 이전 섹션에서 언급한 La Cierva로부터 오토자이로 제작 라이센스를 얻기로 결정했습니다. 오토자이로 제조 경험과 일부 풍동 테스트를 바탕으로 최초의 헬리콥터인 FOCKE 6I가 1934년에 제작되었습니다. 이 항공기에는 동체에서 양쪽으로 측면으로 연장된 삼각형 브래킷이 있으며, 각각 감속 기어박스와 3개의 날개로 구성된 회전날개를 지지합니다. 일반적으로 헬리콥터의 로터는 고정된 속도로 회전하는 반면 엔진 속도는 훨씬 빠릅니다. 로터 속도, 감속 기어는 엔진 샤프트에 의해 전달되는 속도를 줄여 로터의 필요한 속도를 달성하는 데 사용됩니다. 로터는 직경이 7미터이고 160마력 엔진을 사용하여 서로 다른 회전 방향으로 두 개의 로터를 구동합니다. 헬리콥터의 총 중량은 950kg입니다. 헬리콥터의 방향은 트윈의 서로 다른 주기적 경사각에 의해 제어됩니다. 헬리콥터의 종방향은 트윈 로터의 동일한 각도에 의해 제어되는 반면, 동체의 롤링은 이중 로터의 집합적 경사의 차이에 의해 제어됩니다. 안정성을 높이기 위해 앞으로 회전하고 로터 회전 평면의 전방 경사 각도가 증가하여 전진 비행 속도가 더 커집니다. 수직 꼬리 방향타와 수평 꼬리는 전진 비행 중 안정성을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 1937년 5월 10일 자동 스핀 착륙에 성공했다. 같은 해 6월 25일과 6일에는 고도 2,100m, 직선 비행 거리 100km로 브레게 도랑이 보유한 기록을 깨뜨렸다. 이러한 성공적인 경험을 바탕으로 Focke 교수는 이를 더 큰 헬리콥터인 FA223으로 확장하기로 결정하고 정부 계약을 체결했습니다. 항공기의 총 중량은 항공기 3,200kg, 비행 연료 400kg, 조종사 2명 180kg, 추가 하중 520kg을 포함해 4,300kg이다.

신중한 계산, 풍동 실험, 일련의 테스트 및 수정을 거쳐 1942년에 프로토타입을 완성하는 데 약 4년이 걸렸습니다. 1940년 8월부터 1945년 말까지 이 항공기는 최대 전진 비행 속도 시속 182km, 상승률 초당 8.8m, 비행 고도 제한 7100m, 자동 회전 착륙 속도는 시속 55km, 최대 수직 이륙 중량은 4414kg, 최대 수직 리프트 외부 하중은 1284kg, 최대 수직 상승 및 착륙 고도는 2320m, 최대 비행 시간은 3시간 42분. 인증 과정에서 외부 하중을 매달기 위한 케이블 사용을 개척하여 헬리콥터의 산업적 사용을 개척했습니다. 동시에 높은 산에서도 테스트를 진행했는데, 산 위의 이착륙 장소는 평준화되지 않은 평범한 산이었고, 지리적 환경으로 인해 산에 심각한 난기류가 있었지만 성공할 수 있었습니다. 인증 시험 비행을 안전하게 통과하여 향후 산악 구조 및 구조 작업에 헬리콥터가 사용될 수 있는 새로운 시대를 열어가며 관광 및 도시 교통을 위한 비즈니스 기회를 제공합니다. 헬리콥터는 1943년 6월 12일 당시 독일의 통치자였던 아돌프 히틀러 앞에서 공연을 한 후 전쟁에 사용되기 시작했습니다. 처음에는 30대의 항공기를 생산하라는 명령을 받았고, 나중에는 월 400대까지 늘리라는 명령을 받았습니다. 그러나 그것은 이미 제2차 세계대전이 끝나고 전쟁이 끝날 때까지 계속되었습니다.