מסוק

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מסוק מודרני.

מסוק הוא כלי טיס היוצר עילוי באמצעות סיבוב מדחף בעל להבים (רוטור). בעגה המקצועית המסוק הוא "כלי טיס בעל כנף סובבת", לעומת מטוס שהוא "כלי טיס בעל כנף קבועה". המילה הלועזית "הליקופטר" מורכבת מהמילים היווניות "הליקס" (סליל) ו"פטרון" (כנף).

בהשוואה למטוסי כנף קבועה, מבנה המסוק מסובך בהרבה, הוא יקר יותר ליצור ולתפעול, איטי יותר ובעל טווח טיסה קצר יותר. יתרונו הגדול של המסוק הוא יכולת התמרון הכמעט בלתי מוגבלת שלו במרחב. המסוק יכול לרחף מעל נקודה, לטוס לאחור ולצדדים, לתמרן במהירויות נמוכות מאוד המאפשרות טיסה בין עצמים ולנחות ולהמריא אנכית ממשטחי נחיתה מוגבלים.

הקושי בתכנון מסוק נובע מכמה גורמים: הצורך בסיבוב הכנפיים, שדורש מנגנון כבד וחזק, ומנוע בעל הספק גדול. בנוסף נדרש מנגנון אשר מונע מהמסוק להסתובב בכוון ההפוך מהרוטור, ואמצעי ניהוג מורכבים מכיוון שלא ניתן להשתמש במשטחי היגוי כמו במטוס. בגלל המורכבות ההנדסית, פיתוח המסוק פיגר שנים רבות אחרי פיתוח המטוס. טיסה קצרה ראשונה בוצעה בידי מסוק רק בשנת 1922, לעומת טיסת האחים רייט במטוס בשנת 1903.

יכולותיו המיוחדות של המסוק הביאו לניצולו למגוון שימושים, הן צבאיים והן אזרחיים ובהם הובלת אנשים וסחורות, התקנה, סיור, ניטור, חילוץ, שיטור, הובלת גייסות ומשימות תקיפה.

אטימולוגיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

המילה מַסּוֹק גזורה מהשורש נס"ק, שמשמעותו "עלה" (שורש זה השתלשל מן השורש הארמי סל"ק, במשמעות זו). המילה הומצאה בסוף שנות ה-50 על ידי העיתונאי עמוס בן-ורד, כתב עיתון "הארץ", אשר חיפש מילה עברית במאמריו למילה "הליקופטר". לאחר מספר פעמים בהן נכתבה המילה העברית ובסוגריים פירושה הלועזי, קיבלה גושפנקא על ידי הנשיא יצחק בן צבי שהשתמש בה באחד מנאומיו. על פי עדותו של אורי ירום בן צבי הוא מחדש המילה: בעת ביקורו בטייסת מסוקים הוסבר לו על ידי ירום שההליקופטר, כפי שכונה אז, ממריא בנסיקה. הצעתו הייתה לאחד את המילים "מטוס" ו"נסיקה" למילה אחת - "מסוק".

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

צעצוע סביבון סיני בגרסתו היפנית
תרשים של "הבורג האווירי" של דה וינצ'י.

מסוק היווה אתגר טכנולוגי גדול מאוד ביחס למטוס, ורק ב-1938 המסוק המעשי הראשון עלה לאוויר. למרבה הפלא, מאמצע המאה-19 ועד שנת 1903 (השנה בה האחים רייט ביצעו את טיסתם הראשונה) היו דווקא יותר נסיונות ליצור מסוק מאשר מטוס.[1] מאות דגמים של כלי טיס כנף סובבת נוסו ונכשלו בזה אחר זה, כאשר כל המהנדסים חלוצי התחום עמדו בפני שבעה אתגרים עיקריים:

  • הבנת האוירודינמיקה של הלהבים, הרוטורים והטיסה האנכית. למעשה עד שנות ה-1920 המוקדמות לא היה מחקר מעמיק בנושא הזה. מידת הדחף הדרושה, צורת הלהבים ותופעות אווירודינאמיות בטיסה היו בגדר תעלומה והרבה מהחלוצים המוקדמים הסתמכו על הבנה אינטואיטיבית בלבד כדי להמציא פתרונות, שרוב רובם לא היו מוצלחים.
  • חוסר מנוע המתאים לכלי הטיס - המנוע צריך להיות חזק בהרבה ממנוע של מטוס, אך להיות קל. בעיה זאת ראתה פתרון רק בהופעתם של מנועי בעירה פנימית קלים וחזקים, בעלי יחס משקל-דחף המתאים לשימוש במסוק, בשנות ה-1920.
  • ייצור שלדה ומנוע קלים מספיק כדי להרים את המסוק, הטייס והמטען לאויר. אלומיניום אשר היה זמין מסחרית לאחר 1890 היה יקר מאוד, ורק בשנת 1915 החלו להשתמש בו במבנה ושלדות מטוסים.
  • פיצוי על כוח הפיתול שיוצר הרוטור. רוב הדגמים הראשונים של המסוקים הסתמכו בעיקר על עיצובים של שני רוטורים ראשיים המסתובבים בכיוונים הפוכים קואקסיאליים (אחד על גבי השני) או בתצורה של אחד ליד השני, שהם הם יותר מסובכים לתפעול ושליטה מאשר רוטור ראשי אחד. כיום נהוג במרבית המסוקים להוסיף רוטור זנב קטן כדי לפצות על הכוח המסובב.
  • פתרון בעיות של שליטה ויציבות, הכוללות בעיית עילוי לא סימטרי בין הלהבים תוך כדי תנועה קדימה, כפי שמתואר למטה.
  • פתרון בעיית הרעידות. בעיה קשה זאת גרמה להרבה תקלות מכניות וכשלים מבניים אשר הגדילו את מחיר וזמן התחזוקה של כלי הטיס לכל שעת טיסה והקשו על טיסה בטוחה במסוק.
  • המצאת מנגנון או שיטה להנחתת מסוק בעת כשל וכיבוי המנועים. אתגר זה היה הכרחי לכל מסוק מעשי, כדי שהמסוק יתקבל ככלי טיס סביר.[2]

נסיונות מוקדמים[עריכת קוד מקור | עריכה]

דגם רוטור קואקסיאלי המונע על ידי קפיץ שיוצר בידי פונטון דה-אמרקוט

הרעיון העקרוני של המסוק התהווה עוד לפני הספירה בצורת צעצוע סביבון סיני (chinese top) שנראה כמו מדחף של מטוס מוקדם המחובר במרכזו למקל ארוך המסובב בעזרת האצבעות (ראו תמונה).‏[3] הממציא מתקופת הרנסאנס לאונרדו דה וינצ'י הגה את גרסתו למסוק שהיה בעצם סוג של בורג אויר שיוצר בהשראתו של בורג ארכימדס. התרשים עצמו צויר ב-1483 אך פורסם רק בסוף המאה ה-18. ב-1754 מיכאיל למונוסוב הרוסי פיתח מכשיר בעל רוטור קואקסיאלי (שני רוטורים המורכבים אחד מעל לשני) אשר הונע על ידי קפיץ. ב-1784 שני צרפתים, לואנו ובינוונו, פיתחו גרסה משלהם לצעצוע הסיני, שהיה בעצם שני רוטורים המורכבים על מוט זה לצד זה, כאשר את תפקיד הקפיץ לקחה קשת קטנה. כאשר הקשת השתחררה, הרוטורים העשויים מארבע נוצות תרנגול הודו היו מסתובבים ומעלים את הרכיב גבוה באוויר. בהשראת דגמים אלו המתמטיקאי הצרפתי פאוקטון פרסם בשנת 1786 מאמר מדעי המציג את אחד הקונספטים הראשונים למסוק נושא אדם.

המהנדס הבריטי סר ג'ורג' קיילי, אשר התפרסם בזכות עבודותיו על עקרונות התעופה, התעניין רבות בצעצוע הסיני ויצר מספר דגמים מוצלחים אשר פעלו בעזרת קפיצי שעון. בשנת 1804 בנה קיילי את מנגנון הזרוע המסתחררת, אשר על ידי סיבוב כנף כלשהי יכל לעזור בחישובים של עילוי וגרר והיה בין המכשירים הראשונים ששימשו למחקר אווירונאוטי. ב-1843, לאחר שפרסם מספר מאמרים על עקרונות התעופה, פרסם קיילי מאמר המציג כלי טיס המשתמש בשני זוגות רוטורים המורכבים זה לצד זה. ההנעה קדימה התאפשרה על ידי מדחף סטנדרטי שהורכב באחורי הרכב שכונה ״הכרכרה האווירית". בזמן טיסה קדימה להבי הרוטור תוכננו להתיישר למצב אופקי וליצור דיסקות מושלמות כדי להוות כנפיים עגולות. קיילי שיער שיידרש מנוע חדש וחזק "בעל הספק כוח גדול ביחס למשקל המנוע".

העדר מנועים חזקים וקלים עיכב את ההתקדמות בפיתוח כלי הטיס השונים, אך מנועי קיטור קטנים וקלים יחסית שימשו מספר דגמים מוקטנים של מסוקים. בשנות ה-1840 פיליפס האנגלי ייצר מסוק קטן שהונע על ידי מנוע קיטור שהיה דוד פשוט, שבו הקיטור הניע את הלהבים ישירות על ידי פליטה מקצוותיהם. זה היה המסוק הראשון שהונע על ידי מקור כוח כימי ולא על ידי אנרגיה אגורה ברכיבים קפיציים.

בשנות ה-1860 המוקדמות פונטון דה-אמקורט הצרפתי ניסה מספר דגמים של מסוקים מונעי קיטור, שלהם קרא Hélicoptères, מצירוף המלים ביוונית Elikeioas (פיתול או סליל) ו-Petron (נוצה או כנף). הסופר הצרפתי ז'ול ורן כתב את הספר רובור הכובש בהשראת עבודתו של פונטון והכניס את השם המודרני Hélicoptère של המסוק לשפה הרווחת.‏[4]

דגמים נוספים שנוסו בתקופת זמן זאת (1860-1879) היו: הדגם הקואקסיאלי של ברייט (1861), דגם עם שני רוטורים המורכבים זה לצד זה ומונעים קיטור של דיאאידה (1877), מסוק נוסף מונע קיטור של צ'ארלס פרסונס האנגלי (1865), רוטור ראשי בודד ורוטור זנב בידי וילהלם וון אכנבאך הגרמני (1874), אשר היה הראשון להשתמש ברוטור זנב כדי לפצות על אפקט הפיתול. בשנת 1878 אנריקו פורלניני האיטלקי בנה מסוק מונע קיטור בעל שני רוטורים הסובבים בכיוונים מנוגדים, שהצליח לטוס כ-20 שניות והגיע לגובה של כ-12 מטר. בשנת 1869 לודיג'ין הרוסי פיתח קונספט של מסוק המשתמש ברוטור לעילוי ומדחף להשגת תנועה ושליטה אופקיים.

בשנות ה-1880 הממציא תומאס אדיסון ערך ניסויים במספר דגמי מסוקים. גישתו המדעית לתעופה ומסוקים בפרט הביאה למספר מסקנות שייתכן וחמקו מעיניהם של שאר הממציאים. הוא העריך שמנוע עם יחס כוח-משקל טוב אינו הפער הטכנולוגי היחיד, אלא נדרשים גם להבי רוטור בעלי שטח פנים קטן ובעלי איכויות אווירודינמיות טובות. בשנת 1910 אדיסון רשם פטנט על מסוק אך הוא לעולם לא יוצר.‏[5]

המדלגים[עריכת קוד מקור | עריכה]

דגם מסוק לו פול קרנו, 1907. במסוק זה קרנו הצליח לעלות לגובה של כמטר וחצי למשך כדקה.

בשנים שלאחר טיסת המטוס הראשונה, בוצעו עשרות נסיונות של ייצור והטסת מסוקים מאוישים, שלא צלחו. בעוד חלקם הצליחו לעלות לאוויר, כולם נתקלו בבעיית השליטה בכלי. למעשה טיסות אלו היו לא יותר מדילוג בלתי נשלט, לעתים תוך כדי עזרה של משתתפים בניסוי המחזיקים בכלי הטיס כדי לייצב אותו. למרות חוסר ההצלחה ביצור מסוק אמיתי, נבדקו עשרות רעיונות בתהליך ארוך של ניסוי, טעיה ושיפור.

בשנת 1907 הצליח פול קרנו הצרפתי להעלות לאוויר דגם ראשון של כלי טיס מאויש בעל כנף סובבת. המסוק כלל שני רוטורים (קדמי ואחורי) אשר הונעו בידי רצועות המחוברות למנוע בנזין בעל הספק של 18 קילו-וואט (24 כוח-סוס). השליטה במסוק הושגה בעזרת שני משטחי היגוי קטנים שהותקנו מתחת לרוטורים. באותו זמן האחים ברג'ה (גם מצרפת) ערכו נסויים במסוק בעל ארבעה רוטורים. למרות הצלחתם להעלותו לאוויר, המנועים וכן ממשק השליטה לא היו מיטביים ולא אפשרו טיסה מתמשכת ויציבה והשניים נאלצו להשתמש בעוזרים שהחזיקו את המסוק וריסנו אותו באוויר.

בשנות ה-1900 המוקדמות איגור סיקורסקי ובוריס יורייב (Борис Юрьев) מהאימפריה הרוסית החלו להתנסות בנפרד במסוקים. בעוד סיקורסקי הפסיק לתכנן מסוקים בשנת 1910 והמשיך רק בשנות ה-1930 בארצות הברית (ובשנות הבניים עבד על מטוסים), יורייב המשיך בעבודתו ויצר מספר דגמים. הבולט שבהם משנת 1912 כלל רוטור בודד ורוטור עזר בזנב כדי להתמודד עם תופעת הפיתול האופיינית למסוקים. יורייב היה אחד הראשונים אשר הציע הוספת שליטה מחזורית בלהבים של הרוטור כאמצעי שליטה במסוק.

בשנת 1914 הממציא הדני ג'ייקוב אלהמר (Jacob Ellehammer) יצר מסוק בעל שני רוטורים קואקסיאליים. להבי הרוטור הקצרים יחסית הותקנו בקצות טבעות אלומיניום רחבות, כאשר הדיסקה התחתונה כוסתה בבד והייתה אמורה לשמש כמצנח בזמן כשל במנוע. כיסא הטייס זז קדימה אחורה ולצדדים ויכל להוות חיווי נוסף למצב המסוק וכן משקולת נגד לכוחות הפועלים עליו. ג'ן השתמש בצורה מוקדמת של שליטה מחזורית אך זאת לא הצליחה להקנות למטוס את היציבות הנדרשת, ובשנת 1916 הדגם התרסק והמשך פיתוחו ננטש.

בשנים 1917-1920 הממציא האוסטרי סטפן פטרוצי (Stephan Petróczy) בעזרתו של תאודור וון קרמן (Theodore von Kármán) יצרו והטיסו מסוק קואקסיאלי. המסוק עצמו אשר הוצע על ידי שלושה מנועים כוכביים לא ביצע טיסות של ממש. וון-קרמן פרסם בשנת 1921 מאמר על הניסויים, במאמר זה הוא גם פרסם תוצאות ניסויי מעבדה של הרוטורים שהיו לא יותר ממדחפי מטוס מגודלים. ביחד עם עבודתיהם של וילליאם פ. דורנד (1920) ומקס מונק (1923) המאמר היה בין מחקרי המעבדה הראשונים להערכת הכוחות האווירודינמיים על רוטורים והדחף הדרוש לטיסה אנכית.

בשנות ה-1920 המוקדמות אמיל והנרי ברלינר (אב ובן אמריקאיים יהודיים, מחלוצי תחום המסוקים בארצות הברית) ניסו דגם של מסוק בעל שני רוטורים המורכבים זה לצד זה. הם ניסו להשיג שליטה בדגם על ידי ייצור להבים המסוגלים להתפתל לאורכם ולשנות את זווית הפסיעה שלהם. מאוחר יותר נסיונם עזר בייסוד חברת ברלינר (כיום חלק מבואינג) לייצור רוטורים ומדחפים.

בבריטניה במהלך השנים 1910-1920 יצר לואיס ברנן (Louis Brennan) דגם מסוק עם להבים גדולים במיוחד המונעים על ידי מדחפים קטנים בקצותיהם, אשר מנעו את תופעת הפיתול המקשה על ייצור מסוק מעשי. הניהוג התבצע על ידי מאזנות בשפת הזרימה של הלהבים. מספר טיסות בלתי נשלטות שנמשכו עד שנת 1925 נפסקו עקב התרסקות הדגם, והתגברות העניין במטוסי אוטוג'ירו.

באותו הזמן ראול פטרס-פסקרה עבד על דגם מסוק משלו בצרפת וספרד. תרומתו העיקרית של ראול הייתה במציאת פתרונות לבעיות השליטה והניהוג. הוא היה בין הראשונים שהתקין מערכות לשליטה קולקטיבית מחזורית. בדגם הניסוי שלו, השליטה באוויר הושגה על ידי שליטה בזווית הפסיעה של הלהבים בלבד, ללא מדחפי עזר או מדפים על הלהבים. דגם המסוק היה קואקסיאלי, כל רוטור היה דו-כנפי (כלומר לכל להב היה בן זוג המחובר מתחתיו), ושליטה בזווית הפסיעה נעשתה דרך פיתול הלהבים. ראול בנה 4 מסוקים כאלה וביצע מספר רב של טיסות בהן המסוק הדגים ביצועים צנועים שנבעו ממורכבות מכנית ומערכת שליטה וניהוג לא מיטביים. למרות מגבלותיו הדגם קבע שיא בטיסה ישרה של 736 מטר, באפריל 1924 בצרפת.

בין השנים 1924-1930 אלברט פון באומהוור (Albert Gilles von Baumhauer) ההולנדי תכנן וייצר מסוק עם רוטור ראשי אחד ומדחף עזר אחד לטובת הנעה קדימה, וביטול מומנט הפיתול בעזרת זרוע פיתול גדולה שהונעה על ידי מנוע שהורכב בחלקו האחורי של המסוק. המסוק היה בעצם מבנה צינורי ארוך שבקצו הקדמי ישב מנוע כוחבי אשר הניע את הרוטור הראשי, שהיה מורכב משני להבים ארוכים אשר הוחזקו על ידי כבלים, והסתובבו על צירם בחופשיות. השליטה ברוטור הראשי נעשתה על ידי מפעילים קולקטיביים מחזוריים, אך בגלל שהמדחף האחורי סבב במהירות קבועה למסוק הייתה בעיה חמורה של יציבות בציר הסבסוב.‏[6]

ההצלחות הראשונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

דגם המסוק של דה אסקניו

בשנת 1922 המהגר הרוסי ג׳ורג׳ דה בות׳זט (George de Bothezat) הטיס בארצות הברית מסוק בעל ארבעה רוטורים ראשיים בקצותיהן של ארבע זרועות בצורת צלב. הרוטורים היו מורכבים משישה להבים בעלי מיתר ארוך שנשלטו בצורה קולקטיבית ומחזורית. תכנון המסוק כלל גם ארבעה רוטורי עזר לייצוב ושליטה. המכונה הגדולה טסה בהצלחה מספר רב של פעמים, אך הביצועים הלא מספקים והמחיר המופקע גרמו לביטול המימון על ידי צבא ארצות הברית.

בשנת 1923 אטיין אומישן (Étienne Oehmichen), מהנדס בחברת פז׳ו הצרפתית הטיס מסוק דומה למסוק של בות׳רזט, עם 8 רוטורי עזר. טיסותיו הוכיחו כי ניתן לייצר מסוק יציב יכולת טיסה נשלטת. במאי 1924 הדגם זכה בפרס הפדרציה הבינלאומית לאווירונאוטיקה (FAI) על ההצלחה בטיסה סביב מסלול של קילומטר בשבע דקות וארבעים שניות במהירות של 7.5 קמ״ש.

בשנת 1930 קורדינו ד'אסקניו (Corradino D'Ascanio) האיטלקי ייצר דגם מסוק בעל שני רוטורים דו-להביים קואקסיאליים הסובבים בכיוונים שונים. המסוק בלט בנתוני יציבות ושליטה טובים. השליטה בלהבים הושגה על ידי מדפים שהיו מחוברים לקצות הלהבים, והשליטה עליהם התבצעה על ידי מערכת כבלים וגלגלות. המסוק החזיק במספר שיאי FAI בזמנו: שיא גובה 17.4 מטר, משך טיסה 8 דקות ו-45 שניות ומרחק טיסה 1,078 מטר.

בשנת 1930 מייטלנד בליקר (Maitland Bleecker) מארצות הברית יצר מסוק בשם Curtiss-Bleecker SX-5-1, שניסה להתגבר על השפעת הפיתול על ידי יצירת דחף ללהבים על ידי מדחפים שהיו מורכבים על הלהבים עצמם. השליטה על הלהבים בדומה לדגם של דה אסקניו הושגה על ידי מדפי עזר שכונו ״סטאבובאטור״ (stabovator). למרות שהמסוק הצליח לבצע מספר טיסות בקרבת הקרקע, הדגם ננטש בשל בעיות רעידות ויציבות.

בשנת 1933, ניקולאס פלורין (Николай Флорин, מהגר מרוסיה), ביצע בבלגיה מספר גיחות במסוק בעל שני מדחפים (קדמי ואחורי) שהסתובבו באותו הכיוון.‏[7] הרוטורים היו מוטים מעט נגד כיוון הפיתול כדי לאזן את התופעה. בשל קשיים הדגם ננטש ונהרס במלחמת העולם השנייה.

המסוקים המוצלחים ודגמי היצור הסדרתי הראשונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הג'ירופליין לאבורטורה של לואיס ברג'ה ורנה דונרד, אחד המסוקים המוצלחים הראשונים.

בזמן זה של התקדמות משמעותית בתחום כלי הטיס בעלי כנף סובבת בטיחות הייתה עדיין אחד האתגרים המשמעותיים. המסוק היה כלי טיס קשה להטסה ובעל מספר לא מבוטל של תופעות טיסה מסוכנות, אבל מעל לכל הייתה סכנה לכשל במנוע. עקרונית מסוק יכול להתנהג כמטוס ג׳ירודיין, המסובב את הלהבים ומייצר עילוי על ידי שטף אוויר עולה שנגרם על ידי הצניחה, ועל ידי כך ״לדאות״ לנחיתה בטוחה (מצב הנקרא אוטורוטציה), אך המנוע והתמסורת מתנגדים לאופן התפעול הזה.

בשנת 1935 חלוצי התעופה הצרפתים לואי ברגה ורנה דורן (Bréguet-Dorand) ייצרו דגם של מסוק בעל שני רוטורים קואקסיאליים. הדגם החזיק במספר שיאים של ה-FAI ביניהם שיא במשך טיסה של 62 דקות, ומרחק טיסה של 44 ק״מ. המסוק נשלט על ידי מכלול דיסקה ששלט בזווית הפסיעה של הלהבים. בציר הסבסוב המסוק נשלט על ידי יצירת הפרש פיתול בין הרוטורים, ומשטחי מייצב גובה וכיוון הקנו ייצוב נוסף. הפיתוח של המכונה פסק לקראת פרוץ מלחמת העולם השנייה.

הנריך פוקה של חברת פוקה-וולף הגרמנית החל לעבוד על כלי טיס כנף סובבת 1933. הוא ניהל את הייצור ברישיון של דגמי C-19 ו-C-30 של חברת דה לה סיירבה. הנסיון שהוא צבר עזר לו בפיתוח הדגם שהוא פיתח עם גרט אכגליס. כלי הטיס (Focke Achgelis) שכונה Fa-61 היה שונה מרוב המסוקים שיוצרי בזמנו. השלדה של המסוק הוסבה ממטוס אימון קל, שני הרוטורים שלו הורכבו זה לצד זה, השליטה בצירי הגלגול והעלרוד בוצעו על ידי הטיית הרוטור (ולא זווית פסיעה מחזורית כמקובל), והשליטה בסבסוב התבצעה על ידי הטיה הפרשית בין הרוטורים. העילוי של הדיסקות נשלט על ידי מהירות סיבוב הרוטורים (ולא זווית פסיעה כוללת כמקובל), שיטה שהייתה מאוד מסורבלת ואיטית בתגובתה. המדחף המקוצר בקדמת כלי הטיס שימש רק לקירור המנוע הרדיאלי הגדול. המסוק הזה היווה פריצת דרך לא רק מבחינת השליטה והביצועים אלא גם בבטיחות טיסה, כאשר המסוק ביצע מספר אוטורוטציות, לשם כך הלהבים תוכננו להיות מותקנים בזווית פסיעה מתונה כדי למנוע מהם מלהזדקר בעת נחיתה עם מנוע מכובה. כלי הטיס שבר את מרבית השיאים של ה-FAI בתחום כלי הטיס כנף סובבת ביניהם: שיא גובה של 3,427 מטר, שיא מהירות של 122 קמ"ש, ושיא טווח טיסה של 233 קילומטר. המסוק התפרסם עקב טיסת מפגן בתוך אצטדיון הספורט בברליו בשנת 1936. הדגם היווה גם בסיס למסוק ה- Fa-266F שמאוחר יותר סומן Fa-232E. המסוק אמנם נכנס לשלב הייצור הסדרתי אך לא השתתף באופן משמעותי במלחמת העולם השנייה.

ביוני שנת 1938 חברת וייר (כיום Weir Group) הטיסו דגם של מסוק שפותח יחד עם חואן דה לה סיירבה. המסוק תוכנן במקור להיות קואקסיאלי, אך הקשיים בניהוג ויציבות וכן הצלחתו של ה- Fa-61 גרמו לשינוי מיקום הרוטורים זה לצד זה. השליטה בצירי הגלגול והעלרוד הושגו על ידי שליטה מחזורית, בעוד השליטה בדחף הרוטור הושג בעזרת שינוי מהירות הסיבוב בדומה לדגם הגרמני. לקראת מלחמת העולם השנייה הפיתוח הופסק.

בשנת 1939 אנטואן פלאטנר מגרמניה הטיס מסוק קטן ממדים בעל שני רוטורים צמודים זה ליד זה, סוג מסוק שכונה מאוחר יותר סינכרופטר. המסוק טס בצורה מוצלחת מאוד ואף היה המסוק הראשון להדגים אוטורוטציה וחזרה לטיסה מונעת תוך כדי טיסה. למרות שהמסוק (שסומן Fl-282) היה הראשון להיכנס לייצור סדרתי, הוא יוצר במספרים קטנים.‏[8][9]

לאחר שהיגר לארצות הברית, עסק איגור סיקורסקי בתכנון וייצור של מטוסים אמפיביים גדולים, אך חזר לעבוד על מסוקים ביתר שאת לאחר שרשם פטנט ב-1935. הדגם הראשון שטס בשנת 1940 הונע על ידי מנוע בעל 75 כוחות סוס, וכלל רוטור ראשי אחד וארבעה מדחפי עזר, שהגבירו את השליטה בצירי העלרוד והסבסוב, שבעיקר הושגה על ידי שליטה מחזורית בלהבי הרוטור הראשי. המכונה הייתה מורכבת מאוד ולמרות שהצליחה לרחף ולטוס לצדדים, בעת טיסה איטית קדימה נטה המסוק להפיל את זנבו בחריפות עקב איבוד עילוי במדחפי העזר שנכנסו למערבולות הרוטור הראשי. סיקורסקי ניגש לפתור קשיים אלו באופן שיטתי, והדגם השני שלו, (90 כוח סוס), הונע על ידי רוטור ראשי בודד ורוטור עזר בודד אשר הורכב בצורה אנכית בקצה זנב המסוק ונוגד את הפיתול של הרוטור הראשי. תצורה זאת הפכה לסטנדרטית ברוב המסוקים המודרניים.

איגור סיקורסקי יושב במסוק R-4 מרחף, שנת 1944.

סיקורסקי שיפר את הדגם שלו וב-1941 החל ביצור סדרתי של ה-R-4. בשנת 1943 חברת סיקורסקי החלה ביצור דגם R-5 שהיה גרסה חזקה וגדולה יותר של הדגם הקודם, ונעשה בו שימוש נרחב לאימון והדרכה. דגם זה יוצר במספרים משמעותיים ומספר מאות יחידות מדגם זה ראו שירות במלחמת העולם השנייה.‏[10]
חברת ווסטלנד הבריטית החלה ביצור ברישיון של דגמי סיקורסקי בשנת 1945, לאחר התאמת הדגמים לסטנדרטים הבריטים הדגם סומן WS-51. דגמים יותר מאוחרים של מסוקים אלה היו ה-דרגון-פליי ו-ווידג׳און שהיו גרסאות גדולות ובעלות תא נוסעים מוגדל.‏[11]

בשנת 1949 חברת חיירבה-וויר יצרו דגם של מסוק חסר רוטור אחורי, שבו השליטה בציר הסבסוב התבצעה על ידי דחף המנוע. המסוק תוכנן ללא שליטה קולקטיבית על הלהבים ועל כן הוא שלט על דחף הרוטור על ידי מהירות הסיבוב, בדומה למסוקי חברת וויר לפני מלחמת העולם השנייה. הדגם (W-9) התרסק בטיסת ניסוי וננטש. דגם אחר של החברה שננטש היה ה- W-11 Air-Horse שתוכנן עם שלושה רוטורים ראשיים ובעל יכולת נשיאה גבוהה ותוכנן להיות מסוק ריסוס. הדגם האחרון של חברת וויר היה ה-W-14 Skeeter, שהיה מסוק אימון ששירת בחיל האוויר הבריטי במספרים קטנים עד שנת 1960.

באותו הזמן מספר חלוצים צעירים עבדו על מסוקים משלהם בארצות הברית ביניהם ארתור יאנג, פרנק פיאסקי וצ'ארלס קאמאן. ארתור יאנג פיתח את מוט הייצוב שאופייני לרוטורים דו להביים. מוט הייצוב הורכב בניצב ללהבי הרוטור, חובר למוטות שינוי זווית הפסיעה וכלל שתי משקולות בקצוות המוט. בעת תנועה לא יציבה של הרוטור עקב נדנוד, המשקולות היו מייצבות אותו בעזרת האנרציה הג'יירוסקופית. יאנג תכנן בחסות חברת בל את דגם Bell-30, אשר טס לראשונה בשנת 1943 ואת Bell-47 אשר היה למסוק הראשון המוסמך מסחרית. הדגם נמכר בכמויות גדולות, כ-5,000 יחידות נמכרו בארצות הברית לבדה, ועוד כאלף יוצרו ברישיון בכעשרים מדינות אחרות במהלך תקופה של יותר משלושים שנה.‏[12]

מסוק Bell-47 בשירות חיל האוויר האמריקאי ששימש לחילוץ מוטס.

בשנת 1943 פרנק פיאסקי הטיס דגם מסוק חד מושבי מדגם PV-2 שהיה למסוק השני שטס בהצלחה אחרי ה-S-300 של חברת סיקורסקי. חברת פיאסקי התמקדה מאז במסוקים בתצורת שני רוטורים ראשיים העומדים אחד מאחורי השני. ה-PV-3 Dogship (שכונה "הבננה המעופפת" בגלל הצורה המיוחדת שלו) שהיה מוצלח מאוד הוביל לפיתוח של דגמים מתקדמים וחזקים יותר דוגמה ה-H-16 וה-H-21 Workhorse שיוצר בשנת 1952. החברה השנייה שייצרה מסוקים בתצורה זאת בארצות הברית הייתה חברת בל והדגם היחיד שיוצר באותה תקופה היה ה-XSL-1 שטס לראשונה ב-1950. חברת בריסטול הבריטית ייצרה מסוקים מדגמים Type-173, Type-192 Belvedere וכן דגם מסוק טהור ה-Type 171 Sycamore שלא יכלו להתחרות במסוקים האמריקאיים ויוצרו במספרים קטנים.‏[13]

צ'ארלס קאמאן אימץ את תצורת הסינכרופטר וייצר את הדגם הראשון שסומן K-125A בשנת 1947. אחד החידושים שקאמאן השתמש בהם היו להבים קבועים ששינו את זווית ההתקפה שלהם לא על ידי סיבוב אלא על ידי פיתול שנגרם ממדפים שהורכבו בקצות הלהבים. הדגם הבא היה ה-K-225 שהיה למסוק הראשון שהונע על ידי מנוע סילון. מסוק גדול יותר מדגם H-43 Husky יוצר בשנת 1963. לאחר מכן חברת קאמאן עברה לייצור מסוקים בתצורה סטנדרטית יותר כגון ה-H-2 Seasprite שיוצר בכמויות נכבדות אך הלהבים הייחודיים נשארו לסימן ההיכר של החברה. בשנת 1991 חברת קרמרן הציגה מסוק סינכרופטר שסומן K-Max.‏[14]

סטנלי הילר (Stanley Hiller), שתכנן את המסוק הראשון שלו בגיל 15 בלבד בשנת 1939, הטיס מספר מסוקים בשנות ה-1940 המאוחרות כולל מסוק קואקסיאלי שסומן XH-44. הוא ביצע ניסויים בדגמים שונים של מסוקים קואקסיאליים ומונעי Tip-Jet, שהיא הנעה של הלהבים דרך דחף בקצוותיהם, בדרך כלל על ידי מנועי סילון קטנים. הדגמים המאוחרים והמסחריים שיוצרו על ידי החברה שלו היו קונוונציונליים יותר. תרומתו העיקרית להתקדמות המסוקים היא תצורת רוטור המכונה רוטורמטית (מאנגלית:"Rotormatic"). בתצורה זו מוטות שינוי זווית הפסיעה חוברו למוטות קצרים בניצב ללהבים הראשיים, וכללו כנפיים מקוצרות בקצוותיהם. להבים משניים אלו עזרו בשיכוך רעידות ושיפרו את ביצועי הריחוף של המסוק. תצורת רוטורמטית אופיינית לטיסני מסוקים שכן במסוקים גדולים יותר השיכוך מושג על ידי מערכות בקרת טיסה אוטומטיות. חברת הילר ייצרה בהמשך עוד אלפי מסוקים, בהם הבולטים הם Model 360, UH-12A ו-H-23.

הבשלת התעשייה והמסוקים המודרניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוק סיקורסקי מדגם S-55 בריחוף. ניתן להבחין בתא הטייס הגבוה, באף הגדול בו מותקן המנוע, ותא המטען שנמצא מתחת לתא הטייס.

בשנות ה-1950 המוקדמות נצפתה הבשלה מהירה של הטכנולוגיות שאפשרו ייצור מסוקים שהם כלי טיס בטוחים מהימנים ונוחים הרבה יותר גם לטייס וגם לנוסעים. תקופה זאת גם התאפיינה בייצור המוני של מסוקים על ידי חברות אמריקאיות ואירופאיות למגוון משימות. חברת סיקורסקי ייצרה את ה-S-55 וה-S-58 שהיוו קפיצת מדרגה מבחינת הנדסת מסוקים. תא הטייס הורכב ישירות מתחת לרוטור, והמנוע הורכב באף. מתחת לתא הטייס הורכב תא המטען. תצורה זאת אפשרה תנועה רחבה למרכז המסה ללא פגיעה בביצועים וייציבות המסוק. חברת ווסטלנד שמרה על יחסיה עם סיקורסקי וייצרה דגמים מותאמים שכונו S-55 Whirlwind וS-58-Wessex. בשנות ה-1960 סיקורסקי פיתחה את ה-S-61 Sea King, ה-S-64 Sky Crane, דגמי CH-53 וכן ה-S-62 (HH-52) שהיה מאוד מוצלח במשימות חילוץ מוסק. מאוחר יותר דגם ה-S-70 שמוכר יותר כ-UH-60 בלק-הוק הפך להיות הדגם העיקרי של החברה שיוצר בכמויות גדולות. ה-S-76 היה למסוק נוסעים וחילוץ מוצלח למדי באותה תקופה. בשנות ה-1970 חברת סיקורסקי ובואינג החלו בפיתוח משותף של ה-RAH-66 קומנצ'י, התוכנית ייצרה את מסוק התקיפה המתקדם בעולם אך התוכנית בוטלה על ידי הפנטגון בשנת 2004. דגם המסוק האחרון שפותח בחברת סיקורסקי הוא ה-S-92 שטס לראשונה בשנת 1998 והוסמך בשנת 2002. בשנת 2005 חברת סיקורסקי הציעה מספר דגמים של מסוקים קואקסיאליים שנעו בין כלי טיס בלתי מאוישים למסוקי תובלה כבדים.‏[15]

עם הצלחת דגם 47 של חברת בל, החברה המשיכה ביצור של ה-UH-1 היואי אשר היווה הצלחה גדולה ויוצר באלפים לטובת צבא ארצות הברית ובעלות בריתה החל משנת 1959. דגם ההמשך Bell-212 היה הצלחה נוספת גם בשירות צבאי ואזרחי שלאחר מכן התפתח לBell-412. מסוק התקיפה AH-1 קוברה גם צמח ממשפחת היואי וכלל את אותם המנועים רוטורים ותמסורות אבל עם מבנה דק ותא טייס בו הטייסים ישבו אחד אחר השני וטס לראשונה בשנת 1966. דגם Bell-206 שטס לראשונה ב-1966 הםך להיות לאחד המסוקים הנמכרים בהיסטוריה. הדגם החדיש של החברה הוא ה-Bell-427 שהו מסוק שישה מושבי עם שני מנועים.

תאגיד פיאסקי שינה את שמו בשנת 1956 לוורטול פיתחה מספר דגמים מוצלחים של מסוקים בעלי שני רוטורים ראשיים העומדים אחד אחרי השני, הדגמים היו Vertol 107 ו-CH-46 ו-CH-47. החברה נרכשה על ידי בואינג שייצרה באצע שנות השמונים מסוק הדגמה מתקדם לתצורה זאת שסומן Model 360 והיה מורכב כולו מחומרים מרוכבים. פס הייצור של ה-CH-47 ממשיך לפעול גם היום עם דגמי CH-47F ו-CH-47SD.

חברת היוז ייצרה את דגמי TH-55 ו-Hughes-500 שראו שירות נרחב הן בצבא והן בשימוש מסחרי, אך ההצלחה הגדולה של החברה הייתה ה-AH-64 אפאצ'י שנבנה לראשונה בשנת 1974 ודגם מתקדם שלו ה-AH-64D Longbow מיוצר עד היום. החברה נרכשה על ידי חברת מקדונל דאגלאס בשנות ה-1980 והיא בתורה נרכשה על ידי בואינג בשנות ה-1990 המאוחרות. מקדונל דאגלאס יצרה סדרת מסוקים קלים לשימוש אזרחי ה-MD-500, MD-600 והדם החדיש MD-900 שכלל מערכת נוגדת פיטול מסוג NOTAR שבמקום רוטור משני בזנב המסוק משתמשת במערכת המייצרת זרימת אוויר סיבובית הנוגדת את הפיתול.

למרות שרוב המסוקים הבינוניים כבדים מיוצרים בשביל הצבא‏[16] נתח שוק גדול שייך למסוקים אזרחיים קלים לשימוש כללי. יצרנים בולטים בתחום זה הם Robinson, Schweizer, Rotorway, Brantley ו-Enstrom. חברת Brantley מייצרת סדרות מוצלחות של דגמי R-22 דו מושביים ו-R-44 ארבעה מושביים, שני הדמי מונעים במנועי בוכנה. דגמים חדשים אלה עזרו לייצר שוק שאפשר למכור בו מסוקים לא סילוניים. בשנת 2004 כ-80 אחוז מכל המסוקים שיוצרו בארצות הברית יוצרו על ידי חברת Brantley.‏[17]

היצרנים האירופאיים (Aerospatiale ,Agusta ,Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB, ו-Westland ייצרו ה רבה דגמים מוצלחים של מסוקים בשנות השישים. דגמים Alouette III\II של חברת Aerospatiale שהיה מסוק משא קל וטס לראשונה בשנת 1955, היה אחד המסוקים האירופאיים המוצלחים בשנות ה-1960 וכן אחד ממסוקי הייצור הסדרתי הראשונים שהונעו על ידי מנוע סילון. בשנת 1962 החברה הטיסה לראשונה מסוק משא כבד שענה לשם סופר פרלון. בתחילת שנות ה-1970 שיתוף פעולה בין חברת Westland ו-Aerospatiale הולידה את ה-SA330 Puma שהיה למסוק הנוסעים המוצלח באירופה. ה-גאזל ירש את בהצלחה את ה-Alouette וכלל תצורת רוטור זנב המובנית בתוך סנפיר הזנב הנקראת פנסטרון. תצורת זנב זאת בדגם משופר הוטמעה גם בדגם הדולפין. חברת MBB ייצרה בשנת 1967 את דגם ה-BO105 שכלל רוטור חסר מפרקים מהפכני, ובשנת 1979 הציגה גרסה מוגדלת וחזקה יותר שסומנה BK117. בשנות ה-1990 חברות MBB ו-Aerospatiale התמזגו ויצרו את חברת יורוקופטר שמאז ייצרה מספר לא מבוטל של מסוקים מתקדמים.

חברת Agusta ייצרה ברישיון את דגם Bell-47 עד שנת 1965 והחלה במקביל לעבוד על דגמים מקוריים משלה. ב-1964 טס לראשונה דגם תלת מנועי שנקרא A-101, שלא נכנס לייצור סדרתי. דגם A-109 שהיה מסוק תובלה ונוסעים קל ומהיר שהיה מוצלח למדי טס לראשונה בשנת 1971 וראה שרות צבאי ואזרחי נרחב. בשנת 1983 החברה הטיסה לראשונה את ה-A-129 Mangusta שהיה מסוק קרב המבוסס על ה-A-109 והיה למסוק הקרב האירופאי הראשון.

חברת Westland יצרה סדרת מסוקים ברישיון של חברת סיקורסקי, הדגמים הללו היו מותאמים לדרישות הבריטיות, אך היא גם ייצרה סדרת מסוקים פרי תכנונה. דגם ה- Lynx היה מסוק תובלה בינוני לשימוש צבאי ואזרחי שטס לראשונה בשנת 1971, גרסה מוגדלת של המסוק שסומנה WG-30 תוכננה מאוחר יותר וכללה רוטור חמישה להבי חסר מפרקים. הדגם ה-Super Lynx כוללים להבים חדישים שפותחו בתוכנית ניסוי מיוחדת וכללו שפת התקפה מתקדמת, נכון להיום המסוק מחזיק בשיא מהירות למסוק טהור העומד על 400 קמ״ש (216 קשר).‏[18] הלהב הייחודי כלולה בדגם ה- EH-101 שנכנס לייצור בשנת 1996.

המיל מי-24 בשירות חיל האוויר הגאורגי, דגם זה הוא מסוק הקרב הנפוץ בעולם.

מספר רב של מסוקים יוצרו בברית המועצות בחברות כמו מיל קאמוב. מיכאל מיל אימץ את תצורת המסוק הטהור. הוא החל עם דגם ה-מיל 1 שטס לראשונה בשנת 1950, הדגם הבא המי-2 הונע על ידי מנועי סילון, ואחריהם יוצרו דגמי מי 3 ו-4. המי-4 דמה מאוד ל-S-55 של חברת סיקורסקי אך היה גדול יותר וכן בעל יכולת נשיאה וביצועים טובים יותר. מסוק המי-6 היה בין המסוקים הגדולים ביותר שיוצרו בעל קוטר דיסקת רוטור של 35 מטר ומשקל נקי של 42,500 קילוגרם. אחריו יוצר המי-10 שהיה גרסת עגורן אווירי של המי-6 שכלל ארבעה כני נסע ארוכים ודקים. את התואר המסוק הגדול והכבד בהיסטוריה גרף המי-12 שהיה מסוק בעל שני רוטורים שהורכבו בצידי הגוף והונעו על ידי 4 מנועי סילון, המסוק תוכנן לשאת טילים גרעיניים ובין קצה דיסקה ימינית לשמאלית היה יותר מרחק מאורך מוטות הכנפיים של הבואינג 747 ג'מבו. דגם המי-24 פותח כתגובה לפיתוח מסוקי היואי חמושים שהראו את יכולתם במלחמת וייאטנאם. המסוק טס לראשונה בשנת 1972 ויוצר במספרים גדולים. מסוק המי-26 שטס לראשונה בשנת 1982 הוא המסוק הפעיל הגדול והכבד כיום, עם קוטר דיסקת רוטור של 32 מטר יכולת נשיאה של 20,000 ק"ג ומשקל מרבי של 56,000 ק"ג. דגם המי-28 הוא מסוק קרב הדומה בתצורתו ל-AH-64 אפאצ'י. הדגם החדיש של חברת מיל הוא המי-38 שמיועד להיות מחליף לדגמי מי-8\17.‏[19]

חברת קאמוב אימצה את התצורה של המסוק הקואקסיאלי והיא היחידה, נכון להיום שהכניסה מסוקים כאלה לייצור סדרתי. שני הדגמים הראשונים של החברה ה-Ka-8 וה-Ka-10 היו מסוקים קלים שסבלו מהספק מנועים נמוך שמנע מהם להפוך לדגמים מוצלחים. ההצלחה האמיתית הראשונה באה בצורת הדגמים ה-Ka-15 ו-Ka-18 אשר טסו בשנות ה-1950 המאוחרות. החברה המשיכה עם דגמי ה-Ka-27 והגרסה האזרחית שלו ה-Ka-32. דגם נוסף הוא ה-Ka-50 שהוא מסוק קרב קל בעל ביצועים מרשימים, המסוק הזה ייחודי בהיותו בין דגמי המסוקים הבודדים המוטסים על ידי טייס בודד, הוא מסוק הקרב חד מושבי היחיד בעולם.

שירות מבצעי/אזרחי[עריכת קוד מקור | עריכה]

עידן הבוכנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

חילוץ של טייס מטוס F6F אמריקאי, שנת 1949

מסוקים ראו שרות לראשונה במלחמת העולם השנייה, כאשר גם גרמניה וגם ארצות הברית הכניסו מסוקים לשירות פעיל. בעוד בוורמאכט המסוקים ראו שירות מוגבל מאוד, ללא הצלחות משמעותיות, בחילות האוויר של צבא ארצות הברית המסוקים עשו שירות משמעותי. בתקופה שבין ה-23 באפריל ל-4 במאי 1944 מסוק YR-4B שהיה בהערכה מבצעית בבורמה חילץ 21 פצועים. הצלחה זאת אפשרה לקצינים להמשיך ולתמוך ברכש מסוקים נרחב בשביל הזירה הפסיפית. לפני כן צבא ארצות הברית חתם על חוזה לרכש של 900 מסוקים מדגם R-6A לתפקידי קישור וחילוץ ומאוחר יותר 250 מסוקים מדגם R-5A ללוחמה נגד צוללות ותובלה ו-100 מסוקים מדגם R-4B למטרת אימון. מקרה זה גם הדגים את התחלואות של המסוקים המוקדמים שהתבטאה בשרידות נמוכה ובעיות אחזקה שפגעו במוכנות היחידות.‏[20] מקרה נוסף הראוי לציון הוא חילוץ 70 פצועים בתאריכים שבין ה-16 ל-29 ביוני 1945 בפיליפינים על ידי מסוקים מדגמים R-4B ו-R-6A. המסוקים האמריקאיים לא ראו שרות באירופה במהלך המלחמה בשל העובדה שרוב התפקידים של המסוקים יכלו להתבצע על ידי מטוסים, שכן לא היו בה ג'ונגלים ואיים לא נגישים. מסוקי סיקורסקי המשיכו להשתתף בתפקידי חילוץ, פינוי, קישור וכן תצפית עד לסוף מלחמת העולם השנייה כאשר בסופה כל פסי היצור נסגרו, והעבודה על המסוקים שלא הושלמו הופסקה. במלחמה זאת המסוקים הוכיחו את יעילותם ושכנעו רבים כי אלה כלי טיס לגיטימיים. כמו כן מלחמה זאת הפכה את תעשיית המסוקים של ארצות הברית למובילה בתחום ורוב המדינות המערביות הסתמכו על מסוקים מתוצרתה.

בתום מלחמת העולם השנייה בוטלו רוב החוזים לייצור צבאי, כל התעשיות שנרתמו לכך סבלו מתקופה קשה, אך המכה הכי קשה נחתה על תעשיית המסוקים שהתקשו למצוא שוק אזרחי בשביל המכונות שלהם. הפנטגון לפעמים היה מקנה חוזי-נדבה רק בשביל לשמור על התעשייה. בנובמבר שנת 1945 דוברת דלק נתקעה בחופים סמוך לפיירפילד קונטיקט במהלך ספה עזה והייתה בסכנת טביעה. שני טייסים שהיו במפעל סיקורסקי הסמוך חילצו את שני אנשי הצוות בעזרת מנוף נסיוני שהותקן במסוק R-5 שהם הטיסו, זאת הייתה הפעם הראשונה בה התבצע חילוץ כאשר המסוק לא נחת אלא ריחף מעל אזור האסון.‏[21]

במהלך שנות 1940 המאוחרות המתיחות עם ברית המועצות החלה להשפיע על הדרישות ותקציב הכוחות המזוינים של ארצות הברית ואלה החלו ברכש של כלי מלחמה מתקדמים. כולל גרסאות משופרות של מסוק הסיקורסקי H-5. בפרוץ מלחמת קוריאה ב-25 ביוני 1950 המסוקים שיחקו תפקיד מכריע כאשר הם עזרו לכוחות המארינס, שנחתו על חופי קוריאה הדרומית ולא הכירו את טוואי השטח והצירים, על ידי העלאת מפקדים לסיורים קצרים להתמצא ולתקשר עם שאר הכוחות האמריקאיים והדרום קוריאנים. מאוחר יותר עם כניסת טייסות מסוקים של חיל האוויר ולאחר מכן טייסות של צבא ארצות הברית המסוקים החלו לעזור בחילוץ פצועים, חילוץ טייסים מופלים, פינוי חללים וכן טיסות תצפית וקישור. המסוקים אף החלו בפריסת קווי טלפון, בעזרתם התהליך יכל לקחת דקות במקום ימים בפריסה רגלית. אף על פי שהמסוקים לא היו מאושרים לטיסות לילה עקב מיעוט מכשירי ניווט וחוסר בעזרי ניווט אלקטרוניים, מסוקי ה-H-5 השתתפו בחילוצים ליליים ותחת אש. מסוקים של חיל הים הצטיינו בהכוונת האש של תותחי ספינות המלחמה האמריקאיות, עד כדי הכרתם כנכס הגדול של ספינת המלחמה. כמו כן מסוקי חיל היים השתתפו בפינוי מוקשים ימיים על ידי זיהוי מוקדם. למרות כל השימושים המגוונים של המסוקים בשלבים הראשונים של המלחמה הדרישה למסוקים בעלי קיבולת נשיאה גבוהה יותר רק גברה ועם הופעת ה-S-55 של חברת סיקורסקי (שסומן כ-H-19) בזירה הם החלו בהטסת כוחות ואספקה בנוסף לכל התפקידים המקוריים שלהם. הם אף השתתפו בהטסת סוללות טילים כחלק מתורת לחימה של פגע-וברח, בה הסוללות היו יורות מטח ומשנות את מיקומן בעזרת המסוקים לעמדה אחרת ומבצעות מטח נוסף. בסוף המלחמה, למרות המגבלויות והחולשות של המסוקים המוקדמים הללו, הם נחשבו לחלק בלתי נפרד מהלחימה המודרנית המעשיר ומגדיל את הגמישות והזריזות הטקטית של הצבא.‏[22]

עם סוף מלחמת קוריאה המסוקים החלו למצוא נישה מיחדת בשוק התעופה. חקלאים החלו להשתמש במסוקים לטובת ריסוס, רעיית צאן וקישור לאזורים מרוחקים. כוחות משטרה החלו להתנסות בשימוש במסוקים לטובת בקרת תנועה מצוד ואכיפה. מסוקים שימשו לטיסות מיפוי גאוגרפי וגאולוגי וכן נכרשו על ידי כוחות כיבוי לטובת ניתור וכיבוי שריפות על ידי שפיכת כימיכלים או מים על מוקדי האש. יתרונם של המסוקים בתפקיד זה היה כי הם לא רק יכלו לרחף מעל מוקדי האש אלא גם למלא את מיכלי הכיבוי ללא צורך בנחיתה, מה שהיה מקטין את משך הזמן בין הטיסות מעל מוקדי האש.‏[23]

עידן הסילון[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוקי היואי המגיעים לשנע גדוד היוצא לפעילות נגד הוייטקונג, 1965.

מנועי סילון היו בשימוש במטוסים ממלחמת העולם השנייה, הניסויים הראשונים בהנעת סילון למסוקים התבצעו בשנת 1947, אך הטכנולוגיה לא הייתה בשלה דייה. מנועי בוכנה שתוכננו לטובת מסוקים היו גדולים, כבדים, מסורבלים ומורכבים למדי והקשו על היצרנים בייצור מסוק בעל ביצועים משמעותיים. ההמצאת מנוע הסילון מסוג טורבו ציר ושילובו במסוק בשנות ה-1950 המאוחרות היוותה מהפכה טכנולוגית וכן מהפכה מבחינת יכולת ההפעלה של המסוק. ממכונה שהייתה מוגבלת למשקלים קלים יחסית ולמהירויות נמוכות, ניתן היה לייצר מסוקים כבדים ובעלי יכולת נשיאה משמעותית. מסוקים מיוחדים נבנו ושומשו כעגורנים מעופפים המסוגלים להרים אנטנות, קורות ופיגומים לגובה בשטחים קשים וללא צורך בהתקנת עגורן ייעודי. מסוקי תובלה כבדים החלו להופיע והם מצאו שוק גם בצבא וכן בשירות האזרחי. מסוקי נוסעים מסחריים החלו לטוס בין שדות תעופה לטיסות קישור וכן היה צפי כי המסוקים יוכלו להוות מעין אוטובוס לאנשי עסקים שרצו לעקוף את פקקי התנועה העירוניים. אך שירות זה לא תפס מקום בשוק והמנחתים הרבים שנבנו באזורים אורבניים נעלמו במהלך שנות ה-1970. במקום זאת מסוקי נוסעים מצאו לקוחות בין חברות הקידוח שחיפשו פתרון לבעיית הסבבים הארוכים באסדותיהם. המסוקים היו מסוגלים להוביל אנשים לאסדה וממנה בעשירית מהזמן שספינה הייתה יכולה לעשות זאת, לכן הסבבים שהיו אורכים כחודשיים יכלו להתבצע כל שבועיים.

בשנת 1965 34 בתי חולים ברחבי ארצות הברית כללו מנחתים למסוקים.ב-1966 מדינת מונטנה החלה לממן בניית מנחתים בכל בית חולים שהיה מוכן לקבל אחד. תקדימים אלה העידו על השינוי שחל בשירותי ההצלה של מדינות העולם שהחלו להסתמך על המסוקים ככלי מציל חיים.‏[24]

במהלך מלחמת קוריאה צבא ארצות הברית שנפרד משירותי האוויר שלו שהפכו לחיל האוויר של ארצות הברית, נאלצו לרכוש ולהפעיל עצמאית מסוקים. במלחמת וייטנאם צבא ארצות הברית הפעיל את מרבית המסוקים שהיו בשירות הכחות המזוינים של ארצות הברית, בשיא המספר עמד על כ-3,900 מסוקים. מסוקים כגון ה-UH-1, ה-CH-21, ה-CH-47 ודומיהם. בעזרת המסוקים הללו האמריקאיים היו יכולים תוך דקות להנחית גדודים שלמים בלב שטח האויב.‏[25]

בתחילת הלחימה המסוקים שהטיסו כוחות היו חמושים במקלעים בודדים לצורך חיפוי, אך כאשר האבידות של המסוקים הללו החילו לעלות בצורה מדאיגה האמריקאיים החלו להסב מסוקים לתצורת "Gun-ship" (בתרגום חופשי ספינת תותחים), שהיו בעצם אותם מסוקי תובלה‏[26] שחומשו במקלעים כבדים רקטות ומטולים. יעילותם של מסוקים אלה לא רק בגרימת אבידות לאויב אלא גם בהרתעתם, כמו כן מגבלותיהם של מסוקים אלה, הוכיחו את נחיצותם של מסוקי קרב ייעודיים. הופעתו של מסוק ה-AH-1 והצלחתו בוייטנאם הפכה את הדגם הזה ודומיו לכלי מלחמה חשובים המשתתפים במשימות חיפוי אווירי צמוד וציד טנקים.

כיום מסוקים צבאיים ואזרחיים ממלאים תפקידים מגוונים המנצלים את תכונות הטיסה הייחודיות של המסוק.

מסוקים צבאיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

חיילי חטיבת הצנחנים בדרכם למסוק במהלך אימון ברמת הגולן, אוקטובר 2011
Postscript-viewer-shaded.png ערכים מורחבים – מסוק קרב ומסוק סער

בתחילת שנות ה-60 של המאה ה-20 החל שימוש נרחב במסוקים לצרכים צבאיים, בעיקר על ידי הכוחות האמריקאים במלחמת וייטנאם. בהתחלה לצורכי תובלה ופינוי פצועים, ואחר כך גם לצורכי סיור וסיוע לכוחות הקרקע. מסוקים צבאיים שכאלה היו חמושים במספר מקלעים צדדיים ולעתים אף בכוורת רקטות או ב"מיניגאן". התפישה הרווחת עד אז הייתה שראשית יש לפנות את הפצועים הקלים כיוון שסיכוייהם של הפצועים הקשים לשרוד נמוכים. הכנסת המסוק למערך החילוץ שינתה לחלוטין את פני הדברים, והפצועים הקשים היו הראשונים שהועלו על מסוקי הפינוי.

במלחמת וייטנאם החלו האמריקנים להשתמש במסוקי הסער החמושים גם למשימות של חיפוי אווירי ותקיפת מטרות וייטקונג מהאוויר. מסוק הסער הוותיק UH-1 "יואי" הצטיין בתפקיד זה, כאשר שני מקלעי צד מדגם M134 מיניגאן הותקנו בתא האחורי ושימשו לטהר שדות מלוחמי ויאטקונג. מסוקי ה"יואי" החמושים שימשו למעשה כ"חיל פרשים" אווירי.

בעקבות הניסיון המוצלח עם ה"יואי" פותחו מסוקי תקיפה (באנגלית: Helicopter gunship) שיעודם העיקרי היה תקיפת מטרות קרקע וסיוע לכוחות החי"ר והשריון. מסוקים כאלה נשאו חימוש רב: בחרטום - תותח אוטומטי ובכנפונים בצדדים - טילים וכוורות רקטות (בדרך כלל נ"ט). ככל שהתקדמה הטכנולוגיה החלו המסוקים גם לשאת אמצעי לוחמה אלקטרונית ומכ"ם. מסוקי תקיפה יכולים לשאת רק 2 אנשי צוות (טייס ואחראי מערכות נשק), אף על פי שבמקרי חירום הם מסוגלים לחלץ מספר חיילים נוספים.

פיתוח ה-AH-1 קוברה ובעיקר ה-AH-64 אפאצ'י הפך את מסוק הקרב למערכת נשק מתקדמת המסוגלת לשגר חימוש מונחה מדויק לעבר מטרות קרקע ולהשיג פגיעות כירורגיות. תכונה זו של מסוק הקרב נוצלה לא רק לתקיפת רכב קרבי משוריין ומוצבים, אלא גם לחיסולים ממוקדים של פעילי טרור בשטח עוין.

מסוקים לשימוש צבאי נחלקים לשני סוגים - מסוקי קרב - הנושאים חימוש ומשמשים בעיקר למטרות תקיפה וסיוע לכוחות חי"ר ושריון, ומסוקי סער - הנושאים ציוד, לוחמים, ואף כלי רכב, משמשים למשימות תובלה, כיבוי אש, חילוץ והצלה, וכמעט ואינם נושאים חימוש.

מאפיינים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בניגוד לכלי טיס כנף קבועה רגיל המסוק לא צריך להתקדם כל הזמן בשביל לשמור על עילוי המספיק כדי לשמור על המטוס באוויר, במקום זה המסוק המסוק יוצר עילוי על ידי סיבוב כנפיו. תכונה מאפשרת למסוק לרחף, ולטוס לאט מאוד לכל הכיוונים כולל לצדדים ואחורה. יחסית למטוסי המראה ונחיתה אנכיים אחרים המשתמשים בדחף סילון כדי לרחף המסוק מבזבז הרבה פחות כוח, שכן מטוסי סילון אלו מרחפים על המנוע ולא על עילוי של הכנפיים. למעשה פרט למסוק, מטוסים בעלי הטיית רוטור כגון הV-22 אוספריי וספינות אוויר, הריחוף הוא צורת טיסה שאין לה שימוש מעשי פרט להיותה שלב ביניים קצר לקראת נחיתה או מיד לאחר המראה. היכולת לנחות ולהמריאה מהמקום וכן לרחף מעל נקודה אחת מאפשרת למסוק לבצע משימות מורכבות כגון חילוץ נפגעים באתר האסון, הטסת כוחות בתוך שדה הקרב והטסת נוסעים בתוך אזור אורבני.

מהירות המסוק מוגבלת מאוד יחסית למטוס רגיל ומהירות המרבית של רוב המסוקים נעה בסביבות ה-370 קמ"ש (200 קשר).‏[27] בנוסף המסוק לא מסוגל להרים את אותו המשא שמטוס באותו משקל יכול לשאת, וכן נצילות הדלק של המסוק קטנה בהרבה בשל העובדה שהמסוק צריך להשקיע יותר כוח בשביל ליצור עילוי יחסית למטוס.

עם זאת המסוק הוא כלי טיס מורכב מאוד, הן מהבחינה הטכנית של מורכבות המכניקה, בשל הצורך להתגבר על תופעות טיסה מרובות וכן הצורך לרכז את רוב הניהוג במכלול עיקרי, וכן מבחינת ההטסה בשל הצורך לפצות בכל המישורים על כמעט כל שינוי במהירות או מצב במרחב הדורש ניהוג מתמיד בכל הצירים.

סוגים עיקריים של מסוקים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוקים מתחלקים למספר סוגים עיקריים אשר שונים זה מזה בעיקר בצורת ההתקנה וכמות הרוטורים שנעה בין רוטור אחד לזוג. הסוגים הם:
מסוק טהור - הסוג הנפוץ של המסוקים, המסוק הטהור הוא בעל רוטור ראשי יחיד, ורוטור עזר אחד אשר מותקן בצורה אנכית בקצהו של הזנב. זהו סוג המסוק הכי פשוט גם מבחינה מכנית.
מסוק טנדם - זהו מסוק בו הרוטורים מורכבים אחד אחרי השני וסובבים אחד נגד השני. סוג מסוק זה דורש ריבוי של מנועים, המכניקה שלו מאוד מורכבת בשל הצורך לסנכרן בין שני הרוטורים מבחינת הפקודה המחזורית והקולקטיבית. למשל בשביל לבצע פקודה בעלרוד, למשל הורדת אף, על המכניקה לתאם מצב בו ברוטור האחורי יש הרבה יותר עילוי מאשר בקדמי, בניגוד למסוק טהור בו מספיק הבדל עילוי בין קדמת דיסקת הרוטור לאחוריה.
מסוק קואקסיאלי- זהו מסוק בו שני הרוטורים מורכבים אחד מעל לשני ושניהם סובבים סביב אותו הציר בכיוונים שונים. מסוקים אלה נחשבים לזריזים במיוחד, אך כובד המכלול שצריך להניע שני רוטורים על אותו ציר, בכיוונים שונים וכן לשלוט על זווית נפסיעה של כל אחד מהם, הוא גבוהה מאוד יחסית למסוק טהור.‏[28]
מסוק צד בצד- זהו מסוק בעל שני רוטורים המורכבים אחד מול השני בצידי המסוק בקצותיהם של זרועות ארוכות. כיום אין מסוקים מבצעיים מסוג זה. בדומה למסוק הטנדם, מסוק זה דורש הרבה מנועים וכן מורכב מאוד מכנית.
סינכרופטר- זהו מסוק בעל שני רוטורים המורכבים אחד ליד השני והמוטים בזווית מתונה כלפי חוץ. בשל הקרבה בין הרוטורים המכניקה חייבת לסובב את הלהבים בצורה מסונכרנת ומכאן שמו של המסוק. בשל הקרבה בין הלהבים והסיבוב המסונכרן הרבה תופעות ואי איזונים שאופייניים לסוגי המסוקים האחרים משוככים מעצם הסיבוב של הרוטור, מה שיוצר מסוק יציב ופשוט יחסית להטסה, בעל נתוני יכולת נשיאה וסייג רום מצוינים. עם זאת למסוק מסוג זה יש בעיה בניהוג בציר הסבסוב בשל הקושי ביצירת הפרש פיתול בין הרוטורים, וכן מהירות מרבית צנועה יחסית.‏[29]
מסוק כנף משולבת זהו נסיון להתגבר על הגבלות מהירות של המסוקים על ידי הוספת כנפיים קטנות (הגברת עילוי) או מדחף המורכב בקדמת או זנב כלי הטיס (הגברת דחף), אך כל הפתרונות הללו הם אינם מושלמים, והם מהווים פשרה מבחינת שאר ביצועי המסוק. הפתרונות הללו מקטינים את נצילות הדלק, מגבילים את יכולת הנשיאה על ידי הגדלת המשקל הנקי, משפיעים לרעה על ביצועי הריחוף. ובכל המקרים הללו מסוקי כנף משולבת לא מאפשרת להגיע לרמת הביצועים של מטוסים באותה קבוצת מהירות הן בנצילות והן ביכולת נשיאה..‏[30]

מטוסי אוטוג׳ירו, מטי כנף ומטי מדחף[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערכים מורחבים – אוטוג'ירו,VTOL

מטוס אוטוג׳ירו הוא מטוס המשתמש ברוטור כמקור עילוי עיקר, אך בניגוד למסוקים הרוטור אינו מונע על ידי מנוע, אלא על ידי זרימת האוויר הנוצרת עקב התנועה קדימה. כלי הטיס הזה מאפשר טיסה ושליטה במהירויות נמוכות במיוחד. למרות הפשטות של הפתרון הוא לא הפך לכלי טיס משמעותי ומשמש בעיקר לטיסה ספורטיבית, למרות שבשנית החמישים של המאה הקודמת חברת פיירי ייצרה את מטוס הג׳ירודיין שהוא מעין בין כלאיים בין אוטוג׳ירו למסוק. בשלבי נחיתה והמראה המטוס מניע את הרוטור הראשי כמו מסוק, בטיסה קדימה התמסורת מתנתקת מהרוטורו והמטוס מתנהג כמו אוטוג׳ירו.

הגבלה התמידית שהקשתה על מטוסים היה הצורך במסלול המראה, מהנדסים רבים ניסו לשלב במטוס יכולת נחיתה והמראה אנכית כמו במסוק. הפתרונות שהוצעו היו הטיית כנף והטיית רוטור. בהטיית כנף כל הכנף, על כל המשתחים והמנועים מוטים בצורה אנכית בשביל נחיתה אנכית, אך התנהגות בעייתית בזמן הטיית הכנפיים, הנגרמת בשל היפרדות זרימת האוויר מהכנפיים לא אפשרה יצירת מטוסים מעשיים המשתמשים בפתרון זה. בהטיית רוטור רק הרוטורים המורכבים בקצות הכנפיים מוטים כלפי מעלה לטובת המראה ונחיתה. פתרון זה הוא יותר מעשי אך עדיין מורכב למדי. מטוסים מטי רוטור נתקלים בהגבלות ובעיות שונות הנובעות מההבדלים בשני אופני הפעולה של ריחוף וטיסה ישרה, ולכן הם גם מוגבלים ביכולת הריחוף והטיסה האנכית.

מסוקים בלתי מאוישים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוק סינכרופטר בלתי מאויש מדגם K-MAX הנמצא בהערכה מבצעית באפגניסטן ומשמש לתובלת אספקה ליחידות שדה מרוחקות.

בדומה לתפקידו של המסוק המאויש המסוק הבלתי מאויש לא יכול להתחרות עם כלי טיס הלאי מאוישים אחרים נוכח הנוחות ופשטות של התפעול שלהם. חלק מכלי הטיס האלה קטנים מספיק בשביל להיות נישאים משוגרים ומתופעלים על ידי אותו אדם, לפיכך המסוק הבלתי מאויש צריך למלא נישה ספציפית מאוד. אחד היתרונות במסוק בלתי מאויש הוא ביטול הצורך בתא טייס ובמכניקה כבדה בשביל ממשק השליטה, אי לכך המסוק יכול להיות מיוצר בצורות לא סטנדרטיות. כמו כן רוב כלי הטיס הללו הם קואקסיאליים בשל הפתרון הפשוט יחסית לבעית הפיתול, היכולת ליצור צורה קומפקטית אשר לא דורשת אורך או רוחב ספציפיים וכן בגלל אי הצורך בהתקנת רוטור זנב קטן ורגיש.‏[31]

תפקידים ומשימות של המסוקים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוק של משמר החופים של ארצות הברית בהדגמת חילוץ מוסק.

למרות יתרונותיו, המסוק הוא עדיין כלי טיס מוגבל מבחינת היכולות שלו. משימה הניתנת לביצוע עם מטוס, לדוגמה, תהיה יותר זולה ופשוטה לביצוע עם מטוס מאשר עם מסוק. עקב כך משתמשים במסוק למשימות שכלי טיס אחרים לא מסוגלים לבצע, תוך ניצול יכולותיו המיוחדות: יכולתו להמריא ולנחות באתרים מאולתרים וקטנים, לרחף ללא תזוזה במרחב, לטוס במהירות נמוכה קדימה אחורה ולצדדים, ואף לטוס בגובה נמוך מאוד מעל הקרקע וכן לשאת מטען מחוץ לגוף כלי הטיס בדומה ללעגורן.

שימושים נפוצים של מסוקים הם חילוץ אווירי (מאזורים קשי-גישה כמו הרים, יערות וקניונים), תובלה לאזורים קשי גישה שבהם אין מסלול נחיתה, עבודות כעגורן אווירי, סיור ושיטור, ונחיתה על כלי שיט.

השימוש העיקרי במסוקים הוא צבאי וכולל שתי קטגוריות של מסוקים: מסוק סער, שהוא מסוק תובלה שמשמש במשימות תובלה, הצנחת כוחות, איתור וחילוץ. מסוק קרב לעומתו משמש במשימות תקיפה וסיוע אווירי קרוב לכוחות קרקע.

אמצעי שליטה וניהוג[עריכת קוד מקור | עריכה]

אמצעי הניהוג במסוק הם מוט היגוי סייקליק השולט על כלי הטיס בצירים עלרוד וגלגול, מוט היגוי קולקטיב השולט בציר האנכי של המסוק (התנועה מעלה מטה) ודוושות השולטות על ציר הסבסוב.

ניהוג המסוק המתבצע בפועל הוא מעט לא אינסטנקטיבי להבנה מכיוון שלא כמו מטוס המגיב בצירים לפי תנועת ההגאים, מאזנות הנמצאות בקצות הכנפיים והפועלות אחת בניגוד לשנייה מגלגלות את כלי הטיס לדוגמה. במסוק פקודת גלגול לא באה מצידי המסוק אלא דווקא בניצב אליהם, זאת בגלל תופעת הפרצסיה (נקיפה) האופיינית לג'יירואים חל גם על רוטור המסוק שהוא בעצם מסה הסובבת סביב ציר בודד במהירות גבוה.

הפרצסיה גורמת להסטת הכוח הפועל על הלהבים בתשעים מעלות בכיוון הסיבוב, כלומר אם ישנה פקודה שניתנה באחד מצידי המסוק הכוח יבוא לידי ביטוי בציר העלרוד. אם ישנה פקודה שהתבצעה בקדמת המסוק או מאחוריו, היא תבוא לידי ביטוי ותשפיע על ציר הגלגול. לכן ישנה מורכבות לא קטנה במערכות וממשקי ההיגוי של המסוק.

דיסקה סטטית/סובבת שליטה קולקטיבית ומחזורית[עריכת קוד מקור | עריכה]

המסוק מסתמך על הלהבים הסובבים ברוטור היוצרות עילוי בדומה לכנף של מטוס הטסה במהירות כלשהי עם גוף המטוס. הלהבים יעילים רק בטווח במהירות סיבוב רוטור מסוימת, מתחת למהירות זאת הרוטור לא יוצר את העילוי המתאים ומעל מהירות סיבוב זאת הכוח הפועל על המכלול (להבים, מנועים ותמסורות) יכול לגרום לכשל, שבר ובסופו של דבר להתרסקות. במקום לשלוט על כוח הדחף האנכי על ידי הקטנת או הגדלת מהירות הסיבוב של הרוטור, המסוק מוטס על ידי שינוי זווית הפסיעה של הלהבים. בשביל ליצור תנועה מעלה או מטה יש ליצור שינוי משותף לכלל הלהבים, אופן פעולה זה, וכן המוט ההיגוי השולט בשינוי הזווית המשותף נקראים קולקטיב. משום שאין זרימת אוויר בשביל לאפשר פעולה של משטחי היגוי קלאסיים (כגון הגאי גובה, כיוון ומאזנות) השליטה בצירי עלרוד וגלגול צריכה להיעשות על ידי שינוי זווית להבים במיקום ספציפי של להב במהלך סיבובו, שליטה מחזורית בזווית פסיעה של הלהבים, מכאן נובע השם של אופן הפעולה וכן של מוט ההיגוי השולט בצירי גלגול והעלרוד. בשביל לאפשר כל זאת נבנה מכלול דיסקה (Swashplate). המכלול בנוי מדיסקה סטטית המושפעת על ידי מפעילים אשר יוצאים או נכנסים ביחד בעת פקודה של מוט הקולקטיב, אשר גורמים להעלאה או הורדה של זווית הפסיעה המשותפת, או פועלים בנפרד בעת פקודה ממוט ההיגוי הסייקליק, מה שגורם להטייה של הדיסקה לשם שליטה על זווית הפסיעה המחזורית של הלהבים. הדיסקה הסטטית משנה את הזווית של הדיסקה הסובבת השולטת על זווית פסיעה של הלהבים בעזרת מוט המחובר לשורש כל להב. על ידי כך כל להב עוקב אחר ההטייה שיוצרת הדיסקה הסטטית.‏[32]

הגאים באמצע קולקטיב מטה פקודה מחזורית
לחץ להגדלה

אנימציה הממחישה את זווית הפסיעה של הלהבים כאשר כל ההגאים (גלגול עלרוד וקולקטיב) נמצאים במצב אמצע.

לחץ להגדלה
אנימצה הממחישה את זווית הפסיעה של הלהבים כאשר הטייס מוריד קולקטיב, משום שהמוט המשנה את זווית הפסיה של הלהב מחובר מאחוריו הדיסקה הסטטית צריכה לעלות, זווית הפסיעה יורדת ואיתה העילוי.
לחץ להגדלה
אנימציה הממחישה את התנהגות הלהבים בעת פקודה על אחד המפעילים המחזוריים, הדיסקה הסובבת מקבלת את ההטייה של הדיסקה הסטטית ובעזרת המוטות משנה את זווית הפסיעה של הלהבים בהתאם למקומם בסיבוב.

אפקט הפיתול[עריכת קוד מקור | עריכה]

תמונה הממחישה את השפעת מומנט הפיתול ואת השפעת הרוטור המשני במסוקים סטנדרטיים

סיבוב הרוטור מבוצע על ידי המנועים המניעים תמסורות המעבירים את הכוח ומסובבים את הלהבים, הכוח יוצר מומנט סיבובי (אפקט הפיתול) הדוחף את המסוק בכיוון המנוגד לסיבוב הרוטור. תופעה זאת הייתה אחד האתגרים אשר הקשו על ייצור מסוק בר הטסה. הפתרון המפורסם הוא הרכבת רוטור שני קטן המותקן בצורה אנכית בקצהו הרחוק של זנב ארוך, מחוץ לזרימת האוויר שיוצר הרוטור הראשי, אשר יוצר דחף מנוגד ושווה ערך למומנט שיוצר סיבוב הרוטור הראשי. רוטור הזנב צריך כוח להניעו ולכן ישנה תמסורות המעבירה כוח מהמנועים. פתרון אחר הוא התקנת שני רוטורים ראשיים המספקים עילוי ומסתובבים בכיוונים מנוגדים, שני הרוטורים מבטלים את אפקט הפיתול אחד של השני. בפתרון זה אין איבוד כוח מנועים המנותב לטובת ייצוב המטוס, למעשה פתרון זה היה מעודף על חלוצי התעופה אשר ניסו לייצר מסוק בשל הפשטות לכאורה של הפתרון לבעיית הפיתול. למעשה הפתרון יצר שתי בעיות אחרות חמורות לא פחות מבעיית הפיתול, הראשונה היה בעיית הכוח, מכיוון שיש שני רוטורים הצריכים שתי תמסורות ושני מכלולי דיסקה כדי להניעם ולשלוט בהם. המכלול נוטה להיות כבד מאוד יחסית לפתרון עם הראשון והוא מעשי בעיקר למסוקים גדולים וכבדים כגון הCH-47 צ'ינוק. הבעיה השנייה בפתרון זה הוא בעיית היציבות והשליטה, מסוק רגיל הפועל בעזרת רוטור ראשי אחד יוצר רעידות רבות בשל תופעות אווירודינמית שונות, במסוק בעל שני רוטורים בעיות היציבות חריפות אף יותר ומסכנות את שלמות המסוק כאשר אין פתרונות להגברת יציבות.

תופעת הפיתול היא מהווה את ממשק השליטה הראשי בציר הסבסוב ברוב דגמי המסוקים. במסוקים בעלי רוטור ראשי אחד, זהו רוטור הזנב המנהג בסבסוב על ידי הגדלה או הקטנת התנגדותו לפיתול של הרוטור הראשי. במסוקים בעלי שני רוטורים קואקסיאליים בעת פקודת סבסוב הרוטור הסובב נגד הכיוון של הפנייה מגדיל את זווית הפסיעה שלו בעוד הרורטור השני מקטין אותה, כך גדל הפיתול המסובב את המסוק לכיוון הרצוי. במסוקים בעלי שני רוטורים העומדים זה לצד זה או אחד מאחורי השני השליטה בסבסוב נעשית על ידי פקודה מחזורית הפוכה בין הרוטורים. במסוקים בעלי רוטורים העומדים זה לצד זה, הפקודה ההפוכה באה בציר העלרוד (פקודה קדימה או אחורה), במסוקים בעלי רוטורים העומדים אחד אחרי השני הסבסוב מתבצע על ידי פקודת גלגול הפוכה (ימינה שמאלה).

להבים וראש-רוטור[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוגמה לראש רוטור חצי קשיח

בניגוד לכנפי מטוס להבי הרוטור צריכים להיות ארוכים, דקים וגמישים כדי ליצור מספיק דחף וכן לשכך בצורה מבנית את הרעידות הפיתולים והפרפורים הנוצרים בזמן סיבוב הלהבים. הלהבים מורכבים על מכלול ראש הרוטור שתפקידו העיקרי הוא העברת התנועה הסיבובית מהתמסורת הראשית ללהבים, כדי להניעם. ישנן מספר צורות של ראשי רוטור ולהבים. צורת ההתקנה הראשונה היא התקנה חופשית המתאפיינת במספר מפרקים לכל להב המאפשרים תנועה מעלה מטה כדי לאזן אי איזונים בעילוי ותנועת פיגור או הובלה של להבים במשך סיבובם כדי לשכך אי איזונים בסיבוב הרוטור.
צורת ההתקנה השנייה היא התקנה קשיחה המתאפיינת בחוסר מפרקים, החופש בתנועת הלהבים מושג על ידי גמישות החומר בשורשם. צורת ההתקנה השלישית היא התקנה חצי קשיחה היא התקנה האופיינית לרוטורים דו להביים המורכבים ביחד על מפרק בודד, מה שמקטין רעידות וכוחות השואפים למשוך את הלהבים לתנועת פיגור או הובלה הנגרמים מאפקט הקוריוליס.

רוטור זנב[עריכת קוד מקור | עריכה]

מדחף פנסטרון המשולב בתוך מבנה סנפיר הזנב של המסוק.

במסוק טהור רוטור הזנב מהווה את הרכיב הנוגד את פיתול הרוטור הראשי וכן כממשק היגוי בציר הסבסוב. הרוטור לרוב מונע מהתמסורת הראשית המניעה גם את הרוטור הראשי מה שדורש חיבור תמסורות נוספות וצירים מעבירי תנועה המפעילים את רוטור הזנב. בדגמי מסוקים שונים ישנן שתי שיטות עיקריות לשלוט על הדחף של רוטור הזנב. השיטה הראשונה היא לשלוט על דחף הרוטור על ידי מהירות הסיבוב, כאשר נדרש להעלות את דחף הרוטור הוא מאיץ את סיבוביו, כאשר יש צורך להקטין את הדחף הרוטור מאט את סיבוביו. השיטה השנייה היא לשלוט על הדחף בעזרת זווית הפסיעה של הלהבים, בשיטה זאת רוטור הזנב משנה את זווית הפסיעה הקולקטיבית של להבים בתלות בפקודת הטייס.‏[33]
סוג נוסף של שליטה בסבסוב זהו ה-NOTAR. במסוקים השליטה על הדחף בסבסוב מבוצעת לא על ידי רוטור משני אלא על ידי זרימת אוויר סיבובית במבנה הזנב.‏[34]

משטחי עזר[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוקים מדגמים שונים צריכים לעתים ייצוב או עזרה בניהוג בצירי הסבסוב והעלרוד, אלה מושגים על ידי משטחי עזר קבועים או נעים המשתמשים בשתף האוויר מהרוטור הראשי או מזרימת האוויר הנוצרת בטיסה קדימה.‏[35]

הטסת המסוק[עריכת קוד מקור | עריכה]

מסוק CH-53 בריחוף מעל משוריין בריטי.

צימודים[עריכת קוד מקור | עריכה]

במסוק בשל ריכוז השליטה ברכיב אחד - הרוטור, תפעולו בציר אחד גורם לתגובה ביחס ישר בציר אחר תופעה הנקראת צימוד. במסוק טהור ישנם מספר צימודים אופייניים:
צימוד קולקטיב לסבסוב - בעת תפעול קולקטיב, כלומר העלאת או הורדת זווית הפסיעה הקולקטיבית, משנה את הפיתול הפועל גוף המסוק ועל ידי כך גורם לתגובה בציר הסבסוב.
צימוד קולקטיב לעלרוד - בעת תפעול קולקטיב משתנה שתף האוויר היורד מהרוטור על מבנה האף מה שמשנה את הלחץ המנחית אותו ועל ידי כך משפיע על מצב האף של המסוק.
צימוד דוושות לגלגול - במסוק טהור הניהוג בסבסוב נעשה על ידי רוטור הזנב, הדחף של הרוטור יוצר בנוסף למומנט הסיבובי גם דחף אשר גורם לסחיפה לצד בזמן טיסה איטית או ריחיוף, בעת תפעול הרוטור המסוק יסחף מעט לצדדים ויש לתקן זאת בעזרת גלגול.
צימוד עלרוד לגלגול - בעת הטיית אף המסוק מעלה או מטה משתנה מהירות התנועה החזיתית. היא יכולה להיווצר בעת הטיית אף מטה בריחוף או להיעצר בעת הרמת אף בזמן טיסה קדימה, העילוי המשתנה במישור סיבוב הרוטור מושפע משינויים אלו ולכן נוצרת תנועה בגלגול שיש לתקן.

בריחוף[עריכת קוד מקור | עריכה]

הריחוף הוא מצב טיסה ייחודי ועיקרי במסוקים, במצב זה המסוק נדרש לייצר דחף מהרוטור שהוא שווה ערך למשקל המסוק, עקב פעולת הרוטור אשר דוחף אוויר כלפי מטה נוצר מצב בו נשאב אוויר מלמעלה ונוצרת זרימת אוויר אנכית אשר מקטינה את יעילות הרוטור וזווית הפסיעה הקולקטיבית של. בשל מצב זה וכן בשל חוסר היציבות הדינמית של המסוק, אין מצב הגאים נכון למצב זה, מה שדורש תיקון מתמיד בכל הצירים. בנוסף על כך השליטה בכלל הצירים בריחוף וטיסה איטית שונים מהשליטה באותם הצירים בטיסה מהירה. בטיסה איטית הטיית האף קדימה, אחורה, ימינה או שמאלה תייצר טיסה איטית לאותו הכיוון.

תנאי מעבר לטיסה מהירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בעת תחילת טיסה איטית המסוק עובר למצב ביניים, בו הדחף של המסוק מוטה מעט כלפי הצד האחורי ויוצר דחף קדימה. במצב זה האוויר הנדחף על ידי הרוטור והיורד כלפי מטה מספיק עדיין לעלות בחזרה אל מעל לדיסקה, במצב זה הרוטור פחות יעיל ביצירת העילוי הדרוש כדי להחזיק את המסוק באוויר. כמו כן הלהבים של המסוק נכנסים למערבולות קצה להב שלהם, מה שיוצר רעידות חזקות יחסית בתנאי טיסה זה. ישנה התייחסות מיוחדת למצב טיסה זה בשל הקטנת יעילות הדחף של הרוטור וכן בגלל השפעת אפקט הקרקע.

בטיסה מהירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשלב של טיסה מהירה קדימה המסוק מתנהג יותר כמו מטוס כנף קבועה רגיל בו בעת פקודה בעלרוד מטה או מעלה המסוק בנוסף על האטה או האצה גם יחווה עליה או ירידה בגובה, בעת פקודת גלגול, בנוסף על הטיית גוף המסוק כלי הטיס יתחיל בפנייה לכיוון ההטייה. הרוטור עצמו גם יתחיל להתנהג כמו כנף וידרשו זווית פסיעה נמוכה יחסית לטובת שמירה על המהירות. כמו כן תופעות להב מתקדם ולהב נסוג יחלו להשפיע בצורה משמעותית על הטיסה. במהלך הטיסה קדימה התנהגטת הלהבים משתנה מעט משום שחלק ממהלך סיבובן הלהבים מתקדמות בכיוון הטיסה, ועל ידי כך פוגשות יותר אוויר (להלן להב מתקדם), ובחלק השני של הסיבוב הן הולכות עם כיוון זרימת האוויר ולכן פוגשות פחות אוויר (להלן להב נסוג). ההבדל בין תנאי האוויר במהלך סיבוב הלהבים יוצר הבדלים בנתוני העילוי בין שני המצבים וכן בנתוני הפיתול. זאת אומרת להב מתקדם מייצר יותר עילוי אך גם חווה יותר גרר.

בנחיתה[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוגמה לשינוי מרכז המסה של המסוק עקב תנועה לא תקינה של הלהבים במישור הסיבוב, אחד הלהבים מוביל בסיבוב, בעוד והלהב השני מפגר.

כמו בכל כלי טיס, הנחיתה היא שלב טיסה הכולל בתוכו סיכונים רבים שיש להתחשב בהם. במסוקים השאיפה היא לבצע נחיתה רכה ככל האפשר, מכת נחיתה חזקה עלולה להוציא את הלהבים מאיזון ולהכניסן לתהודה קרקעית. בתופעה זאת הלהבים שיצאו מאיזון מטים את מרכז המסה של המסוק אחריהם ועל ידי כך מטלטלים אותו, תופעה זאת עשויה להחריף ככל שהלהבים מתבדרות יוצאות יותר ויותר מאיזון. ישנה תופעה של תהודה אווירית אך ראשי רוטור מודרניים קשיחים וחצי קשיחים מסוגלים לשכך אותה בצורה מבנית.‏[36]

ישנו סיכון של התהפכות בנחיתה על משטח לא מישורי, כאשר ההטייה של המסוק היא כלפי אחד הצדדים בגלגול. התופעה הזאת מופעיה מכיוון שכיוון הדחף של המסוק אינו שווה לכיוון מרכז המסה השואף למטה, מצב זה דומה למצב בו תלו משקולת במשקל של המסוק רק בצד אחד של הגוף. תופעה זאת דורשת תיקון בגלגול אך בשל טווח הגלגול המוגבל של המסוק היא מוגבלת לזוויות מתונות יחסית.‏[37]

מגבלות הטסה ובטיחות[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנן הרבה מגבלות הטסה בטיחותיות במסוק אשר נובעות מהמורכבות של מכניקות טיסת המסוק. המגבלה הברורה ביותר היא הגבלת המהירות של המסוק. במהירויות גבוהות מדי זרימת האוויר בלהבים הנסוגים תהיה כה קטנה עד אשר הלהבים הללו יזדקרו ולא ייצרו עילוי, תופעה הנקראת הזדקרות להב נסוג. מסוק טהור במצב זה יתחיל בהעלאת אף בלתי נשלטת, הגורמת להאטה. זאת נראת כבעיה שפותרת את עצמה אך הסיכונים הכרוכים בהאטה ועלרוד פתאומיים ובלתי נשלטים הם רבים. במסוק קואקסיאלי הזדקרות להב נסוג תגרום לאיבוד משמעותי של עילוי בשל הסיבה שכל רוטור סובב בכיוון שונה, מה שגורם לכך שהזדקרות להב נסוג קיימת משני צידי המסוק. אמנם במצב זה עדיין יש שליטה במסוק אך זה עדיין מאוד מסוכן כיון שבמהירויות גבוהות העילוי המוגבר על הלהבים המתקדמים מפעיל עליהם הרבה יותר כוח וגורמות ליצירת גלי הדף חזקים הגורמים לפרפור מעלה מטה של הלהבים, מה שבתורו יכול להביא להישברות הלהבים והתרסקות המסוק, כמו כן הפיקוד בערוץ העלרוד יהיה קטן משמעותית מהרגיל מכיוון שבאחת מדיסקות הרוטורים תמיד יהיה מזוקר באזור המפקד על הציר.

בעת צניחה מהירה מדי במהירות חזיתית נמוכה או בזמן ריחוף נוצרות מערבולות טבעת (באנגלית: Ring Vortex) אשר נגרמות מאוויר העולה מלמטה (יחסית למסוק) וכולא חלק מהאוויר שנדחף על ידי הרוטור. האוויר הכלוא עולה אל מעל לדיסקה ונדחף חזרה למטה וחוזר חלילה. מערבולות הטבעת מקטינות את היעילות של הלהבים והפקודה הקולקטיבית של המסוק. מעל מהירות צלילה מסוימת העילוי יכול להיות חסר משמעות והמסוק יהיה כלוא בצניחה שאי אפשר לעצור. במצב זה יש להטות את המטוס באחד בכיוונים, לרוב קדימה בשביל לצאת מאותן מערבולות לצבור מהירות אוויר ולהשתלט על המסוק. בשל תופעה זאת מסוקים מוגבלים למהירויות צניחה נמוכות במשטרי טיסה איטית וריחוף.‏[38]

ישנה גם מגבלה על קצב צניחה בתנאי טיסה מהירה, במצב זה האוויר העולה כלפי המסוק מסוגל על ידי האפקט של האוטורטציה לדחוף את הלהבים ולהאיץ את הסיבובים של הרוטור ושל כל המכלולים והתמסורות שמחוברים אליו. בקצב צניחה גבוה מדי הסל״ד של הרוטור מסוגל להגיע לרמות מסוכנות ולפגוע בשלמות המסוק ומכלוליו.

ישנן מגבלות תמרון מחמירות בתנאי ג׳י חיובי בשל העומס הגדול שפועל על הלהבים ומסוגל לשבור אותם, או לחלופין לשבור את התורן של הרוטור. בתנאי ג׳י שלילי ההגבלה היא חמורה עוד יותר בשל העובדה שהעומס על הלהבים מתהפך, והלהבים עצמן עלולות לרדת ולפגוע בגוף המסוק.

אוטורוטציה[עריכת קוד מקור | עריכה]

אוטורוטציה

אוטורוטציה במסוקים היא מצב בו הרוטור מונע מזרימת האוויר העולה מלמטה. במצב זה האוויר הפוגש את הלהבים יוצר גרר וכן שטח של לחץ גבוהה מתחת לדיסקת הרוטור. האוויר השואף לחמוק מבעד ללהבים מסובב אותם. מצב זה במסוקים נמצא בשימוש כיכולת דאייה נשלטת לנחיתה בחירום. בזמן כשל מנועים הטייס מנתק את התמסורת המתנגדת לסיבוב החופשי של הלהבים, ומוריד את הקולקטיב לשם השגת זווית פסיעה מתונה שתמנע את הזדקרותם כמו כן הטייס שומר על זווית אף מתונה גם כדי לשמור על תנועה קדימה וכדי למנוע הזדקרות הלהבים. בקרבת הקרקע הטייס יצנח מעט מהר יותר בשביל לבנות מעט יותר מהירות אוויר וכן בשביל לבנות מומנט גדול יותר בלהבים שיאפשרו לו ליצור עילוי לזמן קצר לקראת נחיתה.‏[39]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Art of the helicopter, John Watkinson.
  • Principles of helicopter aerodinamics, Dr. J Gordon Leishman.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ J. Gordon Leishman , עמודים 3-4.
  2. ^ J. Gordon Leishman, עמודים 5-6.
  3. ^ J. Gordon Leishman, עמוד 6.
  4. ^ J. Gordon Leishman, עמוד 10.
  5. ^ J. Gordon Leishman, עמודים 10-11
  6. ^ J. Gordon Leishman, עמודים 11-17.
  7. ^ סרטון ביוטיוב המציג את המסוק של פלורין
  8. ^ Watkinson, עמודים 364-367.
  9. ^ J. Gordon Leishman, עמוד 31.
  10. ^ J Gordon Leishman, עמוד 33.
  11. ^ J Gordon Leishman, עמוד 34.
  12. ^ J Gordon Leishman, עמודים 37-38.
  13. ^ J Gordon Leishman, עמודים 38-39.
  14. ^ J Gordon Leishman, עמוד 39.
  15. ^ J Gordon Leishman, עמוד 41.
  16. ^ J Gordon Leishman, עמוד 42.
  17. ^ J Gordon Leishman, עמוד 42.
  18. ^ J Gordon Leishman, עמוד 44.
  19. ^ J Gordon Leishman, עמוד 45.
  20. ^ מתוך אתר Rotary wing history
  21. ^ מתוך אתר ההיסטוריה של חברת סיקורסקי
  22. ^ The Rise of the Helicopter During the Korean War, by Otto Kreisher
  23. ^ מתוך אתך Century Of Flight.
  24. ^ מתוך אתך Century Of Flight.
  25. ^ מתוך אתר helis.com
  26. ^ לרוב דגמי UH-1B.
  27. ^ Watkinson, עמוד 97
  28. ^ Watkinson, עמודים 361-364.
  29. ^ Watkinson, עמודים 364-367.
  30. ^ J. Gordon Leishman, עמודים 47-49.
  31. ^ Watkinson, עמודים 376-377.
  32. ^ Watkimson, עמודים 136-137.
  33. ^ Watkinson, עמודים 169-173.
  34. ^ Watkinson, עמודים 187-189
  35. ^ Watkinson, עמודים 181-182.
  36. ^ Watkinson, עמודים 145-153.
  37. ^ Watkinson, עמודים 153-154.
  38. ^ J. Gordon Leishman, עמודים 90-93.
  39. ^ Watkinson, עמודים 70-81.


אמצעי תחבורה