راز ملخ کوچک پشت بالگرد؛ چرا این قطعه حیاتی است؟

اگر به یک بالگرد نگاه کنید، احتمالاً بزرگ‌ترین بخش متحرک آن یعنی ملخ اصلی را عامل اصلی پرواز می‌دانید؛ اما در انتهای بدنه، ملخ کوچک‌تری قرار دارد که نقشی حیاتی در کنترل بالگرد ایفا می‌کند. این ملخ که به آن روتور دم یا روتور ضد گشتاور گفته می‌شود، از چرخیدن بدنه بالگرد در خلاف جهت چرخش ملخ اصلی جلوگیری می‌کند و به خلبان اجازه می‌دهد جهت دماغه را کنترل کند.

برای درک وظیفه ملخ دم، ابتدا باید به اتفاقی توجه کرد که هنگام چرخیدن ملخ اصلی رخ می‌دهد. موتور و سیستم انتقال قدرت، ملخ اصلی را به حرکت درمی‌آورند و تولید نیروی پیشران توسط این مجموعه، یک گشتاور واکنشی نیز ایجاد می‌کند. بر اساس قانون سوم نیوتن، این گشتاور تمایل دارد بدنه بالگرد را در جهتی مخالف چرخش ملخ اصلی بچرخاند.

اگر سیستمی برای مقابله با این اثر وجود نداشته باشد، بالگرد پس از جدا شدن از زمین به‌جای اینکه جهت خود را حفظ کند، شروع به چرخیدن حول محور عمودی خود می‌کند. به همین دلیل، بیشتر بالگردهای دارای یک ملخ اصلی به سیستمی برای ایجاد نیروی ضد گشتاور نیاز دارند. در طراحی متداول، این وظیفه بر عهده ملخ دم است.

ملخ دم با چرخیدن، نیرویی افقی ایجاد می‌کند که در جهت مخالف اثر گشتاور ملخ اصلی است. مقدار این نیرو ثابت نیست و باید متناسب با شرایط پرواز تغییر کند؛ زیرا با افزایش توان موتور و افزایش گشتاور واردشده به ملخ اصلی، نیروی بیشتری نیز برای مقابله با آن لازم است.

خلبان این نیرو را از طریق پدال‌های ضد گشتاور یا پدال‌های سمت چپ و راست کنترل می‌کند. این پدال‌ها زاویه پره‌های ملخ دم را تغییر می‌دهند و در نتیجه، میزان نیروی تولیدشده توسط آن افزایش یا کاهش پیدا می‌کند؛ بنابراین، ملخ دم فقط یک پروانه کوچک در انتهای بالگرد نیست؛ بخشی از سیستم کنترل پرواز است.

در یک بالگرد معمولی تک‌ملخه، حذف نیروی ضد گشتاور به این معنی است که گشتاور ملخ اصلی دیگر به‌درستی خنثی نمی‌شود. نتیجه، تمایل شدید بدنه به چرخیدن حول محور عمودی خواهد بود و کنترل جهت بالگرد از دست می‌رود.

البته همه بالگردها از ملخ دم استفاده نمی‌کنند. برای مثال، بالگردهای دارای دو روتور اصلی که در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند، می‌توانند گشتاورهای یکدیگر را خنثی کنند. برخی مدل‌ها نیز از سیستم‌هایی مانند فنسترون یا NOTAR برای ایجاد نیروی ضد گشتاور استفاده می‌کنند؛ بنابراین، اصل فنی ثابت است: بالگرد باید راهی برای مقابله با گشتاور ملخ اصلی و کنترل حرکت حول محور عمودی داشته باشد.

خیر. این سیستم علاوه بر خنثی کردن گشتاور، برای کنترل جهت دماغه بالگرد نیز استفاده می‌شود. به‌ویژه هنگام پرواز درجا، خلبان می‌تواند با تغییر نیروی ملخ دم، بالگرد را حول محور عمودی بچرخاند؛ مانوری که به چرخش پدالی معروف است. در پرواز رو به جلو نیز پدال‌های ضد گشتاور برای جبران تغییرات گشتاور و حفظ وضعیت مناسب بالگرد به کار می‌روند؛ بنابراین، همان ملخ کوچک در انتهای بالگرد هم‌زمان یک وظیفه حفاظتی و کنترلی دارد: جلوگیری از چرخش ناخواسته بدنه و فراهم کردن امکان کنترل جهت.

در پایان باید گفت اگرچه ملخ دم در مقایسه با روتور اصلی بسیار کوچک به نظر می‌رسد، نبود آن در یک بالگرد تک‌روتور معمولی می‌تواند تعادل گشتاوری و کنترل جهت را مختل کند. این قطعه کوچک یکی از مهم‌ترین دلایلی است که بالگرد می‌تواند در هوا جهت خود را حفظ کند و دقیقاً به سمتی حرکت کند که خلبان می‌خواهد.