हेलिकॉप्टर : शक्तिचालित क्षितिजसमांतर फिरती पाती असणारा एक किंवा अधिक घूर्णक असलेल्या विमानाला हेलिकॉप्टर म्हणतात. फिरणाऱ्या घूर्णकांमुळे हेलिकॉप्टर उभ्या (उदग्र) दिशेत सरळ उड्डाणकरू शकते, जमिनीवर सरळ उतरू (अवतरण करू) शकते. ते पुढे, मागे, बाजूला अशा कोणत्याही दिशेत जाऊ शकते तसेच हवेत अगदी एका ठिकाणी स्थिर स्थितीत उडत राहू शकते. घूर्णकाच्या फिरणाऱ्या पात्यांचा व्यास (लांबी) मोठा असून वस्तुतः उभ्या अक्षाला काटकोनात किंवा सामान्यपणे ती जमिनीला समांतर अशी जोडलेली असतात. फिरणाऱ्या पात्यांमुळे हवा खालच्या दिशेत प्रवेगित होते (रेटली जाते) व यामुळे प्रतिक्रियात्मक प्रेरणा निर्माण होऊन प्रत्यक्ष हेलिकॉप्टर उभ्या दिशेत वर उचलले जाते. उदग्र दिशेला कोन करून हवा खालील दिशेत प्रवेगित झाल्यास हेलिकॉप्टर वर उचलले जाते व पुढेही जाते. घूर्णक हा प्रत्यक्षात फिरणारा पंख असून हेलिकॉप्टर हा शब्द घूर्णकाच्या संदर्भात तयार झाला आहे. वलयाकार व पंख या अर्थांच्या ग्रीक शब्दांवरून हेलिकॉप्टर हाशब्द तयार झाला आहे.
बहुतेक विमानांना उड्डाण व अवतरण या क्रियांसाठी मोठ्या क्षेत्राची गरज असते. मात्र हेलिकॉप्टर लहान क्षेत्रात उड्डाण व अवतरण करू शकते. शिवाय हेलिकॉप्टर विमानापेक्षा पुष्कळच कमी गतीने व कमी उंचीवरूनउडू शकते. बहुतेक हेलिकॉप्टरांची गती ताशी ३२० किमी.पेक्षा कमी असते. याहून जास्त गतीला उडताना हेलिकॉप्टरच्या घूर्णकांच्या पात्यांच्या टोकांचा वेग ध्वनीच्या वेगाएवढा होऊ लागतो व यामुळे घूर्णक फिरणे अवघड होते. उच्च गतींना तीव्र कंपनेही निर्माण होतात आणि त्यांच्यामुळे पात्यांना हानी पोहोचू शकते. समान अंतर जाण्यासाठी हेलिकॉप्टराला विमानापेक्षा अधिक इंधन लागते. एकदा इंधन भरल्यावर हेलिकॉप्टरएकूण २-३ तास (म्हणजे ९७० किमी.पेक्षा कमी अंतर) उडू शकते. यानंतर त्यात परत इंधन भरावे लागते.
हेलिकॉप्टरांचे आकारमान एक आसनी छोट्या हेलिकॉप्टरापासून तेदोन मालवाहू मोटारगाड्यांत वाहून नेता येईल एवढा माल वाहून नेणाऱ्या मोठ्या हेलिकॉप्टरांपर्यंत असते. रशियात तयार केलेले Mil Mi-26हे सर्वांत अवजड हेलिकॉप्टर आहे व त्याचे वजन २८ मेट्रिक टन(मे. ट.) असून त्यातून २० मे. ट . माल वाहून नेता येतो. हेलिकॉप्टरहे उदग्र दिशेत उड्डाण व अवतरण करणारे (व्हर्टिकल टेक ऑफ अँड लँडिंग, VTOL) सर्वांत यशस्वी विमान आहे. कारण याची स्थिर स्थितीतील उड्डाणाची कार्यक्षमता सापेक्षतः उच्च असून याच्या उड्डाणाची मोहीम कमी उंचीवरून पार पाडता येते.
इतिहास व विकास : घूर्णकाद्वारे चालविता येईल अशा उडणाऱ्या यंत्राचा सर्वांत आधीचा उल्लेख चिनी लेखनात इ. स. ३२० मध्ये आलेला आढळतो. उडता भोवरा (फ्लाइंग टॉप) या चिनी खेळण्यावर या यंत्राचा अभिकल्प (आराखडा) आधारलेला असावा. घूर्णक (फिरणारे) पंख उड्डाणाचा स्रोत म्हणून वापरणाऱ्या चिनी पतंगाचा ४०० सालामधील उल्लेख आढळतो. दोरा ओढून घूर्णकाची पाती फिरविणे हे हेलिकॉप्टरचे तत्त्व वापरणारी खेळणी मध्ययुगात माहीत होती. पंधराव्या शतकाच्या उत्तरार्धात लिओनार्दो दा व्हींची यांनी हेलिकॉप्टराची रेखाचित्रे काढली होती त्यांत उड्डाण स्थिती प्राप्त करण्यासाठी सर्पिल हवा-स्क्रू वापरला होता. लाउनॉय व बीन व्हेन्यू या दोन कारागिरांनी खेळण्यातील हेलिकॉप्टर फ्रेंच ॲकॅडेमी ऑफ सायन्सला सादर केले होते त्यासाठीचे घूर्णक पक्ष्यांच्या पिसांपासून बनविले होते. या खेळण्यामुळे फ्रान्समध्ये आल्फोन्स पेनोद यांनी १८७० मध्ये तयार केलेल्या हेलिकॉप्टराच्या अधिक यशस्वी प्रतिकृतीची आधीच तरतूद केली होती.
यशस्वी हेलिकॉप्टराच्या निर्मितीला कारणीभूत ठरलेल्या तत्त्वांची वैज्ञानिक मांडणी स्पष्टपणे करण्याचे काम सर जॉर्ज केली यांनी १८४३ मध्ये केले. स्थायी (स्थिर) पंख उड्डाणाचे जनक म्हणूनही त्यांचा अनेकांनी उल्लेख केला आहे. त्यानंतर अनेक संशोधकांनी आपल्या हेलिकॉप्टरा-संबंधीच्या कल्पना पूर्णपणे प्रतिकृती किंवा रेखाचित्र या रूपात मांडल्या. १९१२ मध्ये डॅनिश संशोधक याकोब एलहॅमर यांनी हेलिकॉप्टराच्या नियंत्रणविषयक समस्येविषयी महत्त्वाचे काम केले. १८ डिसेंबर १९२२ रोजी अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांतील सैन्याच्या हवाई दलासाठी जॉर्ज द बोटझीट यांनी अभिकल्प केलेल्या हेलिकॉप्टराने २ मिनिटांहून कमीकाळ जमिनीवरून उड्डाण केले तर ४ मे १९२४ रोजी फ्रान्समध्ये एत्येन अमिचेन यांनी १ किमी. वर्तुळाकार अंतर हेलिकॉप्टरामधून पार केले. दरम्यान घूर्णी विमान (गायरोप्लेन) व स्वयंघूर्णी वाहन (ऑटोगायरो) यांविषयीचे अनेक प्रयोगही झाले आणि त्यांतून हेलिकॉप्टराविषयीच्या संशोधनाला मदत झाली.
हेलिकॉप्टराच्या विकासात १९३६ मध्ये जर्मनी अग्रभागी आला. कारण जर्मनीत फोक आकगेलिस ऋ६१ हेलिकॉप्टर तयार झाले. त्यालातीन पात्यांचे दोन घूर्णक होते व ते १६० अश्वशक्ती (हॉर्सपॉवर) अरीय एंजिनाने चालविले जाई. हे हेलिकॉप्टर सु. ३,७५० मी. उंच उडाले व त्याने सु. २३० किमी. उड्डाण केले. १९३८ साली जर्मन वैमानिका हाना रीत्श या जगातील पहिल्या हेलिकॉप्टर चालिका झाल्या. त्यांनी हे हेलिकॉप्टर बर्लिन शहरालगत उडविले होते. जर्मनीने आपली हेलिकॉप्टराविषयीची प्रगती दुसऱ्या महायुद्धाच्या काळात चालू ठेवली व फ्लेटनर कोलिब्रीया हेलिकॉप्टराचे मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादन करणारा जर्मनी हा पहिला देश ठरला.
अमेरिकेत ईगॉर सिकॉर्स्की यांनी आपल्या तड-३०० या हेलिकॉप्टराच्या उड्डाण चाचण्यांची मालिका यशस्वीपणे पार पाडली (१९३९–४१). हे हेलिकॉप्टर लहान होते व ६५ अश्वशक्तीचे एंजिन त्यात बसविलेहोते. त्यात बहुतेक आधुनिक हेलिकॉप्टरांमधील वैशिष्ट्यपूर्ण घटकगुण होते., तथापि नंतरच्या सर्व हेलिकॉप्टरांत अनुभवास आलेल्या अडचणीही त्यात आल्या होत्या. मात्र याच्या विकासाचा प्रभाव फ्रान्स, इंग्लंड, जर्मनी व जपान यांसारख्या देशांतील हेलिकॉप्टरांच्या विकासावर पडला.
दुसऱ्या महायुद्धानंतर हेलिकॉप्टरांचा विविध क्षेत्रांतील व्यापारी उपयोग जलदपणे वाढत गेला. उदा., लढाया, पोलिसांची कामगिरी, पिकांवरील औषध फवारणी, डासांचे नियंत्रण, वैद्यकीय कारणांसाठी रुग्णांचे स्थलांतर करणे (हलविणे), तसेच टपाल व प्रवासी वाहतूक. बेल एअरक्राफ्ट कॉर्पोरेशनने ऑर्थर यंग यांच्या नेतृत्वाखाली बेल मॉडेल-४७ हे हेलिकॉप्टर बनविले. ते एक सर्वाधिक महत्त्वाचे हेलिकॉप्टर ठरले. जुळ्या समाक्ष (अनुक्रमी) घूर्णकांमुळे अगदी मोठ्या घूर्णक पात्यांविना हेलिकॉप्टराचे आकारमान जवळजवळ दुप्पट मोठे करणे शक्य झाले. शिवाय यामुळे गुरुत्वमध्याचा मोठा पल्ला उपलब्ध झाला. आंतरराष्ट्रीय स्पर्धेमुळे सोव्हिएट युनियन, ब्रिटन, फ्रान्स, इटली व इतरत्र हेलिकॉप्टरांमध्ये जलदपणेप्रगती झाली.
एंजिनामुळे हेलिकॉप्टराच्या विकासावर मर्यादा पडली होती. पश्चाग्र एंजिने ही जड, आवाज करणारी व जास्त उंचीवर कमी कार्यक्षम ठरत होती. १९५१ मध्ये कॅमन एअरक्राफ्ट कॉर्पोरेशनच्या HTK-I या हेलिकॉप्टरमध्ये प्रथम झोत एंजिन तंत्रविद्या वापरण्यात आली. परंपरागत विमानात गती वाढविण्यासाठी मुख्यतः झोत एंजिन वापरतात. हेलिकॉप्टरामध्ये झोत टरबाइनाचा रेटा दंतचक्र पेटीकडून स्वीकारला जातो व तिने घूर्णक फिरविला जातो. हेलिकॉप्टराच्या बाबतीत झोत एंजिनाचे अनेक फायदे आहेत. उदा., ते अधिक लहान, त्याच शक्तीच्या दट्ट्याच्या एंजिनापेक्षा वजनाला हलके, त्याने कंपने कमी निर्माण होतात व त्यासाठी स्वस्त इंधन चालते. SNCA-S.E3130 ऑल्यूत II या हेलिकॉप्टराचे पहिले उड्डाण १२ मार्च १९५५ रोजी झाले. त्याच्यामध्ये टर्बो मेका आर्तूस्त II हे टरबाइन एंजिन वापरले होते. हे जगातील सर्वांत प्रभावी हेलिकॉप्टर ठरले व त्यामुळे सर्वत्र झोतशक्तिचालित हेलिकॉप्टरांचा वापर सुरू झाला.
बाजारात अनेक प्रकारची हेलिकॉप्टरे उपलब्ध झाली आहेत. उदा., दोन आसनांची छोटी खाजगी, मोठी प्रवासी वाहतूक करणारी आणिप्रचंड वजनाचा माल वा भार दूरपर्यंत वाहून नेण्यासाठी वापरली जाणारी. सर्व हेलिकॉप्टरांची उड्डाणाची मूलभूत तत्त्वे तीच असतात परंतु हेलिकॉप्टरांच्या घूर्णक व नियंत्रण प्रणाली यांचे स्वरूप आगळेवेगळे असल्याने ती उडविण्याची तंत्रे वेगळी आहेत. उदग्र-उड्डाण विमानाचे इतर प्रकार आहेत. त्यांचे नियंत्रण व तंत्रे यांच्यात परंपरागत विमान व हेलिकॉप्टर यांचे मिश्रण झालेले आढळते. या प्रकाराचे महत्त्व वाढत आहे.
हेलिकॉप्टरांची गती व पल्ला वाढविण्याचे प्रयत्न चालू असून चालकाची गरज नसलेल्या हेलिकॉप्टराचा अभिकल्प तयार करण्याचे प्रयत्नही चालू आहेत. टिल्टरोटर (तिरका घूर्णक असलेले) विमान हे असे विमानआहे. यात विमान व हेलिकॉप्टर यांचे घटकगुण एकत्रितपणे वापरलेआहेत. याला विमानाप्रमाणे पंख असून प्रत्येक पंखाच्या (पात्याच्या) टोकाशी असलेले दोन मुख्य घूर्णक असतात. टिल्टरोटर उड्डाण, एका ठिकाणी स्थिर राहणे, उडणे व अवतरण ही कार्ये हेलिकॉप्टराप्रमाणेकरू शकते परंतु क्षितिजसमांतर स्थितीत ते घूर्णक फिरवून विमानाप्रमाणे उडू शकते. या घटकगुणांमुळे टिल्टरोटरची गती व पल्ला नेहमीच्या हेलिकॉप्टरांपेक्षा जास्त असतात.
चालकरहित हवाई वाहन (अनमॅन्ड एरिअल व्हीइकल, णअत) म्हणून वापरता येईल असे हेलिकॉप्टरही उत्पादक विकसित करीत आहेत. असे चालकरहित हेलिकॉप्टर खूप धोकादायक किंवा अतिशय कंटाळवाण्या मोहिमांसाठी वापरता येऊ शकेल.
उडण्याची क्रिया : उच्चालक प्रेरणेमुळे विमान गुरुत्वावर मात करते, हवेत वर जाते व तरंगत राहते. बहुतेक विमाने उच्चालक प्रेरणेसाठी पंखांवर अवलंबून असतात. विमानाला पक्के बसविलेले (न हलणारे) पंख असतात. जसे विमान पुढे जाते तशी उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते. हेलिकॉप्टरावरील घूर्णकाची पाती हे फिरणारे पंख असतात. एंजिन घूर्णक फिरविते व हवेत पाती गरगर फिरल्याने उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते.
 |
| . |
उच्चालक प्रेरणा स्पष्ट करण्याच्या बाबतीत तज्ञांमध्ये एकमत नाही. एका स्पष्टीकरणानुसार पंखामुळे हवेचा प्रवाह खालील दिशेत विचलित होऊन किंवा वळविला जाऊन उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते. हेलि-कॉप्टराच्या पात्याने हवेचा प्रवाह त्याच्या वक्र पृष्ठावरून पाठविला जातोव हवेला कोन करून मिळतो. आयझॅक न्यूटन यांच्या गतीविषयीच्या तिसऱ्या नियमानुसार या विचलनामुळे उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते. या नियमानुसार प्रत्येक क्रियेला तेवढीच व विरुद्ध प्रतिक्रिया असते. अशा प्रकारे पाते हवेचा प्रवाह खालील दिशेत विचलित करते व हवा तेपाते वरच्या दिशेत ढकलते.
दुसऱ्या स्पष्टीकरणानुसार पंखाच्या खालील व वरील बाजूंवरील हवेच्या दाबांतील फरकामुळे उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते. हेलिकॉप्टराचे पातेजसे फिरते, तशी हवा त्याच्या वरील वक्र पृष्ठभागावरून अधिक जलदपणे वाहते आणि त्याच्या खालील अधिक सपाट पृष्ठभागावरून मंदपणे वाहते. हवेच्या गतींमधील या फरकामुळे पात्याच्या वरील भागावर खालील भागापेक्षा हवेचा कमी दाब निर्माण होतो. पात्याचा खालील भाग वरील भागापेक्षा अधिक जोरदारपणे (तीव्रतेने) रेटला वा ढकलला जाऊन उच्चालक प्रेरणा निर्माण होते.
हेलिकॉप्टराचा चालक वैमानिकाप्रमाणे पंखाचा हवेच्या प्रवाहाशी असणारा कोन बदलून उच्चालक प्रेरणेचे प्रमाण नियंत्रित करू शकतो.या कोनाला आक्रमण कोन म्हणतात व चालक हा कोन मोठा करून (वाढवून) घूर्णकाने निर्माण होणारी उच्चालक प्रेरणा वाढवू शकतो.
प्रकार : एका घूर्णकाचे व दोन (वा जुळ्या) घूर्णकांचे असे हेलिकॉप्टरांचे दोन मुख्य प्रकार आहेत.
एका घूर्णकाचे हेलिकॉप्टर : हेलिकॉप्टरांचा हा सर्वांत सामान्य प्रकार आहे. याला एकच मुख्य घूर्णक असून तो हेलिकॉप्टराच्या कायेवर बसविलेला असतो. अर्थात याला दुसराही लहान घूर्णक असून तो त्याच्या पुच्छावर बसविलेला असतो. मुख्य घूर्णकाला २–८ पाती असू शकतात. या घूर्णकामुळे हेलिकॉप्टराला उच्चालक प्रेरणा व प्रचालन मिळते. पुच्छ घूर्णकाला २–१३ पाती असतात. हा घूर्णक बहुधा पुच्छाच्या एका बाजूवर उदग्र (उभ्या) दिशेत व मुख्य घूर्णकाला काटकोनात बसविलेला असतो. पुच्छ घूर्णक हा मुख्य घूर्णकाच्या दिशेविरुद्ध दिशेला वळण्याच्या हेलिकॉप्टराच्या प्रवृत्तीवर मात करतो व त्याच्या दिशानियंत्रणाला मदत करतो. काही हेलिकॉप्टरांमध्ये पुच्छ घूर्णक पुच्छातून गेलेल्या नलिकेच्या आत बसविलेला असतो. अशा प्रणालीला फेनेस्ट्रॉन किंवा परातील ( कंगोऱ्यातील किंवा गवाक्षातील) पंखा असे म्हणतात. काही एका घूर्णकाच्या हेलिकॉप्टरांमध्ये पुच्छ घूर्णकाऐवजी दाब दिलेल्या हवेच्या झोतांचा वापर करणारी प्रणाली वापरतात व तीमुळे हेलिकॉप्टराच्या नियंत्रणास मदत होते.
 |
दोन घूर्णकांचे हेलिकॉप्टर : यात दोन मुख्य घूर्णक असून ते विरुद्ध दिशांत फिरतात व त्यामुळे पुच्छ घूर्णकाची आवश्यकता उरत नाही. अनुक्रमी घूर्णक हेलिकॉप्टर व समाक्ष घूर्णक हेलिकॉप्टर हे याचे दोन मूलभूत प्रकार आहेत. अनुक्रमी हेलिकॉप्टरामध्ये त्याच्या कायेच्या दोन टोकांशी घूर्णक बसविलेले असतात. समाक्ष घूर्णक हेलिकॉप्टरामध्ये एक घूर्णक दुसऱ्या घूर्णकाच्या वर असून हेलिकॉप्टराच्या कायेच्या मध्यभागावर ते बसविलेले असतात. वरच्या घूर्णकाचा दंड हा खालील घूर्णकाच्या दंडाच्या आतमध्ये फिरतो.
उड्डाण नियंत्रण : एक घूर्णक असलेल्या हेलिकॉप्टरांचा चालक चालकपीठातील (कॉकपिटमधील) तीन मूलभूत नियंत्रक वापरतो. समग्र अंतराल तरफ या नियंत्रकामुळे हेलिकॉप्टर वर चढते, खाली येतेकिंवा घिरट्या घालते. नियंत्रक स्तंभ किंवा चक्रीय अंतराल नियंत्रक या नियंत्रकामुळे हेलिकॉप्टर पुढे, मागे वा बाजूंना उडवत नेता येते. सुकाणू पायट्यांमुळे पुच्छाला असा हेलकावा (आंदोलन) दिला जातो की, हेलिकॉप्टर वळू शकते. प्रत्येक नियंत्रक मुख्य घूर्णक किंवा पुच्छ घूर्णक पाती यांचा अंतराल (अथवा कोन) बदलतो. चालकपीठातील नियंत्रकां-पासून घूर्णक पात्यांपर्यंत केबली, दंड व इतर प्रयुक्त्या यांची प्रणालीगेलेली असते.
हेलिकॉप्टराचा चालक डाव्या हाताने समग्र अंतराल तरफ वर वखाली करतो. चालक ही तरफ वर ओढून सर्व मुख्य घूर्णकाच्या पात्यांचा कोन सारख्या प्रमाणात वाढवितो. पर्यायाने वाढलेल्या कोनामुळे फिरणाऱ्या घूर्णकाद्वारे निर्माण होणारे उत्थापन वाढते. जेव्हा गुरुत्वाकर्षण प्रेरणेपेक्षा उत्थापक प्रेरणा जास्त होते, तेव्हा हेलिकॉप्टर सरळ वर जाते. हेलिकॉप्टर विशिष्ट उंचीवर गेल्यावर चालकाला हेलिकॉप्टराने घिरट्या घ्याव्यातअसे वाटू शकते. त्यानंतर चालक घूर्णकाच्या पात्यांचा कोन कमी करण्यासाठी ही तरफ खाली दाबतो व अशा रीतीने उच्चालक प्रेरणा कमी करतो. जेव्हा घूर्णकाची उच्चालक प्रेरणा ही गुरुत्वाकर्षणाच्या ओढीशी प्रतिक्रिया करण्याएवढी पुरेशी कमी होते, तेव्हा हेलिकॉप्टराची उंचीस्थिर टिकून राहते. खाली उतरण्यासाठी चालक ही तरफ आणखी खाली करतो व त्यामुळे उच्चालक प्रेरणा कमी होते. जेव्हा उच्चालक प्रेरणा गुरुत्वापेक्षा कमी होते, तेव्हा हेलिकॉप्टर खाली येऊ लागते.
नियंत्रक स्तंभाचे म्हणजे चालकाच्या गुडघ्यांदरम्यानच्या दंडाचे नियंत्रण चालक उजव्या हाताने करतो. चालक हा दंड कोणत्याही दिशेत तिरपा करू शकतो व हेलिकॉप्टर त्याच दिशेला हलते. जेव्हा नियंत्रक स्तंभ तिरपा केला जातो, तेव्हा मुख्य घूर्णकाच्या पात्यांचा कोन लागोपाठ वाढतो व कमी होतो. कारण ती पाती आपल्या व र्तु ळा का र मार्गाच्या विरुद्ध भागांमधून झपाट्याने जातात. हेलिकॉप्टर पुढील दिशेत उडण्यासाठी (जाण्यासाठी) चालक हा दंड पुढे ढकलतो. यामुळे पाती पुच्छावरून पुढे जाण्याच्या अगदी आधी त्यांचा कोन सर्वाधिक झालेला असतो. ही पाती नाकाडाजवळ पोहोचण्याच्या अगदी आधी पात्यांचा कोन किमान होतो. कोनातील या बदलांमुळे घूर्णकाची पाती मागील बाजूस किंचित वर उचलली जातात. नंतर घूर्णक हेलिकॉप्टर पुढे व वर ओढण्याचा प्रयत्न करतो, परंतु गुरुत्व वरच्या दिशेतील ओढीला विरोध करते आणि त्यामुळे हेलिकॉप्टर पुढील दिशेत समतल उड्डाण करते.
 |
हेलिकॉप्टर मागील दिशेत नेण्यासाठी चालक नियंत्रक स्तंभ मागेखेचतो. यामुळे ती पाती नाकाडाकडे येतात तेव्हा पात्यांचा कोन कमाल व ती पुच्छाकडे येतात तेव्हा किमान होतो. नाकाड वर येते, पुच्छ खालीजाते व हेलिकॉप्टर मागे जाते. अशा रीतीने हेलिकॉप्टर दोन्ही बाजूंनानेणे शक्य होते.
जसा हेलिकॉप्टराचा मुख्य घूर्णक एका दिशेत परिवलन करतो ( फिरकी घेतो), तशी प्रेरणा निर्माण होते व ती हेलिकॉप्टराच्या कायेला विरुद्ध दिशेत रेटते (ढकलते) . या परिपीडक (पिळवटणाऱ्या) प्रेरणेला घूर्णी परिबल म्हणतात. या प्रेरणेवर मात करावी लागते अन्यथा हेलिकॉप्टरावर नियंत्रण ठेवता येत नाही व ते केवळ वर्तुळाकार फिरतराहते (घिरट्या घालते)
एका घूर्णकाच्या हेलिकॉप्टराचा मुख्य घूर्णक घटिवत (सव्य) दिशेत परिवलन करीत असेल (फिरत असेल), तर घूर्णी परिबलाचारेटा घटिवत असतो. पुच्छावरील घूर्णक घूर्णी परिबलाविरुद्ध कार्य करतो व त्यामुळे चालकाला हेलिकॉप्टराची दिशा बदलणे शक्य होतेे. दोनसुकाणू पायट्यांवर पाय ठेवून चालक पुच्छावरील घूर्णकाचे नियंत्रणकरतो. जर एकही पायटा दाबला नाही, तर पुच्छ घूर्णकाची पाती अगदी योग्य कोनाला फिरतात. त्यामुळे घूर्णी परिबलाविरुद्ध कार्य करण्यासाठी बाजूची नेमकी पुरेशी प्रेरणा निर्माण होते. नंतर हेलिकॉप्टराचा रोख सरळ समोरच्या दिशेत होतो. डावीकडे वळण्यासाठी चालक डाव्या सुकाणू पायट्यावर पायाने दाब देतो. त्यामुळे पुच्छ घूर्णक पात्यांचा कोन मोठा होतो. घूर्णकाच्या वाढलेल्या प्रेरणेने पुच्छ घूर्णी परिबलाच्या घटिवत रेट्याच्या विरुद्ध दिशेत ढकलले (रेटले) जाते. नंतर हेलिकॉप्टर डावीकडे वळते. उजवीकडे वळण्यासाठी चालक उजवा सुकाणू पायटा दाबतो, यामुळे पुच्छ घूर्णक पात्यांचा कोन – प्रेरणा – कमी होतो. नंतर खुद्द घूर्णी परिबलामुळे पुच्छ घटिवत दिशेत वळते व त्यामुळे हेलिकॉप्टर उजवीकडे वळते.
दोन घूर्णक असणाऱ्या हेलिकॉप्टरामध्ये मुख्य घूर्णक विरुद्ध दिशांत फिरतात. अशा रीतीने एका घूर्णकाने निर्माण होणाऱ्या घूर्णी परिबलामुळे दुसऱ्या घूर्णकाने निर्माण केलेले घूर्णी परिबल रद्द होते. हेलिकॉप्टर वळविण्यासाठी चालक घूर्णकांचा कोन बदलतो. त्यामुळे एका घूर्णकाचे घूर्णी परिबल दुसऱ्या घूर्णकाच्या घूर्णी परिबला-पेक्षा जास्त होते.
उपयोग : हेलिकॉप्टर हवेत घिरट्या घालीत उडू शकते, एका ठिकाणी स्थिर स्थितीत राहू शकते आणि ते कमी क्षेत्र-फळाच्या जागेत उभ्या दिशेत उड्डाण व अवतरण करू शकते. त्यामुळे त्यांचा अनेक अवघड कामांसाठी उपयोग करता येतो. बचाव मोहीम, हवाई निरीक्षण, वाहतूक व बांधकाम, कृषी व वनविद्या यांविषयीची कामे आणि लष्करी मोहिमा ही हेलिकॉप्टरांच्या उपयोगांची प्रमुख कार्यक्षेत्रे आहेत.
बचाव मोहिमा : हेलिकॉप्टरांमुळे असंख्य लोकांचा जीव वाचलाआहे. हेलिकॉप्टर आपत्तीग्रस्त भागांत हवेत घिरट्या घालू शकते व संकटात सापडलेल्या लोकांच्या बचावासाठी शिंकेे वा झोळी आणिसामग्री खाली नेऊ शकते. नंतर बचाव करणारे लोकांना वर उचलूनघेऊन सुरक्षित ठिकाणी हलवू शकतात. जळणाऱ्या गगनचुंबी इमारती, बुडणारी जहाजे व वर येणारे पुराचे पाणी येथून लोकांना हेलि-कॉप्टराद्वारे उचलून घेऊन सुरक्षित ठिकाणी येते. बर्फावरील घसरगुंडीचा खेळ खेळताना जखमी झालेले खेळाडू आणि अडकून पडलेले गिर्यारोहकयांना हेलिकॉप्टरांद्वारे उचलून घेऊन सुरक्षित ठिकाणी हलविण्यात येते. मोटारगाड्या, आगगाड्या, विमाने इत्यादींच्या अपघातांलगतच्या जागेत उतरून जखमी लोकांना रुग्णालयात हलविण्याकरिता हवाई रुग्ण-वाहिकेची तातडीची कामेही हेलिकॉप्टरांद्वारे केली जातात. भूकंप, पूर, वादळे, लाटा इ. आपत्तींत सापडलेल्या आपद्ग्रस्तांसाठी हेलि-कॉप्टरांचा उपयोग होत असतो. कारण अशा ठिकाणी इतर वाहने पोहोचू शकत नाहीत. तेथे हेलिकॉप्टरांतून अन्न, औषधे, बचाव सामग्री इ.नेता येते.
हवाई निरीक्षण : अनेक मोठ्या शहरांत पळून जाणाऱ्या संशयित आरोपींचा मागोवा घेण्यासाठी व जमिनीवरील पोलिसांच्या गाड्यांना मार्गदर्शन करण्यासाठी पोलीस हेलिकॉप्टर वापरतात. हेलिकॉप्टरांमधील कायद्याची अंमलबजावणी करणारे कर्मचारी लोकांचा शोध घेतात व हरवलेल्या व्यक्तींचा आणि पळून गेलेल्या आरोपींचा माग काढतात. शिवाय अशी मंडळी हेलिकॉप्टरांमधून गस्त घालताना तस्कर, अवैध रीतीने देशात घुसणारी मंडळी यांचा सीमेलगत शोध घेतात.
अनेक रेडिओ (आकाशवाणी) व दूरचित्रवाणी (दूरदर्शन) केंद्रे बातम्यांसाठीच्या घटनांना हेलिकॉप्टरांमधून गवसणी घालून बातम्यांचीपूर्ती करतात. मोठ्या शहरांत हेलिकॉप्टर चालक वाहतुकीचे निरीक्षण करतात व वाहतुकीच्या कोंडीत सापडलेल्या मोटारगाडीच्या चालकांना वाहतुकीच्या कोंडीची पूर्वकल्पना नभोवाणीवरून सूचना प्रसारित करून देतात. स्थळांचे विहंगम दृश्य प्रेक्षकांना दाखविण्यासाठी चित्रपटनिर्मिती कंपन्या पुष्कळदा चित्रपटाचे चित्रण हेलिकॉप्टरांमधून करतात. हेलिकॉप्टर चालक नळयोजनेतील नळ, लोहमार्ग व विद्युत् वाहिन्या यांच्यालगत उडत जाऊन त्यांचे काही नुकसान झाले आहे का ते शोधतात.
हेलिकॉप्टरांमधून वनक्षेत्रांचे पूर्वेक्षण करून जमिनीचे सर्वेक्षण करतात आणि खनिज तेल व इतर नैसर्गिक साधनसंपत्तीचे स्थान ठरविण्यासमदत करतात. शास्त्रज्ञ हेलिकॉप्टरांमधून वन्य जीवांची संख्या मोजतातव वन्यप्राण्यांच्या स्थलांतर करण्याच्या मार्गांचे नकाशे तयार करतात.काही मासेमारी करणारी जहाजे माशांच्या समूहांचे स्थान शोधण्यासाठीहेलिकॉप्टर वापरतात.
वाहतूक व बांधकाम : हेलिकॉप्टराने करण्यात येणारी प्रवासी व व्यापारी वाहतूक अधिक खर्चिक असते. तथापि काही विशिष्ट उपयोगांसाठी त्याद्वारे होणारी वाहतूक सोयीस्कर असल्याने ते आदर्श वाहन ठरते. हेलिकॉप्टर वाहतुकीतील लवचिकता, सुरक्षितता व गती यांच्यामुळेअनेक देशांत राजकीय नेत्यांसाठी ते मुख्यतः वापरले जाणारे वाहन बनले आहे. मोठ्या उद्योजकांना वेळेची बचत करण्यासाठी हेलिकॉप्टराची वाहतूक उपयुक्त ठरते. कार्यालयीन इमारतींवरील हेलिपॅड वा हेलिपोर्टवरून उद्योजक उड्डाण करून जवळच्या शहरांत बैठकीसाठी थेट जाऊ शकतात.
समुद्रांतर्गत खनिज तेलाच्या उत्खननासाठी अनेक ठिकाणी हेलिकॉप्टरांच्या वाहतुकीची मदत घेणे गरजेचे असते. समुद्रांमधील अनेक खनिज तेल विहिरी या महासागरातील धोकादायक खवळलेल्या पाण्याच्या परिसरात असतात. तेथपर्यंत पर्यायी कर्मचारी आणि सामग्री यांची वाहतूक जहाजांद्वारे करणे जोखमीचे व म्हणून धोकादायक असते परंतु हेलिकॉप्टर तेथील खनिज तेलासाठी उभारलेल्या छिद्रण फलाटांवर उतरू शकत असल्याने जहाजापेक्षा जलदपणे व सुरक्षितपणे अशी वाहतूक करता येते. बाँबे-हाय, उत्तर समुद्र, अमेरिकेचा गल्फ कोस्ट ही अशा वाहतुकीची काही ठळक उदाहरणे आहेत.
इतर वाहनांसाठी वाहून नेण्याच्या दृष्टीने अतिशय मोठा व अवजड असलेला माल वाहून नेण्यासाठी बऱ्याच वेळा हेलिकॉप्टर वापरतात.हा माल हेलिकॉप्टराच्या खाली लटकविलेल्या अतिशय मोठ्या झोळी-सारख्या साधनातून वाहून नेला जातो.
शक्तिशाली हेलिकॉप्टर बांधकामामध्ये ‘उडणाऱ्या याऱ्या’ म्हणून वापरतात. हेलिकॉप्टरांमधील कर्मचारी मोठे ⇨ आकाशक व प्रचंड वातानुकूलक उंच इमारतीच्या माथ्यावर उभारतात आणि विजेच्याप्रेषण तारांसाठी आधीच बनविलेले मनोरेही ते तेथे उभे करतात. जेथेपोहोचणे अवघड असते, अशा ठिकाणी काँक्रीट ओतण्यासाठी कामगार हेलिकॉप्टरांचा उपयोग करतात. तसेच पुलाचे भाग योग्य ठिकाणी ठेवण्यासाठी ते हेलिकॉप्टर वापरतात.
शेती व वनविद्या यांतील कामे : बियाणे, खते, तणनाशके, कीटक-नाशके इ. मोठ्या क्षेत्रावर पसरून टाकण्यासाठी (उदा., फवारणीद्वारे) शेतकरी हेलिकॉप्टर वापरतात. घूर्णकांमुळे निर्माण होणाऱ्या अधोवात प्रवाहामुळे या कामाला मदत होऊ शकते. रस्ते बांधण्याऐवजी वनोत्पादने उत्पादित करणाऱ्या काही कंपन्या लाकडाचे ओंडके तयार करणारे कर्मचारी वनांमध्ये घेऊन जाण्यास व परत आणण्यास तसेच ओंडके वाहून आणण्यासाठी हेलिकॉप्टर वापरतात.
लष्करी मोहिमा : सैन्यदलांत हवाई (उडती) रुग्णवाहिका म्हणून व सैन्य वाहतुकीसाठी हेलिकॉप्टर वापरतात. सैन्याची हेलिकॉप्टरे लढाईच्या मोक्याच्या ठिकाणी तोफखाना वाहून नेतात तसेच जीप, रणगाडे व इतर साधनसामग्री यांची वाहतूक करतात. इलेक्ट्रॉनिकीय सामग्रीची सुविधा असलेली हेलिकॉप्टरे शत्रूंचे संदेशवहनविषयक संकेत ओळखतात( मिळवितात) व ते खंडित करतात. शत्रूची सैन्य पथके व जहाजे यांच्या हालचालींची निरीक्षणे करण्यासाठीही सैन्यदले हेलिकॉप्टर वापरतात. पाणबुड्यांचे स्थान ठरविणे व त्यांचा मागोवा घेत राहणे यांसाठी नाविक दलातील अनेक हेलिकॉप्टरांमध्ये प्रयुक्त्या असतात. हेलिकॉप्टरांवर पाण्याखालील बाँब, क्षेपणास्त्रे वा पाणतीर ही शस्त्रे ठेवलेली असू शकतात. सैनिकी हल्ला करणाऱ्या हेलिकॉप्टरांना गनशिप (तोफवाहन) असेही म्हणतात आणि त्यांच्यावर तोफा, मशिनगन (स्वयंचलित बंदुका), रॉकेटे किंवा क्षेपणास्त्रे असू शकतात. त्यांचे मुख्य लक्ष्य शत्रूची जमिनी-वरील वाहने व विशेषतः रणगाडे असतात.
मर्यादित जागेत (क्षेत्रांत) कार्य करण्याची क्षमता आणि मुद्दाम तयार न करून ठेवलेल्या जागी उड्डाण व अवतरण करण्याची क्षमता या हेलिकॉप्टरांच्या गुणवैशिष्ट्यांमुळे हेलिकॉप्टर हे सैनिकी क्षेत्रातील अत्यावश्यक साधन बनले आहे. त्यामुळे सैन्यदल हे या वाहनाचे प्रमुख पुरस्कर्ता आहे. सन १९६०–७० दरम्यानच्या व्हिएटनाम संघर्षामध्ये सैनिकी डावपेचांमध्ये हेलिकॉप्टरांचे कार्यक्षेत्र खूप व्यापक झाले. या संघर्षात सुरुवातीपासून हेलिकॉप्टरांचे वर्चस्व होते. वापरण्यायोग्य रस्त्यांचा अभाव व अतिशय जलद हालचालींची आवश्यकता यांसाठी हेलिकॉप्टरांच्या वाहतुकीतील लवचिकतेची गरज होती. त्यामुळे सैन्यदले व युद्धसामग्री जलदपणे वाहून नेऊन आघाडी विस्तृत करणे शक्य झाले. निरीक्षण, सैन्यवाहक, गनशिप, बचाव आणि मालाचा (सामग्रीचा) पुनश्च पुरवठा अशा अगदी वैविध्यपूर्ण कामांसाठी सर्व सैन्यदलांमध्ये हेलिकॉप्टरांचा वापर खूप वाढला आहे.
संकरित विमान : घूर्णक पंखयुक्त विमानाचे व्यापक उपयोग होऊ लागल्याने सुधारित क्षमतांची गरज निर्माण झाली. अधिक उच्च गती, दीर्घतर पल्ला व अधिक कार्यक्षमता या क्षमता सुधारणे गरजेचे झाले. हेलिकॉप्टराची घिरट्या घालण्याची व तरंगत राहण्याची कार्यक्षमताटिकवून ठेवतानाच पक्के पंख असणाऱ्या विमानाची उच्चतर गती साध्य करण्यासाठी संकरित वा परिवर्तनशील विमान पुढे आले. त्यात हेलि-कॉप्टराच्या मोठ्या व्यासाच्या घूर्णकाची कार्यक्षमता टिकून राहते आणि नंतर उच्च गती साध्य करण्यासाठी संस्वरूप (धाटणी) बदलतात वा परिवर्तित करतात. कलता-घूर्णक संस्वरूप व एक्स् विंग म्हणजे एक्स्या इंग्रजी अक्षरासारखा पंख असलेले (किंवा थांबते/स्थगित घूर्णक) संस्वरूप यांमध्ये हा मार्ग अनुसरला आहे.
पहा : वायुगतिकी विमान विमान उद्योग वैमानिकी वैमानिकीय अभियांत्रिकी स्वयंघूर्णी.
संदर्भ : 1. Harrison, J. P. Principles of Helicopter Flight, 1993.
2. Johnson, W. Helicopter Theory, 1993.
3. Prouty, R. W. Helicopter Performance, Stability and Control, 1995.
4. Seddon, J. Basic Helicopter Aerodynamics, 1990.
5. Stepniewski Keys, C. N. Rotary Wing Aerodynamics, 1984.
प्रधान, म. गो. पाटणकर, गो. वि. ठाकूर, अ. ना.
“