Raketové motory pro vaše rotory
Dokonce i u vrtulníku s jedním rotorem se dá vyhnout vzniku reakčnímu momentu. Stačí, aby se síla nutná k uvedení listů do pohybu nepřenášela hřídelí z trupu, ale generoval ji samotný rotor nebo nějaký „motor“ na něm upevněný. Inspirací byla, kdysi populární pyrotechnická atrakce „ohnivé kolo“, poháněná prachovými raketami upevněnými po obvodu.
Takové řešení má řadu výhod, ale také nevýhod. Výhodou je zbavení se „otravného“ reakčního momentu. Tím ušetříme pro výkon spotřebovaný vyrovnávacím rotorem a „zbude“ nám více pro hlavní rotor generující vztlak. Jinak řečeno, vrtulník může mít při stejném výkonu větší nosnost (teoreticky). Protože motor má o řád vyšší otáčky než rotor (cca 120-250 ot/min), ušetříme hmotnost ne zrovna jednoduchého reduktoru. V porovnání s dvourotorovým vrtulníkem je celý pohon velmi prostý.
Na druhou stranu je potřeba na listy umístit nějaký zdroj pohonu, což představuje v každém případě zvýšené požadavky na pevnost a tím pádem i nárůst hmotnosti a aerodynamického odporu. V případě vysazení pohonu to znamená přistávání autorotací s vyšší rychlostí klesání, což vyžaduje bytelnější a těžší podvozek. V některých případech nemusí být přistání autorotací ani možné.
Jak se to dá vyřešit v praxi? Zdánlivě nejjednodušší způsob jsme popsali. Umístit na konec listů raketový motor. To funguje na „ohnivém kole“, ale u vrtulníku je to mnohem komplikovanější. Hmotnost motoru zvyšuje namáhání listu. Výkon je potřeba regulovat, což u motoru na tuhé pohonné hmoty nejde vůbec a u kapalinového jen obtížně. Se spolehlivostí a bezpečností na tom raketové motory také nejsou nejlépe. Nicméně mají skvělý měrný výkon. Lehký motor poskytuje velký tah, ovšem za cenu vysoké spotřeby paliva, což se podepíše na hmotnosti nádrží, ke kterým je potřeba přičíst nádrže na okysličovadlo.
Raketový systém ROR (Rocket On Rotor) se testoval jen jako pomocný na vrtulnících H-19 Chickasaw v roce 1954. Do operační služby zaveden nebyl, přestože nárůst výkon byl markantní. Stejně dopadl projekt záchranného „rotorového batohu“ z roku 1956. O rotoru poháněném raketovými motory uvažovala firma Rotary Rocket Company pro návrat své jednostupňové kosmické lodi Roton. Projekt skončil stavbou makety.
Dalšími konstrukčně jednoduchými jsou náporové motory. Kromě palivového čerpadla a regulace nemají žádné pohyblivé díly. To je jejich největší výhoda i nevýhoda. Problém je v tom, že bez kompresoru je vzduch stlačován jen v difuzoru a to vyžaduje vysokou dopřednou rychlost. Náporový motor je nejúčinnější při rychlostech 2,5 – 4 Machy. To u vrtulníku není možné, protože obvodová rychlost konců listů nesmí překročit rychlost zvuku, takže náporové motory pracují v oblastech s mnohem nižší účinností. Přesto byla jednoduchost, malá hmotnost a nízká cena pro řadu konstruktérů dostatečným lákadlem.
Americká firma Hiller postavila vrtulník YH-32 Hornet s náporovými motory Hiller 8RJ2B na koncích listů. Motory měly tah 0,18 kN, vážily necelých 6 kg a daly se vyměnit za 20 minut s použitím základního nářadí. Bylo postaveno 18 kusů, první vzlétl v roce 1950. Projekt byl zrušený mimo jiné proto, že motory na koncích listů zvyšovaly odpor natolik, že v případě jejich vysazení bylo obtížné dosáhnout autorotace. Navíc měly vysokou spotřebu, takže provoz byl neekonomický a nespravila to ani skutečnost, že náporové motory nebyly „vybíravé“ a mohly spalovat kde co, od benzínu, přes naftu, letecký petrolej až po naředěný olej.