ماشین‌های تولید شده ابتدایی توسط انسان معمولاً به صورت کاملاً مکانیکی کار خودشون رو انجام می‌دادند اما به مرور زمان و با توجه به پیشرفته‌تر شدن امکانات و تکنولوژی این مهم برای طراحان مطرح شد که از سیستم‌های برقی بیشتر استفاده کنند.
هر چقدر نیاز به سیستم‌های الکتریکی بیشتر شد دقت مهندسان مرتبط و همچنین ظریف بودن سیستم‌ها برای طراحان اهمیت بیشتری پیدا کرد. در کنار این ظرافت سیستمی، دقت بالا و همچنین از استقامت و مداومت کافی باید وجود داشته باشد تا سیستم‌ها قابل اعتماد باشند و بشود از آنها در وسایل نقلیه استفاده کرد .
یکی از این وسایل بسیار پرکاربرد و مهم وسایل پرنده هستند که مورد استفاده جوامع امروزی می‌باشند. یکی از مهمترین وسایل پرنده‌ای که از این سیستم‌های الکتریکی به نحو احسن و کامل استفاده می‌کنند، هلیکوپترها هستند.
سیستم‌های الکتریکی هلیکوپتر
تعداد مصرف کننده‌های الکتریکی موجود در وسایل پرنده و هلیکوپتر، به حدی است که نیازمند طراحی مدارات درست با قابلیت‌های بالا می‌باشد. بنابراین مهندسان و طراحان باید سیستم هایی با دقت بالا طراحی بکنند که قابلیت استفاده و کاربرد کافی را داشته باشد.
تعدد سیستم‌های الکتریکی مبحثی است که معمولاً در هلیکوپترها مطرح می‌شود اما ایمنی سیستم‌ها و مدارات الکتریکی هم از اعتبار بالایی باید برخوردار باشد. به همین جهت در هلیکوپترها معمولاً از نقشه کشی و سیستم‌های الکتریکی جز به جز استفاده می‌کنیم که به صورت موازی و همزمان در حال انجام فعالیت هستند.
سیستم‌های جز به جز و موازی در سیستم الکتریکی هلیکوپتر
سیستم جز به جز در طراحی مدارات الکتریکی هلیکوپتر بدین معنی است که هر قسمت با قسمت‌های جدا کننده و کنترل کننده مناسب طراحی می‌شود که قابلیت عیب یابی با سرعت زیاد و دقت بالا را برای ما فراهم کند. اگر اشکالی در یک وسیله نقلیه پیچیده مثل هلیکوپتر ایجاد شود پیدا کردن آن ایراد از الزامات و مهمات می‌باشد. سرعت در پیدا کردن عیب در وسیله‌ای مانند هلیکوپتر باعث کاهش هزینه و کاهش زمان زمین‌گیری آن می‌شود.
برای درک بهتر مفهوم موازی بودن سیستم‌ها می‌توان گفت هر سیستمی که در هلیکوپتر استفاده می‌شود باید به صورت موازی کار خود را انجام دهد؛ به صورتی که اگر یکی از سیستم‌ها و یکی از مدارات از کار افتاد مدار مقابل بتواند جایگزین و جبران کننده آن مشکل باشد و در عمل کلی و اجرای پرواز هلیکوپتر اختلالی ایجاد نکند.
طبیعتاً از کار افتادن یک سیستم باعث کم شدن امکانات مورد نیاز خلبان می‌شود ولی با حداقل ایمنی می‌تواند کار را انجام دهد و وسیله پرنده به سلامت به زمین بنشیند.
یکی از دلایلی که در سوانح هوایی سهم تکنیکال یا هواپیما و مسائل فنی هواپیما بسیار کم می‌باشد نیز همین موضوع است؛ چرا که سیستم‌های موازی و کمکی که در هواپیما و هلیکوپتر استفاده می‌شود، ریسک از کار افتادن یک مدار یا یک سیستم را به حداقل رسانده و نمی‌تواند باعث سقوط هلیکوپتر شود.
منطق طبقه‌بندی سیستم الکتریکی هلیکوپتر
معمولا سیستم‌های هلیکوپتر بر حسب اهمیت موجود در دستگاه‌های استفاده کننده از آن جریان طبقه‌بندی می‌شود؛ بدین ترتیب دستگاه‌هایی که اهمیت بالایی دارند یا جریان بالایی را مصرف می‌کنند، در مسائل ایمنی پرواز طبیعتاً باید به صورت جداگانه و با ضریب ایمنی بالاتر برای طراحی در نظر گرفته شوند؛ به عنوان مثال دستگاه‌ها یا سیستم‌هایی که در مواقع اضطراری به کمک خلبان و هلیکوپتر می‌آیند باید تامین کننده‌های جداگانه‌ای داشته باشند.
جریان‌هایی که معمولاً در هواپیما و هلیکوپتر استفاده می‌شود، هم از برق‌های متناوب استفاده می‌کنند که از آن به عنوان برق ac نام برده می‌شود و هم از جریان‌های مستقیم استفاده می‌کنند که به آنها dc گفته می‌شود.
به ترمینال‌ها نیز از لحاظ جایگذاری و طراحی توجه خاصی می‌شود. ترمینال به قسمت‌هایی از هلیکوپتر که معمولاً جدا کننده مدارات الکتریکی می‌باشند، گفته می‌شود. در حقیقت ترمینال‌ها جدا کننده‌های اصلی و تقسیم کننده‌های اصلی مدارات الکتریکی هستند.
تولید کننده‌های برق هلی کوپتر
در داخل هلیکوپتر بسته به نوع موتور مورد استفاده، تولید کننده برق متفاوت است؛ به‌عنوان مثال در موتورهای پیستونی معمولاً از دینام و در موتورهای جت از ژنراتور استفاده می‌شود. بنابراین دینام‌ها و ژنراتورها وظیفه تولید برق در هلی کوپتر را دارند. در حالت کلی دینام‌ها وظیفه تولید برق ای سی و ژنراتورها وظیفه تولید برق دی سی را برعهده داشته و ارتباط مستقیمی با پاور یا توان موتور مورد استفاده دارند.
تعدد سیستم‌هایی که در هلیکوپتر وجود دارد نیاز به هر دو جریان برق را برای ما فراهم می‌کند؛ به صورتی که هم جریان برق دی سی و هم جریان برق ac در هلیکوپتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ولتاژ لازم برای برق ac معمولاً در هواپیماها و هلیکوپتر به صورت ۱۱۵ ولت می‌باشد. این جریان یک جریان متناوب است و به صورت سه فاز و با فرکانس ۴۰۰ هرتز ارائه می‌شود. برق دی سی استفاده شده در هواپیماها معمولاً به صورت ۲۸ ولت می‌باشد و توان تولیدی باتری‌ها نیز در حقیقت در همین حد قرار دارد.
بعضی از مصرف کننده‌ها در هلیکوپتر هستند که از برق ac با ولتاژ کمتر در حدود ۲۶ ولت استفاده می‌کنند و به صورت تک فاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مصرف کننده‌ها معمولاً به صورت آلات دقیق در داخل کاکپیت دیده می‌شوند.
منبع برق اضطراری هلیکوپتر
هلیکوپترها به عنوان وسایل پرنده نیاز به جریان برق اضطراری دارند که در شرایط خاص به وجود آمده در طول پرواز با از دست رفتن سیستم الکتریکی هلیکوپتر به وجود می‌آید. برق اضطراری هلی کوپتر معمولا از باتری‌ها تامین می‌شود و حدود ۲۸ ولت را برای وسیله پرنده تامین می‌کنند. بنابر مطالب گفته شده معمولاً پرواز وسیله پرنده بدون باتری یا با باتری خراب غیر ممکن است و مجاز نمیباشد.
آیا همه قطعات استفاده شده در شرایط اضطراری از برق دی سی استفاده می‌کنند؟ در پاسخ باید گفت خیر.
برای مصرف کننده‌های برق ac در داخل هواپیما در شرایط اضطراری معمولاً مبدل هایی وجود دارد که با تبدیل برق دی سی به برق ای سی، تامین کننده منابع برق این قطعات می‌باشند.
استفاده از منبع برق اضطراری هلیکوپترها زمانبندی محدود خود را دارد و طبق کتاب‌های صادر شده از طرف شرکت سازنده باید مورد استفاده قرار گیرد.
بازرسی سیستم الکتریکی هلیکوپتر
سیستم‌های الکتریکی در وسایل پرنده به‌ویژه در هلیکوپترها معمولاً به صورت لحظه‌ای در حال چک شدن است و در صورت وجود مشکل در سیستم‌های الکتریکی بلافاصله این موضوع به خلبان اعلان می‌شود و خلبان با توجه به دستورالعمل‌های موجود و ثبت شده توسط کارخانه سازنده، فعالیت خود را ادامه میدهد.
برای بالا بردن ضریب اطمینان سیستم‌های الکتریکی هلیکوپتر معمولاً از ژنراتورهای متعددی استفاده می‌شود. مثلاً در هلیکوپتری که از دو موتور بهره می‌گیرد؛ در هر یک از موتورها یک ژنراتور قرار می‌دهند و در هلیکوپترهایی که از یک موتور بهره می‌گیرند معمولاً دو ژنراتور روی وسیله قرار می‌دهند.
لازم به ذکر است که برای چرخاندن دینام و ژنراتور از موتور به عنوان تولید کننده نیروی مکانیکی استفاده می‌شود. به تبع این موضوع، با از کار افتادن موتور، مکان استفاده از این دو منبع تولید برق نیز از بین می‌رود و و شرایط اضطراری در هلیکوپتر مطرح می‌شود.
بررسی مشکل در سیستم الکتریکی هلیکوپترها
تمام مدارات الکتریکی هلیکوپتر به صورت چک موضعی و به صورت فواصل زمانی متعدد بررسی و در صورت ایجاد مشکل حتماً مرتفع خواهد شد. وجود اشکال در سیستم هلیکوپتر، توسط کامپیوترها بررسی، تشخیص و به خلبان و گروه فنی مهندسی اعلام می‌شود.
گروه فنی مهندسی مرتبط کافیست اشکالات و گزارش‌های صادر شده از سیستم‌های بازرسی را دریافت کرده و در صورت قطعی یا مشکل‌دار بودن قسمتی از سیستم الکتریکی اقدام به رفع اشکال بنماید.
تمامی بررسی‌ها در کتابی که مربوط به اطلاعات فنی هواپیما است، ثبت شده و در اختبار فردی که در هواپیما یا هلیکوپتر مشغول به کار باشد قرار می‌گیرد تا او از فعالیت‌های انجام شده روی سیستم‌های الکتریکال آگاهی کامل را داشته باشد.
نتیجه‌گیری
سیستم‌های الکتریکی هلیکوپتر در طی دوران پیشرفت این وسیله نقلیه پرکاربرد و مهم، تغییرات زیادی را تجربه کرده و دچار به روز رسانی و پیشرفت مضاعفی شده است. یکی از مفاهیم مطرح شده در سیستم‌های الکتریکی هواپیما بحث بدون سیم کردن این سیستم‌ها و دستگاه‌ها می‌باشد. به علت مشکلات به وجود آمده در سیستم‌های الکتریکی هلیکوپتر و همچنین سیم‌کشی‌های متعدد در داخل بدنه هلیکوپتر مفهوم بدون سیم انجام دادن این مدارات در حال بررسی و پیگیری است چرا که کم شدن سیم‌ها علاوه بر به حداقل رساندن احتمال خرابی و سایر مشکلات، می‌تواند به هلیکوپتر در جهت کم شدن مصرف سوخت نیز کمک کند. بدیهی است که این رشد متوقف نخواهد شد و بررسی‌ها و تحقیقات توسط مهندسین و محققان فعال در این زمینه در حال انجام است و به زودی شاهد به روز رسانی و بهبود شرایط در سیستم هلیکوپتری دنیا خواهیم بود.
آیا برق هلیکوپتر فقط از طریق باتری تامین می‌شود؟
همانطور که گفته شد دینام و ژنراتور بسته به نوع وسیله نیرو دهنده به هلیکوپتر تولید کننده ق اصلی و باتری‌ها به عنوان برق در شرایط اضطراری می‌باشد.
آیا خلبان باید نسبت به مدارات برقی و ساختمان برقی هلیکوپتر آگاه باشد؟
طبیعتاً خلبان با توجه به ماهیت کاری که انجام میدهد نیاز ندارد که نسبت به مدارات و طراحیهای مدارات الکتریکی آگاهی کامل داشته باشد اما دانستن و اطلاع داشتن از این مدارات خالی از لطف نمیباشد.
آیا سیستم الکتریکی هلیکوپتر خیلی پیچیده‌تر از هواپیما می‌باشد؟
با توجه به ماهیت وسیله پرنده بودن هلیکوپتر طبیعتاً انتظار این موضوعی که پیچیدگی را از هواپیما بیشتر در خود تجربه کند فکر دوری می‌باشد و تقریباً از همان سیستم‌های موجود در هواپیما قابلیت استفاده وجود دارد.
