Drömmen om helikoptern

Helikoptern som idé är lika gammal som drömmen om att flyga. När de första flygplanen kom var det ett stort språng för människans dröm om att flyga, men flygplanet hade ett antal begränsningar som snart blev tydliga.

Även lätta plan krävde en startbana eller i varje fall ett jämt fällt för att kunna starta och landa. Ju större och tyngre planen blev, desto längre och mer välbyggda behövde flygfälten bli. Den stora konkurrenten till flygplanet under första tredjedelen av 1900-talet, luftskeppen eller zeppelinarna, krävde enorma hangarer men kunde flyga mycket längre och behövde inte lika utvecklad infrastruktur vad gällde preparerade startbanor mm. Små luftskepp kunde också lyfta och landa från små markytor.

Det som många önskade sig var en maskin som kunde flyga rakt upp och rakt ned och obehindrat landa på små öppna ytor. Den förste som skissade på en hypotetisk ”luftskruv” var Leonardo da Vinci i början på 1500-talet, men redan han såg att det som saknades för att göra teorin till verkligen var en kraftkälla som inte fanns. Detta var ett återkommande tema för de som studerade möjligheten för människan att flyga genom århundradena. Det var först när förbränningsmotorn kom som en reell möjlighet uppstod. Vad gäller helikoptern fanns också problemet med hur man skulle motverka vridmomentet i propellern så inte hela farkosten snurrade runt. Det var problem som verkade olösligt.

I början på 1900-talet jobbade flera personer med att försöka realisera helikoptern, inspirerade av hur flygplanet nyligen blivit verklighet. Men många gav upp, en av dessa var en ung Igor Sikorsky som emellertid skulle återkomma till helikoptern senare i livet.

Juan de la Cierva och autogiron

Den förste som lyckades hitta en lösning på problemet med vridmomentet var spanjoren Juan de la Cierva, som 1920 kom fram till att helikopterns rotor egentligen fungerade precis som en flygplansvinge. När den rörde sig framåt genom luften generar den lyftkraft, även om den då roterar av fartvinden. Detta fenomen kallas autorotation och är idag en helikopters viktigaste livlina i händelse av ett motorstopp i luften. Så länge rotorn kan snurra obehindrat kan helikoptern ändå landa säkert.

La Ciervas maskin hade en friroterande rotor i stället för vingar. Själva drivkraften fick maskinen av en motor som drev en propeller i nosen, precis som på ett vanligt flygplan. När farten ökade snurrade rotorn allt fortare och genererade därigenom lyftkraft. Eftersom det inte fanns någon motor som drev själva rotorn genererades inget vridmoment. Maskinen som fick namnet autogiro kunde inte starta rakt upp men krävde kortare startsträcka. Efter förbättringar som innefattade ökad kontroll av rotorbladens vinkel och rotorns lutning kunde La Cierva 1933 presentera en konstruktion som kunde göra en så kallad ”jump-start” och därmed få en mycket kort startsträcka. La Cierva och hans autogiros kom att hamna lite i skymundan av de riktiga helikoptrarna men hans bidrag till utvecklingen var ovärderligt. Och även om autogiron inte fick så stort inflytande så övergavs aldrig konceptet helt då det trots allt får vissa av helikopterns fördelar men är enklare och billigare. Idag har autogiron börjat växa i popularitet bland fritidspiloter som ett enklare och billigare alternativ till flygplanet och helikoptern.

De första riktiga helikoptrarna

Den person som populärt sägs vara upphovsmannen till den moderna helikoptern är den tidigare omnämnda rysk-amerikanske uppfinnaren Igor Sikorsky. Men det är inte helt sant. Det var nämligen i Frankrike och sedan i Tyskland som de första praktiskt användbara helikoptrarna konstruerades. Den franske ingenjören Louis Breguet konstruerade experimenthelikoptern Breguet-Dorand Gyroplane Laboratoire som var den första helikopter som kunde flygas och kontrolleras i luften. Den flög för första gången 1935.

Breguets maskin i luften år 1935.

Den tyske konstruktören Heinrich Focke utgick ifrån autogiron och 1937 slog hans maskin Fa-61 alla tidigare rekord. Det var en sann helikopter med en motor som drev två rotorer placerade bredvid varandra. Focke kom att få tillverka en större version av Fa-61 till den tyska krigsmakten, Fa-223 Drache, som kunde flyga på över 7000 meters höjd.

En erövrad Fa-223 under tester i USA efter kriget. Foto: US Air Force

Focke var heller inte ensam utan en annan tysk konstruktör, Anton Flettner, studerade under 30-talets början helikoptern. Han utgick från autogiron och med stöd från tyska flottan kunde han utveckla Fl-265 och 1940 presentera den mer utvecklade FL-282 Kolibri. Enligt en del författare blev också Fl-282 världens första serietillverkade helikopter, låt var i begränsat antal. Andra författare hävdar att det var Fockes Fa-223 som blev först. Båda maskinerna producerades i tjugotalet exemplar.

Amerikanska styrkor erövrade även en Fl-282 som här ses under en testflygning. Foto: US Air Force

Det som känneteckande de tyska helikoptrarna var att de hade två rotorer för att lösa vridmoment och kontrollproblemen. Focke använde en konstruktion med tvärgående rotorer, dvs dom sitter bredvid varandra, medan Flettners maskin använde två överlappande rotorer som var så synkroniserade att dom inte slog in i varandra.

Modifieringar i form av en tvåsitsig variant gjorde det möjligt att använda helikoptern för spaning och artillerieldledning. Det gjorde att Tyskland i slutet av andra världskriget satte upp det första operativa helikopterförbandet med tre FI-282 och tre av Fockes Fa-223 Drache. Uppgiften var eldledning för det tyska artilleriet. Tyska flottan hade redan 1941 börjat testa Fl-282 som fartygsbaserad spaningsmaskin från kryssaren Köln.

När de allierade arméerna trängde in på tysk mark 1945 hamnade de helikoptrar som fortfarande fungerade i segrarnas händer och kunde då studeras i både väst och öst. De tyska helikoptrarna var tekniskt komplicerade maskiner och detta bidrog till att dom inte producerades i någon större mängd.

Sikorsky och den klassiska helikopterns tillkomst

Igor Sikorsky följde nyfiket utvecklingen i Tyskland under 30-talet och beslöt sig för åter ta sig an helikoptern. Det Sikorsky tillförde var att han istället för två motroterande rotorer som de tyska konstruktörerna valde att utveckla så skapade han en maskin med en stor rotor och en liten stjärtrotor. Iden var att stjärtrotorn skulle motverka vridmomentet. Sikorsky fick patent på sin konstruktion i USA år 1935 men det var först 1939 som hans VS-300 lyfte för första gången. Sikorsky hade dock stora problem med att styra sin konstruktion.

VS-300 i luften med en välklädd Sikorsky vid spakarna. Foto: US Air Force

1940 fick Sikorsky uppdrag från US Army Air Corps, det som senare skulle bli US Air Force, att ta fram en experimenthelikopter med beteckningen XR-4. Det gav Sikorsky möjlighet att börja lösa de sista problemen och resultatet blev grunden för den vanligaste modellen av helikopter vi har idag. En maskin med en stor huvudrotor samt en lång stjärtbomb med en mindre rotor som motverkar vridmomentet och svänger helikoptern från sida till sida.

Eftersom USA trots kriget var ett säkert område kunde Sikorsky börja komma ikapp de tyska konstruktörernas försprång eftersom dessa tvingades slåss om resurser med den tyska krigsindustrin och dessutom fick utstå de allierades bombräder mot tyska fabriker. 1942 kunde Sikorsky presentera en förbättrad version av XR-4 och den kom att bli grunden till YR-4 som beställdes av amerikanska krigsmakten. Vid slutet av kriget, år 1945, hade 131 stycken YR-4 tillverkats. Även om helikoptern inte användes så mycket under kriget, så genomfördes de första SAR (Search and Rescue) uppdragen med helikopter i Burmas djungler. Militären var mycket nöjda med resultatet.

En R-4 tillhörande US Coast Guard 1944.

Så även om Sikorsky inte var först med en fungerande eller ens med en serieproducerad helikopter så blev hans grundkonstruktion som fick det stora genombrottet. De tyska helikoptrarna och deras tekniska lösningar föll i stort sett i glömska. Framtiden tillhörde Sikorsky.