Een roomklopper als vliegende kraan

In de burgerluchtvaart zijn helikopters niet meer weg te denken. Voor tal van taken is de helikopter onmisbaar, zoals het redden van drenkelingen en personenvervoer naar booreilanden. Maar voor de gemiddelde Nederlander is een taak als vliegende kraan minder voor de hand liggend. In ontoegankelijke gebieden worden echter honderden helikopters gebruikt om omvangrijke ladingen hangend aan een kabel onder de romp te vervoeren.

De Amerikaanse helikopterfabrikant Kaman heeft de K-MAX ontwikkeld, een toestel dat bij uitstek geschikt is voor dit werk. Charles Kaman, oprichter en directeur van de fabriek, noemt zijn nieuwste creatie "de ideale vliegende truck".

Het meest opvallende van deze K-MAX is, dat in de romp slechts plaats is voor de piloot. Voor andere personen of vracht is geen ruimte. Daardoor is de K-MAX lichter dan vergelijkbare helikopters. Bij een maximum startgewicht van 4760 kg kan de K-MAX op zeeniveau een lading van 2720 kg meevoeren. Zo'n gunstige verhouding kunnen traditionele helikopters niet evenaren. Hun ruime romp fungeert bij het gebruik als vliegende kraan slechts als overtollige ballast.

Tegengesteld draaimoment

Het fundamentele probleem bij iedere helikopter is, dat de rotor een tegengesteld draaimoment veroorzaakt in de romp. Deze heeft de neiging tegen de rotor in te gaan draaien. Hiervoor zijn tal van oplossingen bedacht. Charles Kaman, oprichter en directeur van de gelijknamige fabriek, is de uitvinder van één hiervan, de zogeheten "twin intermeshing rotor'.

Deze configuratie bestaat uit twee naast elkaar geplaatste stellen rotorbladen. De vlakken waarin de bladen draaien snijden elkaar. Beide stellen draaien om een as, die een hoek van ongeveer vijftien graden maakt met de verticaal. De rotorassen zijn in de hoofdtandwielkast zodanig gekoppeld, dat de rotorbladen elkaar niet raken. De constructie kan al met al het best vergeleken worden met een keukenmixer.

Kaman is de enige helikopterproducent die deze configuratie heeft toegepast. En met groot succes. Bijna vijfhonderd toestellen van het type Kaman H-43 Huskie hebben lange tijd bij de verscheidene luchtmachten gevlogen.

Het nadeel van de "intermesher' is zijn lage snelheid, namelijk tegen de 200 km/h. Voor een helikopter die uitsluitend externe lasten vervoert is dat echter geen probleem, omdat met dergelijke lasten toch niet snel gevlogen kan worden. Verder heeft dit soort helikopters alleen maar voordelen.

Geen staartrotor

De meeste helikopters hebben een staartrotor om het draaimoment tegen te gaan. Om deze rotor aan te drijven is een stelsel van tandwielen en lange assen nodig. Dit is zwaar, vereist onderhoud en is een extra bron van vibratie. Bovendien vergt een staartrotor tien procent van het motorvermogen, dat dus verloren gaat voor het hefvermogen.

Helikopters zonder staartrotor hebben meestal twee stel rotorbladen, die elkaars draaimoment opheffen. Soms zijn de stellen aan de voor- en achterkant van de romp gemonteerd. In het andere geval zijn ze boven elkaar geplaatst op twee concentrische assen en draaien ze tegen elkaar in. Het voordeel van deze configuraties is, dat het gehele motorvermogen aan de hefkracht ten goede komt. Mechanisch zijn beide echter even complex als de variant met een staartrotor.

Niet alleen het rotorsysteem draagt bij tot de technische eenvoud van de K-MAX. Ook het ontbreken van een hydraulisch systeem draagt daartoe bij. Een dergelijk systeem genereert in vliegtuigen en helikopters de krachten die nodig zijn voor de besturing en het intrekken en neerlaten van het onderstel. Het onderstel van de K-MAX is echter vast, terwijl ook voor de besturing geen grote kracht nodig is.

Dat is te danken aan een andere uitvinding van Charles Kaman, de "servo flap'. Helikopters worden bestuurd door de hoek tussen de rotorbladen en de langsstromende lucht te wijzigen. Bij de meeste helikopters gebeurt dit door het hele rotorblad met behulp van een stuurstang te kantelen.

Kamans oplossing is efficiënter. Zijn servo flap is aan de achterkant van het rotorblad bevestigd. Door deze klep een uitslag naar boven of beneden te geven, wordt een aërodynamische kracht op het rotorblad veroorzaakt, die de hoek van het blad wijzigt. De klep is veel kleiner dan het gehele rotorblad. Daardoor is maar een kleine fractie van de kracht nodig om de klep te besturen. Voor de K-MAX betekent dat, dat de spierkracht van de piloot meer dan voldoende is om de servo flaps aan de vier rotorbladen te bedienen.

De eenvoud van de K-MAX maakt het toestel geschikt voor gebruik in moeilijk toegankelijke gebieden. Alles wat volgens Al Ashley, chef-testpiloot van Kaman, nodig is voor operaties met de K-MAX, is: "een mecanicien, brandstof, olie, een doek om de ruiten te poetsen en wat sandwiches."

Medio volgend jaar begint de produktie van het toestel. Het zal voornamelijk worden verkocht aan de houtindustrie in Noord-Amerika. Deze bedrijfstak gebruikt veel helikopters om gekapte boomstammen af te voeren, zodat geen wegen aangelegd hoeven te worden. Andere taken zijn het strooien van bestrijdingsmiddelen, brandblussen en hijswerk ten behoeve van de bouw.