Review of Modern Helicopter Constructions and an Outline of Rotorcraft Design Parameters

This work contains the results of a modern helicopter construction analysis. It includes the comparison of almost seventy rotorcraft constructions in terms of size in line with EASA requirements – large and small helicopters. The helicopters are also divided because of a mission purpose. The proposed division for large aircrafts is: transport, multipurpose, attack and for small aircrafts: observation, training, and utility. The aircraft construction features are described. Average dimension values of airframes and rotors are shown. Helicopter rotor arrangements are presented in terms of an operational purpose. Next, the rotorcraft design inputs are described. The mathematical formulas for design inputs are given. The ratios are calculated and gathered for the compared aircrafts. Correlation between the analysed parameters is presented on charts. Design inputs are also presented in the paper as a function of MTOW. The function trends are determined to provide an evaluation tool for helicopter designers. In addition, the parameters are presented as possible optimisation variables.

Praca zawiera wyniki analizy współczesnych konstrukcji śmigłowcowych. Obejmuje porównanie prawie siedemdziesięciu konstrukcji wiropłatów podzielonych ze względu na rozmiar: zgodnie z wymaganiami EASA – duży i mały śmigłowiec. W ramach rozmiaru statki powietrzne zostały podzielone ze względu na cel misji. Proponowany podział dla dużych śmigłowców to: transportowe, wielozadaniowe i szturmowe, natomiast dla małych: obserwacyjne, szkoleniowe, użytkowe. Wyszczególniono najważniejsze cechy konstrukcyjne wiropłata. W pracy zaprezentowano średnie wartości wymiarów płatowców i wirników. Przedstawiono również układ wirników śmigłowca pod kątem przeznaczenia operacyjnego. Finalnie opisano parametry projektowe przydatne w projektowaniu wstępnym. Parametry opisano za pomocą wzorów matematycznych oraz dla każdego z nich zaprezentowano na wykresie zebrane dane statystyczne. W artykule pokazano zależność parametrów w funkcji maksymalnej masy startowej statków powietrznych. Wyznaczono trendy w celu dostarczenia narzędzi do oceny projektowanych śmigłowców. Dodatkowo przedstawiono możliwość wykorzystania parametrów jako zmiennych optymalizacyjnych.