Sierra5.net
slovenski letalski portal
Pošljite nam besedila, fotografije in posnetke z letalskimi motivi na info@sierra5.net
Enciklopedija letalstva (572)
1783 - Brata Montgolfier skonstruirata prvo plovilo lažje od zraka (balon)
1800 - Sir George Cayley opravi prve aerodinamične izračune
1891 - Otto Lilienthal zgradi prvo krmarljivo jadralno letalo
1900 - Grof Ferdinand Zeppelin splovi svojo zračno ladjo
1903 - Orville in Wilbur Wright poletita z motornim letalom
1909 - Louis Bleriot preleti Rokavski preliv
1909 - Edvard Rusjan opravi prvi motorni polet v tem delu Evrope
1909 - Raymonde de Laroche postane prva pilotka z licenco
1914 - prvi komercialni let
1914 - prvi zračni dvoboj
1918 - Ameriška pošta vzpostavi zračno pošto Air Mail
1919 - ustanovijo prvo letalsko družbo
1922 - Bessie Coleman postane prva Afroameričanka z pilotsko licenco
1924 - Prvi polet z letalom okrog sveta
1927 - Charles Lindbergh kot prvi človek z letalom brez postanka preleti Atlantik
1932 - Amelia Earhart postane prva ženska, ki preleti Atlantski ocean
1933 - Zgradijo Boeing 247
1937 - V New Yorku zgori cepelin Hindenburg
1940 - bitka za Britanijo
1944 - Me 262 postane prvo operativno reakcijsko letalo
1945 - Z bombnika B-29 Američani odvržejo prvo atomsko bombo
1947 - Chuck Yeager prebije zvočni zid
1950 - prvi zračni dvoboj reakcijskih letal MiG 15 proti P 80
1950 - V letalstvu začnejo uporabljati računalnike, elektroniko in kompozitne materiale
1952 - letalska družba BOAC prvič pelje potnike z reakcijskim letalom comet
1957 - sputnik prvi umetni satelit obkroži zemljo
1953 - Jacquelin Cochran kot prva ženske prebije zvočni zid
1958 - Prvi ameriški satelit stacionirajo v zemeljski orbiti "Explorer 1"
1959 - NASA izbere prvih sedem astronavtov
1961 - major Jurij Gagarin v Vostoku 1 kot prvi človek poleti v vesolje
1961 - Alan Shepard postane prvi Američan v vesolju
1969 - Neil Armstrong in Buzz Aldrin postaneta prva človeka, ki sta stopila na luno
1969 - prvi polet B747 in concorda
1970 - ustanovijo Airbus
1971 - Mariner 9 zaokroži okrog Marsa
1971 - Boeing B747 opravi prvi komercialni polet iz New York v London
1972 - NASA lansira vesoljski program Shuttle
1976 - Prvi komercialni polet concorda
1978 - NASA izbere prvih sedem astronavtk
1981 - Prvi polet Space Shuttla
1985 - v vesolju začnejo sestavljati postajo MIR
1986 - Challenger eksplodira kmalu po izstrelitvi, vseh sedem članov posadke umre
1998 - izstrelijo prve sestavne dele mednarodne vesoljske postaje ISS
1999 - prvi neprekinjen oblet zemlje z balonom
2003 - Letalstvo proslavlja stoletnico
2005 - Airbus A380 prvič poleti
2007 - 25. oktobra A380 opravi prvi komercialni polet
2009 - 12. december A400 grizzly opravi krstni let
2009 - 15. december B787 dreamliner opravi krstni let
2011 - 26. september, ANA prevzela prvega B787 dreamlinerja
2013 - 14. junij A350 XWB opravi krstni let
Vstopišče zraka običajno zajemajo v opis motorja kot njegov sestavi del, čeprav po svoji funkciji to zagotovo ni, ampak je del gondole motorja. Njegov prvenstveni namen je zagotavljanje dotoka svežega zraka v kompresorski del motorja. Zveni preprosto, vendar mora biti vstopnik oblikovano tako, da v vseh režimih leta zagotavlja stabilen in enakomeren dotok zraka ter s tem nemoteno delovanje motorja. Vstopnik mora iz okolice usmeriti v motor čim več svežega zraka ob minimalnih izgubah zaradi trenja. Idealen vstopnik (brez trenja) bi ves totalni tlak spremenilo v statični tlak.
Pri podzvočnih hitrostih letenja je vstopnik divergentne oblike, njegov presek se povečuje – hitrost dotekajočega zraka se zmanjšuje, statični tlak pa povečuje.
Pri nadzvočnih hitrostih mora vstopnik dotekajoči zrak upočasniti na primerno hitrost. To doseže s konvergentno-divergentno obliko.
Pri letalih, ki letijo v obeh režimih, je vstopnik zraka običajno geometrijsko spremenljivo. Tako zagotovimo minimalne izgube, ki bi se sicer pojavljale zaradi tlačnih skokov.
Bralce vabimo, da nam pošljete vaše prispevke o omenjenih sistemih.
Prešli smo na področje, ki brez dvoma zahteva posebno obravnavo, torej posebno široko razlago tako o razvoju kot posameznih vrstah, tipičnih in različicah. Osnovna delitev današnjega letalskega orožja, če izvzamemo namenske bombnike (teh pa je danes malo in so v oborožitvi le nekaj držav), je na ognjeno in na raketno orožje. Naslednje so potem lahko nevodljive ali vodljive, namenjene ciljem v zraku ali pa na kopnem ter na morski površini.
Ko so se pojavile prve vodljive rakete, so nekateri konstruktorji predvsem z lovskih letal odstranili celo do tedaj nezamenljive mitraljeze in topove. Kasneje so na podlagi izkušenj začeli topove spet vgrajevati v letala, saj naj bi bilo po analitičnih podatkih v izraelsko-arabskih vojnah v šestdesetih in sedemdesetih letih kar 15 % letal v zračnih dvobojih uničeno z letalskimi topovi.
Top je zelo univerzalno orožje, saj lahko uničuje tako cilje v zraku kot na tleh, medtem ko se rakete, namenjene uničevanju ciljev v zraku, precej razlikujejo od raket za uničevanje ciljev na tleh (govorimo o vodljivih raketah). poleg tega imajo za današnje razmere še eno prednost - topov ni moč elektronsko ali drugače motiti, kot je mogoče vodljive rakete.
Na Zahodu danes prevladuje top M61A1 vulcan kalibra 20 mm, s katerim so opremljeni praktično vsi ameriški lovci in lovski bombniki od F-14 do F-18. Francozi in Britanci se zatekajo h kalibru 30 mm, Nemci pa 27 mm. Ruska letala imajo vgrajena topovska orožja večinoma kalibra 23 mm in 30 mm.
Poudarili smo že, da je uvajanje raketnih orožij, predvsem vodljivih, povzročilo temeljito prevetritev v taktiki uporabe bojnih letal. Ta orožja so se dokazala kot zelo učinkovita, tako navajajo podatke o 60-odstotni učinkovitosti izraelskih vodljivih raket zrak-zrak šafir med arabsko-izraelsko vojno v letu 1973. Še boljši rezultat naj bi dosegli Britanci z vodljivimi raketami zrak-zrak kratkega dosega sidewinder med spopadom za Falklande leta 1982, ko naj bi dosegli skorajda 90 % učinkovitost.
Rakete zrak-zrak, pa tudi zrak-zemlja, delimo glede na dolet in glede na način vodenja. Glede na dolet so kratkega, srednjega in dolgega dosega, glede načina vodenja pa pasivno ali aktivno radarsko vodljive (izstreljene so proti cilju, radar pa se vključi samo v končni, odločilni fazi zaradi lastne zaščite), infrardeče (sledijo toplotnemu viru) ali pa kombinirane.
Rakete zrak-zrak kratkega dosega so namenjene uničevanju ciljev do razdalje 20 km, pomembna pa je seveda tudi najmanjša razdalja, ki je nekaj pod 500 m. Med najbolj razširjene sodijo danes rakete sidewider (res pa jo od uvedbe pred trideset leti nenehno izpopolnjujejo). Francozi so svoje enakovredno orožje začeli razvijati že pred Američani, rakete R.550 magic so v poosebljeni izvedbi magic 2 še vedno v rabi. Znani sta tudi izraelski raketi zrak-zrak kratkega dosega šafrir in piton. Sovjetska zveza je v sedemdesetih letih razvila raketo zrak-zrak AA-8 Ńaphidî. Najsodobnejše izvedenke raket tega razreda so danes ASRAAM (izpopolnjene rakete zrak-zrak kratkega dosega).
Med raketami srednjega dosega je znana ameriška serija AIM-7 sparrow, nadalje francoska super matra R.530, britanska verzija sparowa sky flash, potem pa sledi cela paleta sovjetskih (ruskih) raket srednjega dosega AA-6, AA-7 in AA-10. Na Zahodu bodo to področje sčasoma pokrile rakete AMRAAM (izpopolnjene rakete zrak-zrak srednjega dosega). Rakete tega razreda omogočajo napade na cilje v zraku v oddaljenosti med 5 in 50 km.
Med rakete zrak-zrak dolgega dosega sodijo orožja z učinkovitim delovanjem v razdaljah od 50 do 150 km in več. Najbolj znamenita je zagotovo ameriška AIM-54A phoenix, s kakršno so oborožili palubne prestreznike F-14 tomcat. Tudi ruska stran razvija nekaj raket z zelo dolgim dosegom in z velikimi hitrostmi na nabojni-turbo reakcijski pogon (t.i. pulzor).
Bojna letala so zelo učinkovita pri uničevanju kopenskih ciljev, kar so dokazala predvsem v zadnjih letih, ko so predvsem NATO in ZDA izvajali izključno letalske napade kot sredstvo pritiska na določene države. Paleta orožij zrak-zemlja (ali zrak-površina) je danes zaradi tega izjemno pestra. Vanjo sodijo nevodljivi raketni izstrelki in vodljivi raketni izstrelki, pa tudi pametne bombe, na primer natančno vodljive laserske bombe. Nasploh je v zadnjem desetletju v ospredju razvoj prav v tej smeri: torej k natančnim zadetkom, ki v sodobnih spopadih tako imenovane nizke intenzivnosti ne povzročajo stranskih posledic v neposredni bližini uničenega cilja. Gre za tako imenovane kirurško natančne operacije, te pa zahtevajo izredno natančne zadetke.
Tudi ta orožja, recimo izstrelke zrak-zemlja (ali zrak-površina) lahko delimo na več načinov, po načinu vodenja ali pa po namenu uporabe. Zanimivo je, da imajo nekatere rakete za napade na kopenske cilje lahko tudi različno vodenje, značilen primer je ameriški AGM-65 maverick s TV, IR in elektrooptičnim vodenjem. Potem se te rakete dalje delijo po namenu uporabe na npr. protiladijske, protiradarske, protioklepne ipd. To pa so že precej ozka področja nalog.
Med najučinkovitejša orožja, lansirana z letal, sodijo manevrirne rakete, vendar gre v tem primeru za velika letala, velike nosilce, torej bombnike.
Nekako klasična oborožitev letal so bombe in še dandanes uporabljajo lovski bombniki (in seveda bombniki) tudi konvencionalne prostopadne bombe. Da bi izboljšali njihovo natančnost, so najprej uvedli inercialno vodljive, potem pa TV, IR in lasersko vodljive bombe. Med najbolj razširjene lasersko vodljive bombe sodi danes ameriška bomba paveway z lasersko samovodljivo napravo.
Naslednja skupina so bombe kasetnice, ki vsebujejo večje število bomb, namenjenih uničevanju različnih ciljev, od žive sile do letaliških stez in oklepnih vozil.
Naposled sodi v arzenale nekaterih držav še taktično jedrsko orožje, ki ga nosijo letala. Običajno so njihovi nosilci večje letala, na primer bombniki, vendar je tudi nekaj lovskih bombnikov oboroženih bodisi z jedrskimi bombami ali taktičnimi jedrskimi izstrelki.
Letala in helikopterji vsebujejo različne sisteme s katerimi je letenje omogočeno in bolj varno.
Bralce vabimo, da nam pošljete vaše prispevke o sistemih na zračnih plovilih.
Sistemi na letalih
✈ APU - (Auxiliary power unit) - pomožni vir energije
✈ Črna skrinjica
✈ FADEC - Digitalni elektronski sistem nadzora motorjev
✈ Kako leti helikopter
✈ Obračalnik potiska
✈ Telekomunikacijski sistemi v letalstvu
✈ Krmilna ročica (side-stick)
✈ Sistem za nočno letenje NVG
✈ Zavihek krila (winglets)
✈ Zaščita letal pred ledom
✈
✈
Gradiva
Vse omenjeno na prejšnjih straneh bi bilo praktično nemogoče doseči brez ustrezne izbire in uporabe materialov za izdelavo zgradbe sodobnih bojnih letal. Letala so začeli graditi z lesom in površine trupa ter kril prevlekli s platnom in tudi zgradba britanskega reaktivca de Havilland vampirja je lesena! Danes so ti materiali bistveno bolj trdni, pojavljajo se prav eksotične zlitine. Začelo se je seveda z aluminijem in njegovimi zlitinami in še dandanes je med najpogosteje uporabljenimi materiali prav zlitina iz litija in aluminija. Potem so prišle velike nadzvočne hitrosti, celo dvakratne, in potrebna je bila tudi ustrezna trdnost. To je zagotavljalo jeklo, na nekaterih izpostavljenih mestih, kot je sprednji rob kril, pa tudi titan. V zadnjem obdobju se zelo uveljavljajo kompozitni materiali, ki imajo vrsto prednosti. So izjemno trdni (osnova so ogljikova vlakna) in relativno lahki hkrati, radarsko pa nevidni, kar je izredno pomembno. Predvsem so ti novi kompozitni materialu bistveno vplivali na zmanjšanje mase bojnih letal, ki je v primerjavi s tovrstnimi letali izpred dvajsetih let že tudi do 40 odstotkov nižja kot masa zgradb klasičnih konstrukcij.
✈ Konstrukcije in konstrukcijska gradiva
✈
Že od tedaj, ko se je človek postavil na noge in vzravnal hrbtenico, je začel razmišljati o tem, kako bi si skrajšal razdalje. Sanje so bile velike. Od naprav, ki bi mu skrajšale razdalje po zemlji, prek naprav na vodi pa vse do razmišljanj o napravah, ki bi letele kot ptice. Vrhunec razmišljanja pa je bil navpični vzlet. Mnogo let je minilo, da so se sanje uresničile.
Skozi vso zgodovino so bile sanje o letenju dovolj močne, vendar pa je bila tehnologija večni problem. Eden največjih letalskih sanjačev in izumitelj Igor Sikorsky je v svoji avtobiografiji takole opisal tehnološke probleme: Najprej je treba doumeti aerodinamiko in rešiti problem vertikalnega toka, ki drži letalno napravo v zraku. Rešitev drugega problema je nakazal izum motorjev z notranjim zgorevanjem. Zatem sledijo problemi primernih materialov, ki bi povezali rotor, motor, pilota in koristni tovor. Naslednje je vprašanje stabilnosti in krmarljivosti. Ko so letalne naprave že poletele, so se pojavile nove težave s tresljaji in hrupom, kar negativno vpliva na zgradbo letalnih naprav, članov posadk in nenazadnje na okolico. Na ta vprašanja še dandanes ni dokončnih odgovorov. Še celo več, postavljajo se nova, ki potiskajo voz razvoja letalnih naprav naprej.
Pa se vrnimo daleč nazaj, v čas, ko so Kitajci doživljali svoj kulturni razcvet. To je bilo obdobje nekako štiristo let pred našim štetjem. Tedaj so proučevali in izdelovali prve leteče naprave, ki pa niso bile namenjene letenju, ampak igranju. Vendar so se od tu črpale ideje, kako leteča semena, ki letijo vertikalno, povečati in prirediti tako, da bi se z njim dalo poleteti.
Minilo je skoraj dva tisoč let, ko so se pojavile prve pisne zamisli o tem, kako poleteti vertikalno. Leta 1483 je Leonardo da Vinci objavil svojo idejo letečega vijaka, ki ga je zasnoval na podlagi ladijskega vijaka. Poleg skice je napisal tudi besedilo, ki govori, da je narisani objekt zračni vijak, ki se vrti in prodira skozi zrak. Napisal je tudi nekakšen tehnološki postopek, v katerem govori, da se letalna naprava lahko naredi iz lesa, vrvi in lanenega platna.
Četudi pa je da Vinci sanjal tudi o motorjih, turbinah, zobnikih, ni razmišljal, da bi v svoj leteči vijak vgradil pogonski agregat, kaj šele, da bi razmišljal o vrtilnih momentih, ki jih povzroča zračni vijak.
Zelo znan po svojem delu je tudi Sir George Cayley, ki se je zgledoval po Kitajcih in je ob koncu 18. stoletja izdelal kar nekaj uspešnih vrtečih se modelov. Z njimi je proučeval aerodinamične sile na vrtečih se krilih. Veliko je tudi pisal in postavil temelje današnji aerodinamiki. Leta 1843 je izdal delo, v katerem je do potankosti predstavil zamisel o letalni napravi z navpičnim vzletom, poimenovano »Aerial Carriage«.
V zgodnjih šestdesetih letih 19. stoletja pa se prvič pojavi ime helikopter. Francoz Ponton d'Amécourt, ki je izdelal in tudi preizkušal kar nekaj letalskih modelov, jih je poimenoval hélicoptres (beseda je grškega izvora in pomeni spiralno krilo oziroma pero). Leta 1863 je izdelal s parnim motorjem gnan helikopter, ki pa žal ni imel dovolj moči za vzlet. D'Amécourt je s tem naredil še en korak naprej pri razvoju letalnih naprav in dal marsikateremu sanjaču tistega časa idejo o novih letalnih napravah, vendar pa je ravno pretežak parni agregat nekoliko zavrl nadaljnji razvoj helikopterjev.
Nov korak naprej je konec 19. stoletja napravil Thomas Alva Edison, ki je poskušal poleteti z majhnim helikopterskim modelom. Za pogon si je najprej izbral motor, ki je bil predhodnik batnega motorja in ga je poganjala zmes smodnika in bombaža. Kasneje je motor zamenjal z elektromotorjem in z njim naredil kar nekaj uspešnih lebdenj. Uspehu sta botrovala lažji pogonski agregat in rotor z večjim premerom, ki ga je Edison leta 1910 patentiral. Dosegel pa ni samo uspeh, pojavila se je nova težava, trdnost krakov.
Brata Wright sta s svojim prvim letalskim poletom v začetku 20. stoletja pospešila razvoj helikopterjev. Samo štiri leta kasneje, leta 1907, je Francoz Paul Cornu izdelal prvi helikopter, ki je v zrak ponesel človeka. Letalno napravo je predstavljala palična konstrukcija, na kateri sta bila primerno uležajena dva rotorja s po dvema togo vpetima krakoma. Rotorja sta se vrtela vsak v drugo, prvemu nasprotno smer in s tem rešila vprašanje vrtilnega momenta. Napravo je poganjal bencinski motor, moč pa se je z motorja na rotor prenašala z jermenskim pogonom. Naprava je imela tudi zametke krmilne naprave, ki sta jo predstavljali majhni krilci, postavljeni navpično pod rotorjema. Istega leta sta prav tako Francoza, brata Breguet, izdelala letalno napravo, ki je ponesla v zrak človeka, in jo poimenovala Giroplane. Naprava je imela podobne težave kot Cornuvova.
V carski Rusiji sta dve leti kasneje Boris Jurijev in Igor Sikorsky povsem neodvisno zgradila koaksialno letalno napravo, ki pa ni nikoli poletela. Imela je prešibek motor in preveč vibracij. Leta 1912 sta se ponovno lotila konstruiranja letalske naprave, ki je bil že nekoliko bolj podobna današnjim helikopterjem. Imela je močnejši motor, en glavni rotor in enega repnega. Tudi ta naprava ni nikoli poletela, a je pomenila še en kamenček v mozaiku razvoja helikopterjev, kajti tu se je prvič omenjala ideja o cikličnem nastavljanju korakov rotorja, podobno kot to srečamo na današnjih helikopterjih. Neuspeh je Sikorskega tako prizadel, da se je preusmeril in postal uspešen konstruktor letal. V carski Rusiji pa se je s koaksialnimi helikopterji, vendar manj uspešno, ukvarjal tudi profesor Žukovski, bolj znan kot teoretik na področju vzgona letalskega krila.
Med pionirje helikopterskega razvoja lahko uvrščamo tudi Danca Jensa Ellehammerja, ki je leta 1914 izdelal koaksialno napravo. Na rotorju, ki ga predstavljata dva aluminijasta obroča, je bilo pritrjenih po šest relativno kratkih krakov. Na spodnji obroč je bila pritrjena tkanina, ki je služila kot padalo, če je vse skupaj odpovedalo. Podobno kot v primeru Jurjeva in Sikorskega je imel sistem vgrajeno eno izmed zgodnjih cikličnih naprav, s katero naj bi pilot krmilil. Naprava je sicer nekajkrat odskočila od tal, vendar nikoli vzletela.
V istem času sta v ZDA veliko pionirsko delo opravila oče in sin Emile in Henry Berliner, ki sta se ukvarjala z letalnimi napravami z enim in koaksialnim rotorjem. Prijavila sta tudi nekaj patentov, vendar podatkov o izgradnji teh naprav ni. Pač pa je zanimiva naprava, ki sta jo leta 1920 predstavila na letališču College Park - letalna naprava, katere trup je letalski, prav tako rep, na katerem so vertikalni in horizontalni stabilizator ter pomožen rotor, katerega os vrtenja je postavljena vertikalno. Namesto kril ima nastavke, na katere sta uležajena dva vertikalna rotorja. Letalna naprava se je krmilila z nagibanjem gredi glavnih rotorjev. Avtorja sta jo poimenovala »helikoplane«.
Oče in sin Berliner sta močno vplivala na Britanca Louisa Berennana, ki je konec dvajsetih let in v začetku tridesetih izdelal letalno napravo. Imela je zelo velik premer glavnega rotorja, ki sta ga gnala dva propelerja na koncu krakov. S tem se je pojavil še en način, kako premagati vrtilni moment. Naprava je sicer nekajkrat poletela, a se na koncu polomila, tako da je Berennan opustil razvijanje helikopterjev in se posvetil avtogiru. Sočasno je svojo letalno napravo preizkušal v Španiji in Franciji živeči Argentinec Raul Peskara. Poizkuse je izvajal z dvojnim koaksialnim rotorjem, ki je vsega skupaj štel 20 profiliranih krakov, togo vpetih v rotor. Peskara je že dodobra razvil ciklično komando in začel uvajati mehanizem za kolektivno spreminjanje korakov, s katerim je kompenziral vrtilni moment. Prva verzija naprave je imela prešibak motor in ni nikoli poletela. Kasnejši poskusi so bili bolj uspešni, a so se vedno končali z resno poškodbo naprave, kar je botrovalo, da je bil projekt opuščen.
Ruski izseljenec v ZDA Georges de Bothezat pa ni prekinil razvoja svoje uspešne letalne naprave zaradi neuspehov, ampak zaradi »perspektive« avtogirov. Naprava, katere soavtor je bil Ivan Jerome, je naredila kar nekaj uspešnih poletov. Tudi sama zasnova ni bila slaba. Imela je dva glavna rotorja, ki sta bila postavljena na koncih trupa. Napravo je bilo moč krmiliti s spreminjanjem kolektivnega in hkrati cikličnega koraka rotorja.
Konec tridesetih je na Nizozemskem izvajal poskuse von Baumahauer. Z obliko letalne naprave se je že zelo približal obliki današnjih helikopterjev. Konstrukcija je bila palična. Naprava je imela enojni glavni rotor in repni rotor za kompenzacijo vrtilnega momenta, ki sta ju ločeno poganjala dva motorja. Glavni rotor je imel členkasto vpeta dva kraka, ki sta bila med seboj povezana z žico, da je bilo nihanje krakov v smeri gor-dol usklajeno. 
Krmiljenje naprave je bilo izvedeno prek nagibne plošče in ciklične komande. Težava je bila v tem, da glavni in repni rotor nista bila med seboj usklajena, zato so bile velike težave s upravljanjem naprave.
Ti poskusi so za tisto obdobje predstavljali vrhunec raziskav na področju vertikalnega vzleta. Vendar pa je pravi čas za prave, uporabne helikopterje šele prihajal, medtem ko je razvoj letal doživel že pravi razmah. Letala so postajala vse večja in vse bolj zmogljiva in tudi idej je bilo vse več in več. Tako je v koncu tridesetih Špancu Juanu de la Ciervi padla ideja o novi letalni napravi, imenovani avtogir.
Doba avtogirov
Avtogiri so predstavljali nekakšen desetletni odmor pri razvoju helikopterjev, so pa prinesli vir novih dejstev s področja aerodinamike in upravljivosti vrtečih se kril. Njihov uspeh je vlil nov raziskovalni navdih novodobnim načrtovalcem helikopterjev.
Največji napredek pri razvoju avtogira je dosegel de la Cierva, ki je na svoje klasično letalo postavil prosto vrteči se koaksialni rotor in ga zaradi prevelikih medsebojnih motenj zamenjal z enojnim. Rotor se je poganjal s pomočjo avtorotacije, ki je nastala zaradi letenja avtogira skozi zrak. Ker je bil avtogir prva leteča naprava z rotorjem, so se sprva pojavile težave z vzdolžno stabilnostjo plovila. De la Cierva je kmalu spoznal, da brez vetrovnikov ne bo šlo, zato je blizu Madrida postavil dva vetrovnika, kjer je sistematično raziskoval aerodinamiko in kinematiko rotorjev. Ugotovil je, da je vzrok vzdolžne nestabilnosti v različnih hitrosti dotoka zraka na krak rotorja zaradi letenja rotorja oziroma avtogira.
Težavo je de la Cierva odpravil s členkastim vpetjem krakov v glavo rotorja, s čimer je bilo omogočeno prosto gibanje krakov gor-dol, kar je povzročilo izenačitev vzgona po celi površini rotorja in povečalo vzdolžno stabilnost. De la Ciervov izum je seveda približal letalo helikopterju, a ni posegel v njegovo bistvo. Res da so bile vzletno-pristajalne površine za avtogire precej krajše od letalskih, vendar avtogir ni mogel vzleteti in pristati vertikalno. Večja slabost kot pristanki so bili vzleti, ki niso bili vedno uspešni. Bili so prava loterija. Avtogir je pri povečevanju vzletne hitrosti poskakoval kot žaba.
De la Ciervovo delo je na področju avtogirov v sredini štiridesetih dopolnjeval Hafner. Domislil se je, da bi rotor avtogira pognal kar na zemlji. Poskus je bil uspešen, Ni bilo več poskakovanja in vzleti so postajali vse bolj zanesljivi. Hafner tudi ni več uporabljal de la Ciervovega mehanizma, ki je nagibal os rotorja, ampak je prek nagibne plošče nagibal samo ravnino vrtenja rotorja (tak sistem nagibanja je v uporabi še danes).
S tem izumom Hafner še ni izdelal helikopterja, je pa pomenil spodbudo pri nadaljnjem razvoju helikopterjev.
Prvi uspehi helikopterjev
Prvi večji omembe vreden uspeh pri razvoju helikopterjev sta v letih 1930-36 doživela Francoza Louis Breguet in René Dorand. Na sliki je prikazan helikopter iz leta 1935, ki ima koaksialen rotor. Kraka sta na rotor pritrjena členkasto. Vrtilni moment se je kompenziral zaradi različnih kolektivnih korakov rotorjev. Za krmiljenje se je uporabljala ciklična in kolektivna komanda, ki je prek nagibne plošče krakom spreminjala kolektivni in ciklični korak. Z napravo so takrat podrli časovni (62 minut) in dolžinski (44 km) rekord. Izveden je bil tudi prvi pristanek s pomočjo avtorotacije, ki se je končal s poškodovanjem naprave. Delo pri tem projektu se je zaradi bližajoče se vojne prekinilo.
Leta 1936 je Nemec Heinrich Focke ob pomoči Georga Wulfa in Gerda Achgelisa predstavil izdelek z imenom FW-61. To je bil helikopter, katerega trup, rep in podvozje so bili letalski, namesto kril pa je imel dva nasproti vrteča se rotorja. Krmarljivost je zagotavljal mehanizem, ki je prek nagibne plošče krakom spreminjal ciklični korak. Gibanje helikopterja po vertikalni smeri pa ni bilo zagotovljeno s kolektivnim korakom, pač pa s spreminjajočimi obrati rotorjev. FW-61 je prvi izvedel avtorotacijski pristanek brez poškodbe, letel je na vrhuncu 3300 m, maksimalna hitrost je bila 75 vozlov in maksimalna razdalja 80 km. Bil je pravi propagandni material za nemško vojaško »mašinerijo« in dobra osnova pri razvoju helikopterjev povojne Sovjetske zveze.
Med drugo vojno se je spet lotil razvoja helikopterja, tedaj že kot Američan, Igor Sikorsky. Njegov prvi, leta 1940 izdelani projekt je bil VS-300. Imel je en glavni in dva pomožna repna rotorja, ki so zagotavljali navpične manevre. Na repu je imel še tri vertikalne rotorje, ki so zagotavljali prečno in vzdolžno krmarljivost in stabilnost.
Njegov naslednji poskus je bil VS-300A, ki je od prejšnjega modela ohranil le še glavni in pa en vertikalni repni rotor, ki je s spreminjanjem koraka zagotavljal smerno stabilnost. Smerno krmarljivost in krmarljivost po hitrosti je zagotavljal ciklični mehanizem, ki je spreminjal nagib samo ravnini vrtenja krakov in ga poznamo še danes. Prav tako kot tudi danes, so se vertikalni manevri izvajali s pomočjo kolektivnega mehanizma. Model VS-300A ni bil zadnji projekt Sikorskega. Že leta 1941 je izdelal nov model in ga poimenoval R-4, leta 1943 pa še zmogljivejšega R-5, ki je imel dva sedeža in veliko boljše lastnosti kot predhodnik. Leta 1946 je podjetje Westlad Helicopters v Veliki Britaniji po licenci prvič izdelalo helikopter Sikorskega z oznako WS-51 in s tem se je začelo obdobje dveh velikih proizvajalcev, ki še dandanes izdelujeta uspešne modele helikopterjev.
Sikorsky v ZDA ni bil sam pri razvoju helikopterjev. Veliko konkurenco so predstavljali Frank Piasecki, Charles Kaman in Arthur Young. Slednji je veliko truda vložil v razvoj zelo uspešnega rotorja, poimenovanega »teetering rotor«. Poskuse je izvajal z električnim modelom. Na gred rotorja je na en očesni ležaj vpel dva kraka in pravokotno postavil vzvodno palico z utežmi na koncih. Vzvodna palica je bila direktno povezana z mehanizmom za spreminjanje koraka. Če je rotor vznemirila motnja, je na vzvodno palico z utežmi začel delovati giroskopski efekt, ki je rotor postavil v začetno, ravnovesno lego. Tak način stabilizacije rotorja je zelo enostaven in učinkovit, zato se je Young leta 1942 odločil izdelati prototip (Bell-300), s katerim je leto kasneje tudi uspešno vzletel. Prototip je po nekaj testnih letih in izboljšavah preimenoval v Bell-47, to pa je bil prvi helikopter, ki so ga priznale civilne letalske oblasti; doživel je pravi poslovni uspeh, podobno kot njegov naslednik Bell-206, znan tudi po imenu jetranger.
Prvi helikopter, ki ga je leta 1943 preizkusil Piasecki, je bil "helikopterček" PV-2. Razvil ga je z izkušnjami, pridobljenimi pri delu na področja avtogirov. Vendar je ta model in tudi kasnejši zahteval veliko vzdrževanja, zato se je Piasecki preusmeril, leta 1943 ustanovil firmo ter pričel izdelovati večje helikopterje s tandemskima rotorjema. Zaradi specifičnega trupa so dobili vzdevek »leteče banane«. Helikopter je bil zelo velik, močan, vendar še vedno nezanesljiv. Piaseckijevo firmo je leta 1952 prevzela firma Vertol in izdelala bolj uspešno verzijo tandemskega helikopterja, Vertol-107, kasneje pa še modela CH-46 in CH-47. Danes firma Vertol (od leta 1956) deluje pod okriljem firme Boeing Helicopters.
Kaman je svoje helikopterje preizkušal s tako imenovano poševno konfiguracijo rotorjev, znano kot sinhropter. Gre za helikopter, ki ima dva sinhronizirano, nasproti vrteča se rotorja, katerih osi sta postavljeni pod kotom. Svoj prvi model je poimenoval K-125A in z njim poletel leta 1947. Zanimiva je naslednja verzija Kamanovih helikopterjev, ki jih prvič v zgodovini helikopterjev poganja turbogredni motor. Kaman je z naslednjimi modeli prešel h klasični konfiguraciji helikopterja (en glavni in en repni rotor), a se je z zadnjo uspešnico leta 1991 na tržišču spet pojavil z sinhropterjem, modelom K-max.
Lahko bi rekli, da so zgoraj opisani avtorji s svojimi letalskimi napravami pionirji helikopterskega razvoja. Postavili so trdne temelje današnji helikopterski industriji. Na vprašanje, ali bo helikopter vsaj toliko dobra letalna naprava kot letalo, je Sikorsky dejal, da helikopter nikoli ne bo tako dobra naprava kot letalo in da tudi letalo nikoli ne bo zmoglo tega, kar zmore helikopter. Jaz bi še dodal, da niti helikopter ne zmore tega, kar zmore letalo. Ali pač?
Razvoj v civilnem letalstvu je bil seveda vzpodbujen z razvojem vojaškega letalstva. Letala z turbovijačnimi motorji so zamenjevala starejša letala z batnimi motorji. Ta letala so bila hitrejša in udobnejša. Angleži so razvili Vickers Viscounta, Bristol Britannio in Vickers Vanguarda. Lockheed pa je zgradil Model 188 electro. Sovjeti na drugi strani so leta 1957 začeli leteti s Tu-114, ki je bil ta čas največje potniško letalo na svetu s 170 sedeži in doletom 8800 km.
Vzporedno je tekel razvoj letala z turboreakcijskimi motorji. Spet so prednjačili angleži in kot prvi na svetu predstavili civilno potniško letalo gnano s turboreakcijskimi motorji. Izdelali so ga pri de Havillandu in ga poimenovali D.H. 106 comet. Aerodinamično 'čist' in z motorji vgrajenimi v krilo je predstavljal revolucijo v oblikovanju letal.
Poletel je 1952 leta vendar je bil deležen treh nesreč s smrtnimi izzidi, zato so ga leta 1954 za štiri leta umaknili iz prometa. Na njem so izvedli več konstrukcijskih izboljšav, medtem pa je sovjetski Tu-104 (sicer predelani bombnik Tu-16 postalo edino operativno potniško letalo z reakcijskim pogonom. Ko se je comet vrnil v promet ga je že prehitel Boeing z letalom B707, ki je prepeljal dvakrat toliko potnikov kot comet in letel s hitrostjo 960 km/h.
Čas potovanja med ZDA in Evropo se je skrajšal skoraj za polovico. Francozi so leta 1959 predstavili Sud Aviationovo caravello, Angleži pa leto kasneje tudi BAC 111.
To so bila za tiste čase precej velika letala, ki jih je bilo težko napolniti, zato so začeli izdelovati manjša - danes bi jim rekli regionalna - letala. Prej skoraj odpisani Douglas je prišel 1966 leta na trg z zelo uspešnim letalom DC-9. Sledil mu je Boeing B737, ki je do danes postalo eno najuspešnejših potniških letal. Število potnikov se je skokovito povečevalo, hitrost potniških letal pa se je v tridesetih letih obstoja skoraj potrojila in dosegla 960 km/h. Pred civilnim letalstvom je stal nov cilj. Leteti s hitrostjo višjo od zvočne. Izziva so se lotili tako na vzhodu kakor na zahodu.
Angleži in Francozi skupaj so razvili in zgradili prvo nadzvočno letalo concord(e). Sovjeti so podoben projekt Tu-144 uspešno pripeljali do prvega vzleta le nekaj mesecev pred vzletom concorda. Američani so projekt nadzvočnega potniškega letala začeli nekoliko kasneje, a zato toliko bolj veliko potezno.
Boeingov nadzvočni ptič B2707 naj bi bil enkrat večji od concorda in naj bi letel s trikratno hitrostjo zvoka. Zaradi tehničnih in finančnih težav ter okoljevarstvenih pritiskov so projekt odpovedali. Concorde je uspešno letel do junija 2000, ko je strmoglavil v bližini Pariza. Doba nadzvočnega potniškega letenje se je končala oktobra 2003 z zadnjim pristankom British Airwaysovega concorda na londonskem letališču Heathrow.
Boeing je medtem razvil prvo širokotrupno potniško letalo s 416 sedeži Boeing B747 in začel dobo množičnih potovanj. Sledila sta mu Lockheed z tristarom in McDonald Douglas z DC-10. V Evropi so 18. decembra 1970 ustanovili Airbus, ki je s potniškim letalom Airbus A300 postal največji tekmec Američanom.
Airbus je uvajal nove tehnologije in na trg sredi osemdesetih prišel s prvim 'fly-by-wire' letalom Airbus A320, ki je imel tudi 'steklen' kokpit. Boeing mu je z enako tehnologijo sledil šele leta 1995 z letalom Boeing B777. Danes Airbus prevzema vodilno vlogo na področju velikih potniških letal, katerega vrhunec je operativna raba Airbusa A380, ki je največje potniško letalo na svetu. A380 bo sprejel vsaj 555 potnikov, prvič je poletel 27. aprila 2005. Med preizkušanji se je izkazalo, da so na letalu konstrukcijske napake in dobava se je zavlekla za dve leti (2007).
Boeing se na drugi strani trudi z različnimi projekti (sonic cruiser in B787), ki so predvsem odgovor na Airbusov izziv. Projekt obzvočnega letala sonic cruiserja je neslavno končal že pred leti, medtem ko je B787 dreamliner prava uspešnica.
Airbus je v letu 2006 predstavil konkurenčno letalo dreamlinerju A350 XWB. Prvič je v komercialnem prometu v barvah Qatar Airways poletelo 15. januarja 2015 med Doho in Frankfurtom. Za njegov razvoj so porabili več kot 13 milijard evrov. Airbus je zaradi napovedanih zamud pri dobavi A380 zabredel v precejšnje težave. Soočajli so se z največjo krizo po ustanovitvi podjetja, saj so letalske družbe odhajale h konkurenci, z njimi pa tudi finančna sredstva. Po dobavi prvega A380 Singapore Airlines oktobra 2007 in A350 leta 2014 se Airbusu obetajo lepši časi. Njihov paradni konj še vedno ostaja družina letal A320neo. Julija 2018 so predstavili tudi A220-300, ki je nekdanje Bombardierjevo letalo CS300.
Po prvi svetovni vojni letala niso našla pravega mesta. Države so večinoma podpirale razvoj cestne in železniške infrastrukture in letalstvo se je kmalu znašlo v veliki krizi. To so v ZDA prebrodili z vladnimi subvencijami, ki so spodbujale prevoze pošte, tovora in nenazadnje potnikov. Subvencije v letalski industriji so se še danes obdržale v veliki večini držav. Razvoj je šel tudi v smeri zračnih ladij – cepelinov, ki so prevažali potnike. Zgodba o množični uporabi cepelinov se je zaključila leta 1937, ko je med pristankom v Lake Hurstu pri New Yorku eksplodiral in zgorel LZ129.
Vojaške bombnike so na veliko predelovali v potniška letala, ki pa zaradi hrupa motorjev, tresljajev, neudobja in še česa med potniki niso bila najbolje priljubljena. Francozi so tako v potniško različico predelali Farmanovega F60 goliatha, ki je lahko ponesel 12 potnikov in bil v uporabi od leta 1919 naprej. Razvoj vojaških letal v Nemčiji je po vojni zaradi mirovne pogodbe zastal, toda že leta 1926 so Nemčiji dovolili civilno letalstvo. Ustanovili so letalsko prevozniško družbo Lufthansa, ki se je hitro razvila v veliko podjetje s številnimi letalskimi linijami. Poleg te dejavnosti so družbo izrabili še za pripravo vojnega letalstva. Na čelu Lufthanse je bil Erhard Milch, kasnejši maršal letalstva in Göeringov namestnik. V Rusiji v Lipecku je bila ustanovljena visoka šola za nemške letalce. Tako je nastalo jedro Luftwaffe. Nemške tovarne so razvijale nove tipe letal za potniški promet, ki pa so bili konstruirani tako, da so jih brez težav uporabili tudi kot bombnike.
Lep primer sta He-111 in Ju-52. Junkers je že leta 1919 izdelal popolnoma kovinsko letalo F-13, ki je bilo prvo namensko zgrajeno potniško letalo. Proizvodnja tega letala je tekla do leta 1932, ko so jo zaključili s 322 izdelanimi letali. Letalo je poganjalo več različnim motorjev z močjo od 119 do 231 kW.
Med prvo in drugo svetovno vojno je prvi samostojni prelet Atlantika z letalom posatal eden najodmevnejših dogodkov. Charles Lindberg je z letalom Spirit of St. Louis za 5760 km dolg polet med New Yorkom in Parizom potreboval 33 ur in pol. To se je zgodilo 21. maja 1927 in Američani so po bratih Wright ponovno prevzeli glavno pobudo v izgradnji letal.
Bill Boeing in Donald Dauglas sta v svojih podjetjih začela z izgradnjo potniških letal. Začela se je zlata doba potniških letal. Med legende tistega časa sodijo B 247, B 307 stratoliner, DC-3, DC-6, FW 200 condor in še mnoga druga letala. Z naraščanjem letalskega prometa so nastali zametki kontrole letenja in letalskih družb v današnjem smislu. Začetek druge svetovne vojne je prekinil izdelavo civilnih letal, ki so jih v večini primerov predelali v vojaška transportna letala.
Nekatera letala v določenih situacijah (vzlet, manever) potrebujejo dodatno potisno moč. Najpogosteje se pravzaprav uporablja pri motorjih, ki poganjajo bojna letala. To jim omogoča sistem za dodatno zgorevanje. Produktom zgorevanja, ki zapustijo turbino in imajo dovolj visoko temperaturo, vbrizgamo dodatno gorivo. To se zgodi v posebni komori, ki je dodana pred izpušnim sistemom. Gorivo tu zgori, energija, ki se ob tem sprosti, pa se kaže kot povečanje kinetične energije izstopnim plinom. To pomeni večje izstopne hitrosti plinov oziroma večji potisk motorja. Poraba goriva in hrup motorja se ob tem močno povečata. Sistem za dodatno zgorevanje se uporablja le kratek čas.
Edino potniško letalo na svetu z vgrajenim sistemom za dodatno zgorevanje je bil concorde, ki ima vgrajene štiri turboreakcijske motorje Rolls Royce SNECMA Olympus 593 mk 602, ki mu omogočajo potovalno hitrost okoli Machovega števila 2. Po tragediji v bližini Pariza leta 2000, ko je kmalu po vzletu strmoglavil concorde družbe Air France, se je zaupanje v to letalo zmanjšalo v tolikšni meri, da letenje z njim ni več rentabilno. Leta 2003 so concorde umaknili iz potniškega prometa.
Ločimo centrifugalne in aksialne kompresorje. Oboji so konstruirani tako, da stiskajo zrak. Zraku se med kompresijo zmanjšuje volumen in povečuje temperatura. Pri izstopu iz kompresorja ima zrak torej povečano notranjo energijo.
Tako centrifugalne kot aksialne kompresorje je zaradi velikih mas, ki se vrtijo z visokimi vrtilnimi frekvencami, pred zagonom motorja treba uravnotežiti. Vsaka ekscentričnost kompresorja bi lahko povzročila fizične poškodbe celotnega motorja.
Centrifugalni kompresor
Centrifugalni kompresor je sestavljen iz treh glavnih delov: rotorskega diska (impelerja), na katerem so kompresorske lopatice, statorskega dela (difuzorja), ki je hkrati tudi zunanji del kompresorja, ter razdelilnika, prek katerega stisnjeni zrak preide v zgorevalno komoro.
Impeler in difuzor skupaj predstavljata kompresorsko stopnjo. Motor ima lahko vgrajenih več zaporednih centrifugalnih kompresorskih stopenj. Danes se najbolj množično uporabljajo enostopenjski in dvojni enostopenjski kompresorji v različnih kombinacijah. Centrifugalni kompresor deluje tako, da zrak, ki vstopa v kompresor blizu središča vrtenja kompresorja, pospešuje proti njegovi zunanjosti. Zaradi velike vrtilne frekvence in oblike rotorskih lopatic zrak pridobi veliko hitrost. Difuzor, ki ta zrak ustavlja, poskrbi, da se njegova hitrost zmanjša, hkrati pa mu poveča statični tlak. Centrifugalni kompresorji lahko z eno stopnjo dosežejo kompresijsko razmerje do 5:1, z uporabo sodobnih materialov, ki omogočajo večje vrtilne frekvence (večja centrifugalna obremenitev lopatic), pa to razmerje doseže tudi večje vrednosti.
Aksialni kompresor
V aksialnem kompresorju teče zrak v aksialni smeri skozi serijo rotorskih in statorskih lopatic. Par rotorskih in statorskih lopatic imenujemo kompresorska stopnja. Več kompresorskih stopenj predstavlja serijo. Reakcijski motorji imajo eno ali več vreten, ki so med seboj ločena. V tem primeru govorimo o eno-, dvo- ali trivretenskih turbinskih motorjih (single, dual oziroma three spool turbojet).
Več vreten omogoča boljši izkoristek kompresorja. Hitrost komprimiranega zraka se namreč v aksialni smeri rahlo zmanjšuje, to pa lahko privede do dušenja kompresorja in nenazadnje do fizičnih poškodb. To bi se lahko zgodilo, kadar motor obratuje pri nižjih obremenitvah, kot so tiste, za katere je bil skonstruiran. Temu se izognemo z dvo- ali trivretenskim turbinskim motorjem. Vrtilna frekvenca posameznih kompresorskih serij je različna in zrak zato lahko nedušeno prehaja naprej. V trivretenskem turbinskem motorju se hitrost visokotlačne turbine (N3) krmili z dotokom goriva. Ostali dve turbini (N1 in N2) se vrtita s trenutnima najboljšima hitrostma. Težave z dušenjem kompresorja se lahko rešujejo tudi s spremenljivim kotom statorskih lopatic ter z izpustnim ventilom, ki odvečnemu zraku omogoča pretok v atmosfero.
Prečni prerez aksialnega kompresorja pokaže, da se pretočni kanal zmanjšuje v smeri toka zraka. Kompresorske lopatice so zato z vsako kompresorsko stopnjo krajše. Zrak skozi kompresorske serije pridobiva notranjo energijo – zmanjšuje se mu volumen ter povečujeta tlak in temperatura. Prirastek tlaka v kompresorski stopnji je od 10-30 odstotkov. Da bi dosegli razmerje 5:1, ki ga zmore centrifugalni kompresor z eno stopnjo, tako potrebujemo od 5 do 8 aksialnih kompresorskih stopenj. Prav zaradi tega so aksialni kompresorji mnogo daljši in kompleksnejši za izgradnjo. Njihov čelni presek je manjši, kar zmanjšuje upor letala. Hkrati so mnogo občutljivejši na poškodbe, njihovo vzdrževanje pa je mnogo dražje. Njihova prednost je omogočanje visokih tlačnih razmerij, ki dosežejo vrednosti 30:1 in več ter relativno majhen čelni presek.
Kompresorske lopatice se izdelujejo iz materialov, ki prenašajo velike trdnostne, aerodinamične in temperaturne obremenitve, hkrati pa so dovolj lahki. Te lastnosti imajo aluminijeve, magnezijeve, titanove in jeklene zlitine. V nekaterih primerih se uporabljajo tudi kompozitni materiali iz steklenih in ogljikovih vlaken, a le v kompresorskih stopnjah, kjer temperatura zraka še ni previsok.
V turbini se produktom zgorevanja med ekspanzijo zmanjšajo tlak, temperatura in hitrost. Energija, ki se ob tem sprosti, se uporabi za pogon kompresorja (enega, dveh ali treh), pomožnih pogonskih enot ter za neposreden potisk letala. Turbinski sklop je prek gredi neposredno povezan s kompresorskim delom.
Kadar ima motor več stopenj, sta med seboj povezana nizkotlačna turbina in nizkotlačni kompresor ter visokotlačna turbina in visokotlačni kompresor. Stopnja (kompresor-turbina) se vrti z enako vrtilno frekvenco, medtem ko se različni stopnji vrtita pri različnih vrtilnih frekvencah, zaradi česar se izkoristek motorja poveča. Nizkotlačna turbina lahko ob tem poganja še ventilator, prek reduktorja pa tudi vijak. Turbovijačni in turbogredni motorji so skonstruirani tako, da se velika večina sproščene energije iz zgorevalne komore pretvori v delo na gredi. Produkti zgorevanja odtečejo v atmosfero prek izpušne cevi in nimajo omembe vrednega prispevka k potisku plovila.
Ločimo aksialne in centrifugalne turbine, vendar se slednje v letalskih motorjih uporabljajo bolj poredko. Aksialne turbine se razlikujejo po položaju in obliki statorskih in rotorskih lopatic (turbinska stopnja).
Impulzne in reakcijske turbine
Pri impulznih turbinah so statorske lopatice postavljene tako, da tvorijo konvergentni kanal. Zato se produktom zgorevanja v tem območju hitrost poveča, tlak in temperatura pa padeta. Statorske lopatice usmerjajo zrak na rotorske lopatice pod takim kotom, da je izkoristek najboljši – turbina se v tem primeru vrti najhitreje. Rotorske lopatice so postavljene tako, da je hitrost skoznje konstantna, pri čemer tlak in temperatura padata.
Pri reakcijskih turbinah je hitrost zraka skozi statorski del lopatic konstantna. Rotorske lopatice pa so vgrajene tako, da ustvarijo konvergentni kanal. Učinek na stopnji je samo zamenjan, sicer pa je enak kot pri impulznih turbinah. Dejansko so turbinske lopatice konstruirane tako, da imajo na korenu položaj impulzne turbine, na konicah pa položaj reakcijske turbine. Vmes se oblika interpolacijsko spreminja. Podobno kot pri krilu letala, kjer poznamo geometrijsko in aerodinamično zvitje, imajo tudi lopatice za kar najboljši izkoristek energije dotekajočih plinov po dolžini spremenljivo obliko in vpadni kot.
Ob tem so turbinske lopatice podvržene velikim temperaturnim in mehanskim obremenitvam. Temperaturno odpornost lopatic zvišuje kompresorski zrak, ki je hladnejši, v lopatice pa se vpihuje skozi lopatičino notranjost. Ta zrak izhaja iz lopatic skozi majhne luknjice, ki so izvrtane na njihovem prednjem in zadnjem delu. Tako zrak ustvarja zračni film, ki varuje lopatico pred neposrednim stikom z izredno vročimi produkti zgorevanja. Zaradi visokih temperatur se lopatice vseeno deformirajo, materialu pa se spreminja struktura. Po priporočilih standardov naj bi se turbinske lopatice deformirale največ 0,1 % pri obremenitvi 186 kg/cm2 in temperaturi 1380 °F v 300 urah delovanja motorja.
Centrifugalne obremenitve rotorskih lopatic predstavljajo naslednji velik problem. Lopatica, ki ima v statičnem stanju maso 0,09 kg, ima pri 9980 vrtljajih v minuti in 66 cm daleč od osi vrtenja obodno hitrost 350 m/s. Njena teža postane tedaj kar 33.956-krat večja. Zaradi tega se lopatice elastično in plastično deformirajo.
Vse te deformacije morajo ostati v sprejemljivih okvirih, zato morajo biti turbinske lopatice izdelane iz izjemno kakovostnih materialov. Nikljeve zlitine (REX78, Nimonic80, CMSX-4, RR3000 … ) z dodatki kroma, kobalda, molibdena ter drugih elementov, iz katerih so lopatice narejene, jim izboljšujejo mehansko odpornost. Dodani aluminij pa lopaticam povečuje protikorozijsko odpornost, ki je nujna zaradi korozijske agresivnosti produktov zgorevanja. Nove tehnologije omogočajo izdelavo lopatic iz okrepljene keramike, ki so mnogo bolj odporne na vse prej omenjene obremenitve. Keramično prevleko imajo tudi kovinske lopatice, zaradi česar se jim močno poveča temperaturna odpornost. To pomeni tudi možnost večjih obremenitev motorja ter posledično večjo koristno moč.