مراحل تطور هليكوبتر او المروحية عبر الزمن

تفيد الوثائق أن أقدم ذكر للطيران العمودي يرجع إلى الصين، وبالتحديد إلى حوالي عام 400 ميلادية، حيث يقول المؤرخين أن الأطفال الصينيون كانوا يلعبون بلعبة طائرة مصنوعة من الخيزران، وقد وجدت تلك الألعاب ورسومها طريقها إلى أوروبا عام 1463، عندما تمت ترجمة كتاب صيني قديم يحمل عنوان «باو فو تاو» (بالصينية:/ 抱朴子) بعض الأفكار الأم لصنع طائرة ذات محرك دوار، حيث جاء:/

البعض يسأل المعلّم عن أساسيات الصعود للارتفاعات الخطيرة والسفر عبر الفراغ الشاسع. فرد المعلّم:/ يجب على البعض صنع عربات طائرة من الخشب الداخلي من شجر السدر، باستخدام جلد الثور كأشرطة تثبيت للريش عند تحريك الآلة.

رسم ليوناردو دا فينشي عدة رسوم لطائرة مروحية أسماها اللولب الطائر، وذلك في عام 1500م، وكتب بأنه عمل أنماط طيران صغيرة ولكن لم يستطع إيقاف الدوار لمنع العربة من الدوران. وفي عام 1754 عرض ميخائيل لومونوسوف من الأكاديمية الروسية للعلوم دوار متحد المحور يعمل بواسطة زنبرك ملفوف، وكان سيستخدم كآلة لأغراض الأرصاد الجوية.

في عام 1783 صنع كريستيان دي لوني مع ألفني بونيفيه نمط يتكون من دوارين متعاكسين الدوران وغير متحدي المحور باستخدام ريش الدجاج الرومي كريش للدوار وقد عرضها بالأكاديمية الفرنسية للعلوم عام 1784. ظهرت كلمة «هليوكبتر» لأول مرة عام 1861 عن طريق غوستاف دي بونتون داميكورت وقد عرض نمط يعمل بطاقة البخار.

خلال الفترة الممتدة من سنة 1860 حتى سنة 1880 ظهرت أنماط عديدة من المروحيات الصغيرة. صنع ألفونس بيناود في سنة 1870 نمطًا ذي دوارات متحدة المحور تعمل بلي الأحزمة المطاطية. وبعد ذلك بسبع سنوات، صنع أنريكو فورلانيني مروحية بدون طيار تعمل بمحرك بخاري، وهو أول نمط من نوعه ارتفع لمسافة 13 متر وبقي في الجو طيلة 20 ثانية، وقد أقلعت الطائرة عموديًا في حديقة بميلانو. أظهر تصميم عمانؤيل ديويد من سنة 1877، دوارات متعاكسة تعمل ببخار آت من أنبوب من سخان بالأرض. وفي سنة 1878 تم تصميم دواران معكوسيّ الدوران وصل وزنها إلى 3,5 كيلوغرامات وتعمل بالبخار، وقد ارتفعت لمسافة 12 متر وبقيت بالجو مدة 20 ثانية. في عام 1880 اختبر توماس إديسون مروحية صغيرة باستخدام محرك يعمل بمادة نيتروسيليلوز ولكنها تفجرت أثناء التجربة، فتوقف أديسون عن إكمالها، ومن ثم استخدم محركًا كهربائيًا. وقد اظهرت هذه التجارب مدى الحاجة لدوار كبير ذو نطاق أصغر للريش. طور المخترع السلوفاكي جان بايل نمط من المروحيات يعمل بواسطة محرك احتراق داخلي وارتفعت لنصف متر عام 1901، وبتاريخ 5 مايو 1905 ابتكر مروحية أخرى استطاعت الارتفاع حتى 4 أمتار وحلقت لمسافة 1500 متر بالجو.

بدأ الأخوان الفرنسيان جاك ولويس بريكو تجربتهما بوضع أسطح انسيابية على المروحية عام 1906، وقد انتجت تجاربهما الطائرة الجيروسكوبية عام 1907، بعد أن ارتفعت بطائرها قدمين في الهواء لمدة دقيقة، وذلك خلال الفترة الممتدة بين بين 14 أغسطس و 29 سبتمبر على الأرجح. كانت هذه الطائرة غير ثابتة وغير متوازنة وقد تتطلب رجلاً يمسكها بكل زاوية من زواياها لجعلها متوازنة، لكن بسبب ارتفاعها عن الأرض، فقد اعتبر ذلك أول رحلة بمروحية يقودها طيار وإن كانت غير متوازنة وغير حرة.

بُنيت مروحية من تصميم المخترع الفرنسي بول كورنو في ذات الوقت الذي كان فيه الأخوان بريكو يجريان تجربتهما، وقد استخدم فيها دواران معكوسيّ الدوران طولهما 6 أمتار ويداران بواسطة محرك بنزين قدرته 24 حصان (18 كيلو واط)، وبدأ التجربة بتاريخ 13 نوفمبر من نفس العام، وقد ارتفعت هذه الطائرة مقدار قدم واحد وبقيت ثابتة بالجو لعشرين ثانية، وقد اعتبرت أول رحلة حرة لطائرة يقودها طيار. وقد استمر كورنو بتجاربه على نفس الطائرة مما مكنه من جعلها ترتفع بمقدار مترين، لكنه لم يستطع تثبيتها أثناء التحليق مما تسبب بإلغاء المشروع.

تمكن الأرجنتيني راؤول بسكارا، في أوائل عقد العشرينيات من القرن العشرين، وخلال عمله بأوروبا من عمل أول تطبيقات ناجحة للميلان الدائري، والدوارات المحورية متعاكسة الاتجاه. وتمكن من استعمال مراوح الطائرة ثنائية الجناح لزيادة الرفع الدائري أو خفضه، وأيضًا تحريك قاعدة الدوار لجعل الطائرة تتحرك أفقيًا دون الحاجة لمروحة أخرى لفعل ذلك. وقد أعطى بسكارا أسس الدوران الذاتي لجعل المروحية تهبط بأمان عند فشل المحرك. بحلول عام 1924 تمت تجربة المروحية الثالثة لبسكارا فاستطاعت الطيران لمدة 10 دقائق. وما يثير التعجب بالأمر أن عالم الطيران الإيطالي «يوليو دوهت» كان قد سخر من فكرة الطائرة التي تستطيع الثبات بالجو دون حركة ووصفها بأنها سخيفة لن يُكتب لها أن تتحقق.
عمل الفرنسي ايتيان أومشن، وهو ممن عاصروا بسكارا، أول رقم قياسي لمروحية في 14 أبريل سنة 1924 حيث طار بالمروحية لمسافة 360 متر، لكن بسكارا عاد ليُحطم ذلك الرقم بتاريخ 18 أبريل 1924 حيث طار لمسافة 736 متر (نصف ميل تقريبًا) لمدة 4 دقائق و 11 ثانية (بسرعة 8 أميال بالساعة أو 13 كيلومترًا بالساعة) وارتفاع 6 أقدام (مترين)، قبل أن يعود أومشن ليُحطمه بدوره مجددًا في 4 مايو، عندما طار بالمروحية الأخرى لمدة 14 دقيقة لمسافة 5,550 قدم وارتفع لعلو 50 قدم (15 مترًا)، وقد تمكن أيضًا من الطيران بدائرة عرضها كيلومتر واحد لمدة 7 دقائق و 40 ثانية.

خلال تلك المدة طوّر «خوان ديلا سيرفا» أول مروحية دوارة عملية بإسبانيا. وفي عام 1923 أضحت تلك الطائرة الأساس للمروحيات الحديثة حيث بدأت تأخذ شكل الأوتوجيرو، وسميت "طائرة C,4" اكتشف سيرفا الديناميكية الهوائية والعيوب بالهيكل بالتصاميم الأولى مما جعل آلة الأوتوجيرو تقفز عند الإقلاع، فمفاصل التصفيق (بالإنجليزية:/ Flapping hinges)‏ التي صممها سيرفا لطائرته سمحت للدوار أن يخلق كمية رفع مساوية لكلا جهتي السطح من اليمين واليسار. قاد حادث اصطدام عام 1927 إلى تطوير مفصل السحب (بالإنجليزية:/ Drag hinge)‏ لتخفيف عبئ حركة الصفاقات على الدوار، وقد زادت كلا عمليتي التطوير تلك من ثبات نظام الدوران، ليس للرفرفة فقط ولكن لعملية الطيران للأمام.

بدأ مهندس الملاحة الجوية الهولندي «ألبرت جيليس فون بامهاور» بدراسة تصميم الآلة الدوارة عام 1923. وبتاريخ 24 سبتمبر 1925 طار النمط الجديد الذي صنعه (بالواقع وثبت ثم تأرجحت بمكانها) تحت قيادة ضابط بسلاح الجو الهولندي، باستخدام آلة تحكم اخترعها بامهاور. حصل بامهاور على براءة اختراع بتاريخ 31 يناير 1927 من وزارة الطيران البريطانية.

في عام 1930 بنى المهندس الإيطالي كورادينو دسكانيو مروحيته مركزية المحور المسماة «D AT3» وهي آلة ضخمة نسبيًا وبها دواران متعاكسا الدوران، والتحكم بها عن طريق أجنحة إضافية أو سطيح موازن على الحافة الخلفية من الشفرات. اعتمد هذا التصميم لاحقًا من قبل مصممي مروحيات آخرين، بمن فيهم بليكر وكامان، حيث أخذ المصممون يضعون ثلاث مراوح على هيكل الطائرة للتحكم بالانعراج والالتفاف والانحدار، وقد ضربت رقمًا قياسيًا جديدًا مضافًا لها الارتفاع (18 متر) ولمدة 8 دقائق و 45 ثانية ولمسافة 1,078 مترًا.