هليكوبتر

نظام الدوار، أو ببساطة الدوار ، هو الجزء الدوار في المروحية الذي يولد قوة الرفع . قد يُركّب نظام الدوار أفقيًا، كما هو الحال في الدوارات الرئيسية، لتوفير قوة رفع رأسية، أو قد يُركّب رأسيًا، مثل دوار الذيل، لتوفير قوة دفع أفقية لموازنة عزم الدوران الناتج عن الدوارات الرئيسية. يتكون الدوار من عمود ومحور وشفرات دوارة.

العمود عبارة عن عمود معدني أسطواني يمتد لأعلى من ناقل الحركة. في أعلى العمود توجد نقطة تثبيت شفرات الدوار، وتُسمى المحور. تُصنف أنظمة الدوار الرئيسية وفقًا لكيفية تثبيت شفرات الدوار وحركتها بالنسبة للمحور. هناك ثلاثة أنواع أساسية: بدون مفصلات، ومفصلية بالكامل، ومتأرجحة؛ مع العلم أن بعض أنظمة الدوار الحديثة تستخدم مزيجًا من هذه الأنواع.

معظم المروحيات مزودة بدوار رئيسي واحد، ولكن يجب موازنة عزم الدوران الناتج عن مقاومة الهواء بواسطة عزم دوران معاكس. وقد اعتمد إيغور سيكورسكي في تصميمه لطائرته VS-300 دوارًا خلفيًا أصغر. يدفع هذا الدوار أو يسحب الذيل لموازنة تأثير عزم الدوران، وقد أصبح هذا التصميم الأكثر شيوعًا في تصميم المروحيات، وعادةً ما يكون في نهاية ذراع الذيل .

تستخدم بعض المروحيات وسائل تحكم أخرى مضادة لعزم الدوران بدلاً من دوار الذيل، مثل المروحة الأنبوبية (المعروفة باسم فينسترون أو فانتيل ) ونظام نوتار . يوفر نظام نوتار مقاومة لعزم الدوران بطريقة مشابهة لكيفية توليد الجناح للرفع من خلال استخدام تأثير كواندا على ذراع الذيل. ^{[ 9 ]}

يُعد استخدام دوارين أفقيين أو أكثر يدوران في اتجاهين متعاكسين أحد التكوينات المستخدمة لموازنة تأثير عزم الدوران على الطائرة دون الاعتماد على دوار ذيل مضاد لعزم الدوران. يسمح هذا بتوجيه الطاقة التي عادةً ما تُوجّه لدوار الذيل بالكامل إلى الدوارات الرئيسية، مما يزيد من كفاءة الطاقة وقدرة الرفع للطائرة. توجد عدة تكوينات شائعة تستخدم تأثير الدوران المعاكس لتحسين أداء الطائرات ذات المراوح الدوارة.

• الدوارات المزدوجة هي دواران يدوران في اتجاهين متعاكسين، أحدهما مثبت خلف الآخر. ^{[ 10 ]}
• المراوح المستعرضة عبارة عن زوج من المراوح المتعاكسة الدوران مثبتة بشكل عرضي في نهايات الأجنحة الثابتة أو الهياكل الخارجية. تُستخدم الآن في الطائرات ذات المراوح القابلة للإمالة ، وقد استخدمتها بعض نماذج المروحيات القديمة.
• الدوارات المحورية عبارة عن دوارين يدوران في اتجاهين متعاكسين مثبتين أحدهما فوق الآخر على نفس المحور.
• المراوح المتشابكة عبارة عن مروحتين تدوران في اتجاهين متعاكسين، مثبتتين بالقرب من بعضهما بزاوية كافية تسمح لهما بالتشابك فوق سطح الطائرة دون الاصطدام. وتُعرف الطائرة التي تستخدم هذا النوع من المراوح باسم "الطائرة المتزامنة".
• تستخدم الطائرات متعددة المراوح ثلاثة مراوح أو أكثر. وتُستخدم مصطلحات محددة تبعًا لعدد المراوح، مثل ثلاثية المراوح، ورباعية المراوح ، وسداسية المراوح، وثمانية المراوح، وذلك لثلاثة، وأربعة، وستة، وثمانية مراوح على التوالي، وتُعدّ رباعية المراوح الأكثر شيوعًا. تُستخدم الطائرات متعددة المراوح بشكل أساسي في الطائرات المسيّرة ، ونادرًا ما تُستخدم في الطائرات التي يقودها طيار بشري.

تسمح تصميمات النفاثات الطرفية للدوار بدفع نفسه عبر الهواء وتجنب توليد عزم الدوران. ^{[ 11 ]}

يُحدد عدد المحركات المستخدمة في المروحية وحجمها ونوعها حجمها ووظيفتها وقدراتها. كانت محركات المروحيات الأولى عبارة عن أجهزة ميكانيكية بسيطة، مثل الأربطة المطاطية أو المغازل، مما حدّ من حجم المروحيات وجعلها مقتصرة على الألعاب والنماذج الصغيرة. ولما يقارب نصف قرن قبل أول رحلة طيران، استُخدمت المحركات البخارية لتطوير فهم ديناميكا الهواء في المروحيات، إلا أن قوتها المحدودة لم تسمح بالتحليق المأهول. وشكّل ظهور محرك الاحتراق الداخلي في نهاية القرن التاسع عشر نقطة تحول في تطوير المروحيات، حيث بدأ تطوير وإنتاج محركات قوية بما يكفي لتمكين المروحيات من حمل البشر.

استخدمت التصاميم الأولى للمروحيات محركات مصممة خصيصًا أو محركات دوارة مصممة للطائرات، ولكن سرعان ما استُبدلت هذه المحركات بمحركات سيارات أكثر قوة ومحركات شعاعية . كان العامل الأكثر تقييدًا لتطوير المروحيات خلال النصف الأول من القرن العشرين هو عدم قدرة المحرك على التغلب على وزنه أثناء الطيران العمودي نظرًا لقدرته على توليد طاقة كافية. وقد تم التغلب على هذه المشكلة في المروحيات الناجحة الأولى باستخدام أصغر المحركات المتاحة. وعندما طُوّر المحرك المسطح الصغير ، وجدت صناعة المروحيات محركًا أخف وزنًا يُمكن تكييفه بسهولة مع المروحيات الصغيرة، على الرغم من استمرار استخدام المحركات الشعاعية في المروحيات الأكبر حجمًا.

أحدثت المحركات التوربينية ثورة في صناعة الطيران؛ وقد منح محرك التوربو العمودي المستخدم في المروحيات، والذي طُوّر لأول مرة في ديسمبر 1951 بواسطة مروحية كامان K-225 المذكورة آنفًا، المروحيات محركًا يتمتع بقدرة عالية ووزن خفيف. كما أن محركات التوربو العمودية أكثر موثوقية من المحركات المكبسية، خاصةً عند توليد مستويات الطاقة العالية والمستدامة التي تتطلبها المروحية. وقد أمكن تصميم محرك التوربو العمودي ليناسب حجم المروحية المصممة، بحيث أصبحت جميع طرازات المروحيات، باستثناء أخفها وزنًا، تعمل بمحركات توربينية اليوم.

تُعرف المحركات النفاثة الخاصة المصممة لتشغيل الدوار من أطرافه باسم محركات طرفية . وتُسمى المحركات الطرفية التي تعمل بضاغط خارجي بالمحركات الطرفية الباردة، بينما تُسمى تلك التي تعمل بعادم الاحتراق بالمحركات الطرفية الساخنة. ومن أمثلة المروحيات ذات المحركات الطرفية الباردة مروحية سود -أويست جين ، ومن أمثلة المروحيات ذات المحركات الطرفية الساخنة مروحية واي إتش-32 هورنت .

تستخدم بعض المروحيات التي يتم التحكم فيها عن بُعد ، والمركبات الجوية الصغيرة غير المأهولة من نوع المروحيات ، محركات كهربائية أو محركات دراجات نارية. ^{[ 12 ]} وقد تحتوي المروحيات التي يتم التحكم فيها عن بُعد أيضًا على محركات مكبسية تستخدم أنواع وقود أخرى غير البنزين، مثل نيتروميثان . كما يمكن لبعض محركات التوربينات الشائعة الاستخدام في المروحيات أن تستخدم وقود الديزل الحيوي بدلًا من وقود الطائرات. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

توجد أيضاً طائرات هليكوبتر تعمل بالطاقة البشرية .

ناقل الحركة هو نظام ميكانيكي ينقل الطاقة من المحرك (أو المحركات ) إلى الدوارات. ويتكون من تروس ومحامل وقوابض وأعمدة ، ويؤدي عدة وظائف: (1) ضبط محاذاة عمود الدوران لتتوافق مع محاذاة أعمدة الدوارات؛ (2) خفض سرعة دوران عمود الدوران لتتوافق مع سرعة دوران الدوارات؛ (3) تمكين المحرك من التعشيق أو الفصل عن الدوارات. في المروحيات ذات الدوارات الذيلية، يتفرع نظام نقل الحركة إلى مسارين: أحدهما يؤدي إلى الدوار الرئيسي، والآخر إلى الدوار الذيلي. ^{[ 15 ] : 4-10 إلى 4-13 [ 16 ] [ 17 ]}

لا تتطابق أعمدة إدارة محركات المروحيات عادةً مع أعمدة الدوار، لذا يجب على ناقل الحركة تحويل محاذاة عمود الإدارة لتتوافق مع أعمدة الدوار. تكون العديد من أعمدة إدارة المحركات أفقية، بينما يكون عمود الدوار الرئيسي ("العمود") عادةً رأسيًا، ويكون عمود دوار الذيل غالبًا متعامدًا مع عمود إدارة المحرك. يحتوي ناقل الحركة على سلسلة من التروس، عادةً تروس مخروطية ، تقوم بتحويل محاذاة عمود الإدارة إلى محاذاة أعمدة الدوار. ^{[ 15 ] : 4-12 [ 18 ]}

تعمل ناقلة الحركة أيضًا على خفض سرعة دوران المحرك إلى السرعات المنخفضة المطلوبة لتشغيل الدوارات. عادةً ما تتراوح سرعة دوران عمود إدارة المحرك، قبل تطبيق أي تروس، بين 3000 و50000 دورة في الدقيقة ( عادةً ما تكون سرعة دوران محركات التوربينات أعلى من سرعة دوران محركات المكابس ). يدور الدوار الرئيسي عادةً بين 300 و600 دورة في الدقيقة. أما دوار الذيل، إن وُجد، فيدور عادةً بين 1000 و5000 دورة في الدقيقة. (عادةً ما تكون سرعة دوران طراز معين من المروحيات ثابتة - تمثل نطاقات سرعة الدوران المذكورة أعلاه مجموعة متنوعة من طرازات المروحيات). ^{[ 19 ]} تحتوي ناقلة الحركة على سلسلة من تروس التخفيض لخفض سرعة دوران المحرك إلى سرعة دوران الدوارات. يمكن استخدام عدة أنواع من تروس التخفيض، بما في ذلك التروس المخروطية، والتروس الكوكبية ، والتروس الحلزونية ، والتروس المستقيمة . تحتوي معظم ناقلات الحركة على عدة تروس تخفيض: قد يحتوي المحرك نفسه على تروس تخفيض (غالباً تروس مستقيمة) بين عمود المحرك الداخلي وعمود إدارة الخرج؛ وقد يحتوي الدوار الرئيسي على ترس تخفيض في قاعدته (عادةً ما يكون ترساً كوكبياً)؛ وقد توجد تروس تخفيض في دوار الذيل، وعلى العمود المؤدي إليه. ^{[ 15 ] : 4-11}

غالبًا ما يشتمل ناقل الحركة على قابض واحد أو أكثر ، يسمح للدوارات بالتعشيق أو الانفصال عن المحرك. يُعد القابض ضروريًا لبدء تشغيل المحرك واكتساب السرعة قبل تحميل الدوارات. كما يُعد القابض ضروريًا في حالة تعطل المحرك: في هذه الحالة، يجب أن تنفصل الدوارات عن المحرك حتى تتمكن من مواصلة الدوران والقيام بالدوران الذاتي . عادةً ما تكون قوابض المروحيات من نوع القابض الحر الذي يعتمد على قوى الطرد المركزي ( تُستخدم قوابض القابض أحادي الاتجاه بشكل شائع)، ولكن تُستخدم أيضًا قوابض نقل الحركة بالحزام . ^{[ 15 ] : 4-7، 4-12 إلى 4-13}

تحتوي الطائرة المروحية على أربعة مدخلات للتحكم في الطيران. وهي: عصا التحكم الدورية، وعصا التحكم الجماعي، ودواسات القدم المضادة لعزم الدوران، وعصا التحكم في السرعة.

يقع جهاز التحكم الدائري عادةً بين ساقي الطيار، ويُعرف باسم عصا التحكم الدائرية أو ببساطة عصا التحكم الدائرية ، ويتحرك للأمام والخلف ومن جانب إلى آخر. في معظم المروحيات، يشبه جهاز التحكم الدائري عصا التحكم التقليدية . مع ذلك، تتميز مروحيات روبنسون R22 وروبنسون R44 وروبنسون R66 بنظام تحكم دائري فريد من نوعه يعتمد على قضيب متأرجح، كما أن بعض المروحيات مزودة بجهاز تحكم دائري ينزل إلى قمرة القيادة من الأعلى.

يُطلق على عصا التحكم الدورية هذا الاسم لأنها تُغير زاوية ميل شفرات الدوار الرئيسي بشكل دوري. في حالة الطيران الأمامي، ومع دوران الشفرات، تزداد سرعة الشفرة الأمامية، وبالتالي تزداد قوة الرفع مقارنةً بالشفرة الخلفية. لذلك، يجب أن تكون زاوية هجوم الشفرة الأمامية أقل من زاوية هجوم الشفرة الخلفية، وإلا ستميل المروحية نحو جانب الشفرة الخلفية. يحدث هذا بشكل دوري مع دوران الشفرات دورة كاملة، مما أدى إلى تسمية هذه العصا بعصا التحكم الدورية. تتحكم عصا التحكم الدورية في هذا الفرق في الزاوية.

يتحكم ذراع التحكم الدائري في ميل الدوار. وفي حالة التحليق، يتحكم في حركة المروحية فوق الأرض. أما أثناء الطيران، فيتحكم في ميلان المروحية ودورانها.

في حالة التحليق، إذا دفع الطيار عصا التحكم للأمام، يميل قرص الدوار للأمام، ويولد الدوار قوة دفع في الاتجاه الأمامي. أما إذا دفع الطيار عصا التحكم إلى الجانب، يميل قرص الدوار إلى ذلك الجانب ويولد قوة دفع في ذلك الاتجاه، مما يؤدي إلى تحرك المروحية جانبياً.

بسبب التبادر ، يُحرّك ذراع التحكم الدائري لوحة التوجيه بزاوية 90 درجة قبل ميل الدوّار الرئيسي المطلوب. ويمكن ملاحظة ذلك عند توقف الدوّار. وعندما تكون الشفرات محاذية للأمام والخلف، فإن تحريك ذراع التحكم الدائري للأمام لا يُغيّر زاوية الشفرة، بينما تحريكه إلى الجانب يُغيّرها.

أثناء الطيران، يعمل عصا التحكم الدائرية كعصا التحكم في الطائرة. تحريكها للأمام يُخفض مقدمة الطائرة لزيادة السرعة، بينما تحريكها للخلف يرفعها لإبطاء سرعتها. أما تحريكها جانبياً فيؤدي إلى ميلان المروحية في ذلك الاتجاه، مما يُسهّل دورانها في ذلك الاتجاه، بافتراض الطيران المتناسق.

يقع نظام التحكم الجماعي في زاوية ميل شفرات الدوار الرئيسي على الجانب الأيسر من مقعد الطيار، وهو مزود بآلية تحكم قابلة للتعديل لمنع الحركة غير المقصودة، مما يتيح للطيار استخدام يده اليسرى لأغراض أخرى. يعمل هذا النظام على تغيير زاوية ميل جميع شفرات الدوار الرئيسي بشكل جماعي (أي في الوقت نفسه) وبغض النظر عن وضعها الدوراني. لذا، عند رفع زاوية الميل، تزداد زاوية الهجوم لجميع الشفرات بالتساوي، مما ينتج عنه قوة رفع إضافية لنظام الدوار الرئيسي، وبالتالي زيادة سرعة المروحية أو ارتفاعها. أما خفض زاوية الميل فيؤدي إلى تقليل قوة الرفع من نظام الدوار الرئيسي.

تتحكم لوحة التوجيه في زاوية ميل الشفرات الرئيسية، سواءً كانت زاوية دورانها جماعية أو دورية. تتحرك هذه اللوحة لأعلى ولأسفل على طول العمود الرئيسي لتغيير زاوية ميل الشفرات. ويرتبط ذراع التحكم بلوحة التوجيه عبر نظامي الدوران الجماعي والدوري، مما يسمح لكلا النظامين بالتحكم بشكل مستقل في زاوية الشفرات.

توجد دواسات مقاومة العزم في نفس موضع دواسات الدفة في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة، وتؤدي وظيفة مماثلة، وهي التحكم في الانحراف أو الاتجاه الذي يتجه إليه مقدمة الطائرة. يؤدي الضغط على الدواسة في اتجاه معين إلى تغيير زاوية ميل شفرات الدوار الخلفي، مما يزيد أو يقلل من قوة الدفع الناتجة عنه، ويتسبب في انحراف مقدمة الطائرة في اتجاه الضغط على الدواسة. تعمل الدواسات ميكانيكيًا على تغيير زاوية ميل شفرات الدوار الخلفي، وبالتالي تغيير مقدار قوة الدفع الناتجة. لا تُظهر المروحيات انحرافًا معاكسًا كما هو الحال في الطائرات، ولا تكون الدواسات مطلوبة عمومًا عند الانعطاف أثناء الطيران الأمامي. يرتبط استخدام الدواسات ارتباطًا وثيقًا بالتحكم الجماعي في وضع التحليق. على سبيل المثال، يؤدي رفع قوة التحكم الجماعي إلى زيادة مقاومة الهواء على نظام الدوار الرئيسي، مما يتسبب في انحراف المروحية. تُستخدم الدواسات لموازنة هذا الانحراف.

يمكن أن يحتوي كل من ذراع التحكم الدوري وذراع التحكم الجماعي على مجموعة واسعة من المفاتيح والمفاتيح المتاحة للطيار للتحكم في أشياء مثل ضبط الديناميكا الهوائية، وضبط سرعة المحرك، والراديو والاتصال الداخلي، وإطلاق الخطاف، وإطلاق الماء، وما إلى ذلك. وهذا يسمح للطيار بالتحكم في هذه الوظائف دون رفع يديه عن أدوات التحكم.

صُممت دوارات المروحية للعمل ضمن نطاق ضيق من سرعة الدوران . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 19 ]} يتحكم ذراع التحكم في الطاقة الناتجة عن المحرك، المتصل بالدوار عبر ناقل حركة بنسبة ثابتة. يتمثل الغرض من ذراع التحكم في الحفاظ على طاقة كافية للمحرك لضمان بقاء سرعة دوران الدوار ضمن الحدود المسموح بها، مما يُمكّن الدوار من توليد قوة رفع كافية للطيران. ذراع التحكم في الطاقة عبارة عن مقبض دوار مُثبّت على ذراع التحكم الجماعي، على غرار مقبض الدراجات النارية.

تحتوي المروحية المركبة على نظام دفع إضافي، وعادةً ما تكون مزودة بأجنحة ثابتة قصيرة. يُخفف هذا النظام الحمل عن الدوار أثناء الطيران الأفقي، مما يسمح بإبطاء دورانه ، وبالتالي زيادة السرعة القصوى للطائرة. وقد حوّلت مروحية لوكهيد AH-56A شايان ما يصل إلى 90% من قوة محركها إلى مروحة دافعة أثناء الطيران الأمامي. ^{[ 24 ]}

يُعدّ التحليق الجزء الأكثر تحديًا في قيادة المروحية. ويتطلب ذلك تحكمًا وتصحيحات مستمرة من الطيار للحفاظ على المروحية في موقعها المطلوب. ^{[ 25 ]} على الرغم من تعقيد المهمة، فإنّ عناصر التحكم في التحليق بسيطة. يُستخدم ذراع التحكم الدائري للتخلص من الانحراف في المستوى الأفقي، أي للتحكم في الحركة للأمام والخلف، ولليمين واليسار. ويُستخدم ذراع التحكم الجماعي للحفاظ على الارتفاع. أما الدواسات فتُستخدم للتحكم في اتجاه مقدمة المروحية . إنّ تفاعل هذه العناصر هو ما يجعل التحليق صعبًا للغاية، إذ يتطلب تعديل أي عنصر منها تعديل العنصرين الآخرين، مما يُنشئ حلقة من التصحيح المستمر. إضافةً إلى ذلك، يقع مركز رفع نظام الدوار الرئيسي أعلى بكثير من مركز ثقل المروحية. وبالتالي، فإنّ أي اضطراب جانبي للمروحية أثناء التحليق سيزداد، حيث سيزيد رفع الدوار من دوران أو ميلان المروحية في حالة تغذية راجعة إيجابية بين رفع الدوار ومركز ثقل المروحية. تتأخر الحركة الجانبية للمروحية عن الدوران الناتج عن متجه الرفع الجانبي للدوار، مما سيؤدي إلى تذبذب ناتج عن الطيار (PIO) وفقدان السيطرة في نهاية المطاف.

تحيط دوامة هوائية بالطائرة المروحية المحلقة، دافعةً إياها إلى الأسفل. قد يكون التحليق في ظل تأثير الأرض أو خارجه. لذا، عند التحليق، يحتاج المحرك إلى توفير طاقة كافية لموازنة وزن الطائرة ومقاومة تدفق الهواء الهابط إلى نظام الدوار. عندما تنتقل الطائرة من التحليق إلى الطيران الأمامي، تخرج من هذه الدوامة الهوائية الهابطة وتدخل في حالة تُسمى الرفع الانتقالي ، والتي توفر قوة رفع إضافية دون زيادة الطاقة. تحدث هذه الحالة عادةً عندما تصل سرعة الطائرة إلى حوالي 16-24 عقدة (30-44 كم/ساعة؛ 18-28 ميل/ساعة) ، وقد تكون ضرورية للطيران. تتضمن مناورة الإقلاع المتحرك انزلاق الطائرة على الأرض بسرعة متزايدة حتى يتم تحقيق قوة رفع كافية للطيران.  

أثناء الطيران الأمامي، تتصرف أدوات التحكم في طائرة الهليكوبتر بشكل مشابه لتلك الموجودة في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة. يؤدي الضغط الأمامي على عصا التحكم الدائرية إلى انخفاض مقدمة الطائرة، مما ينتج عنه زيادة في السرعة الجوية وانخفاض في الارتفاع. أما الضغط الخلفي على عصا التحكم الدائرية فيؤدي إلى ارتفاع مقدمة الطائرة، مما يبطئها ويؤدي إلى صعودها. زيادة قوة الرفع (الطاقة) مع الحفاظ على سرعة جوية ثابتة يؤدي إلى الصعود، بينما يؤدي خفض قوة الرفع إلى الهبوط. تنسيق هذين المدخلين، خفض قوة الرفع مع الضغط الخلفي على عصا التحكم الدائرية أو رفع قوة الرفع مع الضغط الأمامي على عصا التحكم الدائرية، يؤدي إلى تغييرات في السرعة الجوية مع الحفاظ على ارتفاع ثابت. لا تُظهر طائرات الهليكوبتر انحرافًا جانبيًا معاكسًا ، ولا تُستخدم الدواسات عادةً للطيران الأمامي، حتى عند الانعطاف.

إذا تعطل المحرك أو انفصل عن نظام الدوار، فإن المروحية ستدخل في حالة دوران ذاتي ، حيث يدور الدوار الرئيسي للمروحية بسبب الهواء الذي يتحرك لأعلى عبر الدوار، بدلاً من أن تقوم قوة المحرك بتحريك الدوار.

في عام 2017، تم شحن 926 طائرة هليكوبتر مدنية بقيمة 3.68 مليار دولار، بقيادة شركة إيرباص هليكوبترز بقيمة 1.87 مليار دولار مقابل 369 طائرة هليكوبتر، ثم شركة ليوناردو هليكوبترز بقيمة 806 مليون دولار مقابل 102 طائرة (الثلاثة أرباع الأولى فقط)، ثم شركة بيل هليكوبتر بقيمة 696 مليون دولار مقابل 132 طائرة، ثم شركة روبنسون هليكوبتر بقيمة 161 مليون دولار مقابل 305 طائرات. ^{[ 33 ]}

بحلول أكتوبر 2018، بلغ عدد طائرات الهليكوبتر العاملة والمخزنة لدى مشغلين مدنيين أو حكوميين 38,570 طائرة، وتصدرت شركة روبنسون هليكوبتر القائمة بنسبة 24.7%، تلتها شركة إيرباص هليكوبترز بنسبة 24.4%، ثم شركة بيل بنسبة 20.5%، وليوناردو بنسبة 8.4%، والمروحيات الروسية بنسبة 7.7%، وسيكورسكي بنسبة 7.2%، وإم دي هليكوبترز بنسبة 3.4%، وباقي الشركات بنسبة 2.2%. وكان طراز روبنسون R44 ذو المحرك المكبسي الأكثر انتشارًا بواقع 5,600 طائرة، يليه طراز H125/ AS350 بواقع 3,600 طائرة، ثم بيل 206 بواقع 3,400 طائرة. كانت النسبة الأكبر في أمريكا الشمالية بنسبة 34.3%، تليها أوروبا بنسبة 28.0%، ثم منطقة آسيا والمحيط الهادئ بنسبة 18.6%، وأمريكا اللاتينية بنسبة 11.6%، وأفريقيا بنسبة 5.3%، والشرق الأوسط بنسبة 1.7%. ^{[ 34 ]}

تعود أقدم الإشارات إلى الطيران العمودي إلى الصين. فمنذ حوالي عام 400 قبل الميلاد، ^{[ 35 ]} كان الأطفال الصينيون يلعبون بألعاب طائرة مصنوعة من الخيزران (أو ما يُعرف بالبلبل الصيني). ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} تُدار هذه الطائرة المروحية المصنوعة من الخيزران عن طريق دحرجة عصا متصلة بدوار. يُولّد الدوران قوة رفع، فتطير اللعبة عند إطلاقها. ^{[ 35 ]} ويُقال إن كتاب "باوبوزي " الطاوي الذي يعود إلى القرن الرابع الميلادي، من تأليف جي هونغ (抱朴子، أي "المعلم الذي يحتضن البساطة")، يصف بعض الأفكار الكامنة وراء الطائرات ذات الأجنحة الدوارة. ^{[ 39 ]}

ظهرت تصاميم مشابهة للعبة الهليكوبتر الصينية في بعض لوحات عصر النهضة وغيرها من الأعمال الفنية. ^{[ 40 ]} وفي القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، طوّر علماء غربيون آلات طائرة مستوحاة من اللعبة الصينية. ^{[ 41 ]}

لم يُحرز أي تقدم يُذكر نحو الطيران العمودي إلا في أوائل ثمانينيات القرن الخامس عشر الميلادي، عندما ابتكر العالم الإيطالي الموسوعي ليوناردو دافنشي تصميمًا لآلة يمكن وصفها بأنها " مروحة هوائية ". تشير ملاحظاته إلى أنه بنى نماذج طائرة صغيرة، لكن لم تكن هناك أي إشارة إلى وجود آلية لمنع دوران المروحة. ^{[ 42 ] [ 43 ]} ومع ازدياد المعرفة العلمية وقبولها على نطاق أوسع، استمر الناس في السعي وراء فكرة الطيران العمودي.

في يوليو 1754، طوّر الروسي ميخائيل لومونوسوف جهازًا صغيرًا محوريًا مُصمّمًا على غرار البلبل الصيني، ولكنه يعمل بنابض ملفوف ^{[ 41 ]} ، وعرضه على الأكاديمية الروسية للعلوم . كان الجهاز يعمل بنابض، واقتُرح كوسيلة لرفع أجهزة الأرصاد الجوية . في عام 1783، استخدم كريستيان دي لونوي وميكانيكيه بيانفينو نسخة محورية من البلبل الصيني في نموذج يتكون من ريش طيران ديك رومي متعاكس الدوران ^{[ 41 ]} كشفرات دوارة، وفي عام 1784، عرضاه على الأكاديمية الفرنسية للعلوم . طوّر السير جورج كايلي ، متأثرًا بشغفه بالبلبل الصيني منذ طفولته، نموذجًا من الريش، مشابهًا لنموذج لونوي وبيانفينو، ولكنه يعمل بأربطة مطاطية. وبحلول نهاية القرن، وصل إلى استخدام صفائح من القصدير كشفرات دوارة ونوابض لتوليد الطاقة. أصبحت كتاباته عن تجاربه ونماذجه مؤثرة على رواد الطيران اللاحقين. ^{[ 42 ]} وفي عام 1870، طوّر ألفونس بينو نماذج طائرات هليكوبتر ذات دوار محوري، تعمل أيضاً بالأربطة المطاطية. وقد ألهمت إحدى هذه الألعاب، التي أهداها والدهم للأخوين رايت ، سعيهما لتحقيق حلم الطيران. ^{[ 44 ]}

في عام 1861، صاغ المخترع الفرنسي غوستاف دي بونتون داميكورت مصطلح "المروحية" بعد أن عرض نموذجًا صغيرًا يعمل بالبخار. ورغم الاحتفاء بهذا الابتكار لاستخدامه معدنًا جديدًا آنذاك، وهو الألومنيوم، إلا أن النموذج لم يُقلع قط. وقد بقيت إسهامات داميكورت اللغوية لوصف الطيران العمودي الذي كان يتصوره. حظيت الطاقة البخارية بشعبية واسعة بين المخترعين الآخرين أيضًا. ففي عام 1877، طوّر المهندس والمخترع الإيطالي، رائد الطيران إنريكو فورلانيني، مروحية بدون طيار تعمل بمحرك بخاري . وارتفعت المروحية إلى ارتفاع 13 مترًا (43 قدمًا) ، حيث بقيت لمدة 20 ثانية، بعد إقلاعها عموديًا من حديقة في ميلانو . ^{[ 45 ]} وقد خصصت ميلانو مطارها الرئيسي، المسمى أيضًا مطار ليناتي ، ^{[ 46 ]} بالإضافة إلى الحديقة المجاورة، باركو فورلانيني. ^{[ 47 ]} تميز تصميم إيمانويل ديوايد الذي يعمل بالبخار بدوارات تدور في اتجاهين متعاكسين، يتم تشغيلها عبر خرطوم من غلاية على الأرض. ^{[ 42 ]} في عام 1887، قام المخترع الباريسي غوستاف تروفي ببناء طائرة هليكوبتر كهربائية نموذجية مربوطة بحبل، وقام بتجربتها.

في يوليو 1901، جرت أول رحلة تجريبية لطائرة هيرمان غانسويندت المروحية في برلين-شونيبيرغ؛ وربما كانت هذه أول رحلة طيران بمحرك أثقل من الهواء تحمل بشرًا. وقد صوّر ماكس سكلادانوفسكي فيلمًا يوثّق الحدث ، لكنه لا يزال مفقودًا . ^{[ 48 ]}

في عام 1885، مُنح توماس إديسون ألف دولار أمريكي (ما يعادل 36 ألف دولار اليوم) من قِبل جيمس جوردون بينيت الابن ، لإجراء تجارب تهدف إلى تطوير الطيران. بنى إديسون طائرة هليكوبتر، واستخدم الورق المستخدم في صناعة مؤشر أسعار الأسهم لإنتاج القطن المتفجر ، الذي حاول استخدامه لتشغيل محرك احتراق داخلي. تضررت الطائرة الهليكوبتر جراء انفجارات، وأُصيب أحد عماله بحروق بالغة. أفاد إديسون ، بناءً على تجاربه، أنه سيتطلب محركًا بنسبة 3 إلى 4 أرطال لكل حصان مُنتَج لتحقيق النجاح. ^{[ 49 ]} قام المخترع السلوفاكي يان باهيل بتكييف محرك الاحتراق الداخلي لتشغيل نموذج طائرته الهليكوبتر التي وصلت إلى ارتفاع 0.5 متر (1.6 قدم) في عام 1901. وفي 5 مايو 1905، وصلت طائرته الهليكوبتر إلى ارتفاع 4 أمتار (13 قدمًا) وحلقت لمسافة تزيد عن 1500 متر (4900 قدم) . ^{[ 50 ]} في عام 1908، حصل إديسون على براءة اختراع لتصميمه الخاص لطائرة هليكوبتر تعمل بمحرك بنزين مع طائرات ورقية صندوقية متصلة بصاري بواسطة كابلات لتشكيل دوار، ^{[ 51 ]} لكنها لم تحلق قط. ^{[ 52 ]}

في عام ١٩٠٦، بدأ الشقيقان الفرنسيان جاك ولويس بريغيه تجارب على تصميم أجنحة طائرات الهليكوبتر. وفي عام ١٩٠٧، أسفرت هذه التجارب عن ابتكار الطائرة الجيروسكوبية رقم ١ ، والتي يُحتمل أنها أقدم نموذج معروف للطائرات رباعية المراوح. ورغم وجود بعض الغموض حول التاريخ، إلا أنه في الفترة ما بين ١٤ أغسطس و٢٩ سبتمبر ١٩٠٧، رفعت الطائرة الجيروسكوبية رقم ١ طيارها في الهواء حوالي ٠.٦ متر ( قدمين) لمدة دقيقة. ^{[ ٥٣ ] [ ٥٤ ]} وقد ثبت أن الطائرة الجيروسكوبية رقم ١ غير مستقرة للغاية، ما استدعى وجود رجل في كل زاوية من هيكلها لتثبيتها. ولهذا السبب، تُعتبر رحلات الطائرة الجيروسكوبية رقم ١ أول رحلة مأهولة لطائرة هليكوبتر، ولكنها ليست رحلة حرة أو غير مقيدة.   

في العام نفسه، صمّم المخترع الفرنسي بول كورنو وبنى مروحية كورنو التي استخدمت دوّارين متقابلين الدوران بطول 6.1 متر (20 قدمًا) يعملان بمحرك أنطوانيت بقوة 24 حصانًا (18 كيلوواط) . في 13 نوفمبر 1907، رفعت المروحية مخترعها إلى ارتفاع 0.3 متر ( قدم واحدة) وبقيت محلقة لمدة 20 ثانية. ورغم أن هذه الرحلة لم تتجاوز رحلة الطائرة الجيروسكوبية رقم 1، فقد ذُكر أنها أول رحلة طيران حرة حقيقية بقيادة طيار. ^{[ 1 ]} أكملت مروحية كورنو بضع رحلات أخرى ووصلت إلى ارتفاع يقارب 2.0 متر (6.5 قدم) ، لكنها أثبتت عدم استقرارها وتم التخلي عنها. ^{[ 53 ]}     

في عام 1909، قام كل من ج. نيوتن ويليامز من ديربي، كونيتيكت، وإميل برلينر من واشنطن العاصمة، بقيادة طائرة هليكوبتر "في ثلاث مناسبات" في مختبر برلينر في حي برايتوود بواشنطن . ^{[ 55 ]}

في عام 1911، حصل الفيلسوف والاقتصادي السلوفيني إيفان سلوكار على براءة اختراع لتصميم طائرة هليكوبتر. ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]}

قام المخترع الدنماركي جاكوب إيلهامر بتصميم طائرة الهليكوبتر إيلهامر عام 1912. تألفت الطائرة من هيكل مزود بقرصين يدوران في اتجاهين متعاكسين، كل منهما مزود بستة ريشات حول محيطه. بعد إجراء اختبارات داخلية، تم عرض الطائرة في الهواء الطلق، حيث قامت بعدة عمليات إقلاع حرة. استمرت التجارب على طائرة الهليكوبتر حتى سبتمبر 1916، عندما انقلبت أثناء الإقلاع، مما أدى إلى تدمير دواراتها. ^{[ 59 ]}

خلال الحرب العالمية الأولى ، طورت النمسا-المجر طائرة الهليكوبتر التجريبية PKZ ، وتم بناء طائرتين منها.

في أوائل عشرينيات القرن العشرين، وخلال عمله في أوروبا، قدّم الأرجنتيني راؤول باتيراس بيسكارا دي كاستيلوتشيو أحد أوائل التطبيقات الناجحة لتقنية تغيير زاوية ميل الشفرات الدورية. ^{[ 53 ]} إذ أمكن ثني دوارات ثنائية السطح متحدة المحور ومتعاكسة الدوران لزيادة قوة الرفع التي تولدها أو تقليلها بشكل دوري. كما أمكن إمالة محور الدوار للأمام بضع درجات، مما سمح للطائرة بالتحرك للأمام دون الحاجة إلى مروحة منفصلة لدفعها أو سحبها. وتمكن باتيراس بيسكارا أيضًا من إثبات مبدأ الدوران الذاتي . وبحلول يناير 1924، تم اختبار مروحية بيسكارا رقم  1، ولكن تبيّن أنها ضعيفة القدرة ولا تستطيع رفع وزنها. أما مروحيته 2F فقد حققت أداءً أفضل وسجلت رقمًا قياسيًا. ^{[ 60 ]} موّلت الحكومة البريطانية المزيد من الأبحاث التي أجراها بيسكارا، والتي أسفرت عن المروحية رقم 3، المزودة بمحرك شعاعي بقوة 250 حصانًا (190 كيلوواط) والتي يمكنها الطيران لمدة تصل إلى عشر دقائق. ^{[ 61 ] [ 62 ]} 

في مارس 1923، ذكرت مجلة تايم أن توماس إديسون أرسل رسالة تهنئة إلى جورج دي بوثيزات بمناسبة نجاح رحلة تجريبية لطائرة هليكوبتر. وكتب إديسون: "على حد علمي، لقد أنتجت أول طائرة هليكوبتر ناجحة". تم اختبار الطائرة في مطار ماكوك ، وظلت محلقة في الجو لمدة دقيقتين و45 ثانية على ارتفاع 15 قدمًا. ^{[ 63 ]}

في 14 أبريل 1924، سجل الفرنسي إتيان أوهيميشن أول رقم قياسي عالمي في مجال الطيران بالمروحيات معترف به من قبل الاتحاد الدولي للملاحة الجوية (FAI)، حيث حلق بمروحيته الرباعية لمسافة 360 مترًا (1180 قدمًا) . ^{[ 64 ]} وفي 18 أبريل 1924، حطم بيسكارا رقم أوهيميشن القياسي، حيث حلق لمسافة 736 مترًا (2415 قدمًا) ^{[ 60 ]} (ما يقارب 0.80 كيلومتر أو 0.5 ميل ) في 4 دقائق و11 ثانية (بسرعة تقارب 13 كم/ساعة أو 8 ميل/ساعة )، محافظًا على ارتفاع 1.8 متر (6 أقدام) . ^{[ 65 ]} وفي 4 مايو، أكمل أوهيميشن أول رحلة طيران مغلقة بمروحية لمسافة كيلومتر واحد (0.62 ميل) في 7 دقائق و40 ثانية بطائرته رقم 2. ^{[ 53 ] [ 66 ]}       

في الولايات المتحدة، قام جورج دي بوثيزات ببناء طائرة الهليكوبتر ذات الأربع دوارات لصالح سلاح الجو التابع للجيش الأمريكي، لكن الجيش ألغى البرنامج في عام 1924، وتم التخلص من الطائرة.

بدأ ألبرت جيليس فون باومهاور ، مهندس الطيران الهولندي، دراسة تصميم الطائرات المروحية عام 1923. حلّق أول نموذج أولي له (قفز وحام في الواقع) في 24 سبتمبر 1925، ^{[ 67 ]} بقيادة الكابتن فلوريس ألبرت فان هيجست من سلاح الجو الهولندي. كانت أدوات التحكم التي استخدمها فان هيجست من اختراعات فون باومهاور، وهما عصا التحكم الدورية وعصا التحكم الجماعية . ^{[ 68 ] [ 69 ]} مُنحت براءات اختراع لفون باومهاور عن عصا التحكم الدورية وعصا التحكم الجماعية من قِبل وزارة الطيران البريطانية في 31  يناير 1927، تحت رقم براءة الاختراع 265272.

في عام 1927، ^{[ 70 ]} قام إنجلبرت زاشكا من ألمانيا ببناء طائرة هليكوبتر مزودة بدوارين، حيث استُخدم الجيروسكوب لزيادة الثبات ويعمل كمخزن للطاقة اللازمة للطيران الانزلاقي والهبوط. طائرة زاشكا، وهي أول طائرة هليكوبتر تعمل بنجاح كبير بهذا الحجم المصغر، لا تقتصر قدرتها على الصعود والهبوط عموديًا فحسب، بل يمكنها أيضًا البقاء ثابتة على أي ارتفاع. ^{[ 71 ] [ 72 ]}

في عام 1928، قام مهندس الطيران المجري أوسكار أسبوث بتصميم نموذج أولي لطائرة هليكوبتر أقلعت وهبطت 182 مرة على الأقل، بمدة طيران قصوى تبلغ 53 دقيقة. ^{[ 73 ] [ 74 ]}

في عام 1930، بنى المهندس الإيطالي كورادينو داسكانيو طائرته المروحية D'AT3، وهي مروحية محورية. تميزت طائرته الكبيرة نسبيًا بدوارين ثنائيي الشفرات يدوران في اتجاهين متعاكسين. وتم التحكم بها باستخدام أجنحة مساعدة أو أجهزة تحكم آلية على الحواف الخلفية للشفرات، ^{[ 75 ]} وهو مفهوم تبناه لاحقًا مصممو مروحيات آخرون، من بينهم بليكر وكامان. واستُخدمت ثلاثة مراوح صغيرة مثبتة على هيكل الطائرة للتحكم الإضافي في الميل والدوران والانعراج. وحققت D'AT3 أرقامًا قياسية متواضعة في السرعة والارتفاع وفقًا للاتحاد الدولي للطيران (FAI) في ذلك الوقت، بما في ذلك الارتفاع (18  مترًا أو 59  قدمًا)، والمدة (8 دقائق و45 ثانية)، والمسافة المقطوعة (1078  مترًا أو 3540  قدمًا). ^{[ 75 ] [ 76 ]}

أول طائرة مروحية عملية

اخترع المهندس والطيار الإسباني خوان دي لا سيرفا الطائرة الجيروسكوبية في أوائل عشرينيات القرن العشرين، لتصبح أول طائرة دوارة عملية. ^{[ 77 ]} وفي عام 1928، نجح دي لا سيرفا في عبور القناة الإنجليزية بطائرة جيروسكوبية، من لندن إلى باريس. ^{[ 78 ]} وفي عام 1934، أصبحت الطائرة الجيروسكوبية أول طائرة دوارة تقلع وتهبط بنجاح على سطح سفينة. ^{[ 79 ]} وفي العام نفسه، استخدم الجيش الإسباني الطائرة الجيروسكوبية خلال ثورة أستورياس ، لتكون أول استخدام عسكري للطائرات الدوارة. كما استُخدمت الطائرات الجيروسكوبية في نيوجيرسي وبنسلفانيا لتوصيل البريد والصحف قبل اختراع المروحية. ^{[ 80 ] ورغم افتقارها إلى القدرة على الطيران العمودي الحقيقي، إلا أن} العمل على الطائرة الجيروسكوبية يُشكل أساسًا لتحليل المروحيات. [ ^{81 ]}

حصل هاينريش فوك، من شركة فوك-وولف، على ترخيص من شركة سييرفا أوتوجيرو ، والذي تضمن، وفقًا لفرانك كينغستون سميث الأب ، "نظام محور التحكم الكامل في زاوية ميل الشفرات". في المقابل، حصلت سييرفا أوتوجيرو على ترخيص متبادل لبناء طائرات فوك-أخجيليس المروحية. صمم فوك أول طائرة مروحية عملية في العالم، وهي فوك-وولف إف دبليو 61 ذات الدوارين المستعرضين ، والتي حلقت لأول مرة في يونيو 1936. وقد عرضتها هانا رايتش في فبراير 1938 داخل قاعة دويتشلاندهال في برلين . ^{[ 90 ]} حققت طائرة Fw 61 عددًا من الأرقام القياسية للاتحاد الدولي للطيران (FAI) بين عامي 1937 و1939، بما في ذلك: أقصى ارتفاع بلغ 3427 مترًا (11243 قدمًا) ، وأقصى مسافة بلغت 230 كيلومترًا (140 ميلًا) ، وأقصى سرعة بلغت 124 كيلومترًا في الساعة (77 ميلًا في الساعة) . ^{[ 91 ]} تم تجاوز تطوير الطائرات الجيروسكوبية آنذاك لصالح التركيز على المروحيات. ^{[ 92 ]}   

خلال الحرب العالمية الثانية، استخدمت ألمانيا النازية طائرات الهليكوبتر بأعداد قليلة لأغراض الاستطلاع والنقل والإخلاء الطبي. استُخدمت طائرة فليتنر Fl 282 كوليبيري المتزامنة - التي اعتمدت على نفس التصميم الأساسي لطائرة Fl 265 الرائدة التي صممها أنطون فليتنر - في بحر البلطيق والبحر الأبيض المتوسط ​​وبحر إيجة . ^{[ 93 ]} أما طائرة فوك-أشجليس Fa 223 دراش ، فكانت، مثل طائرة Fw 61، مزودة بدوارين عرضيين، وكانت أكبر طائرة هليكوبتر في الحرب. ^{[ 94 ]} وقد حال القصف المكثف الذي شنته قوات الحلفاء دون تمكن ألمانيا من إنتاج طائرات الهليكوبتر بكميات كبيرة خلال الحرب.

في الولايات المتحدة، تنافس المهندس الروسي الأصل إيغور سيكورسكي مع وين لورانس ليباج لإنتاج أول مروحية للجيش الأمريكي. حصل ليباج على حقوق براءة اختراع لتطوير مروحيات مصممة على غرار طائرة Fw 61، وقام ببناء طائرة XR-1 ^{[ 95 ]} عام 1941. في الوقت نفسه، استقر سيكورسكي على تصميم أبسط بمروحة واحدة، وهي VS-300 عام 1939، والتي أصبحت أول تصميم عملي لمروحية ذات مروحة رفع واحدة. بعد تجربة تكوينات مختلفة لموازنة عزم الدوران الناتج عن المروحة الرئيسية، استقر سيكورسكي على مروحة أصغر مثبتة على ذيل المروحية.

طُوِّرت طائرة سيكورسكي R-4 عام 1942 من طائرة VS-300، وكانت أول طائرة هليكوبتر تُنتَج بكميات كبيرة، حيث طُلِبَ منها 100 طائرة. وكانت R-4 طائرة الهليكوبتر الوحيدة التابعة للحلفاء التي خدمت في الحرب العالمية الثانية، واستُخدِمت بشكل أساسي في عمليات البحث والإنقاذ (من قِبَل المجموعة الأولى للقوات الجوية الأمريكية ) في حملة بورما ؛ ^{[ 96 ]} وفي ألاسكا؛ وفي مناطق أخرى ذات تضاريس وعرة. وبلغ إجمالي الإنتاج 131 طائرة هليكوبتر قبل أن تُستبدَل R-4 بطائرات سيكورسكي أخرى مثل R-5 و R-6 . إجمالاً، أنتجت سيكورسكي أكثر من 400 طائرة هليكوبتر قبل نهاية الحرب العالمية الثانية. ^{[ 97 ]}

بينما قامت شركتا ليباج وسيكورسكي بتصنيع طائراتهما المروحية للجيش، استعانت شركة بيل للطائرات بآرثر يونغ للمساعدة في بناء طائرة مروحية باستخدام تصميم يونغ للدوار المتأرجح ثنائي الشفرات، والذي يعتمد على قضيب تثبيت مُثقّل موضوع بزاوية 90 درجة بالنسبة لشفرات الدوار. وقد أظهرت طائرة المروحية طراز 30 اللاحقة ، التي طُرحت عام 1943، بساطة التصميم وسهولة استخدامه. ثم طُوّرت طائرة طراز 30 إلى طائرة بيل 47 عام 1945، والتي أصبحت أول طائرة مروحية معتمدة للاستخدام المدني في الولايات المتحدة (مارس 1946). وقد تم إنتاج طائرة بيل 47 في عدة دول، وكانت الطراز الأكثر شعبية من بين طائرات المروحيات لما يقرب من 30 عامًا.

في عام ١٩٥١، وبناءً على طلب من جهات اتصاله في وزارة البحرية، قام تشارلز كامان بتعديل طائرته المروحية المتزامنة K-225 - وهي تصميم لطائرة هليكوبتر ثنائية الدوارات ابتكره أنطون فليتنر عام ١٩٣٩، مع تصميم Fl 265 ذي المحرك المكبسي المذكور سابقًا في ألمانيا - بنوع جديد من المحركات، وهو المحرك التوربيني العمودي . وقد وفر هذا التعديل على المحرك التوربيني قوة كبيرة لطائرة كامان الهليكوبتر مع وزن أقل مقارنةً بالمحركات المكبسية، ذات كتل المحركات الثقيلة والمكونات المساعدة. في ١١ ديسمبر ١٩٥١، أصبحت طائرة كامان K-225 أول طائرة هليكوبتر تعمل بالتوربينات في العالم. وبعد عامين، في ٢٦ مارس ١٩٥٤، أصبحت طائرة HTK-1 البحرية المعدلة، وهي طائرة هليكوبتر أخرى من تصميم كامان، أول طائرة هليكوبتر ثنائية التوربينات تحلق في السماء. ^{[ 98 ]} ومع ذلك، كانت طائرة سود أفياسيون ألوت 2 هي أول طائرة هليكوبتر يتم إنتاجها بمحرك توربيني. ^{[ 99 ]} 

طُوّرت طائرات الهليكوبتر الموثوقة والقادرة على التحليق المستقر بعد عقود من تطوير الطائرات ذات الأجنحة الثابتة. ويعود ذلك في معظمه إلى متطلبات كثافة الطاقة العالية لمحركاتها مقارنةً بالطائرات ذات الأجنحة الثابتة. وقد شكّلت التحسينات التي طرأت على أنواع الوقود والمحركات خلال النصف الأول من القرن العشرين عاملاً حاسماً في تطوير طائرات الهليكوبتر. كما أدى توفر محركات التوربينات خفيفة الوزن في النصف الثاني من القرن العشرين إلى تطوير طائرات هليكوبتر أكبر حجماً وأسرع وأعلى أداءً. وبينما لا تزال طائرات الهليكوبتر الأصغر حجماً والأقل تكلفة تستخدم محركات المكبس، تُعدّ محركات التوربينات الخيار الأمثل لتشغيل طائرات الهليكوبتر اليوم.

هناك عدة أسباب تجعل المروحية غير قادرة على الطيران بنفس سرعة الطائرة ذات الجناح الثابت. فعندما تحوم المروحية، تتحرك أطراف الدوار الخارجية بسرعة تتحدد بطول الشفرة وسرعة دورانها. أما في المروحية المتحركة، فتعتمد سرعة الشفرات بالنسبة للهواء على سرعة المروحية نفسها، بالإضافة إلى سرعة دورانها. وتكون سرعة شفرة الدوار المتقدمة في الهواء أعلى بكثير من سرعة المروحية، ما قد يسمح لها بتجاوز سرعة الصوت ، وبالتالي زيادة مقاومة الهواء والاهتزازات بشكل كبير.

في الوقت نفسه، تُولّد الشفرة المتقدمة قوة رفع أكبر عند تحركها للأمام، بينما تُولّد الشفرة المتراجعة قوة رفع أقل. إذا تسارعت الطائرة إلى سرعة الهواء التي تدور عندها أطراف الشفرات، فإن الشفرة المتراجعة تمر عبر هواء يتحرك بنفس سرعة الشفرة ولا تُولّد أي قوة رفع على الإطلاق، مما يؤدي إلى إجهادات عزم دوران عالية جدًا على العمود المركزي، والتي قد تُؤدي إلى انقلاب جانب الشفرة المتراجعة من الطائرة، وفقدان السيطرة. تمنع الشفرات المزدوجة المتعاكسة الدوران هذه الحالة، وذلك بفضل وجود شفرتين متقدمتين وشفرتين متراجعتين بقوى متوازنة.

نظرًا لأن الشفرة المتقدمة تتمتع بسرعة جوية أعلى من الشفرة المتراجعة، مما يُولّد عدم تناسق في قوة الرفع ، فقد صُممت شفرات الدوار بحيث "ترفرف"  - أي ترتفع وتدور - بطريقة تجعل الشفرة المتقدمة ترفرف لأعلى وتُشكّل زاوية هجوم أصغر. وعلى العكس، ترفرف الشفرة المتراجعة لأسفل، وتُشكّل زاوية هجوم أكبر، وتُولّد قوة رفع أكبر. عند السرعات العالية، تكون القوة المؤثرة على الدوارات كبيرة لدرجة أنها "ترفرف" بشكل مفرط، وقد تصل الشفرة المتراجعة إلى زاوية عالية جدًا وتتعرض للتوقف. لهذا السبب، تُمنح السرعة الجوية الأمامية الآمنة القصوى للمروحية تصنيفًا تصميميًا يُسمى V _{_NE} ، أي السرعة التي لا يجب تجاوزها أبدًا . ^{[ 100 ]} بالإضافة إلى ذلك، من الممكن أن تطير المروحية بسرعة جوية تتسبب في توقف جزء كبير من الشفرة المتراجعة، مما يؤدي إلى اهتزازات عالية، وارتفاع مقدمة الطائرة، وانحرافها نحو الشفرة المتراجعة.

في أواخر القرن العشرين، بدأ المصممون العمل على الحد من ضوضاء المروحيات . لطالما أعربت المجتمعات الحضرية عن استيائها الشديد من الطيران الصاخب أو الطائرات المزعجة، وقد لا تحظى مروحيات الشرطة والركاب بشعبية بسبب صوتها. وجاءت عمليات إعادة التصميم هذه عقب إغلاق بعض مهابط المروحيات في المدن ، واتخاذ الحكومة إجراءات لتقييد مسارات الطيران في المتنزهات الوطنية وغيرها من المواقع ذات الجمال الطبيعي.

لتقليل الاهتزاز، تحتوي جميع المروحيات على آليات لضبط ارتفاع ووزن الدوار. فالمروحية غير المضبوطة جيدًا قد تهتز بشدة لدرجة أنها تتفكك. يُضبط ارتفاع الشفرة بتغيير زاوية ميلها، بينما يُضبط الوزن بإضافة أو إزالة أوزان من رأس الدوار أو من أغطية أطراف الشفرات. كما تحتوي معظمها على مخمدات اهتزاز للارتفاع وزاوية الميل. وتستخدم بعضها أنظمة تغذية راجعة ميكانيكية لاستشعار الاهتزاز ومقاومته. عادةً ما يستخدم نظام التغذية الراجعة كتلة كمرجع ثابت، وتتصل هذه الكتلة بوصلة لتشغيل رفرف لضبط زاوية هجوم الدوار ومقاومة الاهتزاز. قد يكون الضبط صعبًا جزئيًا لصعوبة قياس الاهتزاز، والذي يتطلب عادةً مقاييس تسارع متطورة مثبتة في جميع أنحاء هيكل الطائرة وعلب التروس. أكثر أنظمة قياس ضبط اهتزاز الشفرة شيوعًا هو استخدام مصباح وميضي، ومراقبة العلامات المرسومة أو العاكسات الملونة على الجانب السفلي من شفرات الدوار. أما النظام التقليدي البسيط فهو تثبيت طباشير ملون على أطراف الدوار، ومراقبة كيفية تركه علامات على قطعة قماش. توفر أنظمة مراقبة الصحة والاستخدام (HUMS) حلولاً لمراقبة الاهتزازات وتتبع وتوازن الدوار للحد من الاهتزازات. ^{[ 101 ]} غالبًا ما يتطلب اهتزاز علبة التروس إصلاحًا شاملاً أو استبدالًا لها. يمكن أن تكون اهتزازات علبة التروس أو نظام الدفع ضارة للغاية بالطيار، وتتمثل أخطر آثارها في الألم والخدر وفقدان القدرة على التمييز اللمسي أو البراعة.

في المروحية القياسية ذات الدوار الرئيسي الواحد، تُنتج أطراف شفرات الدوار الرئيسي حلقة دوامية في الهواء، وهي عبارة عن تدفق هواء حلزوني يدور بشكل دائري. ومع تحرك المروحية للأمام، تتلاشى هذه الدوامات خلفها.

عند التحليق مع وجود رياح جانبية قطرية أمامية، أو التحرك في اتجاه قطري أمامي، فإن الدوامات الدوارة المتولدة من شفرات الدوار الرئيسي ستصطف مع دوران دوار الذيل وتسبب عدم استقرار في التحكم في الطيران. ^{[ 102 ]}

عندما تدور الدوامات الخلفية المتصادمة مع دوار الذيل في نفس الاتجاه، يتسبب ذلك في فقدان قوة الدفع من دوار الذيل. وعندما تدور هذه الدوامات في الاتجاه المعاكس، تزداد قوة الدفع. ويتطلب الأمر استخدام دواسات القدم لضبط زاوية هجوم دوار الذيل، وذلك للتعويض عن هذه الاضطرابات.

تعود هذه المشكلات إلى تعرّض دوار الذيل للهواء المحيط بمؤخرة المركبة. وتختفي هذه المشكلة عند استخدام قناة تهوية داخلية، حيث يتم توجيه تيار هواء عالي الضغط جانبياً من الذيل، وذلك بفضل مروحة داخلية مُغلّفة داخله، إذ لا تؤثر دوامات الدوار الرئيسي على عمل المروحة الداخلية.

بالنسبة للمروحية القياسية ذات الدوار الرئيسي الواحد، يُمثل الحفاظ على طيران مستقر في وجود رياح جانبية مشكلة إضافية في التحكم بالطيران، حيث تؤدي الرياح الجانبية القوية القادمة من زوايا معينة إلى زيادة أو نقصان قوة الرفع من الدوارات الرئيسية. ويحدث هذا التأثير أيضًا في حالة انعدام الرياح عند تحريك المركبة قطريًا في اتجاهات مختلفة، وذلك تبعًا لاتجاه دوران الدوار الرئيسي. ^{[ 103 ]}

قد يؤدي ذلك إلى فقدان السيطرة والتحطم أو الهبوط العنيف عند التشغيل على ارتفاعات منخفضة، بسبب الفقدان المفاجئ وغير المتوقع للرفع، وعدم كفاية الوقت والمسافة المتاحة للتعافي.

تستخدم الطائرات التقليدية ذات الأجنحة الدوارة مجموعة من علب التروس الميكانيكية المعقدة لتحويل سرعة الدوران العالية للتوربينات الغازية إلى السرعة المنخفضة اللازمة لتشغيل الدوارات الرئيسية والذيلية. وعلى عكس المحركات، لا يمكن تكرار علب التروس الميكانيكية (لضمان التكرار)، ولطالما شكلت نقطة ضعف رئيسية في موثوقية المروحيات. غالبًا ما تؤدي الأعطال الكارثية في التروس أثناء الطيران إلى تعطل علبة التروس وما يتبعه من وفيات، بينما يمكن أن يؤدي فقدان التزييت إلى اندلاع حريق على متن الطائرة. ومن نقاط الضعف الأخرى لعلب التروس الميكانيكية محدودية قدرتها على توليد الطاقة بشكل مؤقت، وذلك بسبب حدود الإجهاد الهيكلي. وتشير دراسات حديثة أجرتها وكالة سلامة الطيران الأوروبية (EASA) إلى أن المحركات وناقلات الحركة هي السبب الرئيسي للحوادث التي تلي أخطاء الطيار مباشرة. ^{[ 104 ]}

على النقيض من ذلك، لا تستخدم ناقلات الحركة الكهرومغناطيسية أي أجزاء متلامسة؛ لذا يمكن تبسيط عملية التشحيم بشكل كبير، أو حتى الاستغناء عنها تمامًا. كما توفر خاصية التكرار المتأصلة فيها مقاومة جيدة ضد الأعطال الناتجة عن نقطة واحدة. ويتيح غياب التروس إمكانية توليد طاقة عالية عابرة دون التأثير على عمر الخدمة. وقد تجسد مفهوم الدفع الكهربائي المطبق على المروحيات والمحرك الكهرومغناطيسي على أرض الواقع بفضل باسكال كريتيان الذي صمم وبنى وقاد أول مروحية كهربائية في العالم تحمل إنسانًا وتطير بحرية. وقد تم تطوير هذا المفهوم من نموذج التصميم بمساعدة الحاسوب في 10 سبتمبر 2010 إلى أول اختبار بنسبة 30% من الطاقة في 1 مارس 2011 - أي في أقل من ستة أشهر. وحلقت الطائرة لأول مرة في 12 أغسطس 2011. وقد أُجريت جميع عمليات التطوير في فينيل، فرنسا. ^{[ 105 ] [ 106 ]}

إلى جانب التدابير التنظيمية، يتلقى مشغلو طائرات الهليكوبتر الدعم من فرق السلامة التطوعية التي تحلل بيانات الحوادث وتروج لتدابير مضادة محددة. ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، ينشر فريق سلامة طائرات الهليكوبتر الأمريكي (USHST) تقارير عن الحوادث وتحسينات السلامة التي تتناول قضايا مثل فقدان السيطرة أثناء الطيران، والطيران غير المقصود في ظروف جوية سيئة (IIMC)، والعمليات على ارتفاعات منخفضة، مما يشجع على تحسين التدريب، واتخاذ القرارات التشغيلية، واستخدام التقنيات المعززة للسلامة. ^{[ 107 ] [ 108 ]}

كما هو الحال مع أي مركبة متحركة، قد يؤدي التشغيل غير الآمن إلى فقدان السيطرة، أو أضرار هيكلية، أو خسائر في الأرواح. فيما يلي قائمة ببعض المخاطر المحتملة التي قد تواجهها المروحيات:

• يحدث الهبوط مع نقص الطاقة عندما لا تمتلك الطائرة طاقة كافية لإيقاف هبوطها. وقد يتطور هذا الخطر إلى حالة دوامة حلقية إذا لم يتم تصحيحه مبكراً. ^{[ 109 ]}
• تُعدّ حالة الحلقة الدوامية خطرًا ناتجًا عن مزيج من انخفاض سرعة الهواء، وارتفاع قوة المحرك، وسرعة الهبوط العالية. تدور دوامات طرف الدوار من الهواء ذي الضغط العالي أسفل قرص الدوار إلى الهواء ذي الضغط المنخفض أعلاه، مما يؤدي إلى هبوط المروحية في تيار الهواء الهابط الخاص بها. ^{[ 109 ]} زيادة قوة المحرك تزيد من سرعة دوران الهواء وتزيد من حدة الوضع. يُخلط أحيانًا بين هذه الحالة والهبوط مع زيادة قوة المحرك، لكنهما يختلفان من الناحية الديناميكية الهوائية.
• يحدث توقف الشفرة المتراجعة أثناء الطيران عالي السرعة وهو العامل المحدد الأكثر شيوعًا لسرعة الطائرة الهليكوبتر الأمامية.
• الرنين الأرضي هو اهتزاز ذاتي التعزيز يحدث عندما تصبح المسافة بين الشفرات في نظام الدوار المفصلي غير منتظمة.
• حالة انخفاض التسارع هي تغير مفاجئ من حالة قوة تسارع موجبة إلى حالة قوة تسارع سالبة، مما يؤدي إلى فقدان قوة الرفع (قرص غير مُحمّل) وانقلاب الطائرة لاحقًا. إذا تم تطبيق ذراع التحكم الخلفي أثناء عدم تحميل القرص، فقد يصطدم الدوار الرئيسي بالذيل مسببًا عطلًا كارثيًا. ^{[ 110 ]}
• الانقلاب الديناميكي الذي تدور فيه المروحية حول إحدى الزلاجات و"تسحب" نفسها على جانبها (تقريبًا مثل حلقة أرضية لطائرة ثابتة الجناح ).
• أعطال مجموعة نقل الحركة ، وخاصة تلك التي تحدث داخل المنطقة المظللة من مخطط الارتفاع والسرعة .
• أعطال الدوار الخلفي التي تحدث إما بسبب خلل ميكانيكي في نظام التحكم في الدوار الخلفي أو فقدان سلطة دفع الدوار الخلفي، ويطلق عليها اسم "فقدان فعالية الدوار الخلفي" (LTE).
• انقطاع الرؤية الجزئي في ظروف الغبار أو انعدام الرؤية التام في ظروف الثلج. (يُعرف أيضًا باسم كرات الغبار وكرات الثلج على التوالي)
• انخفاض سرعة دوران الدوار هو عندما لا يستطيع المحرك تشغيل الشفرات بسرعة دوران كافية للحفاظ على الطيران.
• زيادة سرعة الدوار، والتي يمكن أن تؤدي إلى إجهاد محامل زاوية ميل محور الدوار (التآكل)، وإذا كانت شديدة بما فيه الكفاية، فإنها تتسبب في انفصال الشفرة عن الطائرة.
• اصطدام الطائرات بالأسلاك والأشجار نتيجة عمليات الطيران على ارتفاعات منخفضة وعمليات الإقلاع والهبوط في مواقع نائية. ^{[ 111 ]}
• الطيران المتحكم به نحو التضاريس حيث يتم توجيه الطائرة نحو الأرض بشكل غير مقصود بسبب نقص الوعي الظرفي.
• اصطدام الصاري في بعض المروحيات ^{[ 112 ]}