i de følgende afsnit vil årsagerne til dette blive diskuteret i detaljer. For at lette forklaringen vil alle beskrivelser være baseret på et simpelt to-bladet rotorsystem , der roterer mod uret, når det ses ovenfra. Dette gør den fremrykkende klinge på højre side af flyet svingende mod forsiden af helikopteren.
forklaringerne vil bevidst blive holdt ret grundlæggende., For de mere avancerede derude, skal du ikke sende e-mail siger, at der er mere i det, end der er angivet. Komment .r dog, hvis du overvejer, at nogen af forklaringerne grundlæggende er forkerte.
der er en række faktorer, der styrer en helikopters maksimale hastighed :
træk i aerodynamik, træk er kraften modsat tryk. Træk er til stede i helikoptere i to hovedtyper:
a. parasit træk parasit træk er træk kræfter skabt af de komponenter, der stikker ud i luftstrømmen omkring helikopteren., Fordi dette træk er imod tryk, reducerer det mængden af tryk, der er til rådighed for at få helikopteren til at flyve hurtigere. Parasit træk omfatter landingsudstyr, antenner, hætter, døre, etc. Formen af skroget vil også producere parasit træk. På senere helikoptere, hvor fabrikanten har forsøgt at hæve helikopterens hastighed, landingsudstyret kan trækkes tilbage for at reducere mængden af produceret parasitmodstand., Generelt, for en given struktur, mængden af parasit træk er proportional med den hastighed, at strukturen passerer gennem luften, og derfor parasit træk er en begrænsende faktor for flyvehastighed.
b. profil dragProfile træk er træk produceret af virkningen af rotorbladene bliver tvunget ind i modkørende luftstrøm. Hvis et rotorblad blev skåret i halvdelen fra forsiden af bladet (forkanten) til bagsiden af bladet (bagkanten), anses den resulterende form, når man ser på tværsnittet, for at være bladet “profil”., For at et rotorblad kan producere løft, skal det have en tykkelse fra den øvre hud til den nedre hud, som kaldes bladets “camber”. Generelt set jo større camber, jo større profil træk. Dette skyldes, at den kommende luftstrøm skal adskilles yderligere for at passere over rotorbladets overflader. Bladprofilen til en given helikopter er designet som et kompromis mellem at producere tilstrækkelig løft til, at helikopteren kan udføre alle sine roller, og minimere profilmodstanden., For at ændre den løftemængde, der produceres af rotorsystemet, skal angrebsvinklen ændres. Da angrebsvinklen øges, øges profilen også. Dette kaldes generelt “induceret træk”, da træk induceres ved at øge angrebsvinklen.
har du nogensinde stukket hånden ud af vinduet, mens du rejser i en bil? Hvis ja, bemærkede du, at hvis du holdt din hånd flad med tommelfingeren førende, kunne du holde dig i hånden i den position forholdsvis let med en vis indsats. Hvad sker der, hvis du drejer din hånd, så din håndflade vender mod vinden?, Det er ikke så nemt nu at holde dig hånd stadig og det kræver langt større indsats for at holde det der. Dette kan relateres til profil træk og induceret træk. tilbagetog klinge Stall for at forstå tilbagetog klinge stall er det først nødvendigt at forstå en tilstand kendt som”Dissymetri af Lift”. Overvej en helikopter, der svæver i stille luft og ved nul jordhastighed. Piloten opretholder en konstant bladhældningsvinkel med det kollektive tonehøjdestyringshåndtag, og flyet er i en konstant højde fra jorden., Luftstrømningshastigheden over det fremrykkende blad og det tilbagetrækkende blad er ens.
hvis spidsen af det fremspringende blad bevæger sig ved 300 mph, skal spidsen af det tilbagetrækkende blad også bevæge sig ved 300 mph. Hastigheden af luftstrømmen over bladet reduceres gradvist, når vi ser nærmere mod bladets rodende (mod rotornavet), da den afstand, som det observerede punkt skal bevæge sig rundt om cirklen, reduceres.,
i denne tilstand er mængden af lift, der genereres af hvert blad, den samme, fordi mængden af lift, der produceres, er en funktion af hastighed og angrebsvinkel. Men hvis helikopteren begyndte at bevæge sig fremad derefter luftstrømmen hastighed over fremrykkende bladet ville blive øget med mængden af den fremadgående hastighed som bladet bevæger sig i den modsatte retning af flyvningen.,ravelling frem på 100 miles i timen, så luftstrømmen på de fremrykkende blade tip ville være:
| Hastighed, der er fremkaldt af vingerne drejning: | 300mph |
| Plus den hastighed fra fremad flyvning: | 100 miles i timen |
| i Alt effektiv hastighed på spidsen: | 400mph |
På tilbagetog blade hastigheden er reduceret med det beløb, frem hastighed, som bladet bevæger sig i samme retning som den luftstrøm skabt ved at sende fly., Så spidsen kører nu effektivt ved 200 km / h, eller halvdelen af hastigheden på det fremadgående blad. Fra formlen for Lift er det kendt, at mængden af lift produceret varierer som kvadratet af hastighed. Fra eksemplet ovenfor betyder det, at den fremspringende klinge vil producere fire gange mere løft end den tilbagetrækkende klinge. Hvis denne situation ikke blev rettet, kunne helikopteren ikke flyve fremad i en lige linje, når der blev forsøgt fremadflyvning. (Det ville faktisk pitche næse-up, men det er en anden historie!,)
for at korrigere for dette får rotorsystemet lov til at “klappe”, hvorved den ene bladspids kan hæve sig over den anden med henvisning til rotorplanet. Den effekt, dette har, er at reducere løft på fremspringende klinge og øge løft på tilbagetrækkende klinge. Liften over begge knive udlignes derefter.
nu hvor vi forstår “Dissymetri af Lift”, kan vi se på tilbagetog klinge stall.Du vil huske, at det tilbagetrækkende blad har en lavere luftstrømshastighed end det fremadgående blad i fremadgående flyvning., Hvis vi skulle accelerere vores helikopter fra ovenstående eksempel til 300 mph, ville det fremadgående blad have en luftstrømshastighed på 600 mph, og det tilbagetrækkende blad ville være nul. For at bladet skal producere løft, skal det have en vis luftstrøm over det, så i dette tilfælde ville bladet “stå”. Stall er en tilstand, hvor der er en nedbrydning af glat laminær luftstrøm over overfladerne af en aerofoil (rotorblad).
med hvert blad ind i en stall tilstand, da det passerede ned i venstre side af helikopteren, kunne fremadgående flyvning ikke opretholdes ved denne hastighed., Før bladet faktisk stoppede, ville det producere en række hårde vibrationer kendt som “buffeting”. Når en producent fremstiller en ny helikopter, den hastighed, hvormed denne buffeting vil forekomme, fastlægges under flyvetestforsøg, og der offentliggøres efterfølgende et lavere tal, der almindeligvis kaldes VNE eller hastighed – aldrig overstige .Dette fastlægger en sikkerhedsmargin under hastigheden, hvor der kan forekomme tilbagetrækningsbøjle.
vending af luftstrømmen vending af luftstrømmen vil normalt forekomme, før klingeboden trækkes tilbage., Du vil huske, at luftstrømningshastigheden gradvist reduceres langs et blad fra at være højest ved spidsen, til lavest ved rodenden.
Hvis hastigheden er 300mph ved spidsen, er det muligt for hastigheden at være så lav som 100mph ved roden. Derfor når fremad hastigheder så lavt som 100 mph(ca. 87 Knob), er bladets rodende effektivt standset. Når der forsøges højere hastigheder, luftstrømmen over bladets rodende kan faktisk vende og rejse fra bagkanten til forkanten., Dette skyldes, at luftstrømningshastigheden produceret af fremadgående hastighed er større end den, der produceres af rotorbladene, der drejer. Tilbageførsel af luftstrømmen er kontraproduktiv til at producere løft og rotorstød.
for at reducere virkningerne af løftevariationer fra roden til spidsen af et blad vil fabrikanten enten vride bladet langs dets længde eller påføre en konisk på bladet.T .ist er reduktionen af angrebsvinklen fra roden til spidsen. Husk, at løft stiger med hastighed og angrebsvinkel?, Da spidsen bevæger sig hurtigere end roden, skal angrebsvinklen reduceres mod spidsen for at opretholde den samme mængde løft ved spidsen og rodenderne. Taper er den gradvise reduktion af bredden af et blad fra forkanten til bagkanten. En lige linje trukket fra midten af forkanten til midten af bagkanten kaldes “Akkordlinjen”. Ved at reducere akkordlinjen fra roden til spidsen er der mindre overfladeareal til rådighed for luftstrømmen til at virke for at producere løft.,
på helikoptere med højere hastighed (Westestland Lyn.) er rodenden af bladet kun et bladspar og fastgørelsesområde. Aerofoil-formen starter først flere meter ud fra rotorsystemets centrum. Dette gøres for at reducere virkningerne af tilbageførsel af luftstrømmen ved at placere den løfteproducerende overflade længere ud, hvor rotationshastigheden er højere.Luftkompressibilitet luft er en gas og er derfor i overensstemmelse med egenskaberne af en gas, nemlig evnen til at blive komprimeret., Når man studerer aerodynamik dog, luft skal også anses for at have nogle af egenskaberne af en væske. En væske har langt mindre kompressibilitet end en gas.
når luftstrømmen over et rotorblad rammer forkanten, opdeles den i to strømme, som derefter passerer over og under bladet. Ved lavere hastigheder forekommer denne opdelingshandling relativt let, hvilket kræver lidt energi. Efterhånden som hastighederne stiger, har luften, der rammer forkanten, en tendens til at blive komprimeret, før den adskilles i to strømme. Tænk på dette som slapping din hånd på en vandoverflade., Hvis du hugger din hånd i vandet, som en karate chop, kan du adskille vandet ret let. Hvis du smække din åbne hånd på vandet dog, det tager betydeligt mere kraft til at dyppe din hånd. Luftstrømmen ved forkanten er meget ens. Da luften ved forkanten gradvis komprimeres, kræver det betydeligt mere rotortryk for bladet at adskille luftstrømmen i to strømme.Cyklisk Kontrol Stick design Helikopter designere er altid at forsøge at passe mere udstyr i cockpittet på en helikopter for at tilfredsstille markedets krav., Samtidig forsøger de at minimere flyets vægt, så det kan bære og løfte mere. Ved design af pilot-og copilotarbejdsstationerne forsøger designerne at placere betjeningselementerne i en position, hvor besætningen nemt og komfortabelt kan betjene alle betjeningselementer uden overdreven rækkevidde eller strækning. Dette lægger begrænsninger på mængden af bevægelse, der er tilgængelig på den cykliske kontrolpind.,
designerne kunne indpasses arrangere kontrollerne således, at der var behov for meget små mængder stick-bevægelse til normal flyvning, men dette ville gøre kontrol i svæveren meget vanskelig, da kontrollerne ville være superfølsomme over for små input. Af denne grund er kontrollerne arrangeret således, at en rimelig kontrolbevægelse er tilgængelig, generelt 6-8 tommer stavbevægelse afhængigt af den bestemte flymodel.tilgængelig motoreffekt motorsystemet i en helikopter er forpligtet til at levere strøm til en række krav, ikke kun rotorsystemet., I rotorsystemet kræves tryk for at overvinde træk. Når hastigheden øges, trækker det også. Hvis der er mere strøm til rådighed for at overvinde træk, kan helikopteren muligvis flyve hurtigere.
resum.det kan ses, at fra disse faktorer er det meget vanskeligt for helikopterdesignere at øge en helikopters maksimale hastighed, da mange faktorer er uden for deres kontrol. Meget forskning og udvikling har fundet sted inden for områder som reduktion af træk, bedre rotorbladdesign og øget tilgængelig motoreffekt.