以下の段落では、この理由について詳細に説明します。 説明を容易にするために、すべての説明は、上から見たときに反時計回りに回転する単純な二つのブレードロータシステムに基づいています。 これにより、航空機の右側の前進ブレードがヘリコプターの前面に向かって揺れるようになります。
説明は意図的にかなり基本的に保たれます。, そこに高度のために、示されたよりそれに多くがあることを言う電子メールを送らないで下さい。 ただし、コメントについて考えただけでは説明は根本的に間違っています。
ヘリコプターの最高速度を支配するいくつかの要因があります。
ドラッグ空気力学では、ドラッグは推力に反対する力です。 寄生虫ドラッグ寄生虫ドラッグは、ヘリコプターの周りの空気の流れに突出するコンポーネントによって作成された抗力です。, この抗力は推力に反対しているので、ヘリコプターをより速く飛ばすために利用可能な推力の量を減らしています。 寄生虫の抗力は着陸装置、アンテナ、カウリング、ドア、等を含んでいる。 胴体の形状はまた、寄生虫のドラッグを生成します。 メーカーがヘリコプターの速度を上げようとした後のヘリコプターでは、着陸装置は引き込み式であり、生成される寄生虫の抗力の量を減らす。, 一般に、所与の構造に対して、寄生虫抗力の量は、構造が空気を通過している速度に比例し、したがって、寄生虫抗力は対気速度の制限要因である。
B.プロファイルドラッグプロファイルドラッグは、ローターブレードの作用によって生成される抗力であり、対向車の気流に強制される。 ローターブレードをブレードの前部(前縁)からブレードの後部(後縁)まで半分に切断した場合、断面を見たときに得られる形状はブレード”プロファイル”であると考え, ローターブレードが揚力を発生させるためには、ブレードの”キャンバー”と呼ばれる上部スキンから下部スキンまでの厚さが必要です。 一般規約により、キャンバーのプロフィールド. これは、対向する気流が回転翼の表面上を通過するためにさらに分離しなければならないためである。 ある特定のヘリコプターのための刃のプロフィールは役割すべてを達成するヘリコプターのための十分な上昇を作り出すこととプロフィールの抗力を, ローターシステムによって生成される揚力の量を変更するには、迎え角を変更する必要があります。 迎え角が増加するにつれて、プロファイルドラッグも増加します。 これは、抗力が迎え角を増加させることによって誘導されるので、一般に”誘導抗力”と呼ばれる。
車の中で旅行中に窓から手を差し出したことはありますか? もしそうなら、あなたが親指をリードして手を平らに保った場合、あなたはいくつかの努力でかなり簡単にその位置に手を保つことができることに気 あなたの手のひらが風に向いているように手を回すとどうなりますか?, それはまだ手を保つために今として簡単ではないし、それをそこに保つためにはるかに大きな努力が必要です。 これは、プロファイル抗力および誘導抗力に関連し得る。
後退ブレードストール後退ブレードストールを理解するには、まず”揚力の不感測定”として知られている状態を理解する必要があります。 が考えらヘリコプターの推移だ空気ゼロの地盤高速になります。 パイロットは、集合ピッチコントロールレバーで一定のブレードピッチ角を維持しており、航空機は地面から一定の高さにあります。, 前進刃および後退の刃上の気流の速度は等しいです。
前進ブレードの先端が300mphで移動している場合、後退ブレードの先端も300mphで移動している必要があります。 観測点が円の周りを移動しなければならない距離が減少するにつれて、ブレード上の気流の速度は、ブレードの根端(ローターハブに向かって)に近づくにつれて徐々に減少する。,
この状態では、各ブレードによって生成される揚力の量は、生成される揚力の量が速度と迎え角の関数であるため、同じである。 しかし、ヘリコプターが前進し始めた場合、前進ブレード上の気流速度は、ブレードが飛行と反対方向に移動しているため、前進速度の量だけ増加する。,100mphで前方にravelling、その後、前進ブレード先端の気流は次のようになります:
ブレードの回転によって誘導される速度: | 300mph |
プラス前方飛行からの速度: | 100mph |
先端の総有効速度: | 400mph |
後退ブレードでは、ブレードが前方飛行によって作成された気流と同じ方向に移動しているため、速度は前方速度の量だけ減少する。, したがって、先端は200mph、または前進ブレードの半分の速度で効果的に移動しています。 揚力の公式から、生成される揚力の量は速度の二乗として変化することが知られている。 上記の例から、これは前進ブレードが後退ブレードよりも四倍多くの揚力を生成することを意味します。 この状況が修正されなかった場合、ヘリコプターは前方飛行を試みたときに直線で前方に飛ぶことができませんでした。 (それは実際に鼻を上げるだろうが、それは別の話です!,)
これを修正するために、ロータシステムは、一方のブレード先端が回転のロータ平面を基準にして他方の上に上昇することにより、”フラップ”することが許 これが持っている効果は前進刃の上昇を減らし、後退の刃の上昇を高めることです。 両方の刃を渡る上昇はそれから同等になる。
“揚力の不調和”がわかったので、後退するブレードストールを見ることができます。後退の刃に前方飛行で前進刃より低い気流の速度があることをリコールする。, 上記の例から300mphまでヘリコプターを加速すると、前進ブレードの気流速度は600mphになり、後退ブレードはゼロになります。 揚力を発生させる刃のためにそれはそれ上の気流を持たなければなりません従ってこの場合刃は”停止します”。 失速は、エアロフォイル(ローターブレード)の表面上に滑らかな層流の故障がある状態です。
各ブレードがヘリコプターの左側を通過したときに失速状態に入ったため、この速度では前方飛行が維持できなかった。, ブレードが実際に停止する前に、”バフェット”として知られている一連の過酷な振動を生成します。 製造業者が新しいヘリコプターを作り出すとき、この緩衝が起こる速度は飛行テスト試験の間に確立され、一般にVNEか速度として知られているより低い図は続いて出版されます-決して超過しません。これは後退の刃の停止が起こるかもしれない速度の下で安全差益を確立する。
エアフロー反転エアフロー反転は、通常、ブレードストールを後退する前に発生します。, 気流の速度が先端で最も高いことからの根の端に最も低いことに刃に沿って漸進的に減ることをリコールする。
先端で速度が300mphであれば、根元で速度が100mphと低くなることが可能です。 従って時100mph低い前方速度(およそ。 87Kts)が遭遇し、ブレードの根端が効果的に停止する。 より高い速度が試みられるとき、刃の根の端を渡る気流はトレーリングエッジからリーディングエッジに実際に逆転し、移動できます。, これは、前方速度によって生成される気流速度が、回転翼の旋回によって生成される気流速度よりも大きいためである。 気流の逆転は上昇および回転子推圧の作成に逆効果である。
ブレードの根元から先端までの揚力変動の影響を減らすために、製造業者はブレードをその長さに沿ってねじるか、またはブレードにテーパーを適用する。ツイストは、根元から先端までの迎え角の減少です。 揚力は速度と迎え角と共に増加することを覚えていますか?, 先端は根より速く移動しているので、先端および根の端で同じ量の揚力を維持するために先端の方に迎え角を減らされなければならない。 先を細くすることはリーディングエッジからのトレーリングエッジへの刃の幅の漸進的な減少です。 リーディングエッジの中心からトレーリングエッジの中心に引かれる直線は”コードライン”と呼ばれます。 根からの先端へのコードラインの減少によって、より少ない表面積は気流が上昇を作り出すために機能することができるように利用できる。,
高速ヘリコプター(ウェストランドリンクス)では、ブレードの根元はブレードスパーと取り付けエリアのみです。 Aerofoilの形は回転子システムの中心からの複数のフィートまで始まらない。 これは回転速度がより高いところに上昇作成の表面を更に置くことによって気流の逆転の効果を減らすためにされる。
空気圧縮性空気はガスであり、したがって、ガスの特性、すなわち圧縮される能力に準拠しています。, しかし、空気力学を研究するとき、空気はまた、流体の特性のいくつかを有すると考えられなければならない。 流体は気体よりもはるかに圧縮性が低い。
ローターブレード上の気流が前縁に当たると、それは二つの流れに分割され、それがブレードの上下を通過する。 低速では、この分裂の行為は比較的容易に少しエネルギーを要求する起こる。 速度が上がるにつれて、前縁に当たる空気は、二つの流れに分離する前に圧縮される傾向があります。 これについて水表面にあなたの手を平手打ちとして考えなさい。, 空手のチョップのように手を水に切ると、水をかなり簡単に分けることができます。 しかし、開いた手を水の上に叩くと、手を水没させるのにかなりの力がかかります。 リーディングエッジの気流は非常によく似ています。 リーディングエッジの空気が漸進的に圧縮されると同時に、翼が二つの流れに気流を分けることができるようにかなりより多くの回転子の推圧を要
循環制御スティックデザインヘリコプターの設計者は永遠に市場の需要を満たすためにヘリコプターのコックピットに多くの機, 同時に、彼らは航空機の重量を最小限に抑えて、より多くを運んで持ち上げることができるようにしようとしています。 操縦士および副操縦士ワークステーションを設計するときデザイナーは乗組員が容易そして楽に余分な達するか、または伸びないですべての制御を作動 これは循環制御棒で利用できる動きの量に限定を置く。,
設計者は、通常の飛行には非常に少量のスティック移動が必要となるようにコントロールを配置することができましたが、これはコントロールが小さな入力に対して非常に敏感であるため、ホバーでの制御を非常に困難にするでしょう。 従って、制御は適度な制御動きが利用できるように、特定の航空機モデルによって棒の動きの一般に6-8インチ整理される。
利用可能なエンジンパワーヘリコプターのエンジンシステムは、ローターシステムだけでなく、さまざまな要求に電力を供給するために必, ロータシステムでは、抗力を克服するために推力が必要です。 速度が上がるにつれて、ドラッグも上がります。 場合により克服しながらドラッグ、そして潜在的にはヘリコプター飛行可能になります。
概要これらの要因から、ヘリコプター設計者がヘリコプターの最高速度を上げることは非常に困難であり、多くの要因が制御できないことがわかります。 多くの研究開発は抗力を減らし、よりよい回転翼の設計および利用できるエンジン力を高めることのような区域で起こった。