in de volgende paragrafen zullen de redenen hiervoor in detail worden besproken. Voor het gemak van uitleg, alle beschrijvingen zullen worden gebaseerd op een eenvoudige twee blads rotor systeem , dat draait tegen de klok in wanneer bekeken van bovenaf. Dit zorgt ervoor dat het oprukkende blad aan de rechterkant van het toestel naar de voorkant van de helikopter zwaait.
De verklaringen zullen bewust vrij basisch worden gehouden., Voor de meer geavanceerde die er zijn, stuur dan geen e-mail te zeggen dat er meer aan de hand is dan is vermeld. Echter, commentaar als u van mening bent dat een van de verklaringen fundamenteel verkeerd zijn.
er zijn een aantal factoren die de maximale snelheid van een helikopter bepalen :
weerstand in de aerodynamica is weerstand de tegengestelde stuwkracht. Drag is aanwezig in helikopters in twee hoofdtypen:
A. parasiet drag parasiet drag is de sleepkrachten die worden gecreëerd door de componenten die uitsteken in de luchtstroom rond de helikopter., Omdat deze weerstand tegen stuwkracht is vermindert het de hoeveelheid beschikbare stuwkracht om de helikopter sneller te laten vliegen. Parasiet slepen omvat het landingsgestel, antennes, kapjes, deuren, enz. De vorm van de romp produceert ook parasietweerstand. Op latere helikopters waar de fabrikant heeft geprobeerd om de snelheid van de helikopter te verhogen, is het landingsgestel intrekbaar om de hoeveelheid parasietweerstand te verminderen., In het algemeen is voor een bepaalde structuur de hoeveelheid parasietweerstand evenredig met de snelheid die de structuur door de lucht passeert en daarom is parasietweerstand een beperkende factor voor de luchtsnelheid.
B. profiel dragProfile drag is de weerstand die wordt geproduceerd door de werking van de rotorbladen die in de aankomende luchtstroom worden gedwongen. Als een rotorblad in tweeën is gesneden van de voorkant van het blad (leading edge) naar de achterkant van het blad (trailing edge), wordt de resulterende vorm bij het kijken naar de dwarsdoorsnede beschouwd als het blad “profiel”., Voor een rotorblad om lift te produceren, moet het een hoeveelheid dikte hebben van de bovenste huid naar de onderste huid, die de “camber” van het blad wordt genoemd. In algemene termen hoe groter de camber, hoe groter de profielweerstand. Dit komt omdat de aankomende luchtstroom verder moet scheiden om over de oppervlakken van het rotorblad te gaan. Het bladprofiel voor een bepaalde helikopter is ontworpen als een compromis tussen het produceren van voldoende lift voor de helikopter om al zijn rollen te vervullen, en het minimaliseren van profielweerstand., Om de door het rotorsysteem geproduceerde hoeveelheid lift te wijzigen, moet de aanvalshoek worden gewijzigd. Naarmate de aanvalshoek wordt verhoogd, neemt ook de profielweerstand toe. Dit wordt meestal aangeduid als” geïnduceerde weerstand”, omdat de weerstand wordt veroorzaakt door het verhogen van de hoek van de aanval.hebt u ooit uw hand uit het raam gestoken terwijl u in een auto reed? Als dat zo is, heb je gemerkt dat als je hield je hand plat met je duim leiden dan kon je je hand te houden in die positie vrij gemakkelijk met enige inspanning. Wat gebeurt er als je je hand zo draait dat je palm in de wind staat?, Het is nu niet zo gemakkelijk om jullie hand stil te houden en het vereist veel grotere inspanning om het daar te houden. Dit kan worden gerelateerd aan profiel slepen en geïnduceerde slepen. Retraining Blade Stall om de retraining blade stall te begrijpen is het eerst noodzakelijk om een aandoening te begrijpen die bekend staat als”Dissymetrie van Lift”. Beschouw een helikopter zweven in stilstaande lucht en op nul grondsnelheid. De piloot handhaaft een constante Blade pitch hoek met de collectieve pitch control hendel en het vliegtuig is op een constante hoogte van de grond., De luchtstroomsnelheid over het oprukkende blad en het terugtrekkende blad is gelijk.
als het uiteinde van het oprukkende blad bij 300mph beweegt, moet het uiteinde van het terugtrekkende blad ook bij 300mph bewegen. De snelheid van de luchtstroom over het blad wordt geleidelijk verminderd als we dichter naar het worteluiteinde van het blad kijken (naar de rotornaaf) als de afstand die het waargenomen punt om de cirkel moet reizen wordt verminderd.,
In deze toestand is de hoeveelheid lift die door elk blad wordt gegenereerd hetzelfde, omdat de hoeveelheid lift die wordt gegenereerd een functie is van snelheid en aanvalshoek. Echter, als de helikopter begon te bewegen naar voren dan de luchtstroom snelheid over het oprukkende blad zou worden verhoogd met de hoeveelheid van de voorwaartse snelheid als het blad beweegt in de tegenovergestelde richting van de vlucht.,ravelling vooruit op 100 mph, dan wordt de luchtstroom aan de oprukkende mes tip zou zijn:
| Snelheid veroorzaakt door de messen draaien: | 300mph |
| Plus de snelheid van de voorwaartse vlucht: | 100 mph |
| Totale effectieve snelheid op de tip: | 400mph |
Op de terugtrekkende mes de snelheid wordt verminderd met het bedrag van de voorwaartse snelheid als het bovenmes te reizen in de richting van de luchtstroom gecreëerd door voorwaartse vlucht., Dus de tip is nu effectief reizen op 200mph, of de helft van de snelheid van het oprukkende blad. Uit de formule voor Lift is bekend dat de hoeveelheid lift die wordt geproduceerd varieert als het kwadraat van de snelheid. Uit het voorbeeld hierboven betekent dit dat het oprukkende blad vier keer meer lift zal produceren dan het terugtrekkende blad. Als deze situatie niet werd gecorrigeerd, kon de helikopter niet vooruit vliegen in een rechte lijn wanneer vooruitvlucht werd geprobeerd. (Het zou eigenlijk pitch neus-up, maar dat is een ander verhaal!,)
om dit te corrigeren mag het rotorsysteem “flappen” waarbij de ene punt van het blad boven de andere kan uitstijgen ten opzichte van het rotorvlak. Het effect hiervan is het verminderen van de lift op het oprukkende blad en het verhogen van de lift op het terugtrekkende blad. De lift over beide bladen wordt dan geëgaliseerd.nu we “Dissymetrie van Lift” begrijpen, kunnen we kijken naar terugtrekkende bladkraam.U zult zich herinneren dat het terugtrekkende blad een lagere luchtstroomsnelheid heeft dan het oprukkende blad in voorwaartse vlucht., Als we onze helikopter zouden versnellen van bovenstaand voorbeeld naar 300mph, dan zou het oprukkende blad een luchtstroomsnelheid van 600mph hebben, en het terugtrekkende blad zou nul zijn. Voor het blad om lift te produceren moet er wat luchtstroom over het, dus in dit geval het blad zou “kraam”. Stall is een aandoening waarbij er sprake is van een afbraak van gladde laminaire luchtstroom over de oppervlakken van een vleugels (rotorblad).
Met elk blad dat in een stalconditie kwam toen het aan de linkerkant van de helikopter werd doorgegeven, kon de voorwaartse vlucht niet op deze snelheid worden gehandhaafd., Voordat het lemmet stopte, zou het een reeks harde trillingen produceren, bekend als “buffeting”. Wanneer een fabrikant een nieuwe helikopter produceert, wordt de snelheid waarmee deze buffering zal plaatsvinden vastgesteld tijdens testvluchten en wordt vervolgens een lager cijfer gepubliceerd dat algemeen bekend staat als VNE of Velocity – Never Exceed .Dit zorgt voor een veiligheidsmarge onder de snelheid waar zich terugtrekkende bladkraam kan voordoen.
Airflow Reversal Airflow Reversal zal normaal plaatsvinden voordat de blade stall zich terugtrekt., U zult zich herinneren dat de luchtstroomsnelheid geleidelijk wordt verminderd langs een blad van het hoogste aan het uiteinde, tot het laagste aan het worteluiteinde.
als de snelheid 300mph aan de punt is, is het mogelijk dat de snelheid zo laag is als 100mph aan de wortel. Daarom bij voorwaartse snelheden zo laag als 100mph (CA. 87 Kts) worden aangetroffen, het worteluiteinde van het blad is effectief geblokkeerd. Wanneer hogere snelheden worden geprobeerd, kan de luchtstroom over het worteluiteinde van het blad daadwerkelijk omkeren en van de achterrand naar de voorrand reizen., Dit komt omdat de luchtstroomsnelheid die door de voorwaartse snelheid wordt geproduceerd groter is dan die wordt geproduceerd door de draaiende rotorbladen. Luchtstroomomkering is contraproductief voor het produceren van lift en rotor stuwkracht.
om de effecten van liftvariaties van de wortel tot de punt van een blad te verminderen, zal de fabrikant het blad over zijn lengte draaien of een spits op het blad aanbrengen.Twist is de reductie van de aanvalshoek van de wortel tot de punt. Weet je nog dat de lift toeneemt met de snelheid en de hoek van de aanval?, Omdat de punt sneller dan de wortel reist, moet de hoek van aanval naar de punt worden verminderd om dezelfde hoeveelheid lift aan de punt en de worteluiteinden te behouden. Taper is de geleidelijke reductie van de breedte van een blad van de voorrand naar de achterrand. Een rechte lijn van het midden van de voorrand naar het midden van de achterrand wordt de “Akkoordlijn”genoemd. Door de snaarlijn van de wortel naar de punt te verminderen, is er minder oppervlakte beschikbaar voor de luchtstroom om op te werken om lift te produceren., bij helikopters met hogere snelheid (Westland Lynx) is het worteluiteinde van het blad alleen een lemmet en bevestigingsgebied. De vleugels beginnen pas enkele meters van het midden van het rotorsysteem. Dit wordt gedaan om de effecten van luchtstroomomkering te verminderen door het liftproducerende oppervlak verder uit te plaatsen waar de rotatiesnelheid hoger is.lucht samendrukbaarheid lucht is een gas en voldoet daarom aan de eigenschappen van een gas, namelijk het vermogen om te worden gecomprimeerd., Bij het bestuderen van aerodynamica echter, lucht moet ook worden beschouwd als een aantal van de eigenschappen van een vloeistof. Een vloeistof heeft veel minder samendrukbaarheid dan een gas.
wanneer de luchtstroom over een rotorblad de voorrand raakt, wordt het gesplitst in twee stromen, die dan boven en onder het blad passeren. Bij lagere snelheden treedt deze splitsingsactie relatief gemakkelijk op waarbij weinig energie nodig is. Naarmate de snelheid toeneemt, wordt de lucht die de voorrand raakt meestal gecomprimeerd alvorens zich in twee stromen te scheiden. Zie dit als je hand op een wateroppervlak slaan., Als je je hand in het water hakt, zoals een karate-chop, kun je het water vrij gemakkelijk scheiden. Als je echter met je open hand op het water slaat, is er aanzienlijk meer kracht nodig om je hand onder te dompelen. De luchtstroom aan de voorrand is zeer vergelijkbaar. Aangezien de lucht aan de voorrand geleidelijk gecomprimeerd wordt, heeft het blad aanzienlijk meer rotorkracht nodig om de luchtstroom in twee stromen te scheiden.Cyclic Control Stick design helikopter ontwerpers proberen altijd om meer apparatuur in de cockpit van een helikopter te passen om te voldoen aan de vraag van de markt., Tegelijkertijd proberen ze het gewicht van het vliegtuig te minimaliseren, zodat het meer kan dragen en tillen. Bij het ontwerpen van de pilot-en copilootwerkstations proberen de ontwerpers de bedieningselementen in een positie te plaatsen waar de bemanning alle bedieningselementen gemakkelijk en comfortabel kan bedienen zonder overmatig reiken of strekken. Dit beperkt de hoeveelheid beweging die beschikbaar is op de cyclic control stick., de ontwerpers konden de bedieningselementen gemakkelijk zo regelen dat zeer kleine hoeveelheden stokbewegingen nodig waren voor een normale vlucht, maar dit zou de controle in de hover zeer moeilijk maken omdat de bedieningselementen supergevoelig zouden zijn voor kleine ingangen. Om deze reden zijn de bedieningselementen zo ingericht dat een redelijke controlebeweging beschikbaar is, over het algemeen 6-8 inch stokbeweging afhankelijk van het specifieke vliegtuigmodel.beschikbaar motorvermogen het motorsysteem in een helikopter moet vermogen leveren voor een reeks eisen, niet alleen voor het rotorsysteem., In het rotorsysteem is stuwkracht nodig om weerstand te overwinnen. Naarmate de snelheid toeneemt, neemt ook de weerstand toe. Als er meer vermogen beschikbaar is om weerstand te overwinnen, dan kan de helikopter mogelijk sneller vliegen.uit deze factoren kan worden afgeleid dat het voor helikopterontwerpers zeer moeilijk is om de maximale snelheid van een helikopter te verhogen, aangezien veel factoren buiten hun controle liggen. Veel onderzoek en ontwikkeling heeft plaatsgevonden op gebieden zoals het verminderen van de weerstand, betere rotor blade ontwerpen en het verhogen van het beschikbare motorvermogen.