în paragrafele următoare, motivele pentru aceasta vor fi discutate în detaliu. Pentru a facilita explicarea, toate descrierile se vor baza pe un sistem simplu de rotor cu două lame, care se rotește în sens invers acelor de ceasornic atunci când este privit de sus. Acest lucru face ca lama avansează pe partea dreaptă a aeronavei swinging spre partea din față a elicopterului.
explicațiile vor fi păstrate în mod deliberat destul de de bază., Pentru mai avansate acolo, vă rugăm să nu trimiteți e-mail spunând că există mai mult decât a fost declarat. Cu toate acestea, comentați dacă considerați că oricare dintre explicații este fundamental greșită.
Există o serie de factori care guvernează viteza maximă de un elicopter :
Trageți În aerodinamica, drag este la forțe de tracțiune. Drag este prezent în elicoptere în două tipuri principale:
A. Parasite drag Parasite drag este forțele de tracțiune create de componentele care ies în fluxul de aer din jurul elicopterului., Deoarece această tragere se opune împingerii, reduce cantitatea de tracțiune disponibilă pentru a face elicopterul să zboare mai repede. Parasite drag include trenul de aterizare, antenele, capacele, ușile etc. Forma fuselajului va produce, de asemenea, tracțiunea parazitului. Pe elicopterele ulterioare în care producătorul a încercat să ridice viteza elicopterului, trenul de aterizare este retractabil pentru a reduce cantitatea de tracțiune parazită produsă., În general, pentru o anumită structură, valoare de parazit drag este proporțională cu viteza de o structură care trece prin aer și, prin urmare, parazit drag este un factor de limitare a vitezei.
b. profil dragProfile drag este drag produs de acțiunea paletelor rotorului fiind forțat în fluxul de aer din sens opus. Dacă o lamă a rotorului a fost tăiată în jumătate din partea din față a lamei (marginea anterioară) în partea din spate a lamei (marginea posterioară), forma rezultată atunci când se uită la secțiunea transversală este considerată a fi „profilul”lamei., Pentru ca o lamă rotor pentru a produce lift, acesta trebuie să aibă o cantitate de grosime de la pielea superioară la pielea inferioară, care se numește „camber” a lamei. În termeni generali, cu cât este mai mare camberul, cu atât este mai mare tragerea profilului. Acest lucru se datorează faptului că fluxul de aer care urmează trebuie să se separe în continuare pentru a trece peste suprafețele lamei rotorului. Profilul lamei pentru un elicopter dat a fost conceput ca un compromis între producerea unei ascensoare suficiente pentru ca elicopterul să-și îndeplinească toate rolurile și minimizarea tragerii profilului., Pentru a modifica cantitatea de ridicare produsă de sistemul rotor, unghiul de atac trebuie modificat. Pe măsură ce unghiul de atac este crescut, atunci tragerea profilului crește și ea. Aceasta este denumită în general „drag indus”, deoarece tragerea este indusă prin creșterea unghiului de atac.
v-ați blocat vreodată mâna pe fereastră în timp ce călătoriți într-o mașină? Dacă da, ați observat că, dacă ați ținut mâna plat cu degetul mare de conducere, atunci ai putea ține mâna în această poziție destul de ușor cu un efort. Ce se întâmplă dacă vă întoarceți mâna astfel încât palma dvs. să fie orientată în vânt?, Nu este la fel de ușor acum să vă păstrați mâna încă și este nevoie de mult mai mare efort să-l păstrați acolo. Acest lucru poate fi legat de profilul drag și indus drag. Retragere Lama Stand Pentru a înțelege retragere lama stand este mai întâi necesar pentru a înțelege o condiție cunoscută sub numele de”Dissymetry de Lift”. Luați în considerare un elicopter plutind în aer nemișcat și cu viteză zero la sol. Pilotul menține un unghi constant al pasului lamei cu maneta de control a pasului colectiv, iar aeronava se află la o înălțime constantă față de sol., Viteza fluxului de aer peste lama avansează și lama în retragere este egală.
În cazul în care vârful lamei avansează se deplasează la 300 mph, atunci vârful lamei în retragere trebuie să fie, de asemenea, călătoresc la 300 mph. Viteza fluxului de aer peste lamă este redusă progresiv pe măsură ce privim mai aproape de capătul rădăcinii lamei (spre butucul rotorului), deoarece distanța pe care punctul observat trebuie să o parcurgă în jurul cercului este redusă.,
în această condiție, cantitatea de ridicare generată de fiecare lamă este aceeași, deoarece cantitatea de ridicare produsă este o funcție a vitezei și a unghiului de atac. Cu toate acestea, în cazul în care elicopterul a început să avanseze, atunci viteza fluxului de aer peste lama avansează ar fi crescut cu valoarea vitezei înainte ca lama se deplasează în direcția opusă zborului.,ravelling înainte la 100 mph, atunci debitul de aer la avansarea lama sfat ar fi:
| Viteza induse de lame de cotitură: | 300mph |
| Plus viteza de zbor: | 100 mph |
| Totală efectivă a vitezei la sfat: | 400 mph |
La retragere lama viteza este redusă cu suma de viteză înainte ca lama se deplasează în aceeași direcție cu fluxul de aer creat de zbor înainte., Deci vârful este acum în mod eficient călătoresc la 200 mph, sau jumătate din viteza de lama avansează. Din Formula de ridicare, se știe că cantitatea de ridicare produsă variază în funcție de pătratul vitezei. Din exemplul de mai sus, aceasta înseamnă că lama avansează va produce de patru ori mai multă ridicare decât lama în retragere. Dacă această situație nu a fost corectată, elicopterul nu a putut zbura înainte în linie dreaptă atunci când a fost încercat zborul înainte. (Ar fi de fapt pitch nas-up, dar asta e o altă poveste!,)
pentru a corecta acest lucru, sistemul rotor este lăsat să” clapă”, prin care un vârf al lamei se poate ridica deasupra celuilalt cu referire la planul rotorului de rotație. Efectul pe care îl are acest lucru este de a reduce ridicarea pe lama care avansează și de a crește ridicarea pe lama care se retrage. Ridicarea peste ambele lame este apoi egalizată.
acum, că înțelegem „Disimetria de ridicare”, ne putem uita la retragerea standului lamei.Vă amintiți că lama care se retrage are o viteză mai mică a fluxului de aer decât lama care avansează în zborul înainte., Dacă am fost pentru a accelera elicopterul de la exemplul de mai sus pentru a 300mph, apoi avansează blade ar avea un flux de aer viteza de 600mph, și în retragere, lama ar fi zero. Pentru ca lama să producă lift, trebuie să aibă un flux de aer peste ea, astfel încât în acest caz lama să se „oprească”. Standul este o condiție în care există o defalcare a fluxului de aer laminar neted pe suprafețele unui aerofoil (lama rotorului).
cu fiecare lamă care intră într-o stare de stand, deoarece a trecut pe partea stângă a elicopterului, zborul înainte nu a putut fi menținut la această viteză., Înainte ca lama să se oprească, ar produce o serie de vibrații dure cunoscute sub numele de „lovire”. Atunci când un producător produce un elicopter nou, viteza cu care se va produce această tamponare este stabilită în timpul încercărilor de testare a zborului și ulterior este publicată o cifră mai mică, cunoscută în mod obișnuit sub numele de VNE sau Velocity – Never Exceed .Aceasta stabilește o marjă de siguranță mai mică decât viteza la care poate apărea blocarea în retragere a lamei.
inversarea fluxului de aer inversarea fluxului de aer se va produce în mod normal înainte de retragerea blocării lamei., Vă amintiți că viteza fluxului de aer este redusă progresiv de-a lungul unei lame de la cea mai mare la vârf, la cea mai mică la capătul rădăcinii.
dacă viteza este de 300 mph la vârf, este posibil ca viteza să fie la fel de mică ca 100 mph la rădăcină. Prin urmare, atunci când viteze înainte la fel de mici ca 100 mph (aprox. 87 Kts) sunt întâlnite, capătul rădăcinii lamei este blocat efectiv. Când se încearcă viteze mai mari, fluxul de aer de-a lungul capătului rădăcinii lamei se poate inversa și se poate deplasa de la marginea posterioară la marginea anterioară., Acest lucru se datorează faptului că viteza fluxului de aer produsă de viteza înainte este mai mare decât cea produsă de rotirea paletelor rotorului. Inversarea fluxului de aer este contraproductivă pentru producerea forței de ridicare și rotor.
pentru a reduce efectele variațiilor de ridicare de la rădăcină la vârful unei lame, producătorul va răsuci lama de-a lungul lungimii sale sau va aplica o conicitate lamei.Twist este reducerea unghiului de atac de la rădăcină la vârf. Amintiți-vă că ascensorul crește cu viteza și unghiul de atac?, Deoarece vârful se deplasează mai repede decât rădăcina, unghiul de atac trebuie redus spre vârf pentru a menține aceeași cantitate de ridicare la vârf și la capetele rădăcinii. Taper este reducerea treptată a lățimii unei lame de la marginea de conducere la marginea posterioară. O linie dreaptă trasată de la centrul marginii de conducere până la centrul marginii posterioare se numește „linie de coardă”. Prin reducerea liniei de coardă de la rădăcină la vârf, este disponibilă o suprafață mai mică pentru ca fluxul de aer să acționeze pentru a produce ridicare.,
La elicopterele cu viteză mai mare (Westland Lynx), capătul rădăcinii lamei este doar o zonă de spărtură a lamei și de atașare. Forma aerofoilului nu pornește decât la câțiva metri de centrul sistemului rotor. Acest lucru se face pentru a reduce efectele inversării fluxului de aer prin plasarea suprafeței producătoare de ascensor mai departe, unde viteza de rotație este mai mare.compresibilitatea aerului Aerul este un gaz și, prin urmare, este conform cu proprietățile unui gaz, și anume capacitatea de a fi comprimat., Cu toate acestea, atunci când studiază aerodinamica, aerul trebuie, de asemenea, considerat a avea unele dintre proprietățile unui fluid. Un fluid are o compresibilitate mult mai mică decât un gaz.
când fluxul de aer peste o lamă de rotor lovește marginea de conducere, acesta este împărțit în două fluxuri, care apoi trec deasupra și dedesubtul lamei. La viteze mai mici, această acțiune de divizare are loc relativ ușor, necesitând puțină energie. Pe măsură ce vitezele cresc, aerul care lovește marginea anterioară tinde să fie comprimat înainte de a se separa în două fluxuri. Gândește-te la asta ca la o palmă pe o suprafață de apă., Dacă vă tăiați mâna în apă, ca un cotlet de karate, puteți separa apa destul de ușor. Dacă palmă mâna deschisă pe apă cu toate acestea, este nevoie de mult mai multă forță pentru a scufunda mâna. Fluxul de aer de la marginea de conducere este foarte similar. Pe măsură ce aerul de la marginea anterioară este comprimat progresiv, este nevoie de o tracțiune a rotorului considerabil mai mare pentru ca lama să separe fluxul de aer în două fluxuri.ciclic de control Stick Design designeri elicopter sunt pentru totdeauna încercarea de a se potrivi Mai multe echipamente în cabina de pilotaj de un elicopter pentru a satisface cerințele pieței., În același timp, ei încearcă să reducă la minimum greutatea aeronavei, astfel încât să poată transporta și ridica mai mult. La proiectarea stațiilor de lucru pilot și copilots, proiectanții încearcă să plaseze comenzile într-o poziție în care echipajul să poată opera ușor și confortabil toate comenzile fără a ajunge sau întinde excesiv. Acest lucru plasează limitări privind cantitatea de mișcare disponibilă la stick-ul de control ciclic.,
designerii ar putea aranja practic controalele astfel încât cantități foarte mici de mișcare stick au fost necesare pentru zbor normal, dar acest lucru ar face controlul în hover foarte dificil ca controalele ar fi foarte sensibile la intrări mici. Din acest motiv, controalele sunt aranjate astfel încât o mișcare de control rezonabil este disponibil, în general, 6-8 inci de mișcare stick în funcție de modelul de aeronavă special.puterea disponibilă a motorului sistemul motor dintr-un elicopter este necesar pentru a furniza energie pentru o serie de cerințe, nu numai pentru sistemul rotor., În sistemul rotorului, forța de tracțiune este necesară pentru a depăși tracțiunea. Pe măsură ce viteza este crescută, la fel și trageți. Dacă este disponibilă mai multă putere pentru a depăși tracțiunea, atunci elicopterul poate zbura mai repede.
rezumat se poate observa că din acești factori este foarte dificil pentru proiectanții de elicoptere să crească viteza maximă a unui elicopter, deoarece mulți factori sunt în afara controlului lor. O mare parte de cercetare și dezvoltare a avut loc în domenii cum ar fi reducerea drag, modele mai bune palete rotor și creșterea puterii motorului disponibile.