In den folgenden Absätzen werden die Gründe dafür ausführlich besprochen. Zur Vereinfachung der Erklärung basieren alle Beschreibungen auf einem einfachen zweiflügeligen Rotorsystem , das sich von oben gegen den Uhrzeigersinn dreht. Dadurch schwingt das vorrückende Blatt auf der rechten Seite des Flugzeugs zur Vorderseite des Hubschraubers hin.
Die Erklärungen werden bewusst ziemlich einfach gehalten werden., Für die fortgeschrittenen gibt, bitte nicht zu senden e-mail sagen, dass es mehr als angegeben. Kommentieren Sie jedoch, wenn Sie der Ansicht sind, dass eine der Erklärungen grundsätzlich falsch ist.
Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die maximale Geschwindigkeit eines Hubschraubers bestimmen: 
Drag In Aerodynamik, drag ist die Kraft gegen Schub. Drag ist in Hubschraubern in zwei Haupttypen vorhanden:
a. Parasite drag Parasite Drag ist die Schleppkräfte, die durch die Komponenten erzeugt werden, die in den Luftstrom um den Hubschrauber herumragen., Da dieser Widerstand dem Schub entgegengesetzt ist, reduziert er den verfügbaren Schub, um den Hubschrauber schneller fliegen zu lassen. Parasite Drag umfasst das Fahrwerk, Antennen, cowlings, Türen, etc. Die Form des Rumpfes erzeugt auch Parasitenwiderstand. Bei späteren Hubschraubern, bei denen der Hersteller versucht hat, die Geschwindigkeit des Hubschraubers zu erhöhen, ist das Fahrwerk einziehbar, um den erzeugten Parasitenwiderstand zu reduzieren., Im Allgemeinen ist für eine gegebene Struktur die Menge an Parasitenwiderstand proportional zu der Geschwindigkeit, mit der die Struktur durch die Luft strömt, und daher ist Parasitenwiderstand ein limitierender Faktor für die Fluggeschwindigkeit.
b. Profil dragProfile drag ist der Widerstand, der durch die Wirkung der Rotorblätter erzeugt wird, die in den entgegenkommenden Luftstrom gedrückt werden. Wenn ein Rotorblatt von der Vorderseite des Blattes (Vorderkante) bis zur Rückseite des Blattes (Hinterkante) halbiert wurde, wird die resultierende Form beim Betrachten des Querschnitts als das Blatt „Profil“betrachtet., Damit ein Rotorblatt Auftrieb erzeugen kann, muss es eine Dicke von der oberen zur unteren Haut haben, die als „Sturz“ der Klinge bezeichnet wird. Im Allgemeinen ist der Profilwiderstand umso größer, je größer der Sturz ist. Dies liegt daran, dass sich der entgegenkommende Luftstrom weiter trennen muss, um über die Oberflächen des Rotorblattes zu gelangen. Das Klingenprofil für einen bestimmten Hubschrauber wurde als Kompromiss zwischen der Erzeugung eines ausreichenden Auftriebs für den Hubschrauber, um alle seine Rollen zu erfüllen, und der Minimierung des Profilwiderstands entwickelt., Um die vom Rotorsystem erzeugte Auftriebsmenge zu ändern, muss der Anstellwinkel geändert werden. Wenn der Anstellwinkel erhöht wird, erhöht sich auch der Profilwiderstand. Dies wird allgemein als „induzierter Widerstand“ bezeichnet, da der Widerstand durch Erhöhen des Anstellwinkels induziert wird.
Haben Sie jemals stecken Sie Ihre hand aus dem Fenster während der Fahrt in einem Auto? Wenn ja, haben Sie bemerkt, dass, wenn Sie Ihre Hand flach mit dem Daumen halten, dann könnten Sie Ihre Hand in dieser Position ziemlich leicht mit etwas Mühe halten. Was passiert, wenn Sie Ihre Hand so drehen, dass Ihre Handfläche in den Wind zeigt?, Es ist jetzt nicht so einfach, Ihre Hand still zu halten, und es erfordert viel größere Anstrengungen, um sie dort zu halten. Dies kann mit Profilziehen und induziertem Ziehen zusammenhängen. Zurückziehender Klingenstand Um den zurückziehenden Klingenstand zu verstehen, muss zunächst ein Zustand verstanden werden, der als“Dissymetrie des Auftriebs“ bekannt ist. Betrachten Sie einen Hubschrauber, der in stiller Luft und bei null Bodengeschwindigkeit schwebt. Der Pilot behält einen konstanten Blattneigungswinkel mit dem kollektiven Pitch-Steuerhebel bei und das Flugzeug befindet sich auf einer konstanten Höhe vom Boden., Die Luftströmungsgeschwindigkeit über die vorrückende Klinge und die zurückziehende Klinge ist gleich.
Wenn sich die Spitze der vorrückenden Klinge mit 300mph bewegt, muss auch die Spitze der sich zurückziehenden Klinge mit 300mph reisen. Die Geschwindigkeit des Luftstroms über das Blatt wird schrittweise verringert, wenn wir näher zum Wurzelende des Blattes (zur Rotornabe) schauen, da der Abstand, den der beobachtete Punkt um den Kreis herum zurücklegen muss, verringert wird.,
In diesem Zustand ist die Menge des Auftriebs, der von jeder Klinge erzeugt wird, gleich, da die Menge des erzeugten Auftriebs eine Funktion der Geschwindigkeit und des Anstellwinkels ist. Wenn sich der Hubschrauber jedoch vorwärts bewegt, würde die Luftströmungsgeschwindigkeit über dem vorrückenden Blatt um den Betrag der Vorwärtsgeschwindigkeit erhöht, da sich das Blatt in die entgegengesetzte Richtung zum Flug bewegt.,raveling vorwärts bei 100mph, dann die luftstrom an der fortschreitende klinge spitze wäre:
Bei der sich zurückziehenden Klinge verringert sich die Geschwindigkeit um die Vorwärtsgeschwindigkeit, da die Klinge in die gleiche Richtung wie der durch den Vorwärtsflug erzeugte Luftstrom fährt., So bewegt sich die Spitze jetzt effektiv mit 200mph oder der halben Geschwindigkeit der vorrückenden Klinge. Aus der Formel für den Auftrieb ist bekannt, dass die Menge des erzeugten Auftriebs als das Quadrat der Geschwindigkeit variiert. Aus dem obigen Beispiel bedeutet dies, dass die vorrückende Klinge viermal mehr Auftrieb erzeugt als die sich zurückziehende Klinge. Wenn diese Situation nicht korrigiert wurde, konnte der Hubschrauber beim Vorwärtsflug nicht geradlinig vorwärts fliegen. (Es würde tatsächlich Nase aufschlagen, aber das ist eine andere Geschichte!,)
Um dies zu korrigieren, darf das Rotorsystem „klappen“, wobei eine Schaufelspitze in Bezug auf die Rotorebene der Rotation über die andere steigen kann. Der Effekt, den dies hat, ist, den Auftrieb auf der vorrückenden Klinge zu reduzieren und den Auftrieb auf der sich zurückziehenden Klinge zu erhöhen. Der Auftrieb über beide Flügel wird dann ausgeglichen.
Jetzt, wo wir „Dissymetrie des Aufzugs“ verstehen, können wir uns zurückziehenden Klingenstand ansehen.Sie werden sich daran erinnern, dass die sich zurückziehende Klinge im Vorwärtsflug eine geringere Luftströmungsgeschwindigkeit hat als die vorrückende Klinge., Wenn wir unseren Hubschrauber aus dem obigen Beispiel auf 300mph beschleunigen würden, hätte die vorrückende Klinge eine Luftströmungsgeschwindigkeit von 600mph und die sich zurückziehende Klinge wäre Null. Damit die Klinge Auftrieb erzeugen kann, muss sie etwas Luftstrom darüber haben, damit die Klinge in diesem Fall „stehen bleibt“. Stall ist ein Zustand, bei dem ein glatter laminarer Luftstrom über die Oberflächen eines Aerofoils (Rotorblatt) unterbrochen wird.
Mit jeder Klinge, die in einen Stallzustand eintritt, als sie die linke Seite des Hubschraubers hinunterging, konnte der Vorwärtsflug nicht mit dieser Geschwindigkeit aufrechterhalten werden., Bevor die Klinge tatsächlich ins Stocken geriet, würde sie eine Reihe von harten Vibrationen erzeugen, die als „Pufferung“bekannt sind. Wenn ein Hersteller einen neuen Hubschrauber herstellt, wird die Geschwindigkeit, mit der diese Pufferung auftritt, während Flugtestversuchen festgelegt und anschließend eine niedrigere Zahl veröffentlicht, die allgemein als VNE oder Velocity bekannt ist – Niemals überschreiten .Dadurch wird ein Sicherheitsabstand unterhalb der Geschwindigkeit festgelegt, bei der ein zurückziehender Klingenstand auftreten kann.
Luftstrom Umkehrung Luftstrom Umkehr wird in der regel auftreten vor rückzug klinge stall., Sie werden sich daran erinnern, dass die Luftströmungsgeschwindigkeit entlang einer Klinge schrittweise von der höchsten an der Spitze auf die niedrigste am Wurzelende reduziert wird.
Wenn die Geschwindigkeit an der Spitze 300mph beträgt, ist es möglich, dass die Geschwindigkeit an der Wurzel so niedrig wie 100mph ist. Daher, wenn vorwärts geschwindigkeiten so niedrig wie 100mph(ca. 87 Kts) angetroffen werden, ist das Wurzelende der Klinge effektiv ins Stocken geraten. Wenn höhere Geschwindigkeiten versucht werden, kann sich der Luftstrom über das Wurzelende der Klinge tatsächlich umkehren und von der Hinterkante zur Vorderkante wandern., Dies liegt daran, dass die durch die Vorwärtsgeschwindigkeit erzeugte Luftströmungsgeschwindigkeit größer ist als die, die durch Drehen der Rotorblätter erzeugt wird. Die Umkehrung des Luftstroms ist kontraproduktiv zur Erzeugung von Auftrieb und Rotorschub.
Um die Auswirkungen von Hubschwankungen von der Wurzel bis zur Spitze einer Klinge zu reduzieren, wird der Hersteller entweder die Klinge entlang ihrer Länge drehen oder eine Verjüngung auf die Klinge auftragen.Twist ist die Verringerung des Anstellwinkels von der Wurzel bis zur Spitze. Denken Sie daran, dass der Auftrieb mit der Geschwindigkeit und dem Anstellwinkel zunimmt?, Da sich die Spitze schneller bewegt als die Wurzel, muss der Anstellwinkel zur Spitze hin verringert werden, um den gleichen Auftrieb an der Spitze und den Wurzelenden aufrechtzuerhalten. Verjüngung ist die allmähliche Verringerung der Breite einer Klinge von der Vorderkante zur Hinterkante. Eine gerade Linie, die von der Mitte der Vorderkante bis zur Mitte der Hinterkante gezogen wird, wird als „Akkordlinie“bezeichnet. Durch die Reduzierung der Akkordlinie von der Wurzel bis zur Spitze steht weniger Fläche zur Verfügung, auf die der Luftstrom einwirken kann, um Auftrieb zu erzeugen.,
Bei Hubschraubern mit höherer Geschwindigkeit (Westland Lynx) ist das Wurzelende der Klinge nur ein Klingenspat und ein Befestigungsbereich. Die Aerofoil-Form beginnt erst einige Meter von der Mitte des Rotorsystems entfernt. Dies geschieht, um die Auswirkungen der Luftströmungsumkehr zu reduzieren, indem die auftriebserzeugende Oberfläche weiter draußen platziert wird, wo die Drehzahl höher ist.Luftkompressibilität Luft ist ein Gas und entspricht daher den Eigenschaften eines Gases, nämlich der Fähigkeit, komprimiert zu werden., Bei der Untersuchung der Aerodynamik muss jedoch auch berücksichtigt werden, dass Luft einige der Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist. Eine Flüssigkeit hat weit weniger Kompressibilität als ein gas.
Wenn der Luftstrom über ein Rotorblatt auf die Vorderkante trifft, wird es in zwei Ströme aufgeteilt, die dann über und unter dem Blatt passieren. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten tritt diese Spaltwirkung relativ leicht auf und erfordert wenig Energie. Wenn die Geschwindigkeiten zunehmen, neigt die auf die Vorderkante auftreffende Luft dazu, komprimiert zu werden, bevor sie sich in zwei Ströme trennt. Denken Sie daran, wie Sie Ihre Hand auf eine Wasseroberfläche schlagen., Wenn Sie Ihre Hand wie ein Karatekotelett ins Wasser hacken, können Sie das Wasser ziemlich leicht trennen. Wenn Sie jedoch Ihre offene Hand auf das Wasser schlagen, braucht es wesentlich mehr Kraft, um Ihre Hand einzutauchen. Der Luftstrom an der Vorderkante ist sehr ähnlich. Da die Luft an der Vorderkante progressiv komprimiert wird, erfordert es wesentlich mehr Rotorschub für die Klinge, um den Luftstrom in zwei Ströme zu trennen.Cyclic Control Stick Design Hubschrauber-Designer versuchen immer mehr Ausrüstung in das Cockpit eines Hubschraubers zu passen, um die Marktanforderungen zu erfüllen., Gleichzeitig versuchen sie, das Gewicht des Flugzeugs so zu minimieren, dass es mehr tragen und heben kann. Bei der Gestaltung der Pilot-und Copilot-Arbeitsplätze versuchen die Konstrukteure, die Bedienelemente in eine Position zu bringen, in der die Besatzung alle Bedienelemente einfach und bequem bedienen kann, ohne übermäßig zu greifen oder sich zu dehnen. Dies begrenzt die Menge der Bewegung, die am zyklischen Steuerknüppel verfügbar ist.,
Der Designer könnte zweckmäßigerweise ordnen Sie die Steuerelemente, so dass sehr kleine Mengen von stick-Bewegung waren erforderlich, für den normalen Flug, aber dadurch wäre die Steuerung im Schwebeflug sehr schwierig, da die Kontrollen wäre super empfindlich auf kleine Eingänge. Aus diesem Grund sind die Bedienelemente so angeordnet, dass eine angemessene Steuerbewegung zur Verfügung steht, im Allgemeinen 6-8 Zoll Stockbewegung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Flugzeugmodell.Verfügbare Motorleistung Das Motorsystem eines Hubschraubers ist erforderlich, um eine Reihe von Anforderungen zu erfüllen, nicht nur das Rotorsystem., Im Rotorsystem ist Schub erforderlich, um den Widerstand zu überwinden. Wenn die Geschwindigkeit erhöht wird, zieht es auch. Wenn mehr Kraft zur Verfügung steht, um den Widerstand zu überwinden, kann der Hubschrauber möglicherweise schneller fliegen.
Zusammenfassung Aus diesen Faktoren ist ersichtlich, dass es für Hubschrauberdesigner sehr schwierig ist, die Höchstgeschwindigkeit eines Hubschraubers zu erhöhen, da viele Faktoren außerhalb ihrer Kontrolle liegen. In Bereichen wie der Reduzierung des Luftwiderstands, besseren Rotorblattdesigns und der Erhöhung der verfügbaren Motorleistung wurde viel geforscht und entwickelt.