Como o passo do rotor é melhor gerenciado na autorotação de helicóptero?

2

Em uma recente pergunta sobre troca de pilhas, os escritores comparavam a autorotação a um suporte de rotação do motor de uma aeronave quando algo bastante surpreendente me ocorreu:

Em um motor fora, o fluxo de ar continuará girando o suporte na mesma direção que com a potência. Quando o helicóptero perde energia, WRT para o rotor, ele cai "para trás", criando força CONTRA a direção de rotação acionada.

O pensamento é dar um tom negativo e permitir que o rotor acumule um momento angular na mesma direção da rotação motorizada, depois mude para um tom positivo para usar essa energia para queimar e pousar.

É assim que é feito?

por Robert DiGiovanni 18.05.2019 / 20:25

3 respostas

Não, não é assim que se faz: o passo mínimo da lâmina coletiva não é negativo. O procedimento é abaixar o coletivo imediatamente até a parada completa para minimizar o arrasto da lâmina, sobre o qual o helicóptero começará a descer. O fluxo de ar inclina o vetor de elevação local para frente. De fato, como em um planador.

O bit que não é intuitivamente claro para wingers fixos é o quadro de referência do fluxo de ar, que é a velocidade local da lâmina.

A broca interna da lâmina do rotor tem uma velocidade de rotação mais baixa que a ponta. O fluxo ascendente tem uma influência relativamente maior na inclinação do vetor de elevação aqui, e o fluxo ascendente através do rotor impulsiona a parte interna da lâmina do rotor para frente, enquanto a parte externa ainda experimenta torques de desaceleração. De Leishman:

insira a descrição da imagem aqui

19.05.2019 / 05:35

É realmente semelhante a um avião de asa fixa, exceto pelo fato de estar acontecendo em círculo. Isso é feito reduzindo o passo da lâmina do rotor ao mínimo quando a energia é inicialmente perdida, diminuindo o coletivo, para garantir que as pás sejam capazes de manter a velocidade do ar (na forma de RPM do rotor) e ajustando o passo com o coletivo conforme necessário para manter as RPM em o arco verde.

Tire a força motriz, o motor e o hélice no avião, ou o torque do motor que atua na raiz da lâmina no helicóptero, e você deverá abaixar a AOA para manter a velocidade de vôo e, em seguida, ajuste a AOA para manter a velocidade desejada (ou no helicóptero, RPM). Na autorotação, o fluxo muda de baixo para baixo através do rotor, porque é o que é necessário para manter uma AOA que pode ser percorrida.

O rotor de rotação automática está sendo acionado pelo mesmo componente de empuxo para frente do vetor de elevação que move um avião planador para frente. O rotor de rotação automática é como dois planadores passando um pelo outro e com as pontas das asas grudadas porque as pontas eram feitas de velcro, forçando-as a deslizar em um círculo centrado em torno das pontas das asas unidas.

Por serem asas rotativas girando, a AOA é alta perto da raiz e mais baixa perto da ponta, porque a velocidade da lâmina aumenta ao sair do barco. A elevação é perpendicular à AOA, portanto, o componente de impulso do vetor de elevação é mais forte perto do meio e da raiz do que perto da ponta, porque o vetor de elevação é inclinado para a frente e o componente de elevação vertical do vetor de elevação é mais forte perto da ponta, porque a elevação vetor é quase reto.

É por isso que eles dizem que a maior parte da elevação é proveniente da parte externa do disco do rotor e a maior parte da força motriz é proveniente da seção interna e do meio do disco (extensão interna e média de cada lâmina).

Em um pouso de autorotação, a inércia é usada para converter a energia direta das pás em energia de elevação adicional. Quando você sai da auto-rotação após o sinal de aterrissagem, você volta ao "modo de potência", podendo dizer, puxando o passo, alterando o fluxo através do rotor de cima para baixo, como quando o motor estava funcionando. Exceto que a "potência" que você está usando não é o torque do motor, é apenas a inércia das pás do rotor. Você tem alguns segundos para usar essa inércia antes que o RPM decaia e você desça.

É um pouco como pousar um avião planando no chão, levantando o nariz e trocando energia inercial do avião em um aumento temporário.

19.05.2019 / 03:56

Vou tentar uma resposta para trazer à tona algumas técnicas de levantamento de força.

  1. Pára-quedas: usa o vetor de força de arrasto contra a gravidade

  2. Planador: usa o vetor de força de arrasto contra a gravidade, perpendicular a uma superfície oblíqua voltada para a frente, para gerar movimento horizontal. Asa usa movimento para criar sustentação.

  3. Autogiro: usa o fluxo de ar no plano do rotor para girá-lo (como um anemômetro). Gera movimento para a frente inclinando para baixo. Rotor giratório cria sustentação.

  4. 100% descida vertical sem componente para frente. Para manter a mesma direção e RPM do rotor, pelo menos parte do rotor deve ficar negativa.

Observe que o rotor descendente tem sua borda principal inclinada para cima em alguns diagramas, enquanto uma borda principal de planador está sempre apontada para baixo. A física simples do salão de sinuca nos diz de que maneira o objeto será desviado pela corrente de ar.

Por isso, um autogiro, como um planador, controlará sua velocidade girando para cima ou para baixo, mas um rotor em descida vertical sem movimento lateral deve alternar entre gerar RPM com passo negativo e levantar com positivo. Na realidade, pode ser definido para um pouco dos dois, mas a abordagem autogiro parece ser mais segura.

20.05.2019 / 16:31