Por que os contra-rotores não são usados no V-22 Osprey?

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O Osprey tem rotores de 38 pés (11,6 m) em uma nacela rotativa em cada asa. Os rotores são acionados por meio de uma caixa de engrenagens, como na forma usual de turbo-pro.

Existe algum motivo óbvio para o fato de que rotores contra-rotativos menores não foram adotados. Observa-se no Wikipedia que o diâmetro do rotor está atualmente 5 pés (1,2 m) abaixo do ideal, wouldn ' t um formato contra seja mais compacto nesta frente.

Due to the requirement for folding rotors, their 38-foot diameter is 5 feet less than optimal for vertical takeoff, resulting in high disk loading.

    
por jCisco 13.02.2017 / 04:14

4 respostas

Em vez de ter um conjunto de proprotores contra-rotativos em cada lado, se você estiver diminuindo o carregamento do disco, um aumento de amplitude também funcionará, permitindo proprotores mais largos. No entanto, o parágrafo da Wikipedia começa dizendo:

Due to the requirement for folding rotors...

O principal contribuinte para seu tamanho menor do que o ideal é a exigência de dobramento para economizar espaço de estacionamento a bordo de navios, já que os principais operadores são a Marinha dos EUA e o USMC.

Adicionar outro conjunto de rotores ou aumentar o intervalo não ajudará:


( Fonte )

    
13.02.2017 / 15:42

O design de aeronaves é sempre a arte de encontrar o compromisso certo. Mesmo que um recurso prometa aumentar a eficiência de alguma forma, isso pode ter um ótimo preço.

Se a sua sugestão fosse implementada, a aeronave passaria de dois rotores (que já é um número alto) para quatro. Eu não estou familiarizado com o design específico, no entanto, estas são, na minha opinião, algumas das desvantagens que surgiriam:

  1. Maior complexidade: aumenta o esforço de design, operação e manutenção.
  2. Os sistemas de rotores representam uma parte significativa dos custos gerais de produção da aeronave, portanto, essa solução certamente traria um aumento significativo no custo unitário. Considere também que você teria pelo menos 8 lâminas para manter em vez de 6.
  3. Massa estrutural aumentada.
  4. Possivelmente aumenta a emissão de ruído (embora eu não tenha tanta certeza sobre esse ponto).

A maioria dos projetos de aeronaves certamente teria mais recursos não convencionais se a única coisa que importasse fosse o aumento de desempenho ou eficiência. No entanto, outros aspectos são frequentemente tão importantes, se não mais.

    
13.02.2017 / 12:50

Is any reason that is obvious that smaller contra-rotating rotors wasn't adopted.

Rotores contra-rotativos menores não têm maior eficiência!

A eficiência da geração de propulsão / elevação por hélice aumenta com a quantidade de ar afetada. Mas quando você coloca um rotor acima do outro, ambos afetam o mesmo ar, então a eficiência não aumenta .

Os rotores contra-rotativos são apenas ligeiramente mais eficientes, em comparação com o rotor único do mesmo diâmetro, porque o segundo rotor contata a rotação da corrente de sucção atrás da primeira que, de outra forma, também leva embora alguma energia. Mas a economia típica devido a isso é de cerca de 6%, o que não é de longe suficiente para justificar o aumento da complexidade, especialmente no componente mais crítico de um helicóptero, a caixa de câmbio.

    
13.02.2017 / 19:29

Fonte de imagens

Os rotores coaxiais são incrivelmente complicados. O V-22 teve que superar muitos problemas da primeira vez e é muito complicado. Combine os dois e você terá vários engenheiros chorões e nenhum produto.

Em um rotor coaxial:

  • Ambos os rotores precisam ter suas placas oscilantes individuais capazes de gerar entradas coletivas e cíclicas. Mas um swashplate está acima do outro.
  • se as cabeças do rotor estiverem totalmente articuladas, é preciso haver distância suficiente entre as duas para permitir diferenças na dinâmica de flapping. Mas um rotor acima do helicóptero cria um problema de construção.
  • Os rotores giram em direções opostas, exigindo dois conjuntos diferentes de engrenagens & trem de acionamento, todos compartilhando a mesma linha central do eixo.
Aerodinamicamente, os rotores coaxiais podem proporcionar um empuxo final mais alto do que um único rotor do mesmo diâmetro, à custa de menos eficiência: a mesma massa de ar é acelerada a uma velocidade mais alta. A solução obviamente menos complicada de um rotor de maior diâmetro, acelerando mais ar, atinge seus limites quando as pontas das pás se aproximam de velocidades supersônicas.

O Osprey inclina seus rotores para poder voar mais rápido que um helicóptero de rotor horizontal, o fator limitante novamente sendo a velocidade da ponta da lâmina, mas agora no modo da hélice. O Tu-95 usa hélices contra-rotativas, para poder voar mais rápido que com hélices únicas com o mesmo empuxo.

Imagem source

Então, sim, aerodinamicamente dois conjuntos de rotores coaxiais teriam benefícios para o Osprey. Mas seria um desafio de engenharia impossível, o Osprey é bastante complexo e tinha muitos desafios para resolver como é. Tem dois conjuntos de rotores coaxiais e inclina-os ? De jeito nenhum.

    
28.08.2017 / 05:42

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