Um helicóptero com as pás na parte inferior voaria da mesma maneira?

Sim, isso é possível, como demonstrou a plataforma voadora Hiller . Tinha duas hélices contra-rotativas dentro de uma mortalha e o piloto controlava sua nave, deslocando seu peso corporal, como em um Segway. Não há lei da física que proíba um helicóptero de voar de cabeça para baixo.

Para helicópteros de grande porte, ter o rotor embaixo do helicóptero tem o mesmo efeito estabilizador nas características de vôo. Estabilidade de helicópteros (e de aeronaves de asa fixa) é estudada do ponto de vista da aerodinâmica: os efeitos das rajadas de vento ou entradas de controle.

No hover, a estabilidade de velocidade $ {\ delta M} / {\ delta {\ dot {x}}} $ desempenha um papel significativo: se positivo, o foco é instável. Um humano pode aprender como controlar uma plataforma instável se o período de tempo da oscilação for alto o suficiente (piloto de helicóptero convencional), mas é muito mais fácil voar em uma aeronave aerodinamicamente estável (as plataformas suspensas destinadas ao pessoal de infantaria geral). O efeito de estabilidade de velocidade na pairar equivale a uma rajada de vento soprando diretamente para frente, então a mudança no momento tende a amplificar ou neutralizar os efeitos da rajada. Isso pode ser visualizado da seguinte forma:

Fonte da imagem

A rajada soprando no helicóptero inclina o rotor para trás, o que inclina o vetor de empuxo. Um rotor convencional oscilante tem um $ $ \ \ delta {\ dot {x}}} positivo: ele quer virar para trás cada vez mais strong e, portanto, é aerodinamicamente instável no foco. Um rotor oscilante oscilante tem uma mudança de momento que estabiliza: inclina a fuselagem para trás e devido ao acoplamento aerodinâmico do rotor segue de volta para o neutro. Um rotor com desvio de articulação tem um momento de estabilização menor, mas um acoplamento de fuselagem / rotor mais strong.

Então, para responder às suas perguntas originais: Sim, o helicóptero com um rotor sobrevoado voaria, e seria mais fácil de controlar do que um helicóptero convencional. É um pouco impraticável, só isso.

Nós gastamos todos os nossos fins de semana cortando grama com esses caras.

Cortesia: Helifreak.com

Você pode encontrar milhares de vídeos Youtube mostrando como eles podem fazer isso confortavelmente / p>     

Um dos primeiros helicópteros que realmente voou (c. 1918) foi o ' Petróczy-Kármán-Žurovec ', destinado a ser utilizado pelo Exército Austro-Húngaro como plataforma de observação amarrada. O observador ficou acima dos rotores contra-rotativos ...

( Fonte da imagem )

link

Tanto quanto eu entendo a aerodinâmica e dinâmica de um rotor de asas e disco, seria realmente mais estável, pelo menos em algum grau, em relação a blowback do disco do rotor. Já que o CG desse helicóptero estaria acima do disco do rotor. A aerodinâmica do disco / disco do rotor não é tão direta e você tem muitas outras forças envolvidas dependendo da fase do vôo. Vou tentar elaborar mais, quando eu chegar ao computador.

Depois de encontrar minhas anotações, interessante o suficiente, só falo sobre o rotor acima da condição do CG, em foco. Afirma:

"(...) rotor alone, above the CG, is dynamically unstable in hover!

Hovering dynamic instability problem:

In case of an horizontal velocity disturbance:

• flapping angle appears;
• flapping angle appears;
• rotor and thrust are tilted;
• horizontal acceleration is installed;
• horizontal velocity builds up untill rotor flapps in the opposite direction;

The process is repeated in the opposite direction with increasing amplitude!

For large helicopters, the hovering oscillation period is usually long enough for safe reaction of the pilot."

Também fala sobre o Aerociclo de Lackner HZ-1:

link

Quando você está voando para frente, há uma força de golpe para trás, produzida pela lâmina que avança, criando elevação, que então reflete 90 ° devido à precessão giroscópica. Isso faz com que o disco do rotor rebaixe, e é por isso que quando você pilota helicópteros você está sempre empurrando o ciclismo para frente, cada vez mais com velocidade (isso significa mais levantamento criado pela lâmina que avança, devido ao aumento do vento relativo). / p>

Esta é a única razão pela qual estou dizendo que seria mais estável, porque o helicóptero teria uma tendência, no mergulho do nariz, a soprar de volta o disco, diminuindo assim o ângulo de ataque da lâmina em avanço. No caso dos helicópteros, isso também acontece, o que, por sua vez, exige um estabilizador horizontal na cauda, para combater a atitude de nariz para baixo.

Eu não sei se estou fazendo algum sentido, é realmente difícil explicar toda a dinâmica envolvida, mas existem alguns bons livros sobre a questão da aerodinâmica do helicóptero.

Uma maneira de simplificar a apresentação de um helicóptero com o conjunto do rotor na parte inferior é considerar a sustentação criada pelos rotores como flutuabilidade e, portanto, criar uma comparação direta com um navio / barco. O helicóptero descrito demonstraria estabilidade estática negativa (independentemente da sua disciplina). À medida que o centro de sustentação se afasta do centro de gravidade (pense em um extremo: um pólo vertical de 30 'com uma força horizontal no topo), não existe força natural para retornar o sistema ao equilíbrio. O elevador criado pelos rotores é agora através de uma linha perpendicular ao plano dos rotores. Quando os rotores estão acima do centro de gravidade, a força vertical da gravidade aciona o centro de gravidade abaixo do centro de sustentação (ou centro de empuxo no exemplo do navio). espero que isto ajude.

Inverta o passo da lâmina e ele deve empurrar em vez de puxá-lo para cima. Nenhum trem de pouso seria meu problema. Eu sou um mecânico de helo não engenheiro apenas para ser claro.

a questão que não está sendo endereçada por esses "engenheiros" é a estabilidade. aeronaves de menor rotor / massa de massa alta são strongmente afetadas por pequenos movimentos da massa acima do rotor, aeronaves com rotor mais alto / menor nível de massa não têm esse problema devido ao fato de que mudanças na posição de massa não afetam o vetor do empuxo em massa posição da mesma maneira que quando a carga está acima do rotor. isso foi comprovado pela Marinha e pela Força Aérea com suas "plataformas de levantamento" que utilizavam o empuxo abaixo dos pilotos. a outra questão é o fato de que essas embarcações usavam motores de combustão interna movidos a líquido, que também causavam mudanças de massa devido ao uso de combustível, o que desestabilizava a distribuição de massa. Os helicópteros e drones de modelo elétrico não usam combustível líquido que muda à medida que a nave se desloca da vertical para a de cabeça para baixo. Em suma, existem várias leis da física que trabalham contra aeronaves de baixa posição no rotor.