O que causa o movimento de caça nos rotores dos helicópteros?

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A lâmina de um rotor de helicóptero pode ter três dobradiças: dobradiça de arremesso, dobradiça de flapping e dobradiça lead-lag.

Lead-lag (arrastar): movimento de uma lâmina para a frente ou para trás na rotação do plano. O atraso de avanço é facilitado por uma dobradiça de avanço no sistema do rotor ou por meio de mancais de borracha que permitem que as pás do rotor individuais se movam para frente e para trás no plano de rotação. Isso ajuda a equilibrar o sistema de lâminas e reduz a vibração. O suporte de arrasto ou amortecedor de arrasto resiste ao movimento da lâmina em torno de sua dobradiça de avanço em um sistema de rotor semi-rígido.

No mesmo plano, temos também a caça, definida como a tendência de uma lâmina para oscilar à frente ou atrás de uma posição que seria determinada apenas pela força centrífuga.

Por que a força centrífuga deve determinar um movimento atrás e atrás do plano de rotação?

    
por Gianni Alessandro 29.07.2015 / 09:05

2 respostas

O atraso de avanço é causado pela aceleração das lâminas e desaceleração à medida que elas se movem para cima e para baixo.

A lâmina no lado avante experimenta um fluxo de ar igual a sua velocidade mais a velocidade de avanço do helicóptero. A lâmina no lado recuado experimenta fluxo de ar igual à velocidade da lâmina menos a velocidade de avanço do helicóptero. Isso faz com que a dissimetria da sustentação .

Para combater isso, as lâminas podem flutuar para cima e para baixo em torno das dobradiças que se agitam. A lâmina do lado avante se inclina para cima, reduzindo o ângulo de ataque e, portanto, o levantamento gerado. A lâmina no lado recuado bate para baixo, aumentando o ângulo de ataque e, portanto, aumentando a sustentação.

Veja este vídeo por volta das 1:30 para ver o bater em ação . Este é um girocóptero, mas você pode realmente ver as lâminas batendo em um presente às 0:39 e às 1:17. .

Devido a conservação do momento , a lâmina se agitando acelera à medida que o centro de gravidade se move para dentro em direção ao cubo do rotor. Como o rotor está girando a uma velocidade constante, a lâmina deve se mover para frente ao redor da dobradiça de avanço / atraso. De um modo similar, a lâmina se agitando diminui o ritmo.

As lâminas irão caçar para frente e para trás a partir da posição neutra em uma onda sinusoidal quando o rotor girar. Os amortecedores de chumbo / atraso reduzem a força desta caça.

Uma variação das dobradiças de flapping (dobradiças independentes para cada lâmina) é uma dobradiça oscilante em helicópteros de duas lâminas onde a dobradiça está conectada a cada lâmina. Se uma das lâminas subir, a outra deve cair e vice-versa. Todo o disco do rotor "oscila" no topo do eixo de acionamento. Isso é conhecido como uma cabeça semi-rígida e, até onde eu sei, é usado em todos os 2 helicópteros blade.

Em cabeças semi-rígidas e rígidas, o efeito geral das lâminas acelerando e desacelerando cancela-se no ciclo completo de rotação e outros mecanismos são usados para reduzir as cargas de caça. Imagine um rotor rígido de 4 pás. 2 lâminas estão tentando acelerar o rotor e 2 estão tentando reduzi-lo em quantidades iguais.

Um efeito colateral grave de chumbo / atraso em cabeças totalmente articuladas é ressonância do solo . Como as pás podem mover-se para frente e para trás, é possível que as pás se aproximem de um lado do que do outro, especialmente quando o helicóptero pousa com um ângulo de rotação, de modo que uma delas atinge primeiro o solo. Isso desloca o centro de equilíbrio para longe do centro de rotação, o que pode induzir uma oscilação da cabeça do rotor, o que se traduz em uma vibração de "ressalto" vertical no trem de pouso. Se as condições estiverem corretas (ou erradas, dependendo do seu ponto de vista), a ressonância pode ser amplificada pela freqüência de ressonância natural do trem de pouso dos helicópteros e pode levar, se permitido continuar, para o destruição da aeronave .

Se você acha que as hélices dos helicópteros são bastante rígidas, pense novamente .

    
29.07.2015 / 11:42

Os rotores oscilantes são "suspensos" para manter um centro constante de massa durante o ciclo de flapping. Os movimentos de atraso de avanço não são necessários, desde que o rotor seja cunhado até certo ponto. Os rotores de cauda duplos são delta articulados para fornecer atraso de chumbo. Os helicópteros Augusta têm rotores de cauda pré-cônicos e são ambos suspensos e delta.

    
03.04.2016 / 18:24