hauptrotor

Die riesige spinning rotor ist die einzelnen mostnoticeable merkmal jeder hubschrauber, aber keine chopper können erhalten durch mit nur einem rotor. Warum? Ein Grundprinzip der Physik, das Newtons drittes Bewegungsgesetz genannt wird, sagt uns, dass, wenn eine Kraft (Aktion genannt) etwas bewegt, eine andere Kraft, die genauso groß ist (Reaktion genannt), etwas anderes in die entgegengesetzte Richtung bewegt; Aktionund Reaktion sind gleich und entgegengesetzt ist eine andere Art, es auszudrücken. Wenn sich der Rotor des Hubschraubers dreht (die Aktion), neigt der gesamte Körper des Fahrzeugs dazu, sich zu drehenetwas langsamer in die entgegengesetzte Richtung (die Reaktion). Leftto seine eigenen geräte, dieses drehmoment (drehen kraft) würde machen ahelicopter völlig unkontrollierbar, so wir haben zu entgegenwirken es insome weg mit was der genannt zähler-drehmoment (eine drehen kraft in theopposite richtung). Eine Lösung besteht darin, einen zweiten großen Rotorspinning in die andere Richtung zu haben. Manchmal ist dies auf dem gleichen Mast wie der erste Rotor montiert (ein Design, das als koaxialer Rotor bezeichnet wird);manchmal, wie bei den riesigen militärischen Chinook-Hubschraubern, befindet sich an beiden Enden des Fahrzeugs ein großer Rotor (ein Design, das als Tandemrotor bezeichnet wird).

Foto: Tandem Rotor: Diese militärische Boeing CH-47 Chinook hat einen Rotor vorne und einen hinten und sie drehen sich in entgegengesetzte Richtungen, um das Drehmoment des anderen aufzuheben.Foto von Tamara Vaughn mit freundlicher Genehmigung der US Navy.Die Blätter des Hauptrotors eines Hubschraubers kommen inthree grundlegende Arten, die zunehmende Mengen der Bewegung als theyspin herum erlauben: sie werden steif, halbstarr und völlig genannt articulated.As wie der Name schon sagt, sind starre Schaufeln fest mit der Rotorhub (dem „Rad“, an dem die Schaufeln oben am drehenden Rotormast befestigt sind) durch eine Schwenkverbindung verbunden, die als Federscharnier (oder Teilscharnier) bezeichnet wird. Dadurch können sie „federn“ (schwenken, während sie sich drehen, was, wie wir gleich feststellen werden, ein Hubschrauber steuert). Halbstarre Klingen haben das gleiche Federscharnier, aber sie haben auch ein Wippscharnier (oder Flatterscharnier), mit dem sie auf und ab flattern können. Fullyarticulated klingen können feder und klappe, und sie haben auch eine thirdhinge (eine drag scharnier), dass ermöglicht sie zu bewegen etwas vor („blei“) oder hinter („lag“) ihre normale position. Jeder dieser Klingentypen hat Vor- und Nachteile.

Heckrotor

Foto: Der Heckrotor eines Seahawk-Hubschraubers. Der Heckrotor wird von einer rücklaufenden Antriebswelle angetriebendie Hauptmotoren, parallel zum Körper des Hubschraubers. Wenn Sie genau hinschauen, werden Sie sehen, dass die Rotorblätter vom Piloten gekippt werden können, wenn sie sich drehen, was mehr oder weniger Schubkraft erzeugt und dem Hubschrauber die Möglichkeit gibt, sich auf der Stelle zu drehen, während er schwebt. Bild von James R. Evans mit freundlicher Genehmigung der US Navy.Abgesehen vom Hinzufügen eines zweiten großen Rotors ist eine weitere Möglichkeit, dem Drehmoment des Hauptrotors entgegenzuwirken, die Verwendung eines kleinen, seitwärts gerichteten Propellers namens Heckrotor, der von der Antriebswelle des Motors angetrieben wird, der durch das Heckende des Fahrzeugs läuft.Manchmal ist der Heckrotor aus Sicherheitsgründen direkt im Inneren eingebauthe Tail (ein Design namens Fenestron oder Fan-Tail). Eine andere Alternative ist ein NOTAR® („kein Heckrotor“), der einen Luftstrahl verwendet, der durch eine Entlüftung am Heck abgefeuert wird, um stattdessen dem Hauptrotordrehmoment entgegenzuwirken. Wenn ein Hubschrauber ein einzelnes Hauptrotorblatt hat, muss er einen Heckrotor, Fenestron oder NOTAR haben, oder er kann nicht sicher fliegen; Ebenso macht jede Beschädigung des Heckrotors — wie ein Vogelschlag oder ein Raketentreffer — einen Hubschrauber gefährlich unkontrollierbar und führt normalerweise dazu, dass er danach ziemlich schnell abstürzt. Die meisten Hubschrauber havea vertikale Heckflosse (Pylon), die auch hilft, someof das Drehmoment vom Hauptrotor entgegenzuwirken.

Wie schwebt und steuert ein Helikopter?

Die Rotoren eines Hubschraubers sind geniale Dinge, die es ihm ermöglichen, in der Luft zu schweben oder in jede Richtung zu lenken. Der Pilot hatfünf grundlegende Bewegungs- und Lenksteuerungen: zwei Handhebel, die als kollektive und zyklische Tonhöhe bezeichnet werden, eine Drosselklappe und zwei Fußpedale. Die meisten Manöver, die ein Pilot ausführt, beinhalten ein komplexes Zusammenspiel zwischen diesen verschiedenen Steuerungen, weshalb das Fliegen eines Hubschraubers solche Fähigkeiten und Konzentration erfordert.

Schweben

Während sie sich zu drehen beginnen, erzeugen die Schaufeln der Motorschaufeln einen Auftrieb, der das Gewicht des Fahrzeugs überwindet und es in die Luft drückt. Wenn der Auftrieb größer als das Gewicht ist, klettert der Hubschrauber; Wenn es weniger als das Gewicht ist, fällt der Helikopter. Wenn der Auftrieb und das Gewicht genau gleich sind, der Hubschrauberschwebt in der Luft. Der Pilot kann die Rotorblätter dazu bringen, mehr zu erzeugenoder weniger Auftrieb mit einer Steuerung namens kollektive Steigung (oder“kollektiv“), die den Winkel („Steigung“) erhöht oder verringert, den alle Blätter zur entgegenkommenden Luft machen, wenn sie sich drehen. Fortakeoff, die klingen müssen machen eine steile winkel zu erzeugen maximumlift.

Kunstwerk: Wie ein Hubschrauber schwebt und lenkt: Top Zeichnung: Die kollektive Nicksteuerung verändert den Winkel (oder die Neigung) jedes der Rotorblätter gleichzeitig um den gleichen Betrag (grüne Pfeile) — also kollektiv. Wenn die Klingen einen steileren Winkel einnehmen, erzeugen sie mehr Auftrieb, sodass sich das gesamte Fahrzeug gerade nach oben bewegt (orangefarbener Pfeil). Untere Zeichnung: Die zyklische Nicksteuerung ändert den Winkel der Rotorblätter, während sie sich drehen, so dass (in diesem Fall) das Blatt auf der linken Seite immer etwas mehr Auftrieb erzeugt, während das gegenüberliegende Blatt (hier rechts gezeigt) immer etwas weniger Auftrieb erzeugt. Das bedeutet, dass auf der linken Seite des Hubschraubers mehr Auftrieb erzeugt wird, sodass der Gesamtauftrieb (orangefarbener Pfeil) nach rechts geneigt wird und der gesamte Hubschrauber in diese Richtung gelenkt wird.

Wie kommt es dazu? Wie wir bereits gesehen haben, ist der Hauptrotor über ein Federscharnier mit der Nabe oben am Mast verbunden, wodurch sich jedes Blatt beim Drehen drehen kann, sodass es einen steileren oder flacheren Winkel zur entgegenkommenden Luft einnimmt. Die Schaufeln haben kurze vertikale Stangen (Pitch-Links), die mit einer rotierenden Metallscheibe verbunden sind, die als Taumelscheibe bezeichnet wird und den Mast tiefer senkt. Diese Taumelscheibe gleitet auf Lagern um eine Sekunde, ähnliche Platte direkt darunter, die sich nicht dreht. Wenn der Pilot die Rotorblätter in eine Richtung bewegt, bewegen sich beide Taumelscheiben nach oben und drücken auf die Pitch-Glieder, die die Rotorblätter in einen steileren Winkel neigen. Wenn Sie das Kollektiv in die andere Richtung bewegen, werden die Taumelscheiben wieder nach unten bewegt, an den Pitch-Links gezogen und die Klingen in einen flacheren Winkel gekippt.

Am Ende des Kollektivs befindet sich ein Drosselklappeverbunden über ein Kabel mit dem Motor. Dies ist wie das Gaspedal von Acar oder die Drosselklappe eines Motorrads, Erhöhen oder Verringern der Motordrehzahl, so dass der Rotor mehr oder weniger Auftrieb macht.

Lenkung

Die Rotoren sorgen auch für die Lenkung eines Helikopters, indem sie auf der einen Seite mehr Auftrieb geben als auf der anderen. Sie tun dies, indem sie sich beim Drehen hin und her schwenken (Federn), so dass sie beispielsweise einen steileren Winkel einnehmen, wenn sie sich auf der linken Seite des Fahrzeugs befinden, als wenn sie sich auf der rechten Seite befinden. Das heißt, sie erzeugen mehr Auftrieb auf der linken Seite, kippen das Fahrzeug nach rechts und lenken es in diese Richtung. Der Pilot lenkt so mit einem zweiten Hebel namens cyclic Pitch (auch bekannt als „Cyclic Stick“ oder einfach nur „cyclic“), ähnlich einem Joystick, der die Klingen schwenken lässt, während sie herumfahren. Der ausgeklügelte Taumelscheibenmechanismus übersetzt die Bewegungen des Piloten in entsprechende Bewegungen der Rotorblätter.Angenommen, der Pilot möchte nach rechts fliegen. Zuerst bewegt sie den Hebel nach rechts, und ein System verbundener Hebel lässt die beiden Taumelscheiben ebenfalls nach rechts kippen. Dadurch neigen sich die Rotorblätter links in einen steilen Winkel und rechts in einen flachen Winkel, sodass der Rotor auf der linken Seite mehr Auftrieb erzeugt und das Fahrzeug nach rechts lenkt.

Artwork: Wie die Taumelscheibe einen Hubschrauber steuert. In der Mitte sehen Sie eine vereinfachte Ansicht des Taumelscheibenmechanismus. An der Oberseite des Rotormastes befinden sich zwei Scheiben, eine obere (rot), die sich auf Kugellagern (orange) dreht, um eine untere (blau), die sich überhaupt nicht dreht. Vier Pitchglieder (grün) verbinden die obere Taumelscheibe mit den Rotorblättern. Angenommen, Sie möchten nach rechts fliegen. Sie kippen den Bildschirm in diese Richtung. Das kippt beide Taumelscheiben nach rechts. Wenn sich die Rotorblätter drehen, zwingen die geneigten Taumelscheiben die Pitch-Links nach oben, wenn sie sich links befinden, und nach unten, wenn sie sich rechts befinden. Dadurch neigt sich jedes Rotorblatt links in einen steileren Winkel und rechts in einen flacheren Winkel. Dies erzeugt links mehr Auftrieb und lenkt den Chopper nach rechts.

Der Pilot kann die Nase eines Hubschraubers auch in eine bestimmte Richtung lenken, indem er ein Paar Fußschalter, sogenannte Antitorque-Pedale, verwendet, die die Steigung der Heckrotorblätter so ändern, dass sie mehr oder weniger seitwärts stoßen als im normalen geraden Flug. Dadurch dreht sich das gesamte Fahrzeug langsam im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, sodass es in eine andere Richtung fährt.Bei Tandemrotorhubschraubern wie dem Chinook, die keinen Heckrotor haben,neigen die Fußpedale die Taumelscheiben für die vorderen und hinteren Rotoren in entgegengesetzter Richtung und lenken das Fahrzeug entsprechend.