rotorul principal

rotorul imens de filare este caracteristica unică mostnoticeable de orice elicopter, dar nici un elicopter poate obține de withjust un rotor. De ce? Un principiu de bază al fizicii numit A treia lege a mișcării lui Newton ne spune că atunci când o forță (numită acțiune)face ceva să se miște, o altă forță, la fel de mare (numită reacție),face ca altceva să se miște în direcția opusă; acțiunea și reacția sunt egale și opusul este un alt mod de a o pune. Asa rotorul elicopterului se învârte în jurul (acțiunea), întregul corp al ambarcațiunii tinde să se roteascăoarecum mai lent în direcția opusă (reacția). Lefto propriile dispozitive, Acest cuplu (forța de cotitură) ar face ahelicopter complet incontrolabil, așa că trebuie să-l contracareze într-un fel cu ceea ce se numește contra-cuplu (o forță de cotitură în direcția opusă). O soluție este de a avea un al doilea rotorspinning mare alt mod. Uneori, acest lucru este montat peacelași catarg ca primul rotor (un design numit rotor coaxial);uneori, la fel ca în uriașele elicoptere militare Chinook, există un rotor mare la fiecare capăt al ambarcațiunii (un design numit rotor tandem).

foto: Rotor Tandem: acest Boeing CH-47 Chinook militar are un rotor în față și unul în spate și se rotesc în direcții opuse pentru a anula cuplul celuilalt.Fotografie de Tamara Vaughn prin amabilitatea US Navy.

lamele rotorului principal al elicopterului vin în trei tipuri de bază care permit creșterea cantității de mișcare pe măsură ce se rotesc: sunt numite rigide, semi-rigide și complet articulated.As numele sugerează că lamele rigide sunt fixate ferm de rotorhub („roata” la care lamele sunt fixate în partea superioară a catargului rotorului Rotativ) printr-o conexiune pivotantă numită balama de intemperii (sau balama de pas). Acest lucru le permitela „pene” (pivotare pe măsură ce se rotesc, ceea ce, după cum vom descoperi într-o clipă, este modul în care un elicopterteers). Lamele semi-rigide au aceeași balama de pene, dar eiau, de asemenea, o balama teetering (sau balama flapping) care le permite să flap în sus și în jos. Fullyarticulated lame poate pene și clapa, și au, de asemenea, un thirdhinge (o balama drag), care le permite să se deplaseze ușor înainte de („plumb”) sau în spatele(„lag”) poziția lor normală. Fiecare dintre aceste tipuri de lame are avantaje și dezavantaje.

rotor de coadă

foto: rotorul de coadă al unui elicopter Seahawk. Rotorul cozii este acționat de un arbore de antrenare care se întoarce de lamotoarele principale, paralele cu corpul elicopterului. Dacă vă uitați atent, veți vedea că lamele rotorului pot fi înclinate de pilot în timp ce se rotesc, ceea ce generează o forță de împingere mai mult sau mai puțin și oferă elicopterului capacitatea de a se roti pe loc pe măsură ce planează. Imagine de James R. Evans prin amabilitatea US Navy.

în afară de adăugarea unui al doilea rotor mare, o altă modalitate de a contracara cuplul de la rotorul principal este prin utilizarea unei elice mici,orientate lateral, numită rotor de coadă, alimentată de arborele adriveshaft de la motorul care trece prin capătul cozii ambarcațiunii.Uneori, din motive de siguranță, rotorul cozii este construit chiar înăuntrucoada (un design numit fenestron sau fan-coada). O altă alternativă estenumit un notar („fără rotor de coadă”), care folosește ajet de aer, tras printr-o aerisire pe coadă, pentru a contracara cuplul mainrotor. Dacă un elicopter are o singură lamă a rotorului principal, trebuie să aibă un rotor de coadă, fenestron sau NOTAR sau nu poate zbura în siguranță; în mod similar, orice deteriorare a rotorului de coadă—cum ar fi o lovitură de pasăre sau o lovitură de rachetă—face ca un copter să fie periculos de incontrolabil și, de obicei, rezultă că se prăbușește destul de repede după aceea. Majoritatea elicopterelor auo aripă de coadă verticală (pilon) care ajută, de asemenea, la contracararea unora dintre cuplul de la rotorul principal.

cum se deplasează și conduce un elicopter?

rotoarele unui elicopter sunt lucruri ingenioase care îi permit să se deplaseze în aer sau să se îndrepte în orice direcție. Pilotul are cinci comenzi de bază pentru mișcare și direcție: două pârghii de mână numite pitch colectiv și ciclic, o accelerație și două pedale de picior. Cele mai multe manevre pe care un pilot le execută implică o interacțiune complexă între aceste controale diferite, motiv pentru care zborul unui elicopter necesită o astfel de abilitate și concentrare.

plutind

pe măsură ce încep să se rotească, aripile de pe lamele motorului generează o ridicare care depășește greutatea ambarcațiunii,împingând-o în aer. Dacă ascensorul este mai mare decât greutatea,elicopterul urcă; dacă este mai mic decât greutatea, elicopterulse încadrează. Când ascensorul și greutatea sunt exact egale, elicopteruliubitorii în aer. Pilotul poate face ca palele rotorului să genereze mai mult sau mai puțin ridicare folosind un control numit pitch colectiv (sau”colectiv”), care crește sau scade unghiul („pitch”)pe care toate palele îl fac aerului care se apropie în timp ce se învârt. Fortakeoff, lamele trebuie să facă un unghi abrupt pentru a genera maximumlift.

Opera de arta: cum un elicopter planează și tăurași: top desen: Controlul pasului colectiv modifică unghiul (sau Pasul) fiecăreia dintre palele rotorului cu aceeași cantitate în același timp (săgeți verzi)—cu alte cuvinte, colectiv. Dacă lamele fac un unghi mai abrupt, ele generează mai multă ridicare, astfel încât întreaga ambarcațiune se mișcă drept în sus (săgeată portocalie). Desen de Jos: controlul pitch ciclic modifică unghiul paletelor selective ale rotorului pe măsură ce se rotesc, astfel (în acest caz) oricare lamă este în stânga produce întotdeauna puțin mai multă ridicare, în timp ce lama opusă (prezentată aici în dreapta) produce întotdeauna puțin mai puțină ridicare. Asta înseamnă că se produce mai multă ridicare pe partea stângă a elicopterului, astfel încât ridicarea generală (săgeata portocalie) este înclinată spre dreapta, direcționând întregul elicopter în acea direcție.

cum se întâmplă asta? După cum am văzut deja, rotorul principal este conectat la butucul din partea de sus a catargului printr-o balama care permite fiecărei lame să se rotească în timp ce se învârte, deci face un unghi mai abrupt sau mai puțin adânc Față de aerul care se apropie. Lamele au tije verticale scurte (legături de pas) atașate la ele, care sunt conectate la un disc metalic Rotativ numit placă swash, abit mai jos pe catarg. Această placă swash alunecă pe rulmenți în jurul asecundei, placă similară direct sub care nu se rotește. Când pilotul mișcă colectivul într-un fel, ambele plăci swash se mișcăîn sus, împingând în sus legăturile de pas care înclină palele rotorului într-un unghi mai adânc. Mutarea colectivului în sens invers mută plăcile Swash înapoi în jos, trăgând de legăturile de pas și înclinând lamelelela un unghi mai puțin adânc.

la sfârșitul colectivului, există o accelerație conectată printr-un cablu la motor. Aceasta este ca acceleratorul acar sau accelerația unei motociclete, creșterea sau scăderea vitezei motorului, astfel încât rotorul face mai mult sau mai puțin lift.

direcție

rotoarele asigură, de asemenea, Direcția pentru ahelicopter, făcând mai multă ridicare pe o parte decât pe cealaltă. Fac acest lucru prin rotirea înainte și înapoi (pene) în timp ce se rotesc, așa că, de exemplu, fac un unghi mai abrupt atunci când sunt pe partea stângă a ambarcațiunii decât atunci când sunt pe dreapta. Asta înseamnă că generează mai multă ridicare pe stânga, înclinând ambarcațiunea spre dreapta și direcționând-o în acea direcție. Pilotul conduce astfel folosind o a doua pârghie numită pitch ciclic (cunoscut și sub numele de „stick ciclic” sau doar”ciclic”), similar cu un joystick, ceea ce face ca lamele să se rotească pe măsură ce circulă. Mecanismul ingenios al plăcii swash se traducemișcările pilotului în mișcări adecvate ale lamelor rotorului.Să presupunem că pilotul vrea să zboare spre dreapta. În primul rând, ea mișcă ciclicul spre dreapta, iar un sistem de pârghii conectate face ca cele două plăci swash să se încline și spre dreapta. Acest lucru face ca palele rotorului să se încline într-un unghi abrupt atunci când sunt în stânga și un unghi superficial atunci când sunt în dreapta, astfel încât rotorul produce mai multă ridicare pe partea stângă, direcționând ambarcațiunea spre dreapta.

Opera de arta: cum placa swash conduce un elicopter. În centru, puteți vedea o vedere simplificată a mecanismului plăcii swash. Există două discuri în partea superioară a catargului rotorului, unul superior (roșu) care se rotește pe rulmenți cu bile (portocaliu) în jurul unuia inferior (albastru) care nu se rotește deloc. Patru verigi pitch (verde) conectează placa superioară swash la palele rotorului. Acum să presupunem că doriți să zburați spre dreapta. Înclinați ciclicul în această direcție. Asta înclină ambele plăci swash spre dreapta. Pe măsură ce palele rotorului se rotesc, plăcile swash înclinate forțează legăturile de pas în sus atunci când sunt în stânga și în jos când sunt în dreapta. Acest lucru face ca fiecare lamă a rotorului să se încline într-un unghi mai abrupt atunci când este în stânga și un unghi mai puțin adânc atunci când este în dreapta. Acest lucru produce mai multă ridicare în stânga, direcționând elicopterul spre dreapta.

pilotul poate, de asemenea, să direcționeze nasul unui elicopterîntr-o anumită direcție folosind o pereche de comenzi pentru picioare, cunoscute sub numele de pedale antitorque, care schimbă pasul rotoarelor cozii, astfel încât să facă o împingere mai mult sau mai puțin laterală decât în mod normalzbor direct. Acest lucru face ca întreaga ambarcațiune să se rotească încet în sens orar sau în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât să se îndrepte într-o direcție diferită.Pe elicopterele cu rotor tandem, cum ar fi Chinook,care nu au rotor de coadă, pedalele de picior înclină plăcile Swash pentru rotoarele din față și din spate în moduri opuse, direcționând ambarcațiunea în consecință.