A tökéletes helikopter: a koaxiális rotor tervezésének megértése

A koaxiális rotor kiküszöböli a farokrotor szükségességét, és biztonságosabb, stabilabb gépet hoz létre.

Annak megértése érdekében, hogy egy két koaxiális rotorral ellátott konstrukció mennyivel jobb teljesítményt nyújt a többi helikopternél, meg kell vizsgálnunk a játék fizikáját.

A helikopterek fizikája

Az egyrotoros helikoptereknél a felfelé irányuló forgás a fő rotoron keresztül történik. Ez a forgás nyomatékot generál a fő helikopter körül, ami a fő törzs ellenkező irányú megfordulását okozza. A korai mérnökök úgy tervezték meg a farokrotort, hogy ellensúlyozza ezt a nyomatékot és stabilan tartsa a helikoptereket. A farok rotorok általában sokkal kisebb rotorok, amelyek a fő rotorra merőleges tengelyre vannak felszerelve. A farokrotor sebességének szabályozásával a pilóta stabilizálhatja a járművet, valamint szabályozhatja a helikopter irányát.

A farokrotor lelassítása a helikopter testének a fő rotorral ellentétes irányba történő forogását okozná az abban az irányban jelentkező túlzott nyomaték miatt. A farokrotor felgyorsítása az ellenkezőjét tenné. Az irány mellett a helikopterpilóták a farokrotor szögének beállításával szabályozhatják a vízi jármű elmozdulását. Azáltal, hogy a farokrotort kissé felfelé vagy lefelé állítja, a pilóta egy pillanatnyi karot hoz létre a helikopteren keresztül, amely viszont beállítja a vízi jármű ívét.

Miért sokkal jobb a koaxiális kialakítás?

Most, hogy megértettük az egyrotoros helikopterek alapvető mechanikáját, megismerhetjük, miért jelenthetnek a koaxiális rotorok bizonyos előnyöket. Két rotort egyetlen tengelyre helyezve és ellentétes irányba forgatva nettó-nulla nyomaték jön létre a helikopter fő teste körül, nagyon stabilan tartva azt. Mind a mechanikus eszközökkel, mind az elektronikus eszközökkel minden rotort tökéletesen időzítettek és vezéreltek, hogy valós időben töröljék a másik rotor nettó nyomatékát. Ez lehetővé teszi, hogy a koaxiális vízi jármű meglehetősen jelentős lebegési képességeket érjen el, összehasonlítva egy rotoros testvéreikkel.

Ha helikopterekre gondolsz, akkor a függőleges felszállásra és a lebegés képességére gondolsz. Távolítsa el ezeket a szempontokat, és a helikopter ugyanúgy működik, mint egy sík. Megjegyzendő, hogy a függőleges felszállás nem kizárólag a rotorhajókra vonatkozik. Azonban a rotor nélküli képességet kihasználó repülőgépek - főként a harrier sugárhajtómű - sokkal kevesebb hatékonysággal és stabilitással teljesítik a feladatot.

A helikopter lebegési és stabilitási képessége azonos a helikopter minőségével. A koaxiális konstrukciókban a stabil repülés fenntartásának és fenntartásának javított képessége végül jobb helikoptereket eredményez. A jobb helikopterek azt jelentik, hogy könnyebben irányíthatók és sokkal biztonságosabbak az utasok számára. Elméletileg, ha egy rotor eltörött egy koaxiális rendszerben, a vízi jármű továbbra is biztonságosan leszállhat.

Végül, a koaxiális rotorok alkalmazása azt jelenti, hogy a vízi járműnek nincs szükségük a stabilitás biztosításához giroszkópra. Mindkét rotor forgási hatása szinte tökéletes giroszkópot eredményez, ami még egyszer javítja a vízi jármű stabilitását.

Akkor miért nem látunk több koaxiális helikoptert? Nincsenek hibáik nélkül.

Koaxiális helikopterekkel kapcsolatos kérdések

Az első fő hiba az, hogy a két rotorlapát időzítésének tökéletesnek kell lennie. A sebességet és az irányváltást együtt kell elérni. A kalibrálás legkisebb hibája is lényegében instabillá teszi a repülőgépet és lehetetlenné teszi a repülést. A kalibrálás hibája rosszabb, mint azt valószínűleg a vízi jármű repülési képességének gondolja. Ha az időzítés eléggé ki van kapcsolva, a koaxiális helikopterek nem képesek elegendő emelésre ahhoz, hogy el is hagyják a földet, és végül csak forogjanak az aszfalton.

KAPCSOLÓDÓ: A BOEING legújabb katonai helikoptere repül

A pontosság szükségessége mellett a rotorok hangolása során ezek a rotorok általában nem olyan érzékenyek, mint egy rotorhajó. Ha egy repülőgépet stabilabbá tesz, akkor a pontos mozgásokat általában nehezebb elérni - ez állandó kompromisszumot jelent az űrkutatásban. Míg a koaxiális helikopterek biztonságosak és hatékonyak, nem alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, ahol a pilótáknak finom manőverezhetőségre van szükségük. Ezek azonban tökéletesek olyan alkalmazásokhoz, ahol pontos lebegésre van szükség.

A koaxiális rotor kialakítása az egyik legkiemelkedőbb helikopter-kialakítás. Míg vannak hatástalanságai; hamarosan nem múlik el. A kialakítás stabilitása a mai napig népszerű a hobbi közösségben, sőt sok katonai és mentőhelikopter. Ha helikoptert tervezne, melyik tervet választaná?

Nézd meg a videót: New Airbus H145M helicopters arrive Hungary. HD. Új H145M helikopterek érkeznek Magyarországra. (Július 2022).