Helikopterimelua koskevassa kysymyksessäni oletin, että yksi syy siihen, että ne ovat niin pirullisia, on, että pääroottorin kärjet menevät nopeammin kuin äänen nopeus . @FreeMan kyseenalaisti, oliko näin.
Olen yrittänyt löytää tietoa tästä, mutta useimmat sivut keskustelevat lopulta V NE – etenemisnopeudella, jolla etenevät terät mene yliäänellä samalla kun vetäytyvät terät menettävät nousun ja jumittuvat. Tämä ei ole kyse tilanteesta.
Kyse on säännöllisestä lennosta – onko helikoptereiden erittäin voimakas melu, koska niiden roottorin kärjet ovat yliääntä, tai muista lähteistä?
ps Jotkut mainitsevat, että laskeutuvien helikoptereiden ”WOP-WOP” johtuu roottorin kärjistä, jotka menevät yliäänentoistoon. Onko näin – onko se reunatapa? (ainoa kerta, kun vihjeet ovat yliääntä) tai vain yksi esimerkki siitä, milloin ne ovat.
Vastaa
”wop wop”, joka tunnetaan yleensä nimellä teräpala, kuuluu, kun terän kärki kulkee edellisen luoman pyörteen läpi.
Sitä voidaan välttää. Yleisin lentojärjestelmä, kun näin tapahtuu, on matala laskeutuminen, mutta silti melko paljon voimaa – esim. nopea ja matala. Pyörre alkaa liikkua alas heti, kun se jättää terän kärjen, joten tasaisella lennolla seuraava terä kulkee sen yli. Matalassa laskeutumisessa, jolla on korkea nousukulma, seuraava terä voi kirjaimellisesti ”iskeä” edelliseen pyörteeseen. Kahden terän pyörteet ovat nyt vuorovaikutuksessa ja voivat aiheuttaa paikallisen, ohimenevän yliäänen virtauksen. Välttääksesi sen, laske vain äänenvoimakkuutta saadaksesi positiivisempi lasku tai vedä taaksepäin syklistä levyn kuormituksen lisäämiseksi ja asennon tasaamiseksi.
Terän kärjet eivät mene yliäänentoistoon. Itse asiassa lähes kaikissa helikoptereissa roottori pyörii hyvin kapealla nopeusalueella, tyypillisesti välillä 90% – 110% normaalista nopeudesta. Useimmissa lentojärjestelmissä roottori pyörii 100%, +/- muutama prosentti, olitpa sitten kiipeilemässä, laskeutumassa tai risteilemässä. Ainoastaan automaattisen pyörimisen ja aggressiivisen ohjauksen aikana alue vaihtelee vähintään 10%. Se riippuu helikopterin tyypistä, mutta absoluuttiset rajat olisivat noin 85% (paniikkiaika, täydellisen pysähtymisen riski) ja 115% (pienempi paniikki, koneen vahingoittumisen vaara, etenkin hännän roottorin vetoakselissa).
Normaalikäytössä ja suunnittelun tavoitteena on saavuttaa tämä, roottorin kärjet eivät mene yliäänentoistoon siitä lähtien kun ne Suorituskyky heikkenee äkillisesti ja voimakkaasti, kun tarvitaan enemmän virtaa, suurempi terän kuormitus, tärinä ja melu.
Ajattele helikopteria, joka lentää eteenpäin. Etenevä terä sen kohtisuorimmassa asennossa kokee suhteellisen ilmavirran, joka on yhtä suuri (huomioimatta kaikenlaisia pieniä sivuvaikutuksia) ajonopeudella ja terän nopeudella. Vetäytyvän terän suhteellinen ilmavirta on yhtä suuri kuin terän nopeus miinus helikopterin nopeus.
Jos terät pyörivät niin nopeasti, että kärjet ovat yliääntä, niin vetäytyvän terän päähissin muodostava osa, kahden ulomman ulomman kolmanneksen, kokee niin alhaisen nopeuden joillekin alueelle on jopa negatiivista, että terät jumittuvat aiheuttaen katastrofaalisen vierityksen tälle puolelle. Juuri tämä ilmiö rajoittaa viime kädessä terien pyörimisnopeutta ja helikopterin enimmäisnopeutta.
Katsotaanpa esimerkkinä R22: tä. Seuraavat luvut ovat likimääräisiä.
Roottorin kärjen nopeus on noin 670 kuvaa / s (jalkaa sekunnissa). Äänen nopeus maanpinnalla tavallisena päivänä on noin 1100 kuvaa / s. R22 lentää lähellä VNE: tä, sanotaan 100 s, mikä on noin 170 fps.
Kärki etenevällä puolella, nopeimmillaan, lentää siis suhteessa ilmavirtaan nopeudella 840 fps ja vetäytyvällä puolella, hitaimmin, 500 fps.
Terän pituus on noin 11 jalkaa, joten terän keskiosa vetäytyvällä puolella lentää vain nopeudella 190 fps (puolet 670: stä ilman nopeutta). Kun saavutat noin 4 jalkaa terän juuresta, se on nyt vain 50 kuvaa sekunnissa eikä siitä kauempana, muuttuu nollaksi, sitten negatiiviseksi.
Muista, että hissi on verrannollinen Nopeus. Nyt voit nähdä valtavan eron hissin välillä kummallakin puolella, kun nopeus kasvaa.
Vastaamaan kysymykseesi suoraan R22 tarvitsee lentää nopeudella 530 kuvaa sekunnissa lähestyäksesi yliäänisen kärjen nopeutta, joka vastaa noin 330 kt, jota se ei voi saavuttaa läheskään.
PS. R22 POH puhuu keisarillisissa toimenpiteissä. Kun saan jonkin aikaa, teen uudelleen luvut metriisissä, joita minä ja suurin osa maailmasta suosin.
Kommentit
- Viimeisen kappaleen ensimmäinen virke näyttää olevan ristiriidassa itsensä kanssa: levy pyörii niin nopeasti vinkit menevät yliäänellä, joten ulompi 2/3 alueesta kokee hidasta ilmanopeutta. Voisitteko selventää, kuinka kärki (osa terän ulommasta 2/3-osasta) voi olla yliääntä, silti sama 2/3 terästä voi liikkua liian hitaasti? En ' en sano sinulle ' väärin, olen ' m vain hämmentynyt .
- Sanaan sen hieman uudelleen. Puhun vetäytyvästä terästä. Kiitos, että osoitit sen.
- Eikö ole, että eteenpäin liikkuva roottori, joka osuu äänen nopeuteen, on rajoittava tekijä itse helikopterin nopeudessa? Muistan epämääräisesti Lynx-lentäjän, joka kertoi minulle, kun olin lapsi.
- @chriscowley On, mutta lyöt ensin VNE: tä (nopeus ei koskaan ylitä). Lue nousun epäsymmetriasta ja siitä, miten se liittyy virtuaalitietoon
- @FreeMan löysin vastauksen myös sekavaksi. Mielestäni se ' sanotaan tämän. Roottorit pyörivät melko hitaasti, joten kun helikopteri on paikallaan, kärjet ovat kaukana äänen nopeudesta. Ainoa tapa saada vinkkejä ääniesteen rikkomiseksi olisi siirtää helikopteri eteenpäin hyvin nopeasti. Niin nopeasti, että vetäytyvä terä todella liikkuu edelleen eteenpäin suhteessa maahan. Tuo terä ei tuota nostoa, koska ilmavirta sen yli olisi siitä, mistä ' n oletetaan olevan sen takareuna etureunaan.
vastaus
Helikopteriroottorin tyypillinen syke johtuu roottorin siipipyörteiden vuorovaikutuksesta, erityisesti pääroottorin ja hännän roottorin pyörteiden välillä . Kun näiden impulssien iskut aallot kohtaavat, ne luovat voimakkaita (kovia) yliaaltoja. Tämä vaikutus voi ilmetä roottorin nopeuksilla, jotka ovat selvästi yliäänentoiston alapuolella.
Vortex-vuorovaikutusta voidaan vähentää ympäröimällä (pienempi, moniteräinen) hännänroottori – enemmän kuin tuuletin – suojuksella. Tällaista asennusta kutsutaan fenestroniksi (”windowed”, ja itse asiassa Eurocopterille kuuluva tavaramerkki), kanavatuulettimeksi tai tuulettimeksi. Tämä kehitys on alun perin suunniteltu parantamaan turvallisuutta ja suorituskykyä.
Pääroottoriin tehdyt muutokset pyörteen impulssin vähentämiseksi vaihtavat yleensä voimaa tai taloutta.
Yliäänenopeudesta helikoptereiden teoreettinen huippunopeus on 417 km / h. tavanomainen lentotila, koska ongelmana on, että etenevä terä saavuttaa yliäänenopeuden liian suurella alueella ja vetäytyvä terä menettää nostonsa äkillisesti.
Joku kysyi, kuinka vain osa terästä voisi olla yliääntä, kun taas suurin osa terästä oli aliääntä. Tämä johtuu siitä, että liike on kulmikas. Piste ulommassa osassa liikkuu ilman läpi paljon nopeammin kuin sisemmän alueen piste peittäen saman kulman samanaikaisesti. Tämä yliäänitila saavutetaan lennolla nopeammin kuin leijuu. Kun terä liikkuu ”eteenpäin”, ilmanopeus lisätään eteenpäin liikkuvan terän pyörimisnopeuteen ja vähennetään taaksepäin liikkuvasta terästä. Yleinen ratkaisu vastakkaisten siipien nostoerojen huomioon ottamiseksi on saranoida ne juuressa, jotta korkeamman nopeuden terä voi läppää ylöspäin rajoitetusti. Jotkut ”jäykät” mallit korvaavat saranan joustavalla osalla.
Kommentit
- Hieno vastaus. Tervetuloa sivulle aviation.se!