A helikopter zajával kapcsolatos kérdésemben azt a feltevést fogalmaztam meg, hogy egyik oka annak, hogy ilyen zajosak, hogy a fő rotorcsúcsok gyorsabban haladnak, mint a hangsebesség . @FreeMan megkérdőjelezte, hogy ez a helyzet.
Megpróbáltam-e erről információt találni, de a legtöbb oldal végül V NE -ról beszél – arról a sebességről, amellyel az előrenyomuló pengék menjen szuperszonikusan, miközben a visszahúzódó kések elvesztik és elakadnak. Ez nem erről a helyzetről szól.
Ez a rendszeres repülésről szól – ez a helikopterek rendkívül erős zaja, mert a rotorcsúcsaik szuperszonikusak, vagy más források?
ps Van néhány említés arról, hogy az ereszkedő helikopterek “WOP-WOP” -ját az okozza, hogy a rotorcsúcsok szuperszonikussá válnak. Ez a helyzet – és ha igen, akkor éles eset (az egyetlen alkalom, amikor a tippek szuperszonikusak), vagy csak egy példa arra, amikor igen.
Válasz
A A “wop wop”, általában penge pofon néven ismert, amikor a penge hegye áthalad az előző által létrehozott örvényen.
Ez elkerülhető. A leggyakoribb repülési rendszer, amikor ez megtörténik: sekély süllyedés, de még mindig elég sok erő – pl. gyors és sekély. Az örvény elindul lefelé, amint elhagyja a penge hegyét, így a vízszintes repülés során a következő penge áthalad rajta. Magas lejtésű, nagy dőlésszöggel a következő penge szó szerint “bepofozhat” az előző örvénybe. A két penge örvényei most kölcsönhatásba lépnek, és helyi, átmeneti szuperszonikus áramlást okozhatnak. Ennek elkerülése érdekében egyszerűen engedje le a hangmagasságot, hogy pozitívabb süllyedést hozzon létre, vagy húzza vissza a ciklikust, hogy növelje a lemez betöltését és ellapítsa a hozzáállást.
A penge hegyei nem mennek szuperszonikusabbá. Valójában szinte minden helikopteres kivitelben a rotor nagyon szűk sebességtartományon belül forog, jellemzően a normál sebesség 90% és 110% -a között. A legtöbb repülési rendszerben a rotor 100% -on forog, +/- néhány százalékkal, függetlenül attól, hogy mászol, ereszkedsz vagy cirkálsz. Csak automatikus forgatás és agresszív manőverezés esetén változik a tartomány 10% -kal vagy annál nagyobb mértékben. Ez a helikopter típusától függ, de az abszolút határértékek körülbelül 85% (pánikidő, teljes leállás kockázata) és 115% (kisebb pánik, a gép károsodásának kockázata, különösen a farokrotor hajtótengelyében).
Normál üzemben, és a tervezés célja ennek elérése, a rotorcsúcsok nem mennek szuperszonikusabbá , mivel hirtelen és nagy mértékben csökken a teljesítmény, nagyobb energiaigénnyel, nagyobb pengeterheléssel, rezgéssel és zajjal.
Gondolj egy előre repülő helikopterre. Az előrenyomuló penge a leg merőlegesebb helyzetében relatív légáramlást tapasztal, amely megegyezik (figyelmen kívül hagyva mindenféle kisebb mellékhatást) az előre haladó sebességgel és a penge sebességével. A visszavonuló penge relatív légáramlást tapasztal, amely megegyezik a penge és a helikopter sebességének levonásával.
Ha a lapátok olyan gyorsan forognak, hogy a csúcsok szuperszonikusak, akkor a visszahúzódó penge fő emelését létrehozó része, a fesztávolság külső kétharmada ilyen alacsony légsebességet tapasztalna, a fesztávolság egy részénél még negatív is lesz, hogy a pengék elakadnak, és katasztrofális gördülést okoznak annak az oldalnak. Ez a jelenség végső soron korlátozza a lapátok forgási sebességét és a helikopter maximális sebességét.
Nézzük példaként az R22-et. A következő ábrák hozzávetőlegesek.
A rotor csúcssebessége kb. 670 fps (láb / másodperc). A hangsebesség a talaj szintjén egy szokásos napon körülbelül 1100 fps. Az R22 a VNE közelébe repül, mondjuk 100 kts, ami kb. 170 fps.
Az előrenyomuló oldalon a leggyorsabb csúcs tehát a légáramhoz viszonyítva 840 fps sebességgel, a visszahúzódó oldalon pedig a leglassabb, 500 fps sebességgel repül.
A penge hossza körülbelül 11 láb, így a penge középső része a visszavonuló oldalon csak 190 fps sebességgel repül (670 fele mínusz a sebesség). Ha kb. 4 lábra jut a penge gyökerétől, most csak 50 képkocka / mp, és ettől nem sokkal tovább, nullává, majd negatívvá válik.
Ne feledje, hogy az emelés arányos a a sebesség. Most láthatja a két oldal közötti emelés közötti hatalmas eltérést a sebesség növekedésével.
A kérdésre való közvetlen válaszadáshoz az R22-nek 530 kép / mp sebességgel kell repülnie ahhoz, hogy megközelítse a szuperszonikus csúcssebességet, ami kb. 330 kt, amelyek eléréséhez közel sem lehet.
PS. Az R22 POH birodalmi intézkedésekben beszél. Ha lesz egy kis időm, akkor az ábrákat metrikusan újrarajzolom, amelyet nekem és a világ nagy részének inkább.
Megjegyzések
- Az utolsó bekezdés első mondata ellentmondani látszik önmagával: a lemez olyan gyorsan forog szuperszonikus, ezért a fesztáv külső 2/3-a lassú sebességet tapasztalna. Tudná tisztázni, hogyan lehet a hegy (a penge külső 2/3-ának része) szuperszonikus, ugyanakkor a penge ugyanaz a 2/3-a túl lassan mozoghat? ' nem mondom, hogy ' tévedek, én ' m csak nagyon összezavarodtam .
- kissé átfogalmazom. A visszavonuló pengéről beszélek. Köszönöm, hogy felhívta a figyelmét.
- Nem az az eset, hogy az előre haladó rotor, amely eléri a hangsebességet, korlátozó tényező maga a helikopter sebességében? Homályosan emlékszem arra, hogy egy Lynx pilóta azt mondta nekem, amikor gyerek voltam.
- @chriscowley Az, de először a VNE-t (a sebesség soha nem haladja meg) fogja megütni. Olvassa el az emelés diszimmetriáját és azt, hogy hogyan viszonyul a VNE-hez
- @FreeMan szintén zavarosnak találtam a választ. Szerintem ' ezt mondja. A rotorok meglehetősen lassan forognak, így amikor a helikopter áll, a csúcsok messze vannak a hangsebességtől. Az egyetlen módszer a hangkorlát megszakításához a tippek megszerzéséhez az lenne, ha a helikoptert nagyon gyorsan előre mozgatnánk. Olyan gyorsan, hogy a visszavonuló penge valójában továbbra is előre halad, a talajhoz képest. Ez a penge nem okozna emelést, mert a felette levő levegő áramlása a ' állítólag annak az éléig vezetne, amely az éléig vezet.
Válasz
A helikopter rotor jellegzetes ütését a rotorlapát-örvények, különösen a fő rotor és a farokrotor örvények közötti kölcsönhatás okozza. . Amint ezen impulzusok lökéshullámai egybeesnek, erőteljes (hangos) harmonikusokat hoznak létre. Ez a hatás jóval a szuperszonikusnál alacsonyabb rotorsebességnél jelentkezhet.
Az örvény kölcsönhatás csökkenthető azzal, ha egy (kisebb, többpengésű) farokrotort körülveszünk – inkább ventilátorhoz hasonlóan – burkolattal. Az ilyen telepítést fenestronnak (“ablakos”, és valójában az Eurocopter tulajdonában lévő védjegy), csatornás ventilátornak vagy ventilátornak hívják. Ezt a fejlesztést eredetileg a biztonság és a teljesítmény javítása érdekében tervezték.
A fő rotor módosításai, amelyek csökkentik az örvény impulzusát, általában eladják az energiát vagy a gazdaságot.
A szuperszonikus sebesség témakörében a helikopterek elméleti végsebessége 417 km / h. hagyományos repülési mód, mivel az előrenyomuló penge túl nagy területen éri el a szuperszonikus sebességet, és a visszahúzódó penge hirtelen elveszíti az emelést.
Valaki megkérdezte, hogy a penge csak egy része lehet-e szuperszonikus, míg hosszának nagy része szubszonikus. A mozgás ugyanis szögletes. A külső rész egy pontja sokkal gyorsabban mozog a levegőn, mint a belső régió egy pontja, hogy ugyanabban az időben lefedje ugyanazt a szöget. Ez a szuperszonikus állapot hamarabb érhető el repülés közben, mint lebegésben. Amikor a penge “előre” mozog, a sebességet hozzáadják az előre haladó penge forgási sebességéhez, és levonják a hátrafelé mozgó késről. Általános megoldás az ellentétes lapátok emelési különbségének kielégítésére az, hogy ezeket a gyökérnél csuklóba kell csukni, hogy a nagyobb légsebességű penge korlátozott mértékben felfelé csapódhasson. Néhány “merev” kialakítás a csuklópántot rugalmas szakaszra cseréli.
Megjegyzések
- Kedves válasz. Üdvözöljük az aviation.se oldalon!