Pot elicopterele să plutească și cât durează “ oprirea ”?

După cum sa menționat într-un alt răspuns, toate elicopterele poate flutura, dar așa-numitul „flotare înaltă” (în afara efectului solului sau mai ales la altitudinea operațională) este o manevră mai dificilă, necesitând mai multă putere decât un plutitor la sol și fiind mai greu de întreținut (deoarece punctele de referință sunt mult mai departe) ).

Elicopterele generează mai multă putere pentru aceeași putere atunci când sunt în zbor înainte, iar trecerea de la înainte la plutire necesită o combinație bine controlată de adăugare de putere, reglare colective, și manevrând controalele ciclice (în ambele axe) și anti-rotație – ceea ce înseamnă că „este mult mai greu decât să zboare înainte cu viteză mică. În general, odată ridicat și zburând înainte, este mult mai ușor să continuați zborul înainte (este, de asemenea, mai sigur, deoarece, în cazul unei defecțiuni, autorotarea funcționează mai bine dacă aveți deja o anumită viteză de avans).

Plasarea pe instrumente este chiar mai dificilă decât o deplasare ridicată – deci, dacă vizibilitatea este o problemă, este în general mult mai bine să continuați zborul înainte decât să încercați o deplasare ridicată.

Comentarii

• Acesta trebuie să fie punctul pe care ‘ nu-l primesc: ” Elicopterele generează mai mult ridicați-vă pentru aceeași putere atunci când în zbor înainte „. Înțeleg că este de a merge înainte, elicopterul este oarecum ” înclinat înainte ” (cu nasul în jos) și că ceea ce a fost ridicare verticală este acum împărțit într-o componentă (mai mică) în sus și o componentă înainte. Cum se generează mai multă ridicare în această situație? Este fluxul de aer din mișcarea înainte care adaugă ” la fluxul de aer din mișcarea de rotație și astfel generează mai multă ridicare?
• Modul în care ‘ l-am văzut în diagramă, ” ridicare de traducere ” se datorează creșterii fluxului de aer prin discul rotorului comparativ cu hover . Spre deosebire de un autogir, acest flux de aer este descendent de sus (deoarece colectivul este pozitiv, unde un autogir are un pas negativ al pânzei pentru a se asigura că se roteste), și cu cât este adăugat mai mult aer în condiția de plutire, cu atât este generată mai multă este nevoie de mai puțină energie pentru aceeași ridicare).
• Un elicopter în mișcare funcționează în propria spălare descendentă, ceea ce reduce ridicarea și necesită mai multă putere. Elicopterele din operațiunile de salvare montană se prăbușesc adesea atunci când intră într-o plimbare la mare altitudine, dar nu au puterea de ao menține. (@jcaron)
• @jcaron un alt mod (simplificat) de a-l privi este acela că discul rotorului se comportă ca o aripă: nu permite fluxul de aer orizontal de la zborul înainte deși el însuși (în zbor electric cel puțin ), deci este deviat și creează o ridicare suplimentară, la fel cum s-ar întâmpla dacă ar întâlni o aripă în formă de disc. Bineînțeles că este un raport de aspect redus și o aripă ineficientă, dar funcționează totuși.
• din punct de vedere tehnic, palele rotorului au un raport de aspect mult mai mare decât aproape orice aripă (în afară de cele ale planorelor).

Da, toate elicopterele pot plasa, dar necesită:

• Mai multă concentrare pentru planează decât să zboare, deoarece elicopterele sunt instabile în plan în pitch and roll. Viteza aeriană înainte oferă stabilitate, iar zborul cu elicopterul cu viteza aeriană înainte este comparabil cu zborul cu un avion cu aripă fixă, în timp ce plutirea este comparabilă cu starea deasupra unei mingi gonflabile mari.
• Mai multă putere de a plasa decât de a zbura cu viteza aeriană înainte. Acest lucru se datorează faptului că în hover, există mai multă tracțiune indusă decât în zborul înainte. Graficul de mai jos provine din răspunsul legat și arată scăderea puterii totale necesare pe măsură ce viteza aerului crește de la zero.

Pentru a vă deplasa, puterea disponibilă trebuie să fie mai mare decât puterea necesară. Puterea disponibilă a motorului se reduce odată cu creșterea altitudinii datorită densității aerului în scădere, iar acest lucru are ca rezultat elicopterele cu un plafon plutitor, unde puterea disponibilă este egală cu puterea necesară. plafoane, cu efect de sol și efect de sol exterior. Dar chiar și sub plafonul OGE, este pur și simplu mai sigur pentru un elicopter să ridice viteza aeriană imediat după decolare:

• După cum sa menționat, zborul cu viteză lasă mai mult combustibil la bord pentru durata de călătorie necesară .
• În timp ce planezi OGE, altitudinea trebuie menținută folosind altimetrul, în timp ce înălțimea și rotația instabile trebuie corectate. Concentrația necesară în timpul examinării instrumentelor reduce conștientizarea situației. Menținerea nivelului elicopterului nu se poate face folosind doar instrumentele, deoarece viziunea periferică nu este implicată. Acolo unde vântul duce elicopterul nu poate fi vizualizat din instrumente, iar avioanele cu aripi fixe care zboară sunt mult mai greu de concentrat.
• Dacă altitudinea nu este menținută în cursa OGE, există posibilitatea ca elicopterul să intre starea inelului vortex , o situație periculoasă în care se scufundă în propria sa trezire a rotorului. Starea inelului vortex nu există atunci când zboară înainte.

Comentarii

• Chiar nu ‘ nu înțeleg de ce starea inelului vortex ‘ nu apare în orice moment în timpul operației 0 IAS și bănuiesc că parțial. Îmi dau seama că am 20/20 retrospecție aici, dar să apară în interiorul unui heliport cu pereți (de ex. Locul încărcat cu bin ‘) mi se pare complet evident.
• @ Harper-ReinstateMonica Partea inferioară a discului rotorului împinge aerul în jos, partea superioară aspiră aerul. Într-o anumită măsură, chiar și fără rata de scufundare, există un flux invers la vârfurile lamei, care se observă ca o ușoară pierdere de ridicare și creșterea rezistenței. Efectul vârfului este contabil în mod normal la dimensionarea motoarelor și a rotoarelor, care coboară în gol în cazul în care elicopterul se scufundă în propria sa spălare descendentă.
• ” planarea este comparabilă cu picioarele deasupra unei bile gonflabile mari ” – De ce nu există sisteme autonome pentru menținerea hover-ului?
• Sistemele de auto-hover @aroth există, dar sunt nu foarte răspândit în proiectele civile din cauza pieței mici, ceea ce determină o adoptare destul de lentă a noii tehnologii.
• @RussellMcMahon Am ‘ l-am auzit descris de un pilot cu aripă fixă licențiat care ia o lecție timpurie de tranziție cu elicopterul ca ” ca și cum ar fi să zboare un Cessna învechit „. Cu cât viteza de înaintare este mai mare, cu atât trebuie să corectați mai multă rola (ridicarea dezechilibrată între lamele de avansare și retragere), cu atât mai multă putere aplicați, cu atât este nevoie de mai mult rotor de coadă și există încă ‘ jonglarea constantă a accelerației și a colectivității pentru a gestiona altitudinea și RPM – dar ‘ este încă mai ușor decât planarea.

Când navigați pe WX într-un elicopter, este adesea mai puțin volum de lucru să zburați pe orbite.Oferă o perspectivă suplimentară și permite o mișcare laterală ușoară pe parcursul orbitei. De asemenea, reduce modificările de configurație și posibilele modificări ale puterii, deoarece aeronava poate fi menținută în ridicare de translație.

Navigația IFR pentru elicoptere este în esență identică cu avioanele, iar calele regulate de pe o intersecție sau navă sunt atribuite de către ATC. Acest lucru este în scop informativ în legătură cu problema OP, deoarece în exemplu elicopterul era VFR sau SVFR și nu ar fi utilizat un instrument convențional de așteptare decât dacă a fost emisă o autorizație IFR. Plasarea într-un singur loc fără referință vizuală nu poate fi realizată cu ușurință. Majoritatea elicopterelor nu sunt instrumentate pentru o deținere totală IMC. De exemplu, mișcarea mică în linie cu longitudinalul nu poate fi determinată cu exactitate cu instrumentele utilizate în mod normal pentru zborul IFR. Deși GPS / IMS / FMS ar putea furniza aceste informații, acestea nu sunt realizate în mod convențional. Pe scurt, un elicopter zboară IFR ca un avion și planează cu referință vizuală.

În rezumat, o orbită permite o vizibilitate mai bună în toate direcțiile și, prin urmare, o mai bună conștientizare a situației și nu necesită o schimbare a configurației și necesită mai puțină putere pe unitate de timp dacă viteza aerului este într-un anvelopă rezonabilă.

Comentarii

• Doar o notă secundară, deoarece nu abordează direct problema OP … În conflictul din Vietnam, era o practică obișnuită să încercați să selectați un LZ care era ceva mai mare, astfel încât elicopterul să poată orbita în imediata apropiere a LZ și cu mai multă protecție împotriva focului inamic. Ridicarea unui zbor de evacuare (prea) încărcat ar avea efect de sol și va trece cu pricepere la mișcare înainte, astfel încât ridicarea de translație să ajute urcarea. Desigur, piloții sunt învățați să nu-și suprasolicite niciodată elicopterele …
• În ceea ce privește Vietnamul și elicopterele cu efect de sol, recomand cu tărie cartea ” To The Limit „. Un lucru pe care mi-l amintesc din acea carte: elicopterele au fost extrem de slabe pentru sarcinile pentru care au fost folosite!
• @sandos re Vietnam and choppers – Recomand cu tărie ” Chickenhawk „. Mai amuzant decât ” MASH ” Sângeros, mai înspăimântător, mai liniștitor, mai luminos mai real și mai interesant decât ” MASH ” O relatare reală a terorii totale a zborului unui UH-1 ” Huey ” elicopter (NU o Cobra) în Vietnam.
• Am câțiva prieteni îmbătrâniți care au fost piloți Huey și le-am spus povești înalte despre a fi supraîncărcat și incapabil să părăsească LZ decât dacă se află în ascensiune de translație. Mai târziu, am aflat cum ar putea fi așa și apoi mi-am dat seama cât de supraîncărcate trebuie să fi fost. Când s-au confruntat, au negat că ar fi supraîncărcat, doar o zi fierbinte și umedă.

Când un elicopter se deplasează, practic este așezat în propria spălare. Prin împingerea aerului în jos, creează o regiune de presiune scăzută deasupra ei și o zonă de presiune ridicată sub ea. Pentru a rămâne în plan, trebuie să tragă aer din zona de presiune scăzută și împingeți-l în presiunea înaltă sunt sub el, ceea ce necesită multă energie. Dacă în schimb zboară înainte, întâlnește aer proaspăt fără (la fel de mult) un diferențial de presiune de luptat.

Matematica de pe el : Să presupunem că aveți un elicopter cu masă $ m_1 $ care rămâne în aer timp $ t $ . Dacă a fost doar în cădere liberă, ar dobândi o viteză de $ gt $ , pentru un impuls de $ m_1gt $ . Deci, pentru ca acesta să nu dobândească nicio viteză descendentă, trebuie cumva să elimine $ m_1gt $ de impuls. Deci, are nevoie de o anumită masă de reacție pentru a transfera acel impuls. Acea masă este aer. Dacă împinge aerul cu masă $ m_2 $ în jos la viteză $ v_2 $ (adică viteza de spălare), impulsul va fi $ m_2v_2 $ . Setând $ m_1gt $ egal cu $ m_2v_2 $ , constatăm că $ v_2 = \ frac {m_1gt} {m_2} $ . Energia acestui aer va fi $ \ frac {m_2v_2 ^ 2} 2 $ sau $ \ frac {m_2} 2 (\ frac {m_1gt} {m_2}) ^ 2 $ , care se reduce la $ \ frac {(m_1gt) ^ 2} {2m_2} $ .

Deci, cu cât elicopterul împinge mai mult aer, cu atât este mai mică viteza de spălare și cu cât elicopterul folosește mai puțină energie. Continuând să zboare înainte decât să plutească, elicopterul întâlnește mai mult aer, permițând o viteză de spălare mai mică.

Acesta este un fenomen pentru toate aeronavele mai grele decât aerul: cu cât acestea zboară mai repede, cu atât este mai ușor să producă lift.

Întrebarea 1: Nu, un S-76 poate plasa, dar consumă mai multă energie decât o croazieră economică. Avea mai mult sens să încercuiți și să țineți într-o zonă în loc să vă deplasați. în plus, deplasarea la altitudine poate fi periculoasă în cazul unei defecțiuni a rotorului motorului sau a cozii și a avea o viteză aeriană înainte poate ajuta la realizarea unei aterizări autorotative, dacă este necesar.

Întrebarea 2: Ce a provocat accidentul este speculativ până când NTSB își publică raportul. Nu vom primi un răspuns definitiv până atunci. Știm că întregul bazin din Los Angeles raporta acoperit cu acoperire redusă și ambele KBUR și KVNY raportau starea vremii IFR la nivel local. Elicopterul se menține la distanță de KBUR Clasa C până când primește o distanță VFR specială, apoi se îndreaptă spre nord-vest, plecând în jurul marginilordin aria KVNY Clasa D, virând la stânga pentru a merge spre sud spre Calabasas și urmând CA101 prin canioane la o viteză ridicată, în jur de 120 KIAS . Una dintre ultimele interacțiuni ATC a fost să spună abordării SoCal că el manevrează pentru a evita norii. Nu se cunosc exact ce factori au condus la accident în acel moment, deși în calitate de pilot am câteva teorii. Se pare că pilotul zboară în SVFR, dar cu elicoptere, vizibilitatea poate fi de până la 800 m pentru operațiunile SVFR. Fiind într-un canion îngust, cu condiții meteorologice marginale și încercând să zboare cu o viteză mare, probabil că nu mai rămâneau prea multe opțiuni dacă canionul se învârtea.

Un S-76 complet încărcat cântărește în jur de 5.000 kg (11.000 lbs) și croazieră la 130 KIAS, va dura destul de mult să o oprim. Asta ar putea depăși ceea ce ar permite vizibilitatea din acea zi.

Comentarii

• Am eliminat o altă speculație din răspunsul dvs. Vă rugăm să nu speculați investigațiile în curs.

Nu toți pot plasa la nesfârșit.

Un elicopter de atac din era sovietică MI-24 Hind complet încărcat ar putea plasa doar 15-20 de secunde, înainte motoarele sunt avariate din cauza supraîncărcării.

Agențiile de informații americane s-au întrebat de ce Hinds părea întotdeauna să facă o decolare mai degrabă decât să tragă în sus pentru a decola, până când au pus mâna pe unul și au descoperit că afară.

Comentarii

• Totuși, ar fi foarte greșit să presupunem că Mi 24 este incapabil de astfel de manevre sau chiar mai exigente manevre de viteză mică. Stresul ar trebui să fie pe ” complet încărcat ” aici youtu.be/waHOJ5LaEvc?t=161 Compararea transportului este mare la această pasăre și cu siguranță nu va fi complet încărcată cu personal transportat și echipamentele acestora într-un rol de atac.

Așa cum au menționat mulți dintre ceilalți comentatori de aici, este mult mai ușor și o sarcină de lucru mai mică pentru pilotul să zboare înainte decât planează. De asemenea, este nevoie de mai multă putere de la motor pentru a se deplasa decât pentru a zbura înainte, iar acest lucru are în mare parte legătură cu efectele menționate mai sus despre faptul că trebuie să tragi aer de deasupra rotorului spre dedesubt. De asemenea, asta mă economisește destul de mult. Un lucru pe care nu-l văd menționat aici este că este, de asemenea, semnificativ mai sigur să zboare înainte decât în zbor, în sensul că există o marjă de eroare mult mai mare în zborul înainte decât există în zbor. și voi face un efort să explic.

Elicopterele, în caz de defecțiune a motorului, se pot roti automat. Aceasta înseamnă practic că „alunecați” elicopterul (funcționează ca acele bastoane cu o elice pe ele pe care o învârtiți între mâini și acestea zboară puțin). Rotirea automată în timp ce vă deplasați înainte este mult mai ușor de făcut și este mult mai blândă decât rotirea automată într-un cursor. Dacă rotesc automat într-un cursor, trebuie mai întâi să convertesc o anumită altitudine în mișcare înainte și, odată ce fac asta, pot „aluneca” spre sol. Când ajung aproape de sol, convertesc viteza de avans I acum am intrat în rotor, așa că practic mă opresc și o aterizare ușoară. Ce înseamnă asta, în practică? Înseamnă că dacă mă deplasez înainte, pot roti automat la orice altitudine. Pot roti automat oriunde de la 20ft la 15000ft altitudine. Dacă „sunt în plutire și trebuie să mă rotesc automat, probabil că voi avea nevoie de undeva între 200-500 de picioare altitudine pentru a mă roti cu succes și să aterizez în siguranță. Când zboară, mă simt confortabil plutind foarte aproape de sol (1-30ft) și mă simt confortabil planând la 500ft +. „Sunt mult mai puțin confortabil (din punct de vedere al siguranței) planez la 250 de metri decât sunt la 1000 de metri.

TLDR;
Tind să mă gândesc la rotirea rotorului ca la o„ baterie ”.Dacă rotorul se oprește din rotire, nu am energie și voi cădea din cer. Rotorul folosește în mod constant energie pentru a mă menține în zbor, iar această utilizare a energiei rotorului o va încetini. Pot adăuga mai multă energie în rotor folosind motorul, dar pot converti atât mișcarea înainte cât și altitudinea în rotire. Dacă pierd motorul, voi începe să cobor pentru a menține rotorul rotindu-se până când ajung aproape de sol. Acum nu există prânz gratuit, deci ceea ce nu pot face este să schimb altitudinea pentru viteza rotorului și apoi folosiți exact aceeași energie pentru a schimba viteza rotorului în oprirea căderii mele. Are frecare etc., așa că voi lovi foarte tare solul dacă fac asta. Totuși, ceea ce pot face este să merg și înainte! Deci acum „merg înainte și” schimb altitudine pentru viteza rotorului, ceea ce înseamnă practic că „încet (descendent). Când mă apropii de sol, pot încetini mișcarea înainte a elicopterului și pot converti și energia de viteză în viteza rotorului! Aceasta înseamnă că pot opri mișcarea înainte și, ca rezultat, să am o aterizare foarte moale. De aceea nu se poate roti cu ușurință dintr-un mouse. În primul rând, trebuie să convertesc o parte din altitudinea mea în mișcare înainte și abia apoi îmi încetinesc coborârea pe măsură ce ajung aproape de sol. Apoi convertesc acea mișcare înainte în a face aterizarea mea plăcută și blândă. Conversia acestei altitudini în mișcare înainte mă va duce la aproximativ 200-400 de picioare, motiv pentru care piloților de elicoptere nu le place să plutească la altitudini mici.
END TLDR;

Toate elicopterele pot plasa. Acesta este avantajul cheie al acestui tip de aeronavă față de autogir. Aproape toate avioanele cu aripi rotative sunt astăzi elicoptere, cu doar un număr relativ mic de autogiro încă în jur. Cel mai avansat autogir din anii 30, înainte ca elicopterele să existe, erau capabili să decoleze și să aterizeze pe verticală, dar nu au putut să plutească.

Comentarii

• Nu toate elicopterele pot plasa în afara efectului solului la toate greutățile. Greutatea maximă care trebuie decolată & funcționează în siguranță poate fi cu mult peste greutatea maximă pentru a plasa în afara efectului solului. Plasarea în efectul la sol necesită mult mai puțină putere decât deplasarea în afara efectului la sol.
• În efectul la sol sau nu, plutirea este o trăsătură distinctivă a elicopterelor. Niciun giroplan nu poate flutura, chiar dacă are efect de sol …

Câteva informații interesante care mi s-au spus de un pilot de elicopter foarte experimentat astăzi … lucruri care nu sunt evidente …

Mai întâi, înțelegeți că un elicopter aflat în zbor are stabilitate naturală zero. Cu excepția cazului în care pilotul menține controlul activ și imediat asupra acestuia, ca și în cazul utilizării referințelor vizuale, un elicopter în cursă va începe să schimbe atitudinea și viteza și să accelereze aceste schimbări până când se prăbușește. În modul de zbor înainte, elicopterul are stabilitatea naturală a unei aeronave.

La viteze reduse , aeronava îl va avertiza pe pilot cu un claxon de avertizare că caracteristicile zborului sunt pe cale să se schimbe drastic. Elicopterele nu îl informează pe pilot când elicopterul trece de la zborul înainte la plutire. Depinde de pilot să știe acest lucru.

Acest lucru este important de reținut, deoarece S76 în cauză zburase în ceață. Zero referințe vizuale. De asemenea, a intrat într-o urcare și a pierdut viteza aerului, suficient până la locul în care pare să fi trecut de la zborul înainte (unde are stabilitatea naturală a unui avion) în plan cu stabilitate zero.

Instrumentele din cele mai comerciale elicopterele sunt aceleași ca într-o aeronavă și, prin urmare, sunt utile numai dacă elicopterul are o viteză suficientă înainte pentru a fi în modul de zbor înainte, adică> 30 kts pentru o aeronavă de dimensiunea și greutatea S76. Nu se poate plasa un elicopter cu instrumente de aeronave, doar pe instrumente. Nu sunt suficient de precise. Unele avioane militare au instrumente suplimentare care furnizează informații precise despre atitudine și accelerație pentru a permite planarea cu referințe vizuale zero, de obicei SAR sau păsări de operare speciale.

Ceea ce nu știam până astăzi: un elicopter cu instrumente de tip aeronavă nu poate fi planat cu succes în condițiile IMC numai pentru acele instrumente. În absența referințelor vizuale sau a instrumentelor specifice elicopterului, va deveni din ce în ce mai instabil și se va prăbuși. Și faceți acest lucru destul de repede, ca în 30 de secunde.

Comentarii

• Am eliminat secțiunea mare din mijloc în care speculați un accident încă în curs de anchetă. Nu ‘ nu faceți acest lucru. Restul nu răspunde la întrebarea adresată.