Срыв отступающего лезвия

Внешние видео
Внешние видео
	Стойка с лезвием вертолета , НАСА, Лэнгли

Срыв отступающей лопасти — это опасное состояние полета на вертолетах и других винтокрылых самолетах , где отступающая лопасть несущего винта имеет более низкую относительную скорость лопасти в сочетании с увеличенным углом атаки , что приводит к срыву и потере подъемной силы. позволяющим вертолету никогда не превышать скорость VNE _. Срыв отступающих лопастей является основным ограничивающим фактором , ^{[ 1 ]}

Срыв отходящей лопасти происходит на высоких скоростях движения, и его не следует путать со срывом несущего винта, который вызван низкими оборотами ротора и может произойти на любой скорости движения. ^{[ 1 ]}

Наступающие и отступающие лезвия


отступающая сторона лезвия	выдвижная сторона лезвия

Лопасть несущего винта, движущаяся в том же направлении, что и самолет, называется наступающей лопастью , а лопасть, движущаяся в противоположном направлении, называется отступающей лопастью.

Балансировка подъемной силы на диске несущего винта важна для устойчивости вертолета. Величина подъемной силы, создаваемой аэродинамическим профилем, пропорциональна квадрату его воздушной скорости (скорости). При висении на нулевой скорости лопасти несущего винта, независимо от их положения при вращении, имеют одинаковую воздушную скорость и, следовательно, равную подъемную силу. При полете вперед наступающая лопасть имеет более высокую воздушную скорость, чем отступающая лопасть, что создает неравную подъемную силу на диске несущего винта.

Более полное рассмотрение дается при асимметрии подъемной силы .

Компенсация

Большинство конструкций вертолетов компенсируют это за счет включения определенной степени вертикального движения лопастей несущего винта. При взмахах лопасть несущего винта во время движения движется вверх, создавая меньший угол атаки (АОА) и, следовательно, меньшую подъемную силу. Когда лопасть отступает, она снова падает вниз, увеличивая угол атаки и, следовательно, создавая большую подъемную силу.

Есть три общих конструкции. Самая ранняя и, безусловно, наименее распространенная на сегодняшний день конструкция - это полностью жесткая роторная система; лопасти жестко прикреплены к ступице несущего винта, но изготовлены из гибкого материала, допускающего некоторую степень отклонения.

Полужесткие роторные системы имеют горизонтальный шарнир у основания лопастей, который позволяет закрылки при вращении. По необходимости они всегда имеют четное количество лопастей, поскольку каждая противостоящая пара механически соединена для предотвращения вибрации.

В полностью шарнирно-сочлененных роторных системах используется комбинация взмахов и горизонтального движения, которая слегка перемещает отступающие лопасти вперед и снова перемещает их назад на наступающей стороне, тем самым создавая больший относительный поток воздуха и подъемную силу на отступающей стороне за счет наступающей стороны.

Во всех случаях пилот может до определенной степени компенсировать вынужденный крен с помощью левого или правого циклического управляющего сигнала (в зависимости от вращения несущего винта). Однако быстрая скорость изменения изгиба лопасти и угла атаки вызывает неконтролируемое продольное скручивание и сильную вибрацию на более поздних стадиях, что приводит к полной потере циклического контроля, если его не остановить. Если ротор не поврежден, выход из этого состояния возможен и описан ниже. (см . § Летно-технические характеристики при срыве отступающей лопасти ) .

Отказ

Эти компенсации могут сделать очень многое. Увеличение угла атаки для компенсации уменьшенной воздушной скорости лопастей приводит к поддержанию подъемной силы только до тех пор, пока не будет достигнут критический угол атаки , после которого подъемная сила резко уменьшается.

Все аэродинамические профили имеют критический угол атаки (также называемый углом атаки сваливания), который представляет собой угол атаки, обеспечивающий наибольшую подъемную силу. Выше этого угла поток над аэродинамическим профилем отделяется, и подъемная сила уменьшается, это состояние обычно называют сваливанием .

Когда самолет превышает критический угол атаки, весь самолет теряет подъемную силу и попадает в состояние, называемое сваливанием . Обычными последствиями сваливания самолета являются резкое падение высоты самолета и пикирование. Сваливание самолетов практически всегда можно устранить (при наличии достаточной высоты).

Однако при срыве с отступающими лопастями происходит срыв только отступающей половины несущего диска вертолета. Наступающая лопасть продолжает создавать подъемную силу, но отступающая лопасть входит в состояние сваливания, что обычно приводит к неконтролируемому увеличению шага носовой части и крену в направлении отступающей стороны диска несущего винта. В системах ротора, вращающихся против часовой стрелки (как и в большинстве типов американского производства), это левая сторона; в системах вращения по часовой стрелке (например, в большинстве французских и российских моделей) ^{[ 2 ]} это крен вправо.

Летно-технические характеристики при срыве отступающей лопасти

Когда самолет приближается к условиям сваливания отступающих лопастей, он будет дрожать, а нос начнет подниматься вверх. Возникающий в результате наклон носа вверх, естественно, начнет исправлять ситуацию, поскольку приводит к замедлению самолета. Если его заставить продолжить ускорение с помощью органов управления полетом (циклическое вперед + коллективное), он может покатиться в сторону отступающей лопасти.

Восстановление

Восстановление включает в себя опускание коллектива для уменьшения угла атаки лопастей с последующим применением кормовой циклички для снижения скорости полета. ^{[ 1 ]}

Причины остановки отступающего полотна

Срыв отхода лопастей более вероятен в вертолете, когда следующие условия существуют отдельно или в сочетании:

Большой общий вес
Высокая скорость полета
Низкая частота вращения ротора
высокой плотности Высота
Крутые или резкие повороты
Турбулентный окружающий воздух

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Справочник по полетам на вертолете, FAA-H-8083-21A (PDF) . Министерство транспорта США, ФАУ, Служба стандартов полетов. 2012. стр. 11-8–11-12, 11-17–11-20.
^ Уоткинсон, Джон (2004). Искусство вертолета . Оксфорд: Эльзевир Баттерворт-Хайнеманн. п. 141. ИСБН 9780080472034 .

Справочник по полетам на винтокрылых машинах: Руководство ФАУ H-8083-21. , стр. 11-6. Вашингтон, округ Колумбия: Федеральное управление гражданской авиации (Отдел летных стандартов), Министерство транспорта США, 2001 г. ISBN 1-56027-404-2 .

[Helo-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Справочник по полетам на вертолете, FAA-H-8083-21A (PDF) . Министерство транспорта США, ФАУ, Служба стандартов полетов. 2012. стр. 11-8–11-12, 11-17–11-20.

[2] Уоткинсон, Джон (2004). Искусство вертолета . Оксфорд: Эльзевир Баттерворт-Хайнеманн. п. 141. ИСБН 9780080472034 .

[ 1 ]

[ 2 ]