Авторотация

Авторотация состояние полета , в котором основная система ротора вертолета - это или другого вращающегося самолета поворачивается путем действия воздуха, движущегося через ротор, как с аутогиро , а не мощностью двигателя, управляя ротором. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Термин «Авторотация» датируется периодом раннего развития вертолета между 1915 и 1920 годами и относится к повороту роторов без двигателя. ^{[ 4 ]} Это аналогично скользящему полету самолета с фиксированным крылом. Некоторые деревья (например, кленовые деревья) имеют семена, которые имеют крылоподобные структуры, которые позволяют семена вращаться на землю в авторотации, что помогает семенам распространяться по более широкой области.

Наиболее распространенное использование ауторотации в вертолетах-безопасно посадить самолеты в случае отказа двигателя или сбоя хвостового ротора. Это общая аварийная процедура, которая преподает пилотам вертолета в рамках их обучения.

При нормальном полете вертолета воздух втягивается в основную систему ротора сверху и приводит к вниз, но во время ауторотации воздух перемещается в систему ротора снизу, когда вертолет спускается. Авторотация разрешена механически из -за свободного блок , что позволяет основному ротору продолжать поворот, даже если двигатель не работает, а также аэродинамические силы относительной скорости ротора. Это средство, с помощью которого вертолет может безопасно приземлиться в случае полного отказа двигателя. Следовательно, все одномоторные вертолеты должны продемонстрировать эту возможность получить сертификат типа . ^{[ 5 ]}

Самая длинная вертолетная ауторотация в истории была выполнена Жаном Булером в 1972 году, когда он достиг рекордной высоты 12 440 м (40 814 футов) в Aérospatiale SA 315B Lama . Из -за температуры -63 ° C (-81,4 ° F) на такой высоте, как только он уменьшил мощность, двигатель распадался и не может быть перезапущен. Используя авторотацию, он смог безопасно посадить самолет. ^{[ 6 ]} Авторотация - это нормальный режим работы аутогироса ; Запись расстояния 1653 км. ^{[ Цитация необходима ]}

Спуск и посадка

Для вертолета «Авторотация» относится к нисходящему маневру, в котором двигатель отключается от основной системы ротора, а лопасти ротора управляются исключительно вверх поток воздуха через ротор. представляет Свободное устройство собой специальный механизм сцепления, который отключается в любое время, когда скорость вращения двигателя меньше, чем скорость вращения ротора. Если двигатель сбой, блок свободного питания автоматически отключает двигатель от основного ротора, позволяя основному ротору свободно вращаться.

Наиболее распространенной причиной ауторотации является неисправность или сбой двигателя, но ауторотация также может быть выполнена в случае полного сбоя хвостового ротора или после потери эффективности хвостового ротора , ^{[ 7 ]} практически нет крутящего момента Поскольку в авторотации . Если позволяет высота, авторерации также могут использоваться для восстановления из кольцевого состояния вихря , также известного как оседание с властью . ^{[ 2 ]} Во всех случаях успешная посадка зависит от высоты и скорости вертолета в начале авторотации (см. Диаграмму скорости высоты ).

В момент отказа двигателя основные лопасти ротора производят подъем и утянувшись с угла атаки и скорости . Непосредственно снизив коллективный шаг , который должен быть сделан в случае отказа двигателя, пилот уменьшает подъем и перетаскивание , а вертолет начинает немедленный спуск, создавая восходящий поток воздуха через систему ротора. Этот восходящий поток воздуха через ротор обеспечивает достаточную тягу для поддержания скорости вращения ротора по всему спуску. Поскольку хвостовой ротор приводится в движение основной трансмиссией ротора во время ауторотации, управление заголовками поддерживается как в нормальном полете.

Несколько факторов влияют на скорость происхождения в ауторотации: высота плотности , грубый вес , скорость вращения ротора и скорость вперед . Основным контролем пилота на скорость происхождения является воздушная скорость. Более высокая или более низкая скорость воздуха получается с помощью циклического управления шагом, как и при нормальном полете. Скорость происхождения высока при нулевой воздушной скорости и уменьшается до минимума при приблизительно 50-90 узлах, в зависимости от конкретного вертолета и упомянутых ранее факторов. По мере того, как воздушная скорость увеличивается за пределы скорости, которая дает минимальную скорость спуска, скорость спуска снова увеличивается. Даже при нулевой воздушной скорости ротор весьма эффективен, так как имеет почти коэффициент сопротивления парашюта ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Несмотря на то, что состоят из лезвий.

При посадке с ауторотации кинетическая энергия, хранящаяся в вращающихся лопастях, и переднее движение самолета используется для снижения скорости спуска и мягкой посадки. Для остановки вертолета требуется большее количество энергии ротора с высокой скоростью спуска, чем требуется для остановки вертолета, который спускается медленнее. Следовательно, авторотативные спуски с очень низким или очень высоким воздушным скоростью более критичны, чем те, которые выполняются с минимальной скоростью воздушной скорости спуска. Оптимальный маневр посадки останавливает все вертикальные движения, горизонтальное движение и вращательное движение внутри ремесла до идеального остановки. На практике идеальная посадка редко достижима. ^{[ Цитация необходима ]}

Каждый тип вертолета имеет определенную воздушную скорость, при которой скользящий скольжение наиболее эффективно. Лучшая воздушная скорость - это та, которая объединяет наибольший диапазон скольжения с самой медленной скоростью спуска. Конкретная воздушная скорость отличается для каждого типа вертолета, однако определенные факторы (высота плотности, ветер) влияют на все конфигурации одинаково. Для каждого типа вертолета устанавливается конкретная воздушная скорость для ауторотация на основе средней погоды и условий ветра и нормальной нагрузки. ^{[ Цитация необходима ]}

Вертолет, работающий с тяжелыми нагрузками в высоких высотах или порывистых ветровых условиях, может достичь наилучшей производительности от слегка повышенной скорости воздуха в спуске. При высокой высоте низкой плотности и нагрузке на легкую производительность достигается лучшая производительность при небольшом снижении нормального воздушной скорости. Следуя этой общей процедуре подгонки воздушной скорости к существующим условиям, пилот может достичь приблизительно одинакового угла скольжения в любом наборе обстоятельств и оценить точку приземления. Этот оптимальный угол скольжения обычно составляет 17–20 градусов. ^{[ 10 ]}

Авторотационные регионы

Во время вертикальной ауторотации диск ротора делится на три региона - область управляемого, область вождения и область киоска. Размеры этих регионов варьируются в зависимости от шага лезвия, скорости спуска и скорости вращения ротора. При изменении ауторотативной скорости вращения, шага лезвия или скорости спуска размеры областей меняются по отношению друг к другу.

Приводная область, также называемая областью винта, является регионом в конце лезвий. Обычно он состоит из примерно 30 процентов радиуса. Это приводная область, которая производит наибольшее сопротивление. Общий результат - замедление в вращении лезвия.

Регион вождения, или ауторотативный регион, обычно лежит от 25 до 70 процентов радиуса лезвия, что производит силы, необходимые для поворота лезвий во время ауторотации. Общая аэродинамическая сила в области вождения склонен немного вперед от оси вращения, что приводит к постоянному ускорению. Этот наклон обеспечивает тягу, которая имеет тенденцию ускорять вращение лезвия. Размер региона вождения варьируется в зависимости от настройки шага лезвия, скорости спуска и скорости вращения ротора.

Внутренние 25 процентов лезвия ротора называются областью стойла и действуют выше максимального угла атаки (угол стойла), вызывая сопротивление, которое замедляет вращение лезвия. Постоянная скорость вращения ротора достигается путем регулировки коллективного шага, поэтому силы ускорения лезвия из области вождения сбалансированы с силами замедления из областей привода и киоска.

Управляя размером области вождения, пилот может отрегулировать скорость ауторотации вращения. Например, если коллективный шаг поднимается, угол шага увеличивается во всех регионах. Это приводит к тому, что точка равновесия перемещается вдоль пролета лезвия, тем самым увеличивая размер приводимой области. Область киоска также становится больше, в то время как область вождения становится меньше. Сокращение размера области вождения вызывает снижение силы ускорения области вождения и скорости вращения. ^{[ Оригинальное исследование? ]}

Премия Broken Wing

Премия Broken Wing - это премия армии Соединенных Штатов за успешное исполнение авторотация в условиях чрезвычайных ситуаций. Требования к награде, как указано в армейском регламенте 672-74, являются: «Член воздушного завода должен, через выдающееся лечение, минимизировать или предотвратить повреждение самолета или травмы персонала во время чрезвычайной ситуации. Участник экипажа должен показать необычайные навыки, пока Восстановление самолета из чрезвычайной ситуации в полете ». ^{[ 11 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Rotorcraft Flying Randbook (PDF) . Правительственная типография США, Вашингтон, округ Колумбия: Федеральная авиационная администрация США . 2001. С. 16–1. ISBN 1-56027-404-2 Полем FAA-8083-21. Архивировано (PDF) из оригинала 2013-04-20. Система ротора гиропланов работает в авторотации
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Бенсен, Игорь . « Как они летают-Бенсен объясняет все архивные 2014-06-26 на The Wayback Machine » Gyrocopters UK . Доступ: 10 апреля 2014 года. Цитата: «Воздух .. (IS) отклоняется вниз»
^ Чарнова, Брюс Х. Сьерва, Питкэрн и наследие рейса Ротари-Шинг Архивировано 2016-03-03 в Университете Wayback Machine Hofstra . Доступ: 22 ноября 2011 года.
^ «Авторотация», Dictionary.com Unabridged (V 1.1) . Random House, Inc. 17 апреля 2007 г. Архивировал 17 марта 2012 года на машине Wayback
^ Федеральные авиационные нормы США, §27.71 производительность авторотации Архив, архивная 2016-12-08 на машине Wayback
^ Р. Рэндалл Падфилд; Р. Падфилд (1992). Учимся летать на вертолетах . McGraw Hill Professional. п. 151. ISBN 978-0-07-157724-3 .
^ Rotorcraft Flying Randbook Раздел 11-12, Федеральная авиационная администрация, Skyhorse Publishing (июль 2007 г.) ISBN 978-1-60239-060-7
^ Джонсон, Уэйн. Теория вертолета P109, Courier Dover Publications , 1980. Доступ: 25 февраля 2012 года. ISBN 0-486-68230-7
^ Джон М. Седдон; Саймон Ньюман (2011). Основная вертолетная аэродинамика . Джон Уайли и сыновья. п. 52. ISBN 978-1-119-99410-7 .
^ Пол Кантрелл. « Аэродинамика ауторотации-устойчивое государственное происхождение архивировано 2007-04-06 на машине Wayback ». Доступ к доступу: 11 ноября 2013 года.
^ "Сломанные награды" . www.ursrucker.com . Архивировано с оригинала 1 апреля 2018 года . Получено 25 апреля 2018 года .

Внешние ссылки

Популярное объяснение авторотации , написанное Полом Кантреллом.
«Исключительные полеты пилота» экономит вертолет 540 000 долл. США - новозеландский геральд , понедельник 18 февраля 2008 г.

[FAA-1] Rotorcraft Flying Randbook (PDF) . Правительственная типография США, Вашингтон, округ Колумбия: Федеральная авиационная администрация США . 2001. С. 16–1. ISBN 1-56027-404-2 Полем FAA-8083-21. Архивировано (PDF) из оригинала 2013-04-20. Система ротора гиропланов работает в авторотации

[bensen-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Бенсен, Игорь . « Как они летают-Бенсен объясняет все архивные 2014-06-26 на The Wayback Machine » Gyrocopters UK . Доступ: 10 апреля 2014 года. Цитата: «Воздух .. (IS) отклоняется вниз»

[charLeg-3] Чарнова, Брюс Х. Сьерва, Питкэрн и наследие рейса Ротари-Шинг Архивировано 2016-03-03 в Университете Wayback Machine Hofstra . Доступ: 22 ноября 2011 года.

[auto-4] «Авторотация», Dictionary.com Unabridged (V 1.1) . Random House, Inc. 17 апреля 2007 г. Архивировал 17 марта 2012 года на машине Wayback

[5] Федеральные авиационные нормы США, §27.71 производительность авторотации Архив, архивная 2016-12-08 на машине Wayback

[6] Р. Рэндалл Падфилд; Р. Падфилд (1992). Учимся летать на вертолетах . McGraw Hill Professional. п. 151. ISBN 978-0-07-157724-3 .

[7] Rotorcraft Flying Randbook Раздел 11-12, Федеральная авиационная администрация, Skyhorse Publishing (июль 2007 г.) ISBN 978-1-60239-060-7

[wayne-8] Джонсон, Уэйн. Теория вертолета P109, Courier Dover Publications , 1980. Доступ: 25 февраля 2012 года. ISBN 0-486-68230-7

[newman-9] Джон М. Седдон; Саймон Ньюман (2011). Основная вертолетная аэродинамика . Джон Уайли и сыновья. п. 52. ISBN 978-1-119-99410-7 .

[10] Пол Кантрелл. « Аэродинамика ауторотации-устойчивое государственное происхождение архивировано 2007-04-06 на машине Wayback ». Доступ к доступу: 11 ноября 2013 года.

[11] "Сломанные награды" . www.ursrucker.com . Архивировано с оригинала 1 апреля 2018 года . Получено 25 апреля 2018 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]