Cum execută un pilot de elicopter o aterizare de rotație automată?

Voi presupune că până la ” critic „, adică supraviețuitor. Voi presupune, de asemenea, că defectarea motorului are loc la o înălțime care te va ucide.

Nu sunt atât de mulți pași critici, ci rezultatele critice. Rezultatul cel mai critic este să păstreze sau să recâștige RPM rotor. Ce pași sunt necesari pentru a face acest lucru va depinde de ceea ce face aeronava atunci când motorul se oprește și, într-o măsură mai mică, de tipul elicopterului. Voi generaliza pentru un ” elicopter ” mediu în zbor drept și nivelat.

Acțiunea imediată care este forată în toată lumea încă din primele ore, ca student este să scadă colectivul. A face acest lucru are trei efecte. Îndepărtează pasul pozitiv de pe lame care îndepărtează cea mai mare parte a tracțiunii, aliniază vectorul de împingere a rotorului cu axa de rotație a rotorului, prin urmare nu folosește energia rotorului pentru nimic, cu excepția ridicării și determină un ambreiaj să deconecteze rotorul de la motor permițându- a roata libera. Din acest moment înainte, vă îndreptați spre pământ.

A doua acțiune imediată, concomitent cu coborârea colectivului (presupunând zborul înainte), este de a trage înapoi pe ciclic pentru a aprinde. Aceasta încarcă discul care îl determină să ” con ” în sus, ceea ce reduce diametrul discului. Prin urmare, centrul de greutate al discului se deplasează spre interior și datorită conservării impulsului unghiular, RPM-ul rotorului crește. Din motive destul de complexe, nasul elicopterului va fi de asemenea în jos atunci când colectivul este coborât, astfel încât să tragem înapoi contracareză această tendință.

A treia acțiune imediată este să împingem pedala pe partea opusă rotației. a lamelor. Dacă lamele se rotesc în sens invers acelor de ceasornic (spre stânga așa cum o vede pilotul), împingeți pedala dreaptă pentru a reduce împingerea produsă de rotorul de coadă, care nu mai contracarează falimentul cauzat de tragerea de la rotorul alimentat. Acest lucru este mai puțin critic decât primele două și, deși poate fi periculos și vă poate duce într-o atitudine incomodă, este de obicei posibil să vă recuperați dacă nu împingeți pedala imediat. Dacă aveți RPM rotor, puteți să-l rezolvați.

Acum ați introdus cu succes autorotarea. De aici, zburați mai mult sau mai puțin normal către următorul punct critic, care este la aproximativ 50 „de la sol. .

Ceea ce ați făcut este să vă asigurați că rotorul are RPM de zbor și că gestionați energia prin tranzacționarea energiei potențiale (înălțime) pentru energie cinetică (RPM rotor). Conversia se face prin fluxul de aer care vine acum de sub disc și ” conduce ” rotorul pentru a menține RPM. Pasul este neutru sau poate chiar negativ, dar, fluxul relativ de aer este acum în sus prin disc și, prin urmare, lamele au un unghi de atac pozitiv și generează o anumită ridicare. oprește elicopterul să cadă. Există o anumită rezistență generată ca o consecință a generării ascensiunii, dar este ușor de depășit de puterea care acum conduce rotorul de la acel flux de aer ascendent.

Atâta timp cât pe măsură ce coborâți, conversia va avea loc și RPM-ul dvs. va fi menținut. Comenzile sunt montate astfel încât, cu colectivul complet în jos, RPM să rămână în intervalul normal. Uneori trebuie să-l modificați puțin cu cantități mici de colere, rachete și viraje, dar, în general, doar zburați spre locul de aterizare. Intervalul RPM permis este mai mare în rotație automată. De exemplu (și din memorie), R22 are un interval de 97-103% în zbor normal și 90-110% în autorotație.

Acum coborâți cu o rată ridicată de coborâre și, de obicei, semnificativă viteza de avans.Trebuie să le reduceți pe ambele pentru a ajunge la o sosire sigură. Pentru a face acest lucru, mai sunt trei pași critici.

Începând de la aproximativ 50 de picioare (în funcție de o mulțime de factori, dar să rămânem cu elicopterul mediu care a intrat în autorotație de la dreapta și la nivel cu altitudine semnificativă), aruncați aeronava trăgând înapoi pe ciclic. Acest lucru va începe imediat să încetinească aeronava. De asemenea, va începe să crească RPM (acum convertiți viteza în energie cinetică a rotorului).

În același timp , creșteți colectiv pentru a reduce rata de coborâre prin creșterea ridicării generate. Acest lucru va crește rapid rezistența, dar acum energia necesară pentru a menține RPM vine de la flare care convertește viteza în RPM. De asemenea, trebuie să introduceți pedala pentru a opri ca aeronava să se zvârcolească pe măsură ce tracțiunea crește pe rotor.

Cu condiția să obțineți intrarea corectă și flăcarea dvs. reduce viteza și rata de coborâre la ceva supraviețuitor, atunci vă veți îndepărta. distruge elicopterul și rupe niște oase, dar ajunge la 1 0 picioare cu doar 20 de noduri și o rată de 150 de picioare pe minut și veți scăpa de ea.

Dacă sunteți bine antrenat și în practică, atunci veți ateriza în siguranță și lin, fără a afecta mașina sau oameni.

În rezumat, pași critici:

Intrare. Maneta în jos, înapoi ciclic, pedala înăuntru.

Sosire. Spate ciclic, ridicați, pedalați.

Comentarii

• Dacă încerca să explice lucrurilor laicului, fraze precum ” renunță la colectivul ” don ‘ nu înseamnă prea mult.
• @Jamiec Mulțumesc. Am ‘ am făcut câteva modificări. ‘ ați salutat orice altă intrare pe ” jargon „.
• Dimpotrivă, am crezut că restul acestui răspuns a fost concis și de înțeles.
• @ Simon …. acesta este exact genul de răspuns cunoscător la care speram … mulțumesc domnule. … Îmi place acest site …..
• @ garyv440 ‘ sunteți foarte binevenit.

Acesta nu este destinat să fie un răspuns complet, ci mai degrabă un comentariu al inginerilor laici pentru a aborda explicația foarte frumoasă a lui Simon.

Atunci când este în modul coborâre cu ciclic în jos, lamele sunt în pas negativ la obișnuit și fluxul de aer prin ele le adaugă energie (până la o anumită limită controlată), mai degrabă decât să transfere energie de la ele. Rotorul devine un depozit de energie – o „volantă cu aripi”. Având rotorul la RPM maxim permis în acest mod maximizează energia stocată. Odată ce ați atins RPM maxim admis, lamele pot fi acționate pentru a maximiza rezistența la cădere, sub rezerva menținerii vitezei de rotație – rotorul este asemănător unei plăci plate mari. mașina va cădea acum la viteza maximă * pentru combinația maximă de tragere.

Când „flarezi” și ridici colectivul, pasul lamei devine din nou pozitiv și ai din nou un alimentat elicopter. DAR este alimentat de energia inerțială stocată în masa ansamblului pânzei rotative și o veți folosi extrem de repede – aveți câteva secunde de timp de zbor, cu viteza rotorului scăzând ca energie este luat din el. Procedura de flare este concepută pentru a utiliza energia rotațională stocată într-un mod care optimizează tranziția de la vitezele de pre-flare la viteza de post-flare.

* Viteza terminală de rotație automată:

Am nu s-a cercetat acest lucru, deci pot exista motive pentru care este greșit, dar bazat pe multe alte scenarii pentru obiectele care cad în cacealma, pare probabil că rata de cădere va fi apropiată de ceea ce este prezis de ecuația clasică de tragere, astfel încât să se definească tracțiunea de cădere a rotorului sau masa mașinii de

$$ \ frac {1} {2} \ rho C_d AV ^ 2 $$

unde

• $ \ rho = $ air densitate (1,2 $ \ \ mathrm {kg / m ^ 3} $ lângă nivelul mării)
• $ A = $ area ($ \ mathrm {m} ^ 2 $)
• $ V = $ viteză ($ \ mathrm {m / s} $)
• $ C_d = $ coeficient de tracțiune relativ la placa plată, să zicem 0,8 în acest caz

Prin urmare $ \ mathrm {masa} \ cdot g = 0,6 \ cdot 0,8 \ cdot A \ cdot V ^ 2 $

și viteza terminală

$$ V _ {\ mathrm {terminal}} = \ sqrt {\ frac {\ mathrm {mass} \ cdot 9.8} {A / 2}} $$

Viteza de rotire automată a terminalului în $ \ mathrm {m / s} $ este apoi

$$ \ sqrt {\ frac {20 \ cdot \ mathrm {mass_ {gross}}} {A _ {\ mathrm {rotor \ disk}}}} $$

Deși aceasta este o estimare bazată pe o serie de ipoteze, principiul general oferă rezultate satisfăcătoare de bune, deși aproximative pentru obiecte la fel de diverse precum câmpul, șoarecii, bilele de bowling, parașutistii și parașutele de marfă. (Funcționează numai pentru picăturile de ploaie atunci când vă dați seama că acestea cad în general ca o formă turtită ca o formă când sunt la viteza maximă.)

Exemplu:

Robinson R22 Beta II , greutatea brută de 620 kg, raza rotorului de 151 inch. Utilizați suprafața discului rotor de 600 kg și 46 de metri pătrați:

$$ V_t = \ sqrt {\ frac {20 \ cdot 600} {46}} = 16 \ \ mathrm {m / s} = 58 \ \ mathrm {km / h} $$

Privind mai departe …

Văd că nu ar fi trebuit să încep acest. Fascinant. Consumul de timp.
Formula de mai sus se dovedește a oferi o viteză de rotire automată oarecum mare, ceea ce este bun. Probabil cu 50% + mai mare decât efectiv. Posibil datorită ridicării de pe disc în zborul planor înainte.

1.000 de picioare pe minut $ \ aproximativ 5 \ \ mathrm {m / s} $. Diverse pagini menționează cifrele de coborâre cu rotire automată de la 1.300 la 1.800 fpm.

Calculator asociat cu rotirea automată și MULTE MULT mai multe – superb . Include comentarii –

• Un rotor în autorotație verticală are aceeași rezistență ca o parașută de același diametru. Această rată de coborâre este, de asemenea, aproximativ de două ori mai mare decât viteza indusă de deplasare.

• 2500 ft / min este o limită superioară rezonabilă pentru elicopterele mai mari, adică 13 m / s

• Raportul $ t / k $, care este timpul în secunde în care un rotor poate ridica elicopterul atunci când motorul se oprește. Este raportul dintre $ J \ cdot \ Omega ^ 2 $ împărțit la 4 ori puterea necesară în hover. (Cea de-a 4-a provine din faptul că se poate folosi doar jumătate din energia cinetică stocată în sistemul rotor). Prouty folosește o formulă mai complexă care ține cont de $ C_l $ și $ C_d $ ale sistemului rotor, dar dacă utilizați ecuația [$ \ mathrm {Power \ OGE} = (61 \ cdot10 ^ {- 3} / Dia_ {rot }) \ cdot \ sqrt {m ^ 3 / ro}) $ toate în metrică (cu $ ro = 1,225 \ \ mathrm {kg / m ^ 3} $ la nivelul mării] și împărțiți valoarea obținută par 0,84 (pentru TR și pierderi de transmisie) și conectați această valoare la calculul t / k, funcționează …

  Deci $ t / k = \ frac {J \ cdot \ Omega ^ 2} {4 \ cdot \ mathrm {Power \ OGE}} $ în secunde.

  $ t / k $ al Robinson R22 este de 0,8 (mult prea scăzut sunt de acord) și, practic, doriți $ t / k $ între 1,2 și 1,7 secunde, deci aproximativ de două ori mai mult decât Robinson.

• Elicopterul UltraSport-254 are o încărcare extrem de redusă pe disc și o rată de coborâre de autorotație de 900 ft / min. a spus că, în autorotație, poate ateriza și decola și re-ateriza folosind doar inerția din rotoare. Osprey V-22 are o încărcare pe disc extrem de mare. Datele testelor indică faptul că aeronava ar avea impact asupra solului cu o viteză de coborâre de aproximativ 3700 ft / min.

Discuție despre Robinson R22 – informativ. Comentarii despre rotația automată și multe altele.

• Datorită greutății reduse și a sistemului de rotor cu inerție redusă, R22 nu iertă erorile pilotului sau lentitudinii. După o defecțiune a motorului, reală sau simulată, dvs. și instructorul veți avea la dispoziție 1,6 secunde pentru a coborâ colectivul și pentru a introduce o autorotație. Orice întârziere de peste 1,6 secunde va fi fatală, deoarece viteza rotorului, odată scăzută sub 80%, nu poate fi recuperată. 🙁
  

  ---

Arta autorotării
Tutorial de rotație automată extrem de bun și discuție cu un numărul de indicatori către cunoștințe arcane.

Video – R22 {aproape} aterizare autorotare zero viteză aeriană Comentarii utile ale utilizatorilor.

Listă de prețuri R22 – doar pentru interes

Comentarii

• Vă mulțumim pentru răspunsul dvs. și mai ales pentru legăturile informaționale. De asemenea, mi se pare interesant și curios faptul că R22 are reputația de elicopter care nu iertă, totuși multe dintre școlile de instruire în zbor pe care le-am cercetat, par să ofere R22 ca fiind cel mai model accesibil în care să te antrenezi. –
• @ garyv440 Sunt cu un cost redus (relativ). Am ‘ am avut în total un zbor ca introducere a ambarcațiunii cu câteva secunde la un moment dat mâinile n cu un instructor care pluteste care urmărește comenzile duale. El nu a subliniat (nu prea surprinzător) că a avut 1,6 secunde pentru a intra în rotire automată după defecțiunea motorului sau nu puteți niciodată. [!!!] În urmă cu zeci de ani am avut o perioadă de captură și împușcare a căprioarelor de nebunie națională. Toți cei care puteau urmări căprioarele cu coptari au făcut-o. Într-un an am pierdut 30% din baza aripii rotative în accidente! [!!!]. Cel mai mare tip pierdut a fost, fără surpriză, R22. Cu oamenii trăgând și trăind …
• … compensarea cerbilor de la elicoptere și chiar (într-adevăr!) Sărituri asupra căprioarelor de la elicoptere din toată țara noastră au fost inevitabile pierderile. Prețurile cerbilor au fost atât de bune încât s-a produs și ciudata gaură de glonț. În ultimul timp, unul dintre frații Robinson a sunat să vadă ce naiba făceam. Concluzie – a fi zburat în mod constant în afara plicului pentru a maximiza rezultatele. Pierderile sunt mult mai mici în zilele noastre :-).
• Some din comentariile utilizatorilor sunt utile. Mulți nu sunt și multe greșesc.De exemplu, este perfect posibil și sigur să coborâți pe verticală. Aveți nevoie doar de viteză de aer în partea de jos pentru ca flare să stocheze energie în rotor, pentru a trage colectiv pentru a reduce ROD. ‘ este chiar posibil să cobori înapoi, ceea ce se simte extrem de incomod. Atâta timp cât aveți RPM de zbor și viteză de avans > aproximativ 35kts pentru flare în partea de jos, ‘ sunteți OK. youtube.com/…