Halerotorkonfiguration

Halerotor af en helikopter, i midten koblingen til bladjustering

Halerotorkonfigurationen er en almindelig konstruktionstype i helikoptere . For at hovedrotoren kan generere løft, skal den sættes i hurtig rotation af en motor eller en turbine . Dette drev, der er fastgjort til skroget, genererer et drejningsmoment i den modsatte retning på grund af bevarelsen af vinkelmomentet . Halerotoren formodes at kompensere for dette drejningsmoment med et modtryk. Ideen om at bruge vandret tryk mod rotorbevægelsen til at stabilisere flyet kom oprindeligt fra Étienne Œhmichen og var resultatet af intensive observationer af naturen. Brødrene Fritz og Wilhelm Achenbach designede imidlertid princippet med hoved- og halerotor allerede i 1874. ^[1] ^[2]

Halerotorkonfigurationen blev udviklet klar til brug af Igor Sikorski og med succes demonstreret for første gang på Sikorsky VS-300 i 1939. ^[3] På grund af de lavere udviklings-, konstruktions- og vedligeholdelsesomkostninger sammenlignet med dobbeltrotorer ( tandemkonfiguration , koaksialrotor eller Flettner dobbeltrotor ) bruges dette design stadig i de fleste helikoptere i dag.

Halerotorens funktioner

Hale rotorens funktionelle princip

Kompensation for drift ved rullning

Afhængigt af rotorbladernes angrebsvinkel genererer hovedrotorens drev et drejningsmoment, der virker mod hovedrotorens rotationsretning på en helikopters skrog. Et horisontalt tryk genereres af halerotoren, der er fastgjort til en halebom uden for rotorcirklen for at modvirke rotationen af flykroppen omkring den lodrette akse ( yaw -aksen ) (se skematisk diagram til venstre). Dette tryk er ikke konstant, men skal justeres af piloten hver gang drejningsmomentet ændres (rotorbladenes forskellige angrebsvinkel, ændret drivkraft). ^[4] ^{: 56}

Halerotorer har to til seks rotorblade, afhængigt af effektbehovet, hvorved der undertiden bruges et X-formet arrangement (f.eks. Mil Mi-28 ). Mere end 60% af den støj, der genereres af en helikopter, genereres af halerotoren. Indkapslede halerotorer, såkaldte fenestroner , bruges også til at reducere disse og risikoen for skader fra de roterende halerotorblade. Her er de op til 18 vinger delvist arrangeret asymmetrisk for yderligere at reducere støjtoppe.

Det vandrette tryk, der virker mod hovedrotorens drejningsmoment, genererer en kraft, der virker sideværts på flykroppen, uanset halerotorens konstruktion, som kaldes drift . Denne afdrift er opsendelsen og landingen, men især i svæveren , piloten gennem en omvendt rulleforskydningsbevægelse (se skematisk diagram til højre). ^[4] ^{: 57} I nogle helikoptermodeller med et automatisk svæverstabiliseringssystem ( automatisk svæver ), såsom den russiske Mil Mi-26 , sker dette automatisk.

Udover momentkompensation bruges halerotoren også til at styre helikopteren omkring den lodrette akse , dvs. højre / venstre rotation. Piloten betjener halerotoren ved hjælp af pedalerne på cockpitgulvet. Kontrolkommandoerne videregives normalt fra pedalerne via en forbindelse til en glidende muffe eller skubbestang, som ændrer rotorbladernes kollektive indstillingsvinkel . Den kollektive styring af hovedrotoren via skillepladen er baseret på det samme princip. Halerotoren bruger op til 20% af en helikopters motorkraft .

Hjælp til flyvning fremad eller tag på mange helikoptermodeller aerodynamiske kontrolflader - såsom en lodret stabilisator på halebommen - med en stigende hastighedsstabilisering omkring den lodrette akse. På nogle helikoptere er halerotoren igen rettet lidt nedad for at modvirke halebommens vægt gennem luftstrømmen rettet nedad i en vinkel; for eksempel på Sikorsky UH-60 er denne vinkel 20 grader.

Se også

Andre begreber til balancering af drejningsmomentet:

litteratur

Walter Bittner: Helikopterens flymekanik. Teknologi, flydynamik systemhelikoptere, flystabilitet, kontrollerbarhed. 3., opdateret udgave. Springer, Berlin et al.2009 , ISBN 978-3-540-88971-7 .
Ernst Götsch: Flyteknologi . Introduktion, grundlæggende, flyvidenskab. Motorbuchverlag, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-613-02912-5 .
Niels Klußmann, Arnim Malik: Luftfartsleksikon. 3., opdateret udgave. Springer, Berlin et al. 2012, ISBN 978-3-642-22499-7 .
Jens Rosenow: Bells innovative tilgang: elektriske halerotorer. I: Rotorblatt , nr. 2/2020, s. 40–41

Individuelle beviser

↑ Achenbach Brothers: 1874 , adgang til den 17. november 2016
↑ Tidslinje. I: Kyrill von Gersdorff, Kurt Knobling: helikopter og gyrocopter . Udviklingshistorie for de tyske roterende vingefly fra begyndelsen til udviklingen i det internationale samfund (= Die deutsche Luftfahrt. 3). 3., udvidede udgave. Bernard & Graefe, München et al. 1999, ISBN 3-7637-6115-2 , s. 336–339, her s. 336.
↑ Niels Klußmann, Arnim Malik: Lexicon af luftfarten. 3., opdateret udgave. Springer, Berlin et al. 2012, s. 230.
↑ ^a ^b Rc Heli Action. April 2013, ISSN 1869-9219 .

[1] Achenbach Brothers: 1874 , adgang til den 17. november 2016

[2] Tidslinje. I: Kyrill von Gersdorff, Kurt Knobling: helikopter og gyrocopter . Udviklingshistorie for de tyske roterende vingefly fra begyndelsen til udviklingen i det internationale samfund (= Die deutsche Luftfahrt. 3). 3., udvidede udgave. Bernard & Graefe, München et al. 1999, ISBN 3-7637-6115-2 , s. 336–339, her s. 336.

[3] Niels Klußmann, Arnim Malik: Lexicon af luftfarten. 3., opdateret udgave. Springer, Berlin et al. 2012, s. 230.

[RCHeliAction-4] Rc Heli Action. April 2013, ISSN 1869-9219 .

[1]

[2]

[3]

[4]