Forgószárnyas repülőgépek
02
Gausz Tamás Budapest, 2014
Forgószárnyas repülőgépek
Figyelem: A következő képeken közölt ismeretek az előadásokon elhangzottakkal együtt képeznek érthető és tanulható egységet!
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
Általános elrendezések – fő szerkezeti egységek, elemek
Bell UH-1 helikopter 2-15/1
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
Általános elrendezések – fő szerkezeti elemek (2)
2-15/2
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
A helikopter működése
Főrotor – forgó szárny – propulziós hajtómű – magassági kormány – csűrőkormány Farokrotor – nyomatékkiegyenlítő – oldalkormányzás
Függőleges fel- és leszállás 2-15/3
Sárkány – törzs – faroktartó – vízszintes vezérsík – függőleges vezérsík – futó / csúszó
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
A forgószárny – valójában (egyfajta) szárny Örvények: - hordozó örvény (kö (kötött) - leúszó örvény (szabad, felcsavarodik) - lapátvég örvény (a felcsavarodott leú leúszó szó örvé rvények) - változási örvény (szabad)
Comprehensive Hierarchical Aeromechanics Rotorcraft Model CHARM
2-15/4
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Az autogíró működése
MotorMotorlégcsavar egysé egység
Törzs – összefogja a szerkezetet – pilóta + „hasznos teher” – oldalkormány – (vízszintes) csillapító felület – futó v. csúszó Főrotor – forgó szárny – magassági kormány – csűrőkormány Igen rövid le- és felszállási út
2-15/5
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Haladó repülés – a (fő)rotor működése
2-15/6
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába Forgás
A főrotor működése
T C
Repülés
i sebes
s ég
i irány
Q Repülé s
W
Kormányzás
Az orsózás elkerülése érdekében megengedjük a csapkodó mozgást emiatt meg kell engedni a matató mozgást is.
i s eb es
s ég
Beállítási szög szabályozó tárcsa
Botkormány Kollektív kormány 2-15/7
Keverőhimba
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Csapkodó és matató mozgás T βL
A matató mozgást külön kell csillapítani
C δL
Q
A csapkodó mozgás csillapítása: „a csapkodás kompenzáció” ∆ϑt
2-15/8
βL
C
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
−∆α
βɺ L × r
A rotorkúp alakulása
Az előrehaladó lapát felcsap
V 0 + Ω× r
V0
ψ MR = 1800
A hátrahaladó lapát lecsap
ψ MR
ψ MR = 900
Forgásirány
V 0 − Ω×r = 270 +∆α βɺ × r 0
L
ψ MR = 00 Az alapkúp:
T
Tip-Path-Plane Lapátvég-sík
Általában:
C ≫ L≫W
C 2-15/9
. .
W
Alapkúp-szög:
β L = β L0
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Rotorkúp alakulása
V0
A legmagasabb pálya-pont („mx”)
ψ MR = 1800
Előrehaladó lapát
ψ MR = 900
Első pozíció
mx
Forgásirány
ψ MR = 2700
Hátsó pozíció
ψ MR = 00
mn Tip-Path-Plane Lapátvég-sík
Hátrahaladó lapát
R
Elölnézet
Előrehaladó lapát emelkedik
βL
A legmélyebb pálya-pont
A rotorkúp oldalt billen 2-15/10
Oldalnézet
Első lapát emelkedik
Hátrahaladó lapát
. .
R
(„mn”)
βL
β L = β L (ψ MR )
Hátsó lapát
. . A rotorkúp hátra billen
Vidám fickó – félrecsapja a kalapját
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
Kormányzás
2-15/11
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
A rotor működése
2-15/12
Például: - Bot előremozdul; - Beállítási szög-szabályozó tárcsa előrebillen; - Lapát beállítási szög 900-nál csökken; - A lapát 900-nál lefele megy; - A lapát 2700-nál felfele megy; - A lapát lent van 1800-nál; - A lapát fent van 00-nál; - A rotorsík előre billen, éppen mint a botkormány; - A lapátvég-sík követi a botot.
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Bell rotoragy Hogyan viselkedik a forgó rotor? - mechanikus stabilizáló szerkezet:
A beá beállí llítási szö szög szabá szabályozó lyozó tárcsa nem billen (a piló pilóta fogja és mozdulatlanul tartja a kormá kormányt). A helikopter és a fő főtengely elbillen (alsó (alsó kép); A pö pörgettyű rgettyű megtartja a forgá forgássí ssíkjá kját; A keverő keverőhimbá himbák 90 fokos eltolá eltolással megnö megnövelik / lecsö lecsökkentik a lapá lapát beá beállí llítási szö szöget; Végeredmé geredményben a rotorsí rotorsík kö követi a pö pörgettyű rgettyű-síkot; A kormá kormányzá nyzásná snál a piló pilóta mozdí mozdítja a keverő keverőhimbá himbát, a hatá hatás azonos; A rendszerbe csillapí csillapítás kell! („Hydraulic damper” damper”)
2-15/13
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Rotoragy kialakítások Félmerev (semi-rigid), hintás (teetering, see-saw) esetleg kardanikus; egy központi csukló, illetve (lapát)beállítási-szög-csapágy.
Klasszikus, csuklós rotoragy; csapkodó és matató csukló ill. csapágy (lapát)beállítási-szög-csapágy.
Merev; csak (lapát)beállítási-szög-csapágy, a csapkodó és matató mozgás a lapát rugalmasságából jöhet létre (kvázi csuklók). Érdekes a beállítási szög-szabályozó rúd elhelyezése!
Elasztikus (csuklómentes), minden mozgásformát a hajlékony agyelemek biztosítanak (kvázi csuklók). Érdekes a beállítási szög-szabályozó rúd elhelyezése!
2-15/14
Bevezetés a forgószárnyak aerodinamikájába
Tengelydöntés - autogíró
2-15/15
Bevezetés a forgószárnyak Forgószárnyas aerodinamikájába repülőgépek
