Uitvindingen en machines

De perfecte helikopter: het ontwerp van coaxiale rotor begrijpen

De perfecte helikopter: het ontwerp van coaxiale rotor begrijpen


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Een coaxiale rotor maakt een staartrotor overbodig en zorgt voor een veiligere, stabielere machine.

Om te begrijpen hoe een ontwerp met twee coaxiale rotors veel beter presteert dan andere helikopters, moeten we de fysica in het spel onderzoeken.

De fysica van helikopters

Voor helikopters met één rotor wordt het opstijgen gegenereerd door de roterende hoofdrotor. Deze rotatie genereert koppel rond de hoofdhelikopter, waardoor de hoofdromp in de tegenovergestelde richting ronddraait. Vroege ingenieurs ontwierpen de staartrotor om dit koppel tegen te gaan en helikopters stabiel te houden. Staartrotoren zijn over het algemeen veel kleinere rotoren die loodrecht op de hoofdrotor zijn gemonteerd. Door de snelheid van de staartrotor te regelen, kan de piloot het vaartuig stabiliseren en de richting van de helikopter bepalen.

Door de staartrotor te vertragen, zou het helikopterlichaam in de tegenovergestelde richting van de hoofdrotor draaien vanwege een te hoog koppel in die richting. Het versnellen van de staartrotor zou het tegenovergestelde doen. Samen met de richting kunnen helikopterpiloten de gierbeweging van het vaartuig regelen door de hoek van de staartrotor aan te passen. Door de staartrotor iets omhoog of omlaag te kantelen, creëert de piloot een momentarm door de helikopter, die op zijn beurt de gierbeweging van het vaartuig aanpast.

Waarom een ​​coaxiaal ontwerp zoveel beter is

Nu we de basismechanica van helikopters met één rotor begrijpen, kunnen we beginnen in te zien waarom coaxiale rotors enkele voordelen kunnen bieden. Door twee rotoren op een enkele as te plaatsen en ze in tegengestelde richting te draaien, wordt een netto-nulkoppel rond het hoofdgedeelte van de helikopter gecreëerd, waardoor deze zeer stabiel blijft. Door zowel mechanische als elektronische middelen is elke rotor perfect getimed en gecontroleerd om het nettokoppel van de andere rotor in realtime op te heffen. Hierdoor kan het coaxiale vaartuig vrij aanzienlijke zweefcapaciteiten bereiken in vergelijking met hun broeders met één rotor.

Als je aan helikopters denkt, denk je aan verticaal opstijgen en het vermogen om te zweven. Haal die aspecten weg, en de helikopter functioneert identiek aan een vliegtuig. Als een kanttekening: verticaal opstijgen is niet exclusief voor girovliegtuigen. Vliegtuigen die het vermogen zonder rotors benutten - voornamelijk de harrier-jet - volbrengen de taak echter met veel minder efficiëntie en stabiliteit.

Het vermogen van een helikopter om te zweven en stabiel te zijn, is synoniem met de kwaliteit van helikopter. In coaxiale ontwerpen zorgt het verbeterde vermogen om te zweven en een stabiele vlucht te behouden uiteindelijk voor betere helikopters. Betere helikopters zorgen ervoor dat ze gemakkelijker te besturen zijn en veel veiliger voor de inzittenden. Theoretisch, als een rotor in een coaxiaal systeem zou breken, zou het vaartuig nog steeds veilig kunnen worden geland.

Ten slotte betekent de toepassing van coaxiale rotors dat het vaartuig niet per se een gyroscoop nodig heeft om voor stabiliteit te zorgen. De rotatie-effecten van beide rotoren zorgen voor een bijna perfecte gyroscoop, waardoor de stabiliteit van het vaartuig weer verbetert.

Dus waarom zien we niet meer coaxiale helikopters? Ze zijn niet zonder hun fouten.

Problemen met coaxiale helikopters

De eerste grote fout is dat de timing van de twee rotorbladen bijna perfect moet zijn. Veranderingen in snelheid en richting moeten samen worden bereikt. Zelfs de kleinste fout bij de kalibratie maakt het vliegtuig in wezen onstabiel en onmogelijk om te vliegen. Een fout in de kalibratie is erger dan u waarschijnlijk denkt voor het vermogen van het vaartuig om te vliegen. Als de timing niet voldoende is, zullen coaxiale helikopters niet genoeg lift produceren om zelfs maar de grond te verlaten en uiteindelijk gewoon op het asfalt te draaien.

GERELATEERD: BOEING'S NIEUWSTE MILITAIRE HELIKOPTER GAAT VLUCHTEN

Bovenop de behoefte aan nauwkeurigheid bij het afstemmen van de rotoren, reageren deze rotoren meestal niet zo snel als een enkel girovliegtuig. Wanneer je een vliegtuig stabieler maakt, maak je over het algemeen precieze bewegingen moeilijker te bereiken - het is een constante afweging in lucht- en ruimtevaarttechniek. Hoewel coaxiale helikopters veilig en efficiënt zijn, zijn ze niet erg geschikt voor toepassingen waarbij piloten een fijne manoeuvreerbaarheid nodig hebben. Ze zijn echter perfect voor toepassingen waarbij nauwkeurig zweven nodig is.

Het ontwerp van de coaxiale rotor is een van de meest prominente helikopterontwerpen tot nu toe. Hoewel het zijn inefficiënties heeft; het zal niet snel verdwijnen. De stabiliteit van het ontwerp is populair binnen de hobbyistengemeenschap en zelfs bij veel militaire en reddingshelikopters. Als je een helikopter zou ontwerpen, welk ontwerp zou je dan kiezen?


Bekijk de video: Van der Poel viert voor vijfde keer op rij in Rectavit Flandriencross (Januari- 2023).