Что произойдет, если я накреню вертолет, а затем сильно потяну цикл?

Вдохновленный ответом Саймона на мой вопрос здесь , я задам еще один вопрос о реальности.

Если я:

  1. Начните с вертолета AH-6 в режиме зависания.
  2. Слегка снизьте тангаж, чтобы ускориться, затем медленно увеличивайте общую скорость, пока не будет применена максимальная общая скорость, а воздушная скорость не станет близкой к Vne.
  3. Разверните вертолет примерно до 70 градусов крена.
  4. Сильно потяните назад на циклическом

(В основном это можно описать как попытку участвовать в гонке Red Bull на вертолете)

Что случилось бы?

Я сомневаюсь, что подобные попытки предпринимаются где-либо во Вне, но довольно круто наблюдать, как Redbull Helicopter делает то, что не может сделать ни один другой вертолет, включая экстремальный крен (полные бочки).
Возможный дубликат Может ли вертолет заглохнуть?
Совсем не дубликат. Этот вопрос касается маневрирования вертолета вблизи Vne под экстремальным углом крена.
Вы пытаетесь оставаться в горизонтальном повороте под углом 70 градусов AOB? Вы знакомы с термином " сваливание отступающей лопасти " применительно к вертолетам.
Что означает максимальный коллектив? Макс разрешает опустить, рычаг полностью поднять или что-то еще?
@Simon, собирайтесь, от лопастей требуется максимальная подъемная сила.
Коллективный подъем не равен максимальному подъему. Вы имеете в виду вытянутый вверх или максимальный аэродинамический подъем?
@ Саймон, хммм, раньше я думал, что если вытянуть его полностью вверх, это будет означать максимальный подъем. Цель состоит в том, чтобы лететь как можно быстрее, что, я думаю (поправьте меня, если я ошибаюсь!) достигается за счет требования максимальной подъемной силы от лопастей, а затем снижения тангажа ровно настолько, чтобы преобразовать подъемную силу в тягу вперед без набора или потери высоты.

Ответы (2)

Я не могу предоставить ссылки, относящиеся к этому маневру. Основные тексты по динамике вертолетов носят лишь обобщенный характер, поскольку такой маневр в реальной жизни не выполняется и не проверяется при сертификации.

Когда вы поднимаете коллектив, вы увеличиваете шаг всех лопастей вместе. В большинстве режимов полета это означает увеличение угла атаки и, следовательно, подъемной силы.

Стоимость создания подъемной силы - это сопротивление, которое всегда увеличивается. Итак, существует прямая зависимость между общим рычагом и требуемой от двигателя мощностью.

По мере того, как вы продолжаете поднимать коллектив, угол атаки и подъемная сила будут увеличиваться до тех пор, пока вы не достигнете точки, в которой мощность, необходимая для преодоления сопротивления, превысит номинальную мощность двигателя. Большинство вертолетов допускают работу за пределами максимума в течение короткого времени, например, 2 или 5 минут, обычно во время взлета. Продолжайте увеличивать AoA выше этого предела, и лобовое сопротивление превысит доступную мощность, а частота вращения ротора упадет (снижение скорости вращения ротора, вызванное превышением мощности лобового сопротивления из-за слишком большого коллектива, известно как «падение»).

По мере уменьшения RRPM уменьшается подъемная сила, и вертолет начинает снижаться. Относительный поток воздуха в диск теперь имеет большую горизонтальную составляющую, а угол атаки увеличится, что приведет либо к еще большему сопротивлению, либо к остановке ротора.

Таким образом, есть некоторый момент, прежде чем коллектив будет полностью подтянут, когда будет достигнута максимальная подъемная сила. Кроме того, подъемная сила снижается до восстановления или сваливания. Единственный раз, когда я когда-либо полностью поднимал коллектив, это во время проверки «полного и свободного» движения с выключенным двигателем в рамках предполетной подготовки.

Ваш гипотетический маневр:

Из VNE в горизонтальном полете вы скатываетесь в крен 70 градусов.

TRT (полная тяга ротора) всегда действует перпендикулярно плоскости диска ротора. Поскольку вы находитесь в крене, и я предполагаю, что он находится на постоянной высоте, существует большая горизонтальная составляющая TRT для поддержания ускорения в повороте и большая вертикальная составляющая для противодействия гравитации и поддержания высоты.

Это требует большой силы, что означает много коллективизма и много торможения. Я не знаю, что касается AH-6, может быть, есть диаграмма, связывающая угол крена и скорость с мощностью, но скажем так, ваш коллектив будет где-то рядом с максимальной точкой подъема при таком маневре.

Поскольку теперь вы ускоряетесь с максимальной мощностью, ваша скорость уменьшится. Следовательно, подъемная сила уменьшится, и, поскольку вы достигли максимальной мощности или близки к ней, вы начнете опускаться.

На данный момент это, вероятно, можно восстановить, просто прокручивая уровень и уменьшая коллектив до тех пор, пока он не вернется в пределы производительности.

Во второй части точно что-то пойдет не так. На всех вертолетах с нежесткой головкой, включая АН-6, диск быстро принимает новую плоскость вращения. Затем происходит значительная задержка, прежде чем фюзеляж примет новое положение, при котором TRT будет перпендикулярен оси Z самолета.

Сильное натяжение циклического диска очень быстро поместит диск в новую плоскость вращения, которая имеет большой угол между плоскостью вращения и фюзеляжем. Кроме того, нагрузка на диск резко возрастет, и лопасти будут вынуждены опускаться вниз. На шарнирно-сочлененной головке, такой как на AH-6, ограничители наклона предотвратят изгиб лопастей настолько, что они сложатся.

Небольшое нажатие на упоры неудобно из-за сильной вибрации. Сильная тяга на циклическом двигателе в VNE при крене 70 градусов на максимальной мощности или близкой к ней может привести к выходу из строя ограничителей наклона или лопастей или вызвать контакт статических ограничителей наклона с мачтой, что может привести к отделению несущего винта.

Предположим, что провала нет. Плоскость вращения будет находиться на максимальном разрешенном физическими ограничениями маховых шарнирах, который больше, чем угол между плоскостью вращения и фюзеляжем.

Поэтому я ожидаю, что сильное тяговое усилие на циклическом приводе приведет к тому, что лезвие ударится о хвост или верхнюю часть кабины. Либо приводит к разрушению самолета, либо когда он разбивается в этот момент, либо когда он падает на землю через 10 секунд.

Первый пост здесь. Я не пилот, но я так вижу происходящее с моим пониманием вертолетных сил.

Коллектив заметно вырос с тех пор, как мы подняли его. VNE быстро приближается, и мы, возможно, начинаем ощущать эффект отступающего лезвия, так что, естественно, мы можем чуть-чуть отклоняться влево. Если мы увеличим угол до 70 градусов, то быстро резко потянем назад на цикле, при этом коллективное движение никогда не изменится, несущий винт будет наклоняться вперед и назад до предела, а лопасти значительно замедлятся со всем этим сопротивлением. . Вы также почувствуете обратный крутящий момент, и ваш корпус начнет резко поворачиваться вправо, если не будут предприняты экстремальные действия на руль направления, дроссель и коллектив, чтобы смягчить внезапное изменение вектора импульса. Кроме того, вы будете еще сильнее крениться влево, что еще больше спутает ваш вектор движения, увеличивая нагрузку на корпус, несущий винт и приводной вал.

Представьте, что вы подтягиваетесь, наклоняетесь влево и вращаетесь вправо. Теперь вы как бы летите боком/назад, примерно на 270 градусов от вашего предыдущего вектора движения, и все еще вращаете корпус вправо.