Как вертолеты меняют положение (гироскопическая прецессия или наклон вектора тяги)

Эта анимация показывает это лучше, чем большинство. Автомат перекоса изменяет плоскость диска несущего винта, чтобы изменить плоскость вектора подъемной силы. Это то же самое, что и самолет, поворачивающий по крену. Когда самолет кренится, он передает составляющую поперечной тяги компоненту вертикальной подъемной силы, и он движется вбок, а поскольку при этом он движется вперед, он движется по горизонтальной дуге или развороту. Несущий винт вертолета просто способен «кренить» во всех направлениях на любой скорости.

Автомат перекоса непосредственно направляет лопасти по траектории, которая помещает весь диск в желаемую плоскость вращения. Лопасти должны лететь на свое место с помощью воздуха; если бы машина работала в вакууме, цикл не имел бы никакого эффекта. Однако прецессия гироскопа является фактором, поскольку вход / результат воздействия автомата перекоса на физический путь лопасти смещен на 90 градусов.

То есть, чтобы довести кончик лопасти до наивысшей точки окружности, максимальный угол лопасти или наибольшая подъемная сила в цикле вращения передается за 90 градусов до этой точки. Чтобы наклонить диск несущего винта вперед, скажем, лопасть, которая находится на пути к своей высокой точке над хвостовой балкой, достигнет максимального угла лопасти, проходя под углом 90 градусов влево.

На роторе Белла в анимации это хорошо видно. Угол диска несущего винта следует за углом наклонной шайбы - наклоняемая шайба наклоняется вперед, несущий винт наклоняется вперед. Однако рычажный механизм, приводимый в движение наклонной шайбой, действует на угол лопасти со смещением на 90 градусов (тяги управления поднимаются с каждой стороны ступицы), чтобы учесть прецессию.

Система качания Bell интересна тем, что она не передает изгибающих усилий мачте ротора. Корпус машины подвешен под втулкой ротора, как если бы это был теннисный мяч на веревке. Когда вы двигаете палкой, вы заставляете диск ротора летать сам по себе, наклоняясь туда-сюда, и машина, подвешенная под ним, следует за ним. На самом деле, если к мачте БЫЛ приложен изгибающий момент из-за того, что качающиеся упоры соприкасаются с мачтой во время ее вращения, она разваливается, и вы становитесь падающим объектом (это «удар мачты», который приводит к гибели нескольких пилотов Хьюи). в 60-х и пилотов Робинзонов в 90-х).

Жесткие и шарнирно-сочлененные несущие системы действительно передают некоторые моменты качения и тангажа воздушной раме, а головка несущего винта, мачта и система подвески трансмиссии предназначены для передачи этих нагрузок.

Хорошая аналогия с неподвижным крылом между сочлененным и качающимся винтом — сравнение обычных самолетов с дельтапланами и мотодельтапланами. Шарнирно-полужесткий ротор немного похож на обычный самолет, где крылья непосредственно воздействуют на корпус, хотя и с гибким соединением между крыльями и фюзеляжем. Система Bell больше похожа на дельтаплан или трайк, где крыло и корпус находятся на полностью гибком соединении, и вы в основном летите крылом, а тело под ним следует за ним, никогда не достигая физического предела соединения. Это не идеальная аналогия, но достаточная для наглядности.

Отставание ротора по фазе на 90º не имеет ничего общего с гироскопами или прецессией, а связано только с резонансом. Хорошее объяснение Джеймса Беннета, главного инженера Cierva Autogiro Co. и первоклассного эксперта в этой области, можно найти здесь: https://archive.org/details/journal00britgoog/page/n136

Объяснение 2) не является вариантом объяснения 1). На странице в справочнике FAA указано только, что ротор имеет фазовое отставание на 90 ° при приложении усилий для отклонения. Не имеет последствий для циклического шага несущего винта, наклон несущего винта вперед все равно увеличивает скорость вертолета. Это имеет значение только для того, где разместить приводы циклической силы шага.