Основы вертолета: как опережение-запаздывание лопастей на самом деле помогает компенсировать увеличение/снижение скорости из-за взмахов?

Взмах лопастей - это просто действие наклона диска ротора; кончик лопасти движется по определенной траектории, прикрепленной к ступице, жестко закрепленной на своей вертикальной оси. Лезвие машет вверх и вниз, потому что его наклон / угол наклона постоянно изменяются (или нет, если ручка находится в центре) с помощью автомата перекоса. Пределы диапазона наклона диска несущего винта выходят за пределы наклонной шайбы, в конечном счете, за пределы хода взмаха лопасти. Шарнирные роторы могут справиться с этим, но на двухлопастном качающемся роторе достижение этих пределов называется «ударом мачты» и является фатальным состоянием.

Для запаздывания опережения проблема заключается в том, что вам нужно учесть это движение на вертолете с шарнирно-сочлененным ротором, потому что сила Кориолисазаставляет лопасть ускоряться, когда она взмахивает крыльями относительно других лопастей (на самом деле, двигаясь перпендикулярно оси мачты). Когда он взмахивает крыльями, его центр масс перемещается ближе к ступице, чем лопасть с другой стороны, которая ближе к перпендикуляру к мачте, что заставляет его ускоряться, как у фигуриста, втягивающего руки во время вращения. Шарнир опережения/отставания обеспечивает необходимую податливость, чтобы приспособиться к ускорению и замедлению тенденции лопасти, поскольку ее центр масс перемещается ближе и дальше от мачты, когда она вращается при движении вверх и вниз, поэтому она не заставляет ротор ступица для поглощения сил. Демпфер опережения/запаздывания предназначен для противодействия внезапным движениям этого действия опережения/запаздывания, которые могут быть вызваны резким контактом с землей, что может привести к резонансу земли.

В системе с качающимся ротором вам не нужны шарниры опережения и запаздывания, потому что у вас есть геометрия качающегося шарнира, который представляет собой шарнир для обеих лопастей на одной оси взмаха. Взмахивающее вверх лезвие отходит от втулки, потому что шарнир находится над осью лопасти (так называемая подвешенная ступица), и это препятствует значительному смещению ЦТ к ступице, устраняя большую часть сил Кориолиса или уменьшая их до уровня может поглощаться головкой ротора и лопастями.