Függőleges autorotáció aerodinamikája
A függőleges autorotáció esetén a forgószárny lapátok által alkotott „tárcsát” (súrolt felület) három fő részre oszthatjuk.
A képen jól láthatóak az egyes területek sematikus ábrázolásai. A másik ábra megmutatja az erővektorok helyzetét a meghajtott „A” területen, az átmeneti „B” területen és a meghajtó „C” területen.
(Katt a képre)
Az erővektorok eltérnek a különböző zónákban, mert a forgás miatt a lapáttő közeli alacsony relatív megfúvási sebesség a lapát vége felé folyamatosan nő. Amikor a felfelé mozgó átáramló levegő kombinálódik a forgásból eredő relatív megfúvással, a lapát fesztávja mentén elhelyezkedő különböző pontokon eltérő aerodinamikai erők jönnek létre.
A meghajtott területen az eredő aerodinamikai erővektor a forgástengely mögé mutat és ez fékező hatást fejt ki a rendszerre. Ez a terület ugyan létrehoz felhajtóerőt, de tulajdonképpen a forgással szemben folyamatos fékező hatást vált ki. Ennek a területnek a nagysága a lapát beállítási szögének, a süllyedés mértékének és a forgószárny fordulatának függvényében változik.
A hajtott és hajtó terület határán kialakul az egyensúlyi helyzet. A lapátok ezen a pontján az eredő aerodinamikai erő hatásvonala párhuzamos a forgástengellyel. Ezen a részen keletkezik felhajtóerő és ellenállás, de eredő hatásuk a forgószárny fordulatra vagy fékező, vagy gyorsító lehet. A lapát „D” pontján is hasonló megállapításokat lehet tenni a vonó és fékezőerővel kapcsolatban.
A „C” a meghajtó területe a lapátoknak és olyan erőket hoz létre, ami az autorotáció során a szükséges forgószárny fordulatot biztosítja. A meghajtó területen keletkezett eredő aerodinamikai erő iránya a forgástengely elé mutat és folyamatosan gyorsító erőt képvisel. A meghajtó terület mérete a lapát beállítási szögének, a süllyedés mértékének és a forgószárny fordulatának függvényében változik.
A helikoptervezető az autorotációs fordulatszám változtatásával szabályozza ennek a területnek a nagyságát a meghajtott és az átesési területhez képest. Például ha a kollektív kart felhúzza, akkor a beállítási szög (és állásszög) az összes területen növekedni fog. Ez azt eredményezi, hogy a „B” egyensúlyi pont a lapátvég irányába tolódik, csökkentve ezzel a meghajtott terület nagyságát. A meghajtó terület is eltolódik a lapátvégek irányába. Az átesési terület nagyobbá válik és a lapát eredő ellenállása megnő, ami a fordulatszám csökkenéséhez vezet.
A kollektív állásszög szabályzásával lehetséges az állandó forgószárny-fordulatszám elérése, így a meghajtó terület gyorsító erői egyensúlyt tartanak a meghajtott és áteséses terület lassító erőivel.
(Folytatjuk!)
No, mit szólsz hozzá?