Was ist „Einschwingen mit Kraft“ und wie unterscheidet es sich vom Wirbelringzustand?

Ich wusste, dass die Debatte beginnen würde :) Dies ist wahrscheinlich die umstrittenste Frage im Hubschrauberbetrieb. es ist genau dort oben mit der Theorie der „gleichen Laufzeit“ der Auftriebserzeugung vor ein paar Jahren. Die einzige Agentur, die ich kenne, die sie als unterschiedlich definiert, ist Transport Canada . Ausbilder, Piloten, WikiPedia, Schulungsvideos, Bücher und Blogs machen das oft falsch. In den USA scheint es sehr üblich zu sein, den Vortex-Ring-Zustand als „Mit Macht beruhigen“ zu bezeichnen.

Tom, ich weiß, du sagtest, du wüsstest bereits, welchen Zustand der Wirbelringe haben, aber ich denke, dass die Erklärung „Warum sind sie unterschiedlich“ besser ist, wenn beide miteinander verglichen werden. Bitte entschuldigen Sie die Wiederholung.

Sie sind anders.

Wirbelringzustand (VRS).

Der VRS-Ringzustand ist ein rein aerodynamischer Zustand. Beim normalen Flug, egal ob im Steig-, Sink- oder Reiseflug, kommt der relative Luftstrom, der auf die Blätter trifft, hauptsächlich von vorne. In einem entwickelten VRS sinkt der Helikopter in seinen eigenen Wirbel, der "umgewälzt" wird, wenn der Helikopter schneller absinkt als der Wirbel absinkt, und dazu führt, dass die umgewälzte Luft nach oben gezogen wird, dann fast senkrecht nach unten in den Rotor.

Von HelicopterEMS.com

Dies führt zu einer kritischen Erhöhung des Anstellwinkels und einem entsprechenden Auftriebsverlust, was dazu führt, dass der Hubschrauber immer schneller mit Geschwindigkeiten von 6000 Fuß pro Minute absinkt.

Damit der Helikopter in seinen eigenen Wirbel sinken kann, muss er gleichzeitig drei Bedingungen erfüllen (typische Werte für die meisten Helikopter):

weniger als 30 Knoten Fluggeschwindigkeit; Abstieg mit mehr als 300 Fuß pro Minute; an den Rotor angelegte Leistung.

Wenn Sie eines davon entfernen, verlassen Sie VRS, aber es gibt einen Haken. Wenn Sie versuchen, die Sinkgeschwindigkeit zu verringern, indem Sie die kollektive und damit die Macht erhöhen, was die instinktive Reaktion von jemandem wäre, der nicht trainiert ist, den Zustand zu erkennen und aus ihm herauszukommen, erhöhen Sie die Stärke des Wirbels und der Rezirkulation und verschlimmern das Problem .

Die einzige Möglichkeit, die Sinkrate in VRS zu stoppen, besteht darin, den Boden zu benutzen, was Sie bei bis zu 6000 Fuß pro Minute wirklich nicht tun möchten und wahrscheinlich Ihre Pläne für das Wochenende verderben werden. Sie haben jedoch Macht. Sie können alles nutzen, bis Sie an die Grenzen stoßen, und trotzdem werden Sie diesen Abstieg nicht aufhalten.

Um sich zu erholen, entfernen Sie die Leistung, indem Sie in die Autorotation wechseln, oder erhöhen Sie die Fluggeschwindigkeit, um aus dem Wirbel herauszufliegen. Die automatische Drehung aus VRS kann lange dauern und viel Höhe bei der Erholung verbrauchen, daher besteht die akzeptierte und gelehrte Technik darin, aus ihr herauszufliegen, jede Richtung reicht aus, was ein oder zwei Sekunden dauert, um sich zu erholen.

Begleichen mit Macht (SWP)

SWP ist kein aerodynamischer Effekt.

Im einfachsten Fall tritt es auf, wenn Sie x Kraft benötigen, um einen Abstieg zu stoppen, aber aus vielen verschiedenen Gründen weniger als x Kraft zur Verfügung haben. Eine Erhöhung der Leistung führt entweder zum Überschreiten der Motor- oder Antriebsstranggrenzen oder zum Abwürgen des Rotors, wenn der Luftwiderstand exponentiell zunimmt und die zum Antreiben des Rotors verfügbare Leistung übersteigt.

Je langsamer ein Helikopter fliegt, desto mehr Leistung benötigt er:

Aus dem AOPA-Blog .

Wenn Sie in das niedrige Geschwindigkeitsregime kommen, können Sie sehen, dass die erforderliche Leistung schnell ansteigt.

Stellen Sie sich vor, Sie kommen in einen Schwebeflug. Sie reisen langsam mit etwa 20 Knoten, haben aber eine geringe Sinkgeschwindigkeit, die nicht ausreicht, um in VRS einzusteigen. Wenn Sie weitermachen, wird es Ihnen gut gehen. Aber unser imaginärer Pilot macht einen Fehler und verwandelt sich in einen 15-Knoten-Rückenwind. Die Fluggeschwindigkeit fällt auf etwa 5 Knoten ab, so dass der erzeugte Auftrieb im Quadrat der Geschwindigkeitsänderung abfällt und die erforderliche Leistung schnell ansteigt.

Der Helikopter wird sehr schnell eine hohe Sinkrate entwickeln. Der Pilot erhöht das Kollektiv, um dies zu kompensieren, stellt jedoch fest, dass der Motor nicht genug Leistung erzeugen kann, um den Auftrieb aufrechtzuerhalten und den Heckrotor anzutreiben, der ebenfalls härter arbeitet, da Sie das Drehmoment durch Erhöhen der Leistung erhöhen. Es ist möglich, dass einfach die Energie ausgeht. Wenn der Pilot Glück hat, sind sie bewusstlos und werden mit dem kollektiven Hebel in ihrer Achselhöhle gefunden.

SWP tritt fast immer in Bodennähe auf, und wenn es einmal drin ist, gibt es keine Erholung (fügen Sie eine angemessen große Zahl ein, wie in 99% der Fälle). Sie haben keine Energie übrig, um die Sinkrate zu reduzieren oder die Fluggeschwindigkeit zu erhöhen, um den Auftrieb zu erhöhen und wegzufliegen.

SWP ist normalerweise das Ergebnis eines Pilotenfehlers (wie oben), eines mechanischen Problems, das zu einer unerwarteten Verringerung der verfügbaren Leistung führt, einer Windscherung, die eine unerwartete Verringerung der Fluggeschwindigkeit verursacht, oder anderer Umwelteinflüsse, die den verfügbaren Auftrieb verringern (z. B. in einen heißen und hohen Schwebeflug kommen).

Die vielleicht einfachste Unterscheidung ist, dass Sie bereits Ihre gesamte verfügbare Energie verwenden, wenn Sie in SWP eintreten. Es gibt nichts mehr zu verschenken!

Settling with Power, Power Settling und Vortex Ring State

Diese Antwort basiert darauf, dass er vor etwa 35 Jahren von der US Navy zum Fliegen von Hubschraubern ausgebildet wurde und einige Jahrzehnte als Hubschrauberpilot verbracht hat.

Die Nutzung hat sich im Laufe der Jahre geändert. Der Punkt, den @Simon über Leute gemacht hat, die keine Standardbegriffe verwenden, hilft nicht. In amerikanischen Kreisen besteht eine ursprüngliche Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen, selbst wenn beide das Wort "Macht" in sich hatten, darin, dass jeder zwei verschiedene Fälle von bezeichnete

• "Ich steige ab"

  mit dem Phrasenunterschied anzeigend

• "warum ich absteige"

Wird normalerweise auf einen Fall angewendet, in dem ich versuche, den Abstieg zu stoppen, und es nicht aufhört. (Klar wie Schlamm, ich weiß ... versuchen Sie, Ihre Check-Ride-Steigung zu beeinflussen, indem Sie den Unterschied kennen: p)

Power Settling bedeutete: „Ich habe keine Kraft mehr und daher sinke ich ab (und die Drehzahl sinkt)“ Dieser Begriff wird jetzt gelehrt, da die erforderliche Leistung die verfügbare Leistung übersteigt .

Sich mit Kraft niederlassen bedeutete: „Ich habe mehr Kraft zur Verfügung, aber ich steige immer noch ab, selbst wenn ich diese Kraft hinzufüge.“ Dies ist der Fall des Vortex Ring State, und das ist der Begriff, der jetzt in der Marine verwendet und gelehrt wird (Referenz ist derselbe Link wie oben).
Wie @Simon betont, ist das Problem in VRS, das es tödlich macht, dass das Hinzufügen von Leistung es noch schlimmer macht. Die Korrekturmaßnahme besteht darin, den kollektiven Pitch zu reduzieren und daraus herauszufliegen.

Als die Marine mir beibrachte, wie man Hubschrauber fliegt (81/82), war unser Lehrbuchbegriff „Power Settling“ für die Situation, in der uns die Energie ausging und unsere Rotordrehzahl zu sinken begann, und „Settling with Power“, um die Auswirkungen von zu beschreiben Vortex-Ring-Zustand.

3. Vortex-Ring-Zustand

Dies wurde von @Simon getreu und gut beschrieben. Zwischen der Zeit, als ich mir meine Flügel verdiente, und zehn Jahre später, als ich Seahawks unterrichtete, wechselte die Marine zur weitaus genaueren Verwendung: VRS. Es war interessant zu sehen, wie sich die Menschen an den neuen Begriff gewöhnt haben. Die Handbücher, die ich gerade für V-22 und MH-60R ausgecheckt habe, verwenden diesen Begriff ebenfalls.

Also, was ist mit der Macht abrechnen?

Es ist bestenfalls ein verwirrender Begriff.

Die fortgesetzte Verwendung von „sich mit Macht niederlassen“ hat wahrscheinlich damit zu tun, wo man das Fliegen gelernt hat, in welchem ​​​​Land Sie sich befinden, wer Ihr Lehrer war und wie lange jemand einen Begriff verwendet hat und die Terminologie möglicherweise nicht ändern möchte.

Die Abrechnung mit Strom als Ersatz für "erforderliche Leistung übersteigt die verfügbare Leistung" wird nicht allgemein akzeptiert, obwohl dies in Kanada eine übliche Verwendung zu sein scheint. Um diesen Punkt zu untermauern, biete ich Ihnen:
Beweisstück A
Beweisstück B

Leider ist die Ad-hoc-Definition von „settled with power“ als reines Machtphänomen nicht korrekt, weder in Kanada noch anderswo. Die Idee, dass eine solche Definition für "einen Ansatz, bei dem nicht genügend Leistung verfügbar ist" erforderlich ist, ist richtig, aber sich mit Macht zufrieden zu geben, ist nicht der richtige Begriff.

Überprüfen Sie hier: http://www.dynamicflight.com/aerodyn...etting_power/

{snip} Ein Beweis für die Verwirrung, die durch den Missbrauch der Begriffe verursacht wird, zeigt sich in der Verwirrung über die Rezirkulation, die die Ursache für VRS/Power Settlement/Setting with Power ist. Es ist die Rezirkulation des Downwash, die das ganze Elend von VRS verursacht.

Wir sollten uns eigentlich auf einen Begriff für das Durchfallen einer Annäherung durch zu geringe Leistung einigen und uns daran halten. ~ Nick Lapos

Was die fachkundige Beratung betrifft, so ist Nick Lappos ein angesehener Helikopterflieger mit über 4 Jahrzehnten Erfahrung in der Branche und kennt sich mit Fliegen, Testfliegen, Drehflüglerdesign und vielem mehr aus. Sie können ihn nachschlagen. Ich finde seine Einstellung zu den meisten Problemen beim Hubschrauberfliegen gut begründet. (OK, mieses Wortspiel ...).

"Settling With Power" ist dasselbe wie "Vortex Ring State".

In den USA – wo der Begriff Settling With Power seinen Ursprung zu haben scheint – bedeutet dies, dass sich der Hauptrotor im Vortex-Ring-Zustand befindet. Es beschreibt, was mit dem Flugzeug passiert, wenn es in MR VRS einfliegt: Trotz ausreichender Motorleistung macht der Hubschrauber einen unbefohlenen Sinkflug oder „setzt sich ab“. Bei voll entwickeltem MR VRS ist die verfügbare Motorleistung typischerweise nutzlos, um den Sinkflug zu stoppen. (FAA-H-8083-21A, S. 11-9)

Dies unterscheidet den Notfall von einem ähnlichen unbefohlenen Abstieg, der auftritt, wenn nicht genügend Motorleistung verfügbar ist, um die Rotoren am Drehen zu halten. Dieser Zustand könnte korrekt als "Settling Due To Insufficient Power" bezeichnet werden, ist aber stattdessen als Overpitching bekannt. Auch in diesem Fall gibt es einen Unterschied in der Terminologie für dasselbe Phänomen. In den USA ist Overpitching als Low Rotor RPM bekannt. (FAA-H-8083-21A, S. 11-15)

In beiden Fällen beschreibt die europäische Terminologie Ursachen, während die US-Terminologie Symptome beschreibt ... aber sie beziehen sich auf dieselben Phänomene.

Ursache: (Hauptrotor) VRS

Symptom: Sich mit Macht abfinden

Ursache: Übersteigung (der Rotorblätter, dh zu starkes Anheben des Kollektivs bei zu geringer Motorleistung)

Symptom: Niedrige Rotordrehzahl

Es scheint jedoch einen weiteren Punkt der Verwirrung zu geben. In Kanada hat sich auch der Begriff Settling With Power eingebürgert, der aber so viel bedeutet wie zu spät auf die Bremse treten. Wenn ein Pilot im Anflug zu spät zu verzögern beginnt, die Grenzen seiner verfügbaren Motorleistung unter den gegebenen Bedingungen erreicht und den Hubschrauber nicht ohne Überdrehmoment zum Stillstand bringen kann, dh Null Geschwindigkeit über Grund, und die Folge entweder eine harte Landung ist oder ein Umweg.

Das eigentliche Problem ist ein Mangel an standardisierter Terminologie in der gesamten Branche.