Was sind die Vorteile eines nicht-orthogonalen (Scheren-)Heckrotors?

( Quelle )

Die Kommentare und Antworten sagen bereits, dass es zur Rauschunterdrückung dient. Spannender ist das Wie:

Die Klingen sind nicht koplanar (Bild).

Der Heckrotor des Apache dreht sich von Backbord aus gesehen im Uhrzeigersinn (Video). Die dem Betrachter am nächsten liegenden Schaufeln (nächste Ebene) sind die führenden Schaufeln jeder Gruppe. Eine Gruppe besteht aus zwei nahen Klingen, unabhängig von der Ebene, z. B. 1 und 2, wie oben bezeichnet, sind eine Gruppe, 1 ist führend.

Der Schub des Heckrotors ist vom Betrachter weg gerichtet (Backbord nach Steuerbord), dh der Betrachter blickt auf die Druckseite des Rotors.

Unten links sieht es hinter dem Apache aus. Diese Anordnung ermöglicht es den nachlaufenden Blättern (2 und 4), die Nachströmung von denen vor ihnen (und ihnen am nächsten) zu verpassen.

(Eigene Arbeit) Links: Apache; Rechts: koplanarer Normalabstand. Ansicht ist von hinten und Schub ist von links nach rechts.

Diese sogenannte L-Scherenkonfiguration , bei der das untere Blatt vorne liegt, ergibt aufgrund des besseren Zusammenspiels mehr Schub.

Basierend auf der Extrapolation der Testergebnisse und Berechnungen beträgt die Schubsteigerung gegenüber einem konventionellen Vierblattrotor gleicher Abmessungen etwa 10 %. Rozhdestvensky führt das Scheitern von Bell, zu ähnlichen Schlussfolgerungen zu kommen, auf die Verwendung eines sehr kleinen Modells zurück.

Und leiser auch

Geräuschmessungen während Überflügen wurden mit einer Havoc durchgeführt , die den vierblättrigen Scherenheckrotor und den dreiblättrigen Heckrotor der Hind hatte . Die beiden Rotoren machten bei niedriger Geschwindigkeit ungefähr das gleiche Geräusch, aber bei hoher Geschwindigkeit war der Scherenrotor leiser. Die primäre Reduktion lag im "breitbandigen" Frequenzbereich von 600 Hz bis 2000 Hz. Ein Großteil des Lärms bei diesen Frequenzen ist auf die Auswirkungen des Heckrotors zurückzuführen, der im verwirrten Kielwasser des Hauptrotors arbeitet. Der Scherenrotor verhält sich in dieser Situation offenbar eher wie ein Zweiblattrotor.

( Helikopter Aerodynamik Band II , S. 72.)

Bildquelle _

Der Heckrotor des Apache besteht aus zwei 2-Blatt-Wipprotoren, die als Scherenrotoren bezeichnet werden. Diese ungewöhnliche Konfiguration wurde erstmals Ende der 1960er Jahre von Hughes Helicopters implementiert, um den Lärm des OH-6-Hubschraubers zu reduzieren. Der OH-6 hatte einen einzelnen Doppelblatt-Wipp-Heckrotor, den Hughes langsamer drehen wollte, um den Geräuschpegel zu reduzieren.

Um den gleichen Schub aufrechtzuerhalten, wurde ein zweiter identischer Rotor montiert, der aufgrund von Interferenzen nicht bei 90 Grad platziert werden konnte. Der resultierende Zwillingswipp-Scherenrotor hatte ein gutes Geräuschprofil – unsere Ohren sind weniger empfindlich gegenüber niedrigeren Frequenzen, und die dominante Frequenz des Scherenrotors beträgt zwei pro Umdrehung statt 4 pro Umdrehung für 90°.

Das Hughes-Team minimierte neue Erfindungen und implementierte diese Lösung für den Advanced Attack Helicopter-Wettbewerb von 1972, den sie gewannen. Die Blätter im Apache-Heckrotor sind in einem Winkel von 55 Grad montiert, wodurch die Oberwellen und die Druckpegel im Klangprofil reduziert werden.

Quelle (Seite 69)

Aus dieser Referenz :

Der Heckrotor mit vier Blättern ist insofern ungewöhnlich, als die Blätter nicht gleichmäßig in 90 ° -Intervallen beabstandet sind, sondern die Blätter in 55 ° - und 125 ° -Winkeln beabstandet sind. Dies ermöglicht eine erhebliche Geräuschreduzierung.

Diese Mindef-Referenz beschreibt Erfahrungen mit der ursprünglichen Konfiguration des AH-64, der ein T-Leitwerk hatte.

Ich glaube, es soll den Lärm reduzieren, hier ist eine Teilinfo
http://theses.gla.ac.uk/619/

Das komplexe Strömungsfeld, das mit einem Rotornachlauf verbunden ist, führt zu einer Vielzahl von aerodynamischen Wechselwirkungen, die während des Drehflüglerbetriebs auftreten können. Diese Wechselwirkungen können unerwünschtes Rauschen hervorrufen und zu einer nicht akzeptablen Leistungsverschlechterung führen.