Was verursacht Jagdbewegungen in Hubschrauberrotoren?

Das Rotorblatt eines Helikopters kann drei Scharniere haben: Pitch-Scharnier, Schlagscharnier und Lead-Lag-Scharnier.

Lead-Lag (Schlepp): Bewegung eines Blattes vorwärts oder rückwärts in der Flugzeugrotation. Lead-Lag wird durch ein Lead-Lag-Scharnier im Rotorsystem oder durch gummiähnliche Lager erleichtert, die es einzelnen Rotorblättern ermöglichen, sich in ihrer Rotationsebene vor und zurück zu bewegen. Dies hilft, das Klingensystem auszugleichen und Vibrationen zu reduzieren. Die Schleppstrebe oder der Schleppdämpfer widerstehen der Bewegung des Blattes um sein Lead-Lag-Gelenk an einem halbstarren Rotorsystem.

Auf der gleichen Ebene haben wir auch das Pendeln, definiert als die Tendenz einer Klinge, vor oder hinter einer Position zu oszillieren, die allein durch die Zentrifugalkraft bestimmt wäre.

Warum sollte allein die Zentrifugalkraft eine Bewegung hinter und hinter der Rotationsebene bestimmen?

„achtern“ und „hinten“ sind (fast) Synonyme. Wollten Sie „vor oder hinter“ wie im Zitat wiederholen?
Der zitierte Text behauptet nicht , dass die Zentrifugalkraft die Bewegung vor oder hinter irgendetwas bestimmt. Es behauptet, dass es eine Bewegung im Vergleich zu dem gibt, was die Zentrifugalkraft bestimmt, oder mit anderen Worten, dass die Bewegung durch etwas anderes als die Zentrifugalkraft verursacht wird.
@JanHudec du hast in beiden Kommentaren recht. Der erste war ein Lapsus, der zweite ein Missverständnis.
Würde bitte jemand die Frage bearbeiten, um sie für diejenigen von uns zu klären, die sich mit Hubschraubern nicht auskennen?

Antworten (2)

Lead Lag wird durch die Beschleunigung und Verlangsamung der Blätter verursacht, wenn sie nach oben und unten schlagen.

Das Blatt auf der vorrückenden Seite erfährt einen Luftstrom gleich seiner Geschwindigkeit plus der Vorwärtsgeschwindigkeit des Helikopters. Das Blatt auf der Rückzugsseite erfährt einen Luftstrom gleich der Geschwindigkeit des Blattes minus der Vorwärtsgeschwindigkeit des Helikopters. Dies verursacht eine Asymmetrie des Auftriebs .

Um dem entgegenzuwirken, können die Blätter um die Schlagscharniere herum auf und ab schlagen. Das Blatt auf der vorrückenden Seite klappt nach oben, wodurch der Anstellwinkel und damit der erzeugte Auftrieb verringert werden. Das Blatt auf der zurückweichenden Seite klappt nach unten, vergrößert den Anstellwinkel und damit den Auftrieb.

Sehen Sie sich dieses Video bei ungefähr 1:30 an, um das Flattern in Aktion zu sehen . Dies ist ein Gyrokopter, aber bei 0:39 und 1:17 kann man wirklich sehen, wie die Rotorblätter flattern .

Aufgrund der Impulserhaltung beschleunigt sich das Hochschlagen des Blattes, wenn sich sein Schwerpunkt nach innen in Richtung der Rotornabe bewegt. Da sich der Rotor mit konstanter Geschwindigkeit dreht, muss sich das Blatt um das Führungs-/Nachlaufgelenk vorwärts bewegen. In ähnlicher Weise verlangsamt sich das Herunterschlagen der Klinge, sodass es verzögert wird.

Die Blätter werden aus der neutralen Position in einer Sinuswelle vorwärts und rückwärts jagen, wenn sich der Rotor dreht. Lead/Lag-Dämpfer reduzieren die Kraft dieses Pendelns.

Eine Variation von Schlagscharnieren (unabhängige Scharniere für jedes Blatt) ist ein Wippenscharnier bei 2-Blatt-Hubschraubern, bei dem das Scharnier mit jedem Blatt verbunden ist. Wenn eine Klinge steigt, muss die andere fallen und umgekehrt. Die gesamte Rotorscheibe „wippen“ auf der Antriebswelle. Dies ist als halbstarrer Kopf bekannt und wird meines Wissens bei allen 2-Blatt-Hubschraubern verwendet.

Bei halbstarren und starren Köpfen hebt sich der Gesamteffekt der Beschleunigung und Verlangsamung der Klingen im gesamten Rotationszyklus auf, und andere Mechanismen werden verwendet, um die Jagdlasten zu reduzieren. Stellen Sie sich einen starren Rotor mit 4 Blättern vor. 2 Blätter versuchen, den Rotor zu beschleunigen und 2 versuchen, ihn in gleichen Mengen zu verlangsamen.

Eine schwerwiegende Nebenwirkung von Lead/Lag bei voll artikulierten Köpfen ist Bodenresonanz . Da sich die Blätter vorwärts und rückwärts bewegen können, ist es möglich, dass die Blätter auf der einen Seite näher zusammenrücken als auf der anderen, insbesondere wenn der Hubschrauber mit einem Rollwinkel landet, sodass ein Zahnrad zuerst auf dem Boden auftrifft. Dadurch verschiebt sich das Gleichgewichtszentrum vom Rotationszentrum weg, was ein Wackeln des Rotorkopfs hervorrufen kann, was sich in einer vertikalen "Aufprall"-Vibration am Fahrwerk niederschlägt. Wenn die Bedingungen richtig (oder falsch, je nach Standpunkt) sind, kann die Resonanz durch die Eigenresonanzfrequenz des Helikopterfahrwerks verstärkt werden und kann, wenn es fortgesetzt wird, zur Zerstörung des Flugzeugs führen .

Wenn Sie denken, dass Hubschrauberblätter ziemlich starr sind, denken Sie noch einmal darüber nach .

Aber dann... Jagd und Lead-Lag sind Synonyme?
@GianniAlessandro: Ich glaube, das sind sie, ja.
@GianniAlessandro Ja, weil sich jede Klinge beim Drehen vor und zurück bewegt und daher um die Mittelposition jagt. Lead/Lag, Drag und Hunting sind Synonyme.
@Simon hat positiv gestimmt. Ich denke, die Antwort würde verbessert, indem Informationen zum Flattern im Vergleich zum Wippen sowie zu den Nachteilen von Lead-Lag-Scharnieren in Bezug auf die Bodenresonanz hinzugefügt würden.
@rbp, danke. Getan.

Wippende Rotoren sind „untergefedert“, um während des Schlagzyklus einen konstanten Massenschwerpunkt aufrechtzuerhalten. Lead-Lag-Bewegungen sind nicht erforderlich, solange der Rotor bis zu einem gewissen Grad konisch ist. Zweiblättrige Heckrotoren sind Delta-gelenkig, um eine Voreilverzögerung zu bieten. Augusta-Helikopter haben vorkonische Heckrotoren und sind sowohl Underslung als auch Delta.

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