Wie kippen VTOL-Flugzeuge wie die V-22 Osprey nicht?

Wie kippen Flugzeuge wie die V-22 nicht unter einer unausgeglichenen Last? Wenn sie nur von 2 Kräften auf beiden Seiten unterstützt werden, sollte ein großes Gewicht im Rücken dazu führen, dass sie sich im Stillstand nach hinten lehnen, oder nicht? Es ist schwer, dies in ein Bild einzufügen, aber hier geht nichts:

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Ein großes Gewicht auf dem Rücken würde sicherlich dazu führen, dass es sich neigt; ursprüngliche Bildquelle

Gewicht und Balance spielen bei allen Flugzeugen eine Rolle, nicht nur beim Osprey. Wenn das Gewicht außerhalb der Grenzen verteilt wird, wäre dies ein Problem. So verteilen sie die Last angemessen.
Warum ist Ihre Frage Ihrer Meinung nach spezifisch für den Fischadler? Jedes Flugzeug würde sich genauso verhalten.
Die meisten Flugzeuge verwenden den (umgekehrten) Auftrieb, der vom Leitwerk erzeugt wird, um auszugleichen, aber dies gilt nicht während VTOL.
Es kommt vor, dass es einen sogenannten Schwerpunkt gibt, der auch als Rotationszentrum dient und sich in einer Linie mit den Flügeln befindet.
Ist es möglich, dass die Frage, die gestellt werden sollte, lautet: "Wie wird die Neigung für ein Kipprotorflugzeug im Schwebe- und Langsamflug gesteuert?"
Ich denke, das Poster fragt sich, wie der Osprey dieses Gleichgewicht aufrechterhält, während er die Steigung der Rotoren ändert.

Antworten (3)

Wenn Sie darüber nachdenken, gilt Ihre Frage genauso für einen herkömmlichen Hubschrauber. Sie könnten erwarten, dass es mit der Nase nach unten neigt, wenn das Gewicht nach vorne gerichtet ist, und mit der Nase nach oben, wenn das Gewicht nach hinten gerichtet ist. Tatsächlich ist es für einen herkömmlichen Hubschrauber sogar noch schlimmer, da er mit nur einem Rotor sowohl rollen (links-rechts kippen) als auch neigen würde.

Die Antwort ist beim Osprey die gleiche wie bei einem konventionellen Helikopter: Der Pitch wird durch zyklische Steuerung des Rotors gesteuert. Während sich der Rotor dreht, ändert ein Mechanismus in seinem Inneren den Anstellwinkel des Blattes (die Steigung des Blattes), während es sich dreht. Diese Änderung kann dazu führen, dass hinten mehr Auftrieb erzeugt wird als vorne (oder umgekehrt oder von links nach rechts). Dadurch entsteht um den Mittelpunkt der Rotorscheibe ein Drehmoment, das dem Moment der Unwucht entgegenwirkt.

Sie haben jedoch nur einen begrenzten Moment damit. Das Flugzeug braucht diesen Moment, um seine Neigung zum Manövrieren zu ändern. Wenn Sie den gesamten Bereich der Blattneigung (die maximale zyklische Steuerung) nutzen müssten, nur um dem unausgeglichenen Gewicht entgegenzuwirken, könnten Sie das Flugzeug nicht weiter in diese Richtung neigen. Aus diesem Grund ist das maximale Moment von Drehflüglern (wie weit der Massenschwerpunkt vom Auftriebszentrum entfernt sein kann) typischerweise kleiner als bei Flugzeugen.

Der Aufzug im Flugzeug hat das gleiche Problem, wenn das Flugzeug langsamer wird! Der alte Chinook-Hubschrauber mit zwei Rotoren (vorne und hinten) kann Leistung hinzufügen oder verringern, um eine Vielzahl von Fracht-CG-Punkten zu kompensieren, aber der V-22 Osprey ist viel schneller.

Laut verschiedenen Online-Dokumentationen haben die Rotoren eine zyklische Pitch-Steuerung wie ein Hubschrauber sowie eine kollektive Pitch-Steuerung wie ein Hubschrauber und die meisten Hochleistungs-Propellerflugzeuge (oft als Propeller mit "variabler Steigung" bezeichnet). Der zyklische beim Osprey wird mit einer Taumelscheibe gesteuert, die anscheinend nur eine zyklische Steuerung von vorne nach hinten hat, da eine seitliche Steuerung nicht erforderlich ist. Um sich seitwärts zu bewegen, würde der Osprey einfach die kollektive Steigung eines Rotors erhöhen, während die kollektive Steigung des anderen verringert wird. Hier ist eine Passage aus einem Dokument , das ich gefunden habe:

Insbesondere durch die Achse wird die Neigung durch zyklische Längsbewegungen gesteuert, die seitliche Steuerung wird durch differentielle kollektive kombiniert mit zyklischen seitlichen Bewegungen erreicht, und die Höhensteuerung erfolgt über symmetrische kollektive Befehle.

Es funktioniert also wie ein typischer Hubschrauber und der Auftrieb kann nach Bedarf angepasst werden, um mit einem variablen Schwerpunkt fertig zu werden.

Ich nehme an, es könnte, wenn es unsachgemäß geladen wird. Aber V-22 haben, wie jedes andere Flugzeug, Gewichts- und Gleichgewichtshüllen, um dies zu verhindern. Und jeder kompetente Lademeister und jede Flugbesatzung würde das Flugzeug entsprechend beladen und es vor dem Flug überprüfen.

Der Gewichts- und Balanceumschlag ist eine Spezifikation und verhindert nichts. Es ist einfach ein Diagramm auf einem Blatt Papier, das dem Piloten den akzeptablen Bereich des Schwerpunkts mitteilt, so dass die tatsächliche Steuerung des Flugzeugs es am Fliegen halten kann. Die Frage war, wie die eigentliche Flugsteuerung funktioniert, damit es eine Hüllkurve gibt und nicht nur einen einzigen Punkt für den Schwerpunkt. Beispielsweise steuern die Aufzüge in einem herkömmlichen Flugzeug den Auftriebsschwerpunkt, um einen variablen Schwerpunkt zu berücksichtigen. Was muss die V-22 im Schwebezustand leisten? Das war die Frage.
Nein, die Gewichts- und Gleichgewichtshülle ist ein Konstruktionskriterium für den Bereich, in dem der Schwerpunkt des Flugzeugs liegen muss, um die Steuerbarkeit und Stabilität wie vorgesehen zu gewährleisten.
Und dennoch ging es um die Frage, wie der Pilot das Flugzeug steuert, und die Gewichts- und Schwerpunktspezifikation, die Konstruktionskriterien oder wie auch immer Sie es nennen möchten, steuern das Flugzeug im Flug nicht. Die zyklische Nicksteuerung an den Propellerrotoren steuert den Auftrieb so, dass der Auftriebsmittelpunkt mit dem Schwerpunkt ausgerichtet wird, um das Flugzeug vor dem Umkippen zu bewahren. Ich bin sicher, dass wir beide unsere Pilotenlizenzen als Vollmachtserklärung präsentieren können, aber ich würde lieber nur versuchen, die ursprüngliche Frage zu verstehen, die lautete, wie der Pilot das Flugzeug im Flug steuern kann.
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