Wie werden Nick- und Rollmomente vom Rotor auf die Karosserie übertragen?

Wenn ein Pilot des Drehflüglers sich bewegt und auf den zyklischen Steuerknüppel drückt, neigt sich die Taumelscheibe, so dass der Anstellwinkel der sich zurückziehenden Blätter zunimmt und der sich ausbreitenden Blätter abnimmt, was ein nach vorne gerichtetes Nickmoment auf den Rotor erzeugt (aufgrund des Kreiseleffekts um 90 ° verschoben).

Jetzt ist die erste Reaktion, dass die Schaufeln nach hinten aufwärts und nach vorne abwärts schlagen, wodurch die Rotationsebene nach vorne geneigt wird. Aber was ist dann der dominierende Effekt, der den Hubschrauberkörper dazu bringt, der Neigung zu folgen?

  • Ziehen die Blätter aufgrund der Zentrifugalkraft an der Nabe, die versucht, sie mit ihrer eigenen Rotationsebene auszurichten,
  • Oder kippt der Auftriebsvektor mit dem Rotor, sodass seine Aktionslinie nicht mehr durch den Schwerpunkt verläuft?
Man kann es sich gut vorstellen mit einem Wippensystem, Sie fliegen die Rotorscheibe hier und da und die Maschine selbst wird einfach darunter geschleudert wie ein Ball an einer Schnur, die folgt, wohin die Kräfte sie auch tragen. Der Gelenkrotor ist ein bisschen so, als wäre der Körper durch eine flexible Stange anstelle einer Schnur mit der Rotorscheibe verbunden, er kippt und fliegt immer noch herum, wenn Sie es befehlen, aber er überträgt auch einen Teil seiner Neigung auf den Körper. Gelenkmasten und die Getriebehalterungen müssen sowohl Biege- als auch Hebelasten aufnehmen, während beim Wippen keine Biegelasten auftreten, es sei denn, Sie geraten in Maststöße und sind tot.
Verwandte - - Aviation.stackexchange.com/questions/38859/… - Selbst mit einem Wippsystem baumelt der Hubschrauber nicht einfach frei an der Rotorscheibe - siehe letzter Absatz für eine detaillierte Erklärung.
@quietflyer, diese Antwort war (die Antwort wird jetzt gelöscht) bereits unten verlinkt. Ich habe es bereits gelesen, und das steht definitiv nicht drin . Was es sagt, ist, dass wenn der Körper kippt, auch der Rotor kippt. Das ist natürlich wichtig, um zu verhindern, dass der Rotor auf den Körper trifft, aber da das Moment zwischen dem Rotor und der Luft liegt, erzeugt es kein Moment auf dem Körper. Der Körper „baumelt frei“ (auf einem schwankenden Rotor), obwohl das nicht wirklich ein guter Begriff ist, weil es an eine feste Halterung erinnert, was der Rotor definitiv nicht ist.
@JanHudec - also bist du mit dem Folgenden nicht einverstanden? (Sehr gekürzt aus dem obigen Link) -- (Mit angelenkten Rotoren) "Sobald sich die Rotorebene als Ergebnis der zyklischen Steuerknüppeleingabe ändert, ändert das resultierende Rotorgelenkmoment den Rumpfwinkel entsprechend und liefert den gewünschten Feedback-Hinweis." "Bei wippenden Rotoren gibt es eine indirekte aerodynamische Kopplung zwischen Rumpf und Rotorwelle. Dies liefert die gleichen Hinweise wie die Scharnierversatzlösung, jedoch mit einer langsameren Rate."
@quietflyer, ja, dem stimme ich nicht zu. Die aerodynamische Kopplung bei schwingendem Rotor (die gibt es sowieso bei jedem Rotor) ist nur von Körper zu Rotor, da die eigentliche Kraft zwischen Rotor und Luft ist und die Körperposition nur zyklisch wirkt. Natürlich ist die Auswirkung der Rotorneigung auf den Körper vorhanden, aber die Diskussion ist jetzt, welche Auswirkungen es darüber hinaus gibt. Und es hat auch praktische Auswirkungen: Der schwankende Rotor verliert jegliche Kontrollwirkung, wenn er unbelastet ist, eingehängt oder flexibel behält etwas bei.
@quietflyer, der Link ist sicherlich verwandt, aber er beantwortet eine andere Frage, "was sicherstellt, dass die Neigung zwischen Rotor und Körper einen vernünftigen Bereich nicht überschreitet" (im Grunde genommen "die Art und Weise, wie Cyclic manipuliert wird").
@JanHudec - danke für den Hinweis; Da ich mich mit Hubschraubern nicht so gut auskenne, habe ich mich vielleicht zu sehr auf diese verknüpfte Antwort verlassen

Antworten (1)

Die Auswirkungen dieser Effekte hängen von der Rotorkonstruktion ab. Ein schwankender Rotor hat zB nur den von Ihnen erwähnten zweiten Effekt (gekippter Schubvektor), der 1. Effekt fehlt. Der erste von Ihnen erwähnte Effekt nimmt zu, wenn das "Klappenscharnier" von der Nabe wegbewegt wird, wodurch unter Verwendung von CF mehr Steuerkraft entsteht. Vielleicht interessiert es Sie zu wissen, dass es normalerweise einen dritten Effekt gibt - wenn die Blätter daran gehindert werden, frei zu schlagen (im einfachsten Fall eine Feder), erzeugt diese Zurückhaltung ein Nickmoment um die Nabe, das auch das Flugzeug neigt. Jedes davon wird hier besprochen .

@Koyovis, mir fehlt wahrscheinlich etwas, aber das erklärt, warum der Rotor wieder mit dem Rumpf ausgerichtet werden möchte, nicht warum er den Rumpf dorthin zieht, wo er gedreht ist.
@JanHudec Die Rotorscheibe und der Rumpf wollen sich relativ zueinander ausrichten. Der Pilot befiehlt dem Rotorscheibenwinkel zu beschleunigen, dies ist der Versatz in der Kupplung. Ja, der Rumpf übt auch ein Moment auf den Rotor aus, aber der Pilot hat die Kontrolle über die gewünschte Scheibenauslenkung.
@Koyovis, also gibt es dann absolut keine Meinungsverschiedenheiten. Bei einem wippenden Rotor ist das Abwinkeln des Auftriebs der einzige Effekt, der genau wie in dieser Antwort angegeben ein Moment auf den Rumpf ausübt (und dann wird der relative Winkel vom zyklischen Befehl abgezogen, wodurch verhindert wird, dass die Rotorneigung wegläuft, was interessant ist, aber orthogonal zur Frage).
Wie werden Nick- und Rollmomente vom Rotor auf die Karosserie übertragen?
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