Wird der Schub auf Rotor (Haupt) mit der Höhe zunehmen?

Ich nehme an, dass OP Drehmoment auf den Rotor bedeutet, da der Schub immer das Gewicht kompensieren muss, um die Höhe zu halten. Gleichungen für Schub T, Drehmoment Q und Leistung P für die Impulstheorie im Schwebeflug:

mit$C_Q$identisch sein mit$C_P$.

In jeder Höhe muss der Schub gleich dem Gewicht sein. Luftdichte$\rho$nimmt mit zunehmender Höhe ab, also$C_T$muss mit zunehmender Höhe zunehmen, was sie linear tut.

Die obige Grafik von Leishman zeigt die Beziehung zwischen$C_P$Und$C_T$, was ungefähr wie folgt aussehen kann:

mit$\kappa$= Verlustfaktor u$\sigma$= Klingenfestigkeit.

Der Leistungsbedarf steigt also mit an$T^{3/2}$, und nimmt daher mit zunehmender Höhe zu. Seit$C_P$=$C_Q$, Drehmoment tut es auch. Beachten Sie, dass das Gewicht in der Höhe aufgrund des Kraftstoffverbrauchs abgenommen hat, der erforderlich ist, um eine größere Höhe zu erreichen, wodurch ein Teil des erforderlichen zusätzlichen Drehmoments kompensiert wird.

Der Schub, der von einem Hauptrotor benötigt wird, um den Hubschrauber in der Luft zu halten, bleibt unabhängig von der Höhe im Wesentlichen gleich. Der Schub muss das gleiche Gewicht haben, um ihn in der Luft zu halten. Da Sie Schub erwähnt haben, sprechen wir über Schweben und nicht über Vorwärtsflug (bei dem der Luftstrom über der sich drehenden Rotorscheibe Auftrieb erzeugt).

Der von einem Hauptrotor erzeugte Schub nimmt unter der Annahme eines konstanten Drehmoments und Blattanstellwinkels mit der Höhe ab . Die Luft wird dünner, aber die Flügel bewegen sich nicht schneller und werden nicht größer.

Bei einem Helikopter können sich die Rotorblätter nicht schneller drehen. Sie haben bereits die optimale Geschwindigkeit, noch schneller, und entweder werden die Spitzen Überschall und verlieren viel an Effizienz, oder die Blätter weichen vom Flugzeug ab ... definitiv nicht gut.

Auch können Rotorblätter nicht größer werden, um größere Höhen zu handhaben, ohne den Flug in geringer Höhe mit erhöhtem Luftwiderstand und erhöhter Masse nachteilig zu beeinflussen.

Der Anstellwinkel der Klingen wird also vergrößert, um den Schub ausreichend zu halten ... bis zu einem gewissen Punkt. Über einer bestimmten Höhe kann FL150-200 sein, abhängig vom jeweiligen Modell, selbst das wird den Schub nicht dort wiederherstellen, wo er sein muss ... der AOA wird dort zunehmen, wo die Blätter stehen bleiben.

Beachten Sie, dass Kipprotorflugzeuge in viel höheren Höhen fliegen als Hubschrauber, da sie eine höhere Geschwindigkeit und einen höheren Luftstrom über den Flügeln verwenden, um Auftrieb zu erzeugen, und keinen Abwärtsschub von den Rotoren.