Застој за време на брз лет напред

Во хеликоптерите, ако се надмине брзината дефинирана од производителот, сечилата на роторот ќе застанат. Ова доведува до неконтролираност и губење на контролата. Овој ефект е подетално опишан подолу.

Хеликоптерите летаат напред (видете лет напред) со навалување на својот вектор на нафрлување напред, што потоа резултира и во хеликоптер-типична позиција на лет навалена напред. Колку побрзо лета хеликоптер, толку повеќе потисок (наклон) треба да генерира за да ја задржи својата надморска височина. Ова значи дека аголот на напад на сечилата на роторот мора да биде поголем при поголеми брзини нанапред за да се генерира поголема моќност. Соодветно на тоа, има некаде ограничување на кое аголот на напад е толку голем што протокот се распаѓа на сечилото на роторот. Прашањето сега е каде и под кои услови се случува ова.

Проблемот на протокот наназад

Прво, да ги разгледаме процесите на страната што се враќа на главниот ротор.

Всушност, во близина на оската на роторот, сечилото на роторот е веќе пристапено наназад (одзади) со многу мали брзини! (види слика 1). Во оваа област на проток наназад, нема погон воопшто! Колку побрзо лета хеликоптерот, толку е поголема областа во која станува протокот наназад кон сечилото на роторот. Ова значи губење на лифтот што се зголемува со брзината нанапред, што секако ја намалува вкупната моќност на главниот ротор. Но, таму

• Протокот кон враќачкиот лист станува сè послаб и послаб
• Аголот на напад мора да се зголеми за да се компензира загубата на лифтот од страната на сечилото што се повлекува

Со одредена брзина нанапред, овие два факти доведуваат до прекинување на протокот. Но, малку е зачудувачки што штанд се јавува на врвот на сечилото (види слика 4), а не, како што се очекуваше, во близина на оската на роторот.

Протокот прво се распаѓа на врвот на сечилото на роторот што се повлекува.

Горенаведените размислувања (компензација на ножот што се враќа со повисок агол на напад) резултира со распределување на аголот на напад при лет напред, што го има својот максимум на врвот на ножот на роторот што се враќа -> видете на слика 4.

Проблем на брзината на звукот

Ајде сега да ги разгледаме процесите на предната страна на ножот, што исто така ја ограничува максималната брзина нанапред на хеликоптерот.

Како што споменавме погоре, од страната на водечкиот лист, брзината нанапред на хеликоптерот се додава на брзината на вртење на сечилото на роторот. Ова значи дека оваа ефективна брзина на проток е толку голема што може да биде во опсегот на брзината на звукот. Како што може да се види со воените авиони, пробивот на звучната бариера доведува до насилен тресок. Ова исто така често се слуша на хеликоптер, дури и ако не е толку гласно како на воен авион.
Проблемот е во тоа што непосредно пред пробивањето на звучната бариера, се појавуваат насилни бранови на притисок, кои бараат голема моќност на моторот. Отпорот на водечкиот лист енормно се зголемува од одредена брзина! Ова е познато како т.н. ефекти на компресибилност.

Силата на моторот индиректно ја ограничува брзината нанапред.
Освен тоа, класичниот профил на крилото на сечилото на роторот на хеликоптерот во суперсоничниот опсег повеќе нема да генерира оптимален лифт.

Следната мала програма треба да даде впечаток на преовладувачката брзина на ножевите на роторот напред и наназад при лет напред:

Кога зборуваме за дозволена брзина Vne во хеликоптер (не значи „никогаш не надминувај“), загубата на подигнување на ножот што се враќа е толку голема што хеликоптерот сака да се „одврти“ на оваа страна. Постои ризик од целосно губење на контролата.

Vne ја означува брзината што никогаш не треба да се надмине каде што може да се појави локален штанд. Точните табели на Вне може да се најдат во упатството за летање.

Поради фазната смена, оваа загуба на лифтот е очигледна приближно 90 ° подоцна над стрмнината. Хеликоптерот реагира на надминување на Vne со климање на носот на хеликоптерот, што теоретски предизвикува брзината на напред повторно да се намали. Во реалноста, сепак, тезга поради прекумерна брзина се најавува со насилно тресење на целата ќелија, потоа со климање со кимнување. Во краток преглед:

• Насилно тресење и вибрации на кабината на хеликоптерот
• Нод на носот на хеликоптерот (носот нагоре)
• Се тркалаат налево (спротивно од стрелките на часовникот ротор) или десната страна (во зависност од насоката на вртење на главниот ротор)

• Свртување на летот со висок фактор на оптоварување:
  Протокот кон роторот е посилен одоздола, што го зголемува ефективниот агол на напад. Ова зголемување може да значи дека е надмината границата на максимално дозволениот агол на напад и со тоа се активира штанд.

• Блесок или брзо запирање:
  И тука, зголемениот проток на роторот одоздола доведува до зголемен агол на напад, што може да доведе до локален штанд. Оваа ситуација исто така е јасно видлива преку силното тепање на сечилата на роторот во такви ситуации.

• Налетен ветер:
  Дури и налетаните ветрови можат привремено да го зголемат ефективниот агол на напад локално, така што струјата да се расипе.

• Нагли движења на управувањето:
  Ако пилотот одеднаш го шутне стапот (цикличен) наоколу (на пример, поради непредвидлив непосреден ризик од судир), сечилата на роторот можат да застанат локално.

Лек и контрамерки

Ако таква состојба како што е опишано погоре, што може да биде опасно особено во близина на земјата поради несигурноста на хеликоптерот, помагаат следните контрамерки:

• Понизок чекор веднаш:
  Во секој случај, ова ги намалува сите агли на напад и го остава протокот да лежи на профилот на крилото.

• Стап или циклик во неутрална положба:
  Ако штанд за проток се вклучил само како резултат на силна кривина или почетен одблесок, локалната тезга за проток може да се врати со ресетирање на цикликот во неутрална положба.

• Намалете ја висината на летот (надморска височина):
  Бидејќи максималната дозволена брзина Vne се намалува со зголемувањето на надморската височина, помала надморска височина треба да биде наменета за оваа состојба.

• Намалете ја масата на хеликоптерот:
  Тежок хеликоптер (на пример, со недоволно оптоварување) бара повеќе придвижување и затоа поголем агол на напад. Ова значи дека границата на застојот се постигнува побрзо и хеликоптерот може да прикаже локална штанд дури и при многу помали вени. Прецизна проверка на Вне за време на подготовката на летот со пресметана тежина и целна висина е дел од подготовката на летот.

Vne вредности на вистински хеликоптери

Во следните неколку реални вредности на Еурокоптерот AS350B2 под различни услови. Оваа информација доаѓа од упатството за летање:

Следниот извадок од листот со податоци на Eurocopter EC135 исто така покажува како Vne се намалува со зголемување на тежината на хеликоптерот (бруто тежина), како што е опишано погоре под „Намали ја масата на хеликоптерот“.