Як це працює Французька федерація вертольотів
Це ціла репродукція статті, опублікованої на сайті "helicoptere.com", дуже добре задокументованому сайті, який сьогодні, на жаль, зник.
Цей текст ми адаптували лише до мови SPIP, тобто мови helico.org.
Основне поняття
Пропелер літака забезпечує тягу, він "тягне" літак, вкручуючи повітря, як гвинт в дереві. Під час зльоту, коли літак рухається досить швидко, його крило створює підйом, що дозволяє йому літати
“Підйом - це квітка, яка народжується від швидкості”
Ротором вертольота є одночасно крило і гвинт. Він забезпечує тягу І підйом при повороті.
Задіяні сили
Розгорнутий вигляд дзвона 47
Принцип польоту
Ротор обертається силовою передачею, що складається з двигуна (поршня або турбіни), зчеплення та редуктора, який також називається BTP (головна коробка передач)
Як і у гвинта, ротор здійснює крутний момент у повітрі завдяки своєму руху. Зворотне повітря (принцип дії = реакція) надає ще пару однакової інтенсивності, але в зворотному напрямку.
Уявіть, як свердлите стіну свердлом потужністю 1000 к.с. Ви будете крутити свердлом.
Ось що відбувається з головним ротором. Для забезпечення польоту ззаду зазвичай встановлений ротор проти крутного моменту (або задній ротор). Якщо ця система є найбільш поширеною, іноді застосовують інші засоби, такі як фенестрон (газель) або потужний струмінь повітря (Хьюз 500 нотар) або 2 ротора, що обертаються, на двох окремих осях (літаючий банан Піасецького) або на тій самій осі (Камов).
Ротор проти крутного моменту споживає приблизно 10% потужності двигуна. Шумний, небезпечний, чутливий до бічного вітру, дорогий, крихкий. Усі ці причини означають, що виробники прагнуть оптимізувати та/або, якщо можливо, уникнути цього.
Для руху в усіх напрямках пілот нахиляє диск ротора у обраному напрямку.
Пілот має три елементи управління:
Для управління механічними частинами своєї машини пілот має прилади, розташовані на консолі. Вони вказують, наприклад, висоту, швидкість, швидкість двигуна та ротора, крутні моменти останнього, радіо.
Що стосується хвоста, то він постійно використовується пілотом, кожен раз, коли змінюється швидкість головного ротора, пілот повинен коригувати вісь повороту (проти крутного моменту), наприклад під час зльоту. Ефективність цього пристрою є фундаментальною, оскільки можливості польоту вертольота можуть бути обмежені при побічному вітрі через хвіст, пілот ризикує опинитися "в зупинці" (управління повернуто на максимум) !
Нарешті, при стабілізованому прямому польоті пілот забезпечує симетрію свого польоту завдяки невеликій нитці вовни, прикріпленій до оргскла салону, діючи на вісь повороту. Ми знаходимо цей невеликий посуд на планерах з тих самих причин !
Ротор
Зрозуміло, весь принцип польоту вертольота заснований на цьому «спіральному крилі». Вся проблема полягає в забезпеченні необхідного підйому для польоту, а також у можливості точного керування вертольотом. Не слід забувати, що навіть легке лезо (кілька кілограмів) під час польоту піддається дуже значним зусиллям (еквівалент декільком «тоннам»), і тому воно повинно бути твердим, але в той же час залишатися гнучким !
Основна складність полягає в "передачі" на ротор механічних "наказів", виданих пілотом. Але якщо обертається ротор, не управління! Для цього використовується система обертових пластин, нижня пластина нахилена або переміщується вздовж осі ротора органами управління, вона передає ці рухи верхній пластині, до якої вона прив’язана. Тільки верхня пластина пов'язана зі стрижнями, які контролюють рух лопатей !
Тепер, коли ми знаємо, як управляти ротором, ми помічаємо в польоті, що з причин механічних явищ (зокрема, гіроскопічної прецесії), необхідно забезпечити на рівні кореня лопаті суглобів, інакше ротор та його головка повністю жорсткий. і розбитися при першому натисканні! Їх три за кількістю: артикуляція: крок, перетягування та биття. На роторах старої технології ці з'єднання забезпечуються за допомогою металевих деталей, з'єднаних між собою кульковими підшипниками.
Ця технологія має тенденцію до зникнення, вона важка, дорога і вимагає значного обслуговування (змащення.). Ми прагнемо замінити його технологією із використанням композиційних матеріалів, які забезпечують стики завдяки своїй природній гнучкості. !
Зображення головки ротора "Starflex", тобто в композиті, який оснащує, наприклад, білок. Також зверніть увагу на дві перемички та їхні циліндри управління.
Принципова схема головки "Starflex"
Поширені види старого технологічного леза. Сьогодні леза повністю виготовлені з композитних волокон.
Принципова схема та реалізація зразка.
Будівництво
Розгорнутий вид будівельного майданчика
Дуже хороший 3D вибухнутий вигляд конструкції Alouette II. Зверніть увагу на складність цілого.
Блок-схема побудови
Двигуни
Для приводу ротора або роторів використовується потужність, що подається одним або кількома двигунами. Кажуть, що це внутрішнє згоряння і має дві технології: поршневу або турбінну.
У випадку поршневого двигуна, бензину або дизеля (знаючи, що є майже лише бензинові двигуни (100 л)), двигун спалює повітряно-бензинову суміш, яка при запалюванні виштовхує поршень у напрямку до низького рівня двигуна і таким чином обертається колінчастий вал (вал, який з'єднує всі поршні). Піднімаючись і падаючи поршні, по черзі, слідуючи усталеному циклу, ми отримуємо регулярний обертальний рух колінчастого вала, який потім приводить в рух БТП.
Ось схема 4-циліндрового - 4-тактного двигуна:
Колінчастий вал: 17 - Поршень: 22 - Клапани: 3 - Распредвал: 10.
Ось розділ роботи поршня, цей механічний цикл заснований на тепловому циклі Бо де Роша, який відкрив його принцип. Це відбувається в 4 етапи:
Впуск-стиск-розширення-вихлоп:
Тут ми чітко бачимо зворотно-поступальний рух клапанів, що приводиться в рух розподільним валом.
Отже, це ОСНОВНІ принципи.
Для турбін ми також використовуємо перетворення хімічної енергії палива в механічну енергію за тепловим циклом - принцип механічної потужності. Тут згоряння пального гасу (різновиду мазуту, менш «чистого», ніж бензин) перетворює лопатки турбін, які рухають будівельну галузь. Турбіна потужніша і менш громіздка, ніж поршневий двигун, але коштує дорожче і споживає більше. Середня турбіна обертається зі швидкістю 25 000 об/хв, тому вона дуже шумна, але вона також надійніша, оскільки немає ризику "затягування" (блокування поршнів через відсутність масла або перегрів).
Чудовий зріз турбіни. Ми знаходимо компресор, камеру згоряння та турбіну.