| Article Information | ||
|---|---|---|
| Category: | Theory of Flight |  |
| Content source: | SKYbrary |  |
| Content control: | Air Piloti |  |
Vrtulník Autorotace
Definice
Autorotace je podmínkou letu vrtulníkem během nichž hlavní rotor vrtulníku je poháněn pouze aerodynamickými silami bez energie z motoru. Jedná se o manévr, kdy je motor odpojen od systému hlavního rotoru a lopatky rotoru jsou poháněny výhradně proudem vzduchu vzhůru rotorem. Jinými slovy, motor již nepřivádí energii do hlavního rotoru. Vektor rotoru axiální vrtulník se používá k dát tahem vpřed v motorovém letu, tak, tam, kde není jiný zdroj tah ve vrtulníku, musí sestoupit, když v autorotaci.
Autorotace Po Motoru nebo Ocasní Rotor Selhání
nejčastějším důvodem pro autorotaci je porucha motoru (nebo selhání obou motorů v případě dvoumotorového vrtulníku), ale autorotations může být také provedena v případě kompletní ocasní rotor selhání, protože tam je prakticky žádný moment vyrobené v autorotaci. (I když v tomto případě musí být motor vypnut v závěrečných fázích přiblížení, aby se zabránilo odezvě točivého momentu motoru při přistání.)
Pokud motor selže, neformální jednotka automaticky odpojí motor od hlavního rotoru, což umožňuje hlavní rotor se volně otáčet. V podstatě se volnoběžná jednotka odpojí kdykoli jsou otáčky motoru (ERPM) menší než otáčky rotoru (RRPM).
výrobce specifikuje minimální a maximální RRPM pro každý typ vrtulníku. Normální RRPM rozsah je vyznačen na RPM gauge jako green arc, s povoleným varovný pohybuje vyznačeny žlutou nebo oranžovou a ohraničená červená značka označující minimální a maximální přípustné.
V okamžiku selhání motoru, hlavní rotorové listy produkují výtah a tah kombinací jejich úhlu náběhu a rychlosti. Když selže výkon motoru, tažná součást rychle sníží otáčky rotoru. Letové Příručce stanoví minimální RRPM, pod kterou, pokud otáčky rotoru snižuje, to může být nemožné obnovit RRPM k letu hodnota: rotor se zastaví úplně a přestane se otáčet. Pilot musí, proto, pokud výkon motoru selže, okamžitě snížit kolektivu (a tím snížit jak výtah-indukované a čepel profil drag), v důsledku kterého vrtulník začíná okamžitě klesat, tak produkovat vzestupný proud vzduchu přes rotor systém. Tento vzestupný proud vzduchu přes rotoru mění vztlak a odpor vektory podél rozpětí lopatek na výrobu vnitřní části, kde se táhnout působí v rovině otáčení lopatek: a tak udržuje jejich otáčení. To poskytuje dostatečný tah pro udržení otáček rotoru během sestupu, a zároveň vytváří určitý zdvih. Nicméně, rychlost sestupu v autorotaci je typicky 1500-2000 fpm v mnoha vrtulníků, a může být vyšší v některých. Vzhledem k tomu, že ocasní rotor je během autorotace poháněn převodem hlavního rotoru, je rovnováha udržována jako při normálním letu.
Několik faktorů, které ovlivňují rychlost klesání v autorotaci: Výška hustoty, hrubá hmotnost, rychlost vzduchu a otáčky rotoru (RRPM):
- ve výškách s vysokou hustotou bude rychlost klesání vyšší, protože vzduch je méně hustý.
- vysoká hrubá hmotnost zvýší rychlost sestupu i RRPM.
- při IAS pod doporučenou minimální rychlostí klesání IAS bude RRPM směrem ke spodnímu konci povoleného rozsahu a při vyšších IAS může být RRPM směrem k hornímu konci povoleného rozsahu.
primární kontrolou rychlosti klesání je rychlost. Vyšší nebo nižší rychlosti jsou dosaženy cyklickým ovládáním polohy stoupání, stejně jako v normálním letu.
V teorii, pilot má na výběr z rychlostech měnit úhel sestupu, od vertikální sestup na maximální rozsah, který je minimální úhel sestupu. Rychlost klesání je vysoká při nulové rychlosti a klesá na minimum při přibližně 50 na 70 uzlů pro většinu lehkých a středních vrtulníků, v závislosti na konkrétním typu vrtulníku a právě zmíněných faktorech.
Jak se rychlost vzduchu zvyšuje nad rámec rychlosti, která dává minimální rychlost klesání, rychlost klesání se opět zvyšuje. Takové podmínky mohou vést k další sortiment v autorotaci, a, jako RRPM stoupá s rostoucí rychlostí letu, RRPM může být řízena na nižší hodnotu (v Letové Příručce limity) pomocí další kolektivu: to bude normálně maximalizovat rozsah.
Podobně, v zatáčkách, v důsledku zvýšené čepel načítání, RRPM bude mít tendenci stoupat, a pilot může být nutné použít malé zvýšení kolektivu udržet RRPM v rámci výrobcem stanovené meze.
při přistání z autorotace se energie uložená v rotujících lopatkách používá ke snížení rychlosti sestupu a měkkého přistání. K zastavení vrtulníku s vysokou rychlostí sestupu je zapotřebí větší množství energie rotoru, než je nutné k zastavení vrtulníku, který klesá pomaleji. Proto jsou autorotativní sestupy při velmi nízkých nebo velmi vysokých rychlostech kritičtější než ty, které se provádějí při minimální rychlosti klesání.
kromě toho, tam bude rychlost v autorotaci, nad kterou aft-přetažení částí rotoru lopatky, procházejí podél ostří rozpětí do té míry, že se rotor začne výrazně zpomalovat. Tato rychlost se obvykle vyjadřuje jako letová manuální omezení rychlosti pro autorotaci. Od RRPM je na nejnižší hodnotu v nulové rychlosti nebo nízké rychlosti autorotace, a není efektivní rychlost pro světlici manévr před touchdown (popsány níže), může být nedostatečná setrvačnosti rotoru systém rozptýlit rychlost klesání před touchdown. To je zejména případ vrtulníků s rotorovými systémy s nízkou setrvačností, jako jsou obvykle modely R22, rotorway, modely Enstrom a některé další. Za druhé, rozsah rychlosti autorotace staví vrtulník do konfigurace, která bude muset být upravena tak včas, aby se pilot provést autorotative (nebo Vypnutí Motoru) přistání. Vrtulník bude muset být zpomalen na vhodnou pozemní rychlost pro přistání a jízdu po zemi podél přistávací plochy, buď na smyku nebo na kolovém podvozku.
praktická aplikace autorotačního výcviku je obdobou „praktického nuceného přistání bez výkonu“ prováděného piloty letounu. Stejně jako v letounu, případ, pilot vrtulníku může jednoduše znovu použít sílu k zahájení go-around v jakékoliv výšce, a (s výjimkou v případech, kdy je škrticí klapky musí být vykonáván pilot v koordinaci s aplikací z kolektivu), ve většině případů to bude pouze otázkou zvyšování kolektivní páky a nastavení lezení moc, s příslušnou úpravou hřiště postoj.
Během autorotace vrtulníku zůstává plně ovladatelný, a kombinace otáček a / nebo rychlost změny může být použit k úpravě dráhy letu a manévrování letadla do přistávací oblasti.
Autorotations na dotek-dolů, nebo Vypnutí Motoru Přistání (EOL) se praktikuje běžně téměř ve všech jednomotorových vrtulníků a jsou nutné manévr pro Dovednosti Testy. Při provádění výcviku EOL instruktor nebo zkoušející zpomalí škrticí klapku nebo inhibuje řídící systém motoru, takže motor zůstává při volnoběžném výkonu, když je zvednutá páka kolektivu. Tyto manévry se tedy správně nazývají simulované přistání motoru (SEOL), protože motor není ve skutečnosti vypnut.
Autorotative Přistání Technika
Kde jsou zatáčky jsou prováděny tak, aby dobře zvolené přistávací plochy, cílem by mělo vždy být pro vrtulník, aby se postavili s přistávací plochy tím, že ne později než 300 ft agl ve stabilní autorotace, v doporučené IAS (který bude normálně být několik uzlů vyšší než minimální Rychlost Klesání IAS s cílem maximalizovat výhody světlice, popsáno níže). Ve vhodné výšce (obvykle mezi 40 a 100 ft v závislosti na typu vrtulníku) rychlost je snížena na pohodlnou rychlost pro běh-na přistání pomocí decelerative, nos-až flare postoj. Vzplanutí má tu výhodu, že snižuje rychlost vpřed a zvyšuje RRPM během vzplanutí, což zvýší uloženou energii v rotoru: nezbytné pro zmírnění přistání. Přídavný výtah vytvořený během vzplanutí snižuje rychlost sestupu. Rychlost při přistání a výsledný pozemní běh závisí na rychlosti a množství vzplanutí. Čím větší je stupeň vzplanutí a čím déle je držen, tím pomalejší je rychlost přistání a čím kratší je pozemní běh. Čím pomalejší je požadovaná rychlost při přistání, tím přesnější musí být načasování a rychlost světlice, zejména u vrtulníků s rotorovými systémy s nízkou setrvačností.
Od erupce obvykle zvýšit RRPM, pilot může (s výjimkou vrtulníků s nízkou setrvačnost rotoru systémy) zvýšit kolektivní páku mírně na konci erupce. (Malé zvýšení kolektivního hřiště je často známé jako „kontrola“.) To bude mít efekt použití některé z dalších RRPM dát nějaké extra kotouče tah, který bude jak snížit rychlost sestupu a poskytnout větší zpomalení, protože rotor axiální působí proti směru pohybu vpřed.
vzplanutý postoj nelze udržet až do přistání, jinak ocas vrtulníku zasáhne Zemi jako první. Jakmile je tedy světlice dokončena, musí pilot před přistáním znovu zvolit postoj stoupání úrovně pomocí cyklické tyče.
V pozdějších fázích ŽIVOTNOSTI, vrtulník je v úrovni přístupu, s relativně nízkou rychlost vpřed, a pouze zbývajících setrvačnosti rotoru pomoc pilot v jemný touchdown. Pilot bude muset zvýšit kolektivní páku použít některé nebo všechny zbývající výtah energie v rotoru systém polštář touchdown.
je důležité, že cyklické a pedály jsou co-ordinated po podrovnání a přistání, tak, že vrtulník přistane běží rovně. Po přistání by se cyklická a kolektivní páka neměla pohybovat, dokud není přistávací dráha dokončena a vrtulník se nezastaví. V případě potřeby by však měly být použity čelisti, aby se zajistilo, že zemní válec zůstane rovný.
Air Cvičení: Přímo V Autorotaci na EOL
Přímo V Autorotaci, aby SEOL je často používán k praxi závěrečné fázi přistání autorotace. Vzhledem k tomu, že v praxi vynucené přistání cílem je vždy být křídla-úrovni a na doporučené IAS na EOL o 300 ft agl, od tohoto bodu na postup, a zejména energetické řízení RRPM, je obecně stejné.
viz obrázek výše (pozice 1). Z vodorovného letu na výrobcem doporučenou rychlost, na výše 500 stop AGL a míří do větru, plynule, ale pevně, nižší kolektivu páku do polohy úplně dole, udržování RRPM v zelené oblouku.
Koordinovat kolektivní pohyb s bočení pedály k udržení rovnováhy a pomocí cyklické držet upravte výšku postoj vybrat a udržovat požadovanou rychlost. U vrtulníků s pístovým motorem, jakmile je kolektiv plně spuštěn, snižte škrticí klapku, abyste zajistili čisté rozdělení jehel. Po rozdělení jehly, upravit škrticí klapky, aby ERPM nad normální volnoběžné otáčky, ale ne dostatečně vysoká, aby způsobit vrací z jehly. Výrobce často doporučuje nastavit ERPM. V Letové příručce pro vrtulníky s turbínovými motory a jiné se systémy řízení motorů mohou být specifikovány různé techniky řízení motoru.
Na pozici 2, letadla by měla být v autorotaci při doporučené autorotative IAS IAS stabilní, RRPM v zeleném sektoru, a s vrtulníkem v rovnováze.
V přibližně 40 až 100 metrů nad povrchem, nebo ve výšce doporučené výrobcem (pozice 3), světlice je začala, výběr decelerative postoj s dostatečnou zádi cyklické držet snížit vpřed rychlost a snížit rychlost klesání. Péče musí být přijata v provedení podrovnání tak, že cyklické stick není přesunuta dozadu tak náhle, jak způsobit, že vrtulník stoupat, ani by se to pohybovat tak pomalu, jak tam pak bude trochu flare efekt na pomoc zatknout sestup. Světlice může být „pouze jednou“ manévr s definovanými nos-up pitch postoj, nebo postupně aplikovat, ale tak, aby se zabránilo extrémním sklonem. Na RRPM by se měla zvýšit během erupce, a výrazný nárůst v RRPM umožňuje pilotovi, aby malý pohyb nahoru (nebo „Check“) kolektivní páky k maximalizaci oba výtah a zpomalení s vrtulníkem v rozšířený postoj.
Jako světlá výška mezi vrtulník ocas a země snižuje, a vpřed rychlost snížila na zjevný rychlé běžecké tempo, (pozice 4), cyklický se pohybuje vpřed na místo vrtulník v úrovni trupu přístup pro přistání. Výška v tomto okamžiku by měla být přibližně 8 na 15 nohy AGL, v závislosti na výšce doporučené výrobcem. Extrémní opatrnost by měla být použita, aby se zabránilo nadměrnému nosu vysoký a ocas nízký postoj pod 10 chodidla.
V tomto bodě pouze zbývající setrvačnosti rotoru systém zůstává poskytovat povzbuzení a vrtulník bude sestupně s nízkou dopřednou rychlost (pozice 5). Pilot musí podle potřeby zvýšit kolektivní výšku, aby zkontroloval sestup a tlumil přistání. V důsledku snížení RRPM a výsledného sníženého účinku ocasního rotoru se pedály yaw používají k udržení směru, jak se zvyšuje kolektivní rozteč.
po přistání a po úplném zastavení vrtulníku se kolektivní páka spustí do polohy full-down. Nepokoušejte se, aby se pokusili zastavit vpřed zem běží s aft cyklický, jako hlavní rotorové listy mohou zasáhnout ocas boom na nízké RRPM. Spíše mírným snížením kolektivu během pozemní jízdy je na podvozku kladena větší váha, což zpomaluje vrtulník.
Chcete-li shrnout techniku EOL z ustáleného stavu autorotace na doporučeném IAS: FLARE (nebo F-L-A R-E), zkontrolujte (s výjimkou systémů s nízkou setrvačností rotoru) úroveň a polštář.
časté chyby v Autorotaci
- při snížení výkonu se nepoužívá dostatečný protitorický pedál.
- při ztrátě napájení náhle spusťte nos. Vykládání rotorového systému způsobuje další ztrátu RRPM, a akcelerační postoj může mít za následek nadměrný zisk IAS a zvýšení rychlosti sestupu.
- nedodržování RRPM v mezích letové příručky během sestupu.
- nedodržení doporučených IAS, při kterých je vzplanutí účinné
- vzplanutí v nesprávné výšce.
- vzplanul příliš agresivně nebo ne dostatečně agresivně.
- ukončení světlice příliš vysoko a / nebo…..
- ….aplikace up-kolektivní páky na nadměrnou výšku, což má za následek tvrdé přistání, ztráta okruhu kontrolu a možné poškození ocasní rotor hlavní rotor blade zastaví.
- Nepodařilo se vyrovnat vrtulník před přistáním.
nehody a incidenty
- AS32, en-route, North Sea Norway, 1998: Dne 20. října 1998, v Severním Moři, Eurocopter AS332L Super Puma provozované Norsk HeliKopter JAKO zkušený selhání motoru s autorotace a následné ztratil výšku. Posádka špatně identifikovala nefunkční motor a snížila výkon zbývajícího provozuschopného motoru. Chyba však byla zjištěna právě včas, aby posádka získala kontrolu nad vrtulníkem.
- Wake Vortex Generace Vrtulníky
- Vortex Ring
- Vrtulník SMS Toolkit
- Offshore Helicopter Safety Review 2014 CAA UK
Další Čtení
- H-8083-21A: „Helicopter Flying Handbook“; FAA, 2012