| Article Information | ||
|---|---|---|
| Category: | Theory of Flight |  |
| Content source: | SKYbrary |  |
| Content control: | Luftpiloter | |
Helicopter Autorotation
Definisjon
utorotasjon er en Tilstand Av Helikopterflyvning hvor hovedrotorene til et helikopter bare drives av aerodynamiske krefter uten kraft fra motoren. Det er en manøver hvor motoren er koblet fra hovedrotorsystemet og rotorbladene drives utelukkende av luftstrømmen oppover gjennom rotoren. Med andre ord leverer motoren ikke lenger strøm til hovedrotoren. En vektor av rotorstøt i et helikopter brukes til å gi fremdrift i drevet flytur; dermed, der det ikke er noen annen kilde til trykk i et helikopter, må det synke når det er i autorotasjon.
Autorotasjon Etter Motor Eller Hale Rotor Svikt
den vanligste årsaken til en autorotasjon er en motorsvikt (eller svikt i begge motorer i tilfelle av en tomotors helikopter), men autorotasjoner kan også utføres i tilfelle av en fullstendig hale rotor svikt, siden det er nesten ingen dreiemoment produsert i autorotasjon. (Selv om motoren i dette tilfellet må slås av i sluttfasen av tilnærmingen for å forhindre motormomentrespons når landingen er gjort.)
hvis motoren svikter, frigjør freewheeling-enheten automatisk motoren fra hovedrotoren slik at hovedrotoren kan rotere fritt. I hovedsak frigjør freewheeling enheten når MOTOREN RPM (ERPM) er mindre enn rotor RPM (RRPM).
produsenten angir minimum OG maksimum RRPM for hver helikoptertype. Det normale RRPM-området er merket på RPM-måleren som en grønn bue, med tillatte advarselsområder merket med gult eller gult og omsluttet av et rødt merke som angir minimum og maksimum tillatt.
i øyeblikket av motorfeil produserer hovedrotorbladene løft og trykk av en kombinasjon av angrepsvinkel og hastighet. Når motoreffekten svikter, vil dra komponenten raskt redusere rotorhastigheten. Flight Manual vil fastsette et minimum RRPM, under som, hvis rotorhastigheten reduseres, kan det være umulig å gjenopprette RRPM til en flight verdi: rotoren vil stanse helt og slutte å rotere. Piloten må derfor, hvis motorkraften svikter, umiddelbart redusere kollektiv pitch (og dermed redusere både løft-indusert og blad profil dra), som et resultat av hvor helikopteret begynner en umiddelbar nedstigning, og dermed produsere en oppadgående strøm av luft gjennom rotorsystemet. Denne oppadgående luftstrømmen gjennom rotoren endrer løftevektorene og dravektorene langs bladets span for å produsere en innvendig seksjon hvor draen virker i rotasjonsplanet til bladene: og dermed holder dem i sving. Dette gir tilstrekkelig skyvekraft til å opprettholde ROTORENS TURTALL gjennom nedstigningen, samtidig som det produserer noe løft. Likevel, priser av nedstigning i autorotation er vanligvis 1500-2000 fpm i mange helikoptre, og kan være høyere i noen. Siden halerotoren drives av hovedrotoroverføringen under autorotasjon, opprettholdes balansen som ved normal flytur.
Flere faktorer påvirker nedstigningsgraden i autorotasjon: Tetthet Høyde, Bruttovekt, Lufthastighet og Rotor RPM (RRPM):
- ved høye tetthetshøyder vil nedstigningshastigheten være høyere fordi luften er mindre tett.
- høye bruttovekter vil øke både nedstigningshastigheten og RRPM.
- Ved ias under anbefalt minimumsrate for nedstigning ias, vil RRPM være mot den nedre enden av det tillatte området, og ved høyere IAS KAN RRPM være mot den øvre enden av det tillatte området.
den primære kontrollen av nedstigningshastigheten er lufthastighet. Høyere eller lavere hastigheter oppnås med syklisk pinne kontroll av banen holdning, akkurat som i normal flytur.
i teorien har piloten et valg av lufthastigheter for å variere nedstigningsvinkelen, fra en vertikal nedstigning til maksimal rekkevidde, som er den minste nedstigningsvinkelen. Nedstigningshastigheten er høy ved null lufthastighet og reduseres til et minimum på omtrent 50 til 70 knop for de fleste lette og mellomstore helikoptre, avhengig av den aktuelle helikoptertypen og faktorene som nettopp er nevnt.
etter hvert som lufthastigheten øker utover det som gir minimum nedstigningshastighet, øker nedstigningshastigheten igjen. Slike forhold kan gi opphav til ytterligere rekkevidde i autorotasjon, og da RRPM stiger med økende lufthastighet, KAN RRPM styres til en redusert verdi (innenfor Grensene For Flygehåndboken) ved å bruke ekstra kollektiv tonehøyde: dette vil normalt maksimere rekkevidden. på samme måte, på grunn av økt bladbelastning, VIL RRPM ha en tendens til å stige, og piloten må kanskje bruke små økninger av kollektiv tonehøyde for å holde RRPM innenfor produsentens angitte grenser.
når du lander fra en autorotasjon, brukes energien som er lagret i de roterende bladene til å redusere nedstigningshastigheten og gjøre en myk landing. En større mengde rotor energi er nødvendig for å stoppe et helikopter med en høy hastighet på nedstigningen enn det som kreves for å stoppe et helikopter som er synkende saktere. Derfor er autorotative nedstigninger ved svært lave eller svært høye lufthastigheter mer kritiske enn de som utføres med den minste hastigheten på nedstigningen.
I Tillegg vil det være en hastighet i autorotasjon over hvilke akter-dra deler av rotorbladene strekker seg langs bladet span i den grad at rotoren vil nå begynne å avta markert. Denne lufthastigheten vil normalt bli uttrykt Som En Manuell lufthastighetsbegrensning for autorotasjon. SIDEN RRPM er på sitt laveste verdi i en null hastighet eller lav hastighet autorotation, og det er ingen effektiv hastighet for en flare manøver før touchdown( omtalt nedenfor), kan det være utilstrekkelig treghet i rotorsystemet for å spre hastigheten på nedstigningen før touchdown. Dette er spesielt tilfellet i helikoptre med lav treghet rotor systemer, slik som, vanligvis, R22, Rotorway modeller, Enstrom modeller og noen andre. For det andre setter avstandshastigheten autorotasjon helikopteret i en konfigurasjon som må endres i tide for at piloten skal kunne utføre en autorotativ (Eller Motor-Off) landing. Helikopteret må senkes til en passende bakkehastighet for berøring ned og bakken langs landingsområdet, enten på skid eller hjulundervogn.den praktiske anvendelsen av autorotasjonstrening er analog med ‘Praksis Tvunget Landing Uten Strøm’ utført av flypiloter. Akkurat som i fly tilfellet, helikopterpiloten kan ganske enkelt re-bruke makt til å starte en go-around i hvilken som helst høyde, og (unntatt i tilfeller der gasspjeldet må manipuleres av piloten i koordinering med en anvendelse av kollektiv pitch) i de fleste tilfeller vil dette bare være spørsmål om å heve den kollektive spaken og sette klatrekraft, med en passende justering av banen holdning. under autorotasjon forblir helikopteret fullt manøvrerbart, og en kombinasjon av svinger og / eller flyhastighetsendringer kan brukes til å justere flybanen og å manøvrere flyet til et egnet landingsområde.Autorotasjoner til landing, Eller Motor-Off Landinger (Eol) praktiseres rutinemessig i nesten alle enmotors helikoptre og er en nødvendig manøver For Ferdighetstester. Når du utfører EOL trening instruktør eller sensor vil forsinke gass eller hemme motoren styrende system, slik at motoren forblir på tomgang når den kollektive spaken er hevet. Disse manøvrene er dermed riktig kalt Simulert Motor-Off Landinger (SEOL), som motoren ikke er faktisk stengt.
Autorotativ Landingsteknikk
hvor svinger utføres for å gjøre det valgte landingsområdet godt, bør målet alltid være at helikopteret skal lined opp med landingsområdet senest 300 ft agl i jevn autorotasjon, ved den anbefalte ias (som normalt vil være noen få knuter høyere enn minimumsfrekvensen For Nedstigning IAS for å maksimere fordelene med flare, diskutert nedenfor). I en passende høyde (vanligvis mellom 40 og 100 fot avhengig av helikoptertype) reduseres lufthastigheten til en behagelig hastighet for en landing ved hjelp av en retarderende, neseflakkende holdning. Flare har fordelen både av å redusere hastigheten fremover og øke RRPM under flare, som vil øke den lagrede energien i rotoren: nødvendig å dempe touchdown. Den ekstra heisen opprettet under flare reduserer hastigheten på nedstigningen. Hastigheten ved touchdown og den resulterende bakken kjøre avhenger av hastigheten og mengden av fakkel. Jo større grad av bluss og jo lenger den holdes, jo langsommere touchdown-hastigheten og jo kortere bakken løper. Jo langsommere hastigheten ønsket ved touchdown, jo mer nøyaktig timing og hastighet på flare må være, spesielt i helikoptre med lav treghet rotor systemer.
siden flare normalt vil øke RRPM, kan piloten (unntatt i helikoptre med lav treghet rotor systemer) heve den kollektive spaken litt på slutten av flare. (Den lille økningen i kollektiv tonehøyde er ofte kjent som en ‘sjekk’.) Dette vil få effekten av å bruke noen av de ekstra RRPM for å gi litt ekstra rotorstøt, noe som både vil redusere nedstigningshastigheten og gi mer retardasjon, siden rotorstøtningen virker motsatt retningen av fremoverbevegelsen.den flared holdningen kan ikke holdes til touchdown, ellers vil helikopterets hale slå bakken først. Dermed når flare er fullført, piloten må re-velge et nivå pitch holdning ved hjelp av syklisk pinne før touchdown.
i DE siste stadiene av EOL, helikopteret er i nivå holdning, med en relativt lav fremover airspeed, og med bare den gjenværende treghet i rotoren for å hjelpe piloten i å gjøre en mild touchdown. Piloten må heve den kollektive spaken for å bruke noen eller alle de gjenværende løfteenergiene i rotorsystemet for å dempe touchdown.
det er viktig at syklisk og pedaler er koordinert gjennom fakkel og touchdown, slik at helikopteret berører ned kjører rett. Etter berøring skal den sykliske og kollektive spaken ikke flyttes før landingsløpet er fullført og helikopteret stopper. Imidlertid bør yaw pedaler brukes, om nødvendig, for å sikre at bakken-roll forblir rett.
Luftøvelse: Rett Inn Autorotasjon TIL EOL
Autorotasjonsteknikk En Rett Inn Autorotasjon TIL SEOL brukes ofte til å øve de siste stadiene AV en touchdown autorotasjon. Gitt at i en praksis tvunget landing målet er alltid å være vinger-nivå og på den anbefalte IAS for EN EOL av 300 ft agl, fra det punktet på prosedyren, og spesielt energistyring AV RRPM, er generelt den samme.
Se figur ovenfor (posisjon 1). Fra nivåflyvning på produsentens anbefalte airspeed, på over 500 fot AGL OG på vei inn i vinden, jevnt, men fast, senk den kollektive tonehendelen til full nedstilling, opprettholde RRPM i den grønne buen.Koordinere kollektive bevegelsen med yaw pedaler å opprettholde balanse og bruke syklisk pinne justere banen holdning å velge og opprettholde ønsket airspeed. I stempelmotorhelikoptre, når kollektivet er helt senket, reduseres gasspjeldet for å sikre en ren splittelse av nålene. Etter splitting nålene, justere gassen for å holde ERPM over normal tomgang hastighet, men ikke høy nok til å forårsake rejoining av nålene. Produsenten anbefaler ofte ERPM å sette. Ulike motorstyringsteknikker kan spesifiseres i Flygehåndboken for turbinmotorhelikoptre og andre med motorstyrende systemer.
i posisjon 2 skal flyet være i autorotasjon ved anbefalt autorotativ IAS, med ias steady, RRPM i den grønne sektoren, og med helikopteret i balanse. På omtrent 40 til 100 fot over overflaten, eller i høyden anbefalt av produsenten (posisjon 3), er flare begynt, velge en retarderende holdning med tilstrekkelig akter syklisk pinne for å redusere fremover airspeed og redusere hastigheten på nedstigningen. Det må utvises forsiktighet ved utførelsen av fakkelen slik at den sykliske pinnen ikke flyttes bakover så brått at helikopteret klatrer, og det skal heller ikke flyttes for sakte, da det da vil være liten fakkeleffekt for å bidra til å arrestere nedstigningen. Flare kan være en ‘en gang bare’ manøver til en definert nese opp banen holdning, eller gradvis brukt, men for å unngå noen ekstreme banen holdning. RRPM bør øke under flare, og en markert økning I RRPM tillater piloten å gjøre en liten oppadgående bevegelse (Eller ‘Sjekk’) av den kollektive spaken for å maksimere både løft og retardasjon med helikopteret i flared holdning.når bakkeklaringen mellom helikopterhalen og bakken reduseres, og fremoverhastigheten er redusert til en tilsynelatende rask løpers tempo, (posisjon 4), flyttes syklisk fremover for å plassere helikopteret i nivået fuselage holdning for landing. Høyden på denne tiden bør være ca 8 til 15 fot AGL, avhengig av høyden anbefalt av produsenten. Ekstrem forsiktighet bør brukes for å unngå overdreven nese høy og hale lav holdning under 10 fot.
på dette punktet bare gjenværende treghet i rotorsystemet gjenstår å gi løft og helikopteret vil være synkende med lav hastighet fremover (posisjon 5). Piloten må øke kollektiv tonehøyde, etter behov, for å sjekke nedstigningen og pute landingen. Yaw pedalene brukes til å opprettholde kursen som kollektive banen er hevet, på grunn av reduksjon I RRPM og den resulterende redusert effekt av halen rotoren.
etter touchdown, og etter at helikopteret har kommet til en fullstendig stopp, senkes den kollektive spaken til full-down-posisjonen. Ingen forsøk bør gjøres for å prøve å stoppe forover bakken kjøre med akter syklisk, som de viktigste rotorbladene kan slå halebommen ved lav RRPM. Snarere, ved å senke kollektivet litt under bakken, legges mer vekt på undervognen, og senker helikopteret.
for å oppsummere eol-teknikken fra en steady-state autorotasjon ved anbefalt IAS: FLARE( eller F-L-A R-E), SJEKK (unntatt lav treghet rotor systemer) NIVÅ, OG PUTE.
Vanlige Feil I Autorotasjon
- Unnlater å bruke tilstrekkelig antitorque pedal når strømmen er redusert.
- Senker nesen brått når strømmen går tapt. Lossing av rotorsystemet forårsaker ytterligere tap AV RRPM, og den akselerative holdningen kan føre til overdreven gevinst i IAS og økning i Nedstigningsraten.
- Unnlater å opprettholde RRPM innenfor Flight Manual grenser under nedstigningen.
- Unnlatelse av å opprettholde den anbefalte IAS der fakkelen er effektiv
- Fakling i feil høyde.
- Fakling for aggressivt eller ikke aggressivt nok.
- Avslutter flare for høy og / eller…..
- ….bruk av opp-kollektive spaken i overdreven høyde, noe som resulterer i hard landing, tap av styrekontroll og mulig skade på halerotoren og på hovedrotorbladet stopper.
- Unnlater å nivå helikopteret før touch-down.
Ulykker og Hendelser
- AS32, underveis, Nordsjøen, 1998: Den 20. oktober 1998, i Nordsjøen, opplevde En Eurocopter AS332L Super Puma operert Av Norsk HeliKopter AS, motorfeil med autorotasjon og påfølgende tap av høyde. Mannskapet feilidentifiserte den feilfunksjonelle motoren og reduserte kraften til den gjenværende brukbare motoren. Imidlertid ble feilen oppdaget akkurat i tide for mannskapet å gjenopprette kontrollen over helikopteret.
Videre Lesing
- H-8083-21A: «Helikopter Flyr Håndbok»; FAA, 2012