¿Por qué los helicópteros pueden despegar y aterrizar verticalmente?
El principio de ascenso del helicóptero:
Como avión especial, la sustentación y el empuje de un helicóptero se obtienen mediante la rotación de la hélice (rotor principal), que determina su potencia y Operación El sistema es necesariamente diferente de varios tipos de aviones de ala fija. El principio de vuelo de un avión general de ala fija es básicamente ajustar el estado de cada parte del ala para crear una diferencia de presión de aire alrededor del fuselaje para completar varias maniobras de vuelo, y su motor solo puede proporcionar empuje hacia adelante. Sin embargo, las hélices principal y auxiliar del helicóptero (rotor principal y rotor de cola) pueden proporcionar potencia al fuselaje tanto en dirección horizontal como vertical, lo que no requiere alas enormes como las de los aviones normales. Se puede decir que la diferencia entre las dos es obvia.
1. Características del vuelo en helicóptero:
1. Puede despegar y aterrizar verticalmente, con bajos requisitos de lugares de despegue y aterrizaje. Puede colgarse en el aire. Incluso cuando el motor del helicóptero se detiene en el aire, el piloto puede controlar el rotor para que gire, lo que aún puede generar una cierta cantidad de sustentación y frenar la tendencia descendente;
3. , pero la velocidad de vuelo es baja y el alcance también es relativamente corto.
? 2. Acerca del sistema de control del helicóptero:
El sistema de control del helicóptero se puede dividir en tres partes:
Pedales: en el asiento del conductor del helicóptero. Generalmente dos pedales debajo del avión, a través de los cuales el piloto puede ajustar la potencia de salida de la hélice de cola y la inclinación de las palas. Estos dos ajustes pueden afectar la dirección horizontal del morro.
Palanca de paso periódico: ubicada en el centro del frente del asiento del conductor. El objeto de control de esta palanca es el anillo fijo del basculante automático debajo de la hélice principal. El anillo fijo puede ajustar el ángulo de rotación de la hélice principal y determinar la dirección de vuelo del fuselaje.
Palanca de paso colectivo: ubicada en el lado izquierdo del asiento del conductor. El objeto de control de esta palanca es el anillo móvil del basculante automático debajo de la hélice principal. El anillo móvil ajusta la potencia ajustando la inclinación de las palas de la hélice principal. Además, la serie de helicópteros producidos por Bell Company también integra un controlador de potencia del motor principal en la varilla de paso colectiva, que puede ajustar automáticamente la potencia de salida del motor principal de acuerdo con el ángulo de rotación de las palas de la hélice principal.
3. Respecto a las operaciones de vuelo de helicópteros:
Elevación y descenso - Mucha gente cree que el ascenso y descenso de helicópteros en dirección vertical se logra cambiando la velocidad de rotación del hélice principal. Por supuesto, cambiar la velocidad de la hélice principal también es una de las formas de lograr la elevación del cuerpo del avión, pero los diseñadores de helicópteros descubrieron hace mucho tiempo que aumentar la potencia de salida de la hélice principal conducirá a un aumento en la carga total. en la carrocería del avión. Por lo tanto, el método actualmente popular es ajustar la sustentación del fuselaje cambiando el ángulo de inclinación de las palas de la hélice principal manteniendo constante la velocidad de la hélice principal. El conductor puede hacerlo mediante la palanca colectiva. Cuando la varilla de paso colectiva se levanta hacia arriba, el ángulo de inclinación de las palas de la hélice principal aumenta y el helicóptero se eleva; en caso contrario, el helicóptero desciende; Cuando es necesario mantener la altura actual, la varilla de paso colectiva generalmente se coloca en la posición media. ?
Traducción: una de las mayores ventajas del vuelo en helicóptero es que puede trasladarse en todas las direcciones en cualquier momento sin cambiar la dirección del morro. Este movimiento se logra cambiando la inclinación rotacional de la hélice principal. Cuando el conductor tira de la palanca de paso cíclico en varias direcciones, el eje principal de la hélice principal también se inclinará en consecuencia. En este momento, el empuje generado por la hélice principal se descompone en componentes verticales y horizontales. El componente vertical todavía se utiliza para mantener la altitud de vuelo y el componente horizontal puede hacer que el fuselaje se traslade en esa dirección.
Rotación, esta función se realiza a través de la hélice de cola del helicóptero. Para un helicóptero equipado con una sola hélice principal, si el fuselaje y la hélice principal se consideran como un par de objetos que ejercen y reciben fuerza, la fuerza de reacción generada por la rotación de la hélice principal inevitablemente hará que el fuselaje gire. en la dirección opuesta. Para mantener la estabilidad del fuselaje, se debe agregar un momento adicional para contrarrestar esta rotación, razón por la cual los diseñadores instalan una hélice de cola en la cola del helicóptero. Cuando el helicóptero vuela en línea recta, el momento de empuje del rotor de cola y el momento de reacción del rotor principal simplemente forman un par de momentos equilibrados, y el fuselaje puede girar en el plano horizontal simplemente cambiando la potencia de salida del rotor de cola.
La mayoría de los helicópteros ajustan la dirección del morro mediante un par de pedales situados delante del asiento del conductor. ?
4. La diferencia entre helicópteros y aviones comunes y los principios simples de vuelo:
1. El principio de vuelo y la estructura de los helicópteros son diferentes de los de los aviones. sus alas fijas para generar sustentación, mientras que los helicópteros dependen de sus alas fijas para generar sustentación. La sustentación se genera mediante la rotación de las palas (hélices) en su cabeza. ?
2. La estructura de un helicóptero es diferente a la de un avión. Está compuesta principalmente por un rotor, fuselaje, motor, tren de aterrizaje y mecanismo de control. Según el número de hélices, se dividen en tipo de rotor único, tipo de rotor doble y tipo de rotor múltiple.
3. La cola de un helicóptero monorotor también está equipada con una cola. Su función principal es resistir la torsión, que se utiliza para equilibrar el momento de reacción generado por el monorotor y controlar el giro. del helicóptero. ?
4. La parte más llamativa de un helicóptero es el rotor largo y estrecho en forma de pala que se encuentra en la cabeza. Generalmente consta de 2 a 5 palas y está impulsado por 1 a 2 motores. son: Ejerce una enorme fuerza descendente sobre la atmósfera mediante una rotación a alta velocidad y luego utiliza la fuerza de reacción de la atmósfera (equivalente a la fuerza ascendente de la atmósfera en un helicóptero) para permitir que el avión cuelgue suavemente en el aire.
5. Análisis de equilibrio (para el tipo de rotor único):
1. La rotación de la gran hélice del helicóptero genera sustentación para equilibrar la gravedad. Las palas de un helicóptero miden entre 2 y 3 metros de largo y generalmente constan de 5 palas. Los aviones comunes dependen de sus alas para generar sustentación para despegar, mientras que los helicópteros dependen de hélices para girar y agitar el aire para generar sustentación. Cuando un helicóptero despega, las hélices giran cada vez más rápido y la sustentación generada se vuelve cada vez mayor. Cuando la sustentación es mayor que el peso del avión, el avión despega. Cuando el piloto ajusta la altitud durante el vuelo, sólo necesita cambiar la velocidad de rotación de la hélice grande.
2. Estabilidad lateral del helicóptero. Porque si un helicóptero solo tiene una hélice grande para girar, entonces el fuselaje también girará según la conservación del impulso, por lo que el helicóptero debe tener un dispositivo que pueda evitar que el fuselaje gire. La pequeña hélice situada en el lateral de la cola del avión desempeña esta función. Se utiliza para girar el avión hacia la izquierda, hacia la derecha o para mantener un rumbo estable. Al mismo tiempo, para evitar que el rotor de cola toque el rotor, se debe alargar el fuselaje del helicóptero. Por lo tanto, el helicóptero tiene una cola larga parecida a una libélula.
6. Análisis de los modos energéticos:
Según la ley de conservación de la energía, se puede observar que la energía ni desaparecerá ni se creará de la nada, solo puede existir. convertido de una forma a otra. En el aire que fluye a baja velocidad, la única energía involucrada en la conversión es la energía de presión y la energía cinética. Una determinada masa de aire tiene una determinada presión y puede empujar a los objetos a realizar un trabajo; cuanto mayor es la presión, mayor es la energía cinética del aire que fluye y cuanto mayor es el caudal, mayor es la energía cinética; El caudal de aire sólo proviene del efecto de la hélice del motor sobre el aire. Por supuesto, la energía también se conserva a partir de este análisis.