A gyors előre repülés közben elakad

Helikopterekben, ha túllépik a gyártó által meghatározott sebességet, a rotorlapátok leállnak. Ez irányíthatatlansághoz és az ellenőrzés elvesztéséhez vezet. Ezt a hatást az alábbiakban részletesebben ismertetjük.

A helikopterek a tolóerő vektorának előre döntésével repülnek előre (lásd az előre repülést), ami szintén a helikopterre jellemző kissé előre döntött repülési helyzetet eredményezi. Minél gyorsabban repül egy helikopter, annál nagyobb lendületet (magasságot) kell generálnia a magasság fenntartása érdekében. Ez azt jelenti, hogy a rotorlapátok támadási szögének nagyobbnak kell lennie nagyobb haladási sebességnél, hogy nagyobb tolóerőt hozzon létre. Ennek megfelelően valahol van egy határ, amelynél a támadási szög akkora, hogy az áramlás elszakad a rotorlapáttól. A kérdés most az, hogy hol és milyen feltételek mellett történik ez.

A visszafelé áramlás problémája

Vizsgáljuk meg először a fő rotor visszatérő oldalán zajló folyamatokat.

A rotor tengelyének közelében a rotorlapát hátrafelé (hátulról) repül még nagyon alacsony sebesség mellett is! (lásd az 1. képet). Ezen a visszafelé áramló területen tehát egyáltalán nincs meghajtás! Minél gyorsabban repül a helikopter, annál nagyobb lesz a terület, ahol a rotorlapáttal szembeni visszafelé áramló áramlás megnő. Ez azt jelenti, hogy az emelés vesztesége növekszik az előremeneti sebességgel, ami természetesen csökkenti a fő rotor teljes tolóerejét. De ott a

• A visszatérő lapot egyre kevésbé áramlik
• A támadási szöget meg kell növelni, hogy ellensúlyozzuk az emelés veszteségét a visszahúzódó penge oldalán

Egy bizonyos haladási sebességnél ez a két tény az áramlás megszakadásához vezet. De kissé megdöbbentő, hogy az elakadás a penge csúcsánál történik (lásd a 4. képet), és nem, ahogy az várható volt, a rotor tengelyének közelében.

Az áramlás először a visszahúzódó rotorlapát hegyénél szakad meg.

A fenti megfontolások (a visszatérő penge kompenzációja nagyobb támadási szöggel) a támadás eloszlásának olyan szöget eredményeznek az előre repülés során, amelynek maximuma a visszatérő rotorlapát hegyén van -> lásd 4. kép.

A hangsebesség problémája

Vizsgáljuk meg most a penge vezető oldalán zajló folyamatokat, amelyek szintén korlátozzák a helikopter maximális haladási sebességét.

Mint fentebb említettük, a vezető lapoldalon a helikopter haladási sebessége hozzáadódik a rotorlapát forgási sebességéhez. Ez oda vezet, hogy ez a tényleges áramlási sebesség olyan nagy, hogy a hangsebesség tartományában lehet. Ahogy a katonai repülőgépeknél is látható, a hangsor áttörése heves durranáshoz vezet. Ez egy helikopteren is gyakran hallatszik, még ha nem is olyan hangosan, mint egy katonai sugárhajtón.
A probléma az, hogy közvetlenül a hangsor áttörése előtt heves nyomásemelkedések lépnek fel, amelyek nagy motorteljesítményt igényelnek. A vezető lap ellenállása egy bizonyos sebességtől óriási mértékben növekszik! Ez az úgynevezett összenyomhatósági hatások néven ismert.

A motor teljesítménye tehát közvetett módon korlátozza az előremeneti sebességet.
Ettől eltekintve a helikopter rotorlapátjának a szuperszonikus tartományban lévő klasszikus szárnyprofilja már nem eredményezne optimális emelést.

A következő kis programnak benyomást kell adnia az előre és hátra forgó rotorlapátok uralkodó sebességéről az előre repülés során:

Ha egy helikopter megengedett előremenő sebességéről (Vne) beszélünk (ne azt jelenti, hogy "soha ne haladja meg"), akkor a visszatérő lapáton az emelés vesztesége akkora, hogy a helikopter erre az oldalra akar "billenni". Az ellenőrzés teljes elvesztésének veszélye áll fenn.

A Vne azt a sebességet jelöli, amelyet soha nem szabad túllépni, ha helyi elakadás fordulhat elő. A Vne pontos táblázatai megtalálhatók a repülési kézikönyvben.

A fáziseltolódás miatt ez az emelésveszteség csak kb. 90 ° -kal később nyilvánvaló a hajófenék felett. A helikopter a Vne túllépésére reagál a helikopter orrának bólintásával, ami elméletileg ismét csökkenti az előre haladó sebességet. A valóságban azonban a túlzott sebesség miatti elakadást az egész cella erőszakos rázásával, majd egy bólintással és gurítással jelentik be. Összefoglalva:

• A helikopterfülke erőszakos rázása és rezgése
• A helikopter orrcsomópontja (orr felfelé)
• Görgessen balra (az óramutató járásával ellentétes irányban) vagy a jobb oldalon (a fő rotor forgási irányától függően)

• Forduló repülés nagy terhelési tényezővel:
  A rotorral szembeni áramlás alulról erősebb, ami növeli a tényleges támadási szöget. Ez a növekedés azt jelentheti, hogy a maximálisan megengedett támadási szög határát túllépik, és ezáltal elakadást vált ki.

• Fáklya vagy gyors leállítás:
  Itt is a rotor alulról érkező megnövekedett áramlása megnövekedett támadási szöghez vezet, ami helyi elakadást eredményezhet. Ez a helyzet egyértelműen hallható a rotorlapátok ilyen helyzetben történő erős dobogása révén is.

• Széllökés:
  Még a viharos szél is ideiglenesen megnövelheti a tényleges támadási szöget, így az áram megszakad.

• Hirtelen kormánymozdulatok:
  Ha a pilóta hirtelen rúgja a botot (ciklikusan) (például egy előre nem látható közvetlen ütközési kockázat miatt), a rotorlapátok helyben megakadhatnak.

Jogorvoslat és ellenintézkedések

Ha a fent leírt olyan állapot, amely különösen a föld közelében veszélyes lehet a helikopter kormányozhatatlansága miatt, a következő ellenintézkedések segítenek:

• Azonnal csökkentse a hangmagasságot:
  Mindenesetre ez csökkenti az összes támadási szöget, és az áramlást a szárnyprofilon nyugtatja.

• Stick vagy Cyclic semleges helyzetben:
  Ha az áramlás leállása csak egy erős görbe vagy egy kezdő fellángolás eredményeként jött létre, a helyi áramlás leállása megfordítható a ciklus semleges helyzetbe állításával.

• Csökkentse a repülési magasságot (sűrűségmagasság):
  Mivel a megengedett legnagyobb Vne sebesség a magasság növekedésével csökken, ennél az állapotnál alacsonyabb magasságra kell törekedni.

• Csökkentse a helikopter tömegét:
  Egy nehéz helikopter (pl. Alulterheléssel) nagyobb nyomást és ezért nagyobb támadási szögeket igényel. Ez azt jelenti, hogy az elakadáshatárt gyorsabban elérik, és a helikopter jóval kisebb ereknél is megmutathatja a helyi elakadást. A repülés előkészítése során a Vne pontos ellenőrzése, kiszámított tömeggel és célmagassággal, a repülés előkészítésének része.

Valódi helikopterek Vne értékei

A következőkben az Eurocopter AS350B2 néhány valós értéke különböző körülmények között. Ezek az információk a repülési kézikönyvből származnak:

A következő kivonat az Eurocopter EC135 adatlapjából azt is bemutatja, hogy a Vne csökken-e a helikopter tömegének (bruttó súlya) növekedésével, amint azt fentebb leírtuk "A helikopter tömegének csökkentése" részben.