satt och pangade lite strv. med en ah-64 i OPF igår.
och började fundera över hur man styr en hkp i verkligenheten
i opf styr man ju så här
pitch - joy fram/bak
bank?/roll - joy hö/vä
yaw? - roder hö/vä
höjd - throttle upp/ner
men hur funkar det i irl?
och vad är cyclic och collective?
cyclic = styrspak (den mellan benen)
collective = stigspak (den till vänster om dig)
Grovt förenklat så sköter du höjd med stigspaken och riktning med styrspaken. Dock betydligt mer komplicerat i verkligheten pga att varje ändring du gör med antingen stigspaken, styrspaken eller pedalerna innebär att du får korrigera med någon av de andra två.
Självklart ska vi göra helikopternörd av dig! När du vill gå lite djupare in i detaljerna så är denna (http://www.faa.gov/library/manuals/aircraft/media/faa-h-8083-21.pdf) lilla bok alldeles ypperlig att börja med.
jodå faktum är att de spel där hkp finns tillgängligt så brukar det vara favoriten.
nu får jag nog ta laptopen med mig i sängen för lite kvällsläsning:D
QuoteOriginally posted by AndreasDock betydligt mer komplicerat i verkligheten pga att varje ändring du gör med antingen stigspaken, styrspaken eller pedalerna innebär att du får korrigera med någon av de andra två.
Utom i just AH-64D då, som är gyrostabiliserad både kors och tvärs. Translational lift och en del annat ofog som flygplan med icke fastsittande vingar har för sig slipper man dock inte från.
Värt att notera är också att stigspaken uppåt = mer lyftkraft. Det är ofta felmappat i simulatorer så att man får trycka gasreglaget framåt för mer lyftkraft.
Stigspaken styr den grundpitchvinkel som är gemensam för samtliga rotorblad, d v s anfallsvinkeln för dessa och därmed även deras lyftkraft. Sedan ser varvtalsregulatorn till att ge nog gas till motorn/motorerna för att hålla varvet konstant trots att motståndet ökar då man tar ut mer lyftkraft.
På en del helikoptrar, och då främst kolvmotordrivna, får man reglera varvtalet manuellt genom att vrida på handtaget man håller i på stigspaken. Då börjar det bli intressant på allvar!
Man drar stigspak, vinklar upp rotorbladen och får mer lyftkraft. Detta ger mer luftmotstånd på rotorn och alltså högre moment. Motorn börjar sakta ner, vilket man får kompensera med mer gaspådrag. Det ökade momentet gör även att helikoptern börjar gira. Detta kompenseras med pedalerna för att ge stjärtrotorn högre anfallsvinkel och mer (eller mindre) lyftkraft i girplanet. Detta ger dock en sidkraft, som måste kompenseras genom med styrspaken för att helikoptern inte skall driva iväg i sidled.
Stigspaken reglerar sedan hur mycket lyftkraft rotorbladen skall ge på olika ställen i varvet. För man spaken framåt ges rotorn mer lyftkraft på den sida där bladen går bakåt, vilket accelererar rotorbladen uppåt så att bakkanten på rotorn tippar uppåt (gyroskopisk precession) varvid hela rotordisken tiltar framåt och med den lyftkraften, varvid helikoptern tippar framåt och även börjar röra sig framåt. Man tappar dock även uppåtriktad lyftkraft, måste ge mer stigspak, kompensera giren... ja jisses! När sedan farten framåt ökar börjar farten hjälpa till att mata den framåtlutade rotordisken med luft vilket ger mer lyftkraft för samma pådrag varför man måste antingen släppa av på stigspaken eller ge ännu mera framåtkommando med styrspaken...
Så underbart befängda maskiner! Att de alls kan flyga beror förmodligen på att de själva blir förvirrade. :D
Nu tycker jag det är dags att ni funderar lite på hur NI hade designat rotorkontrollsystemet på en Ka-50.... ;)
Mvh,
/Fredrik, universalnörden
QuoteOriginally posted by ft
Stigspaken styr den grundpitchvinkel som är gemensam för samtliga rotorblad, d v s anfallsvinkeln för dessa och därmed även deras lyftkraft. Sedan ser varvtalsregulatorn till att ge nog gas till motorn/motorerna för att hålla varvet konstant trots att motståndet ökar då man tar ut mer lyftkraft.
På en del helikoptrar, och då främst kolvmotordrivna, får man reglera varvtalet manuellt genom att vrida på handtaget man håller i på stigspaken. Då börjar det bli intressant på allvar!
aha, det var det där jag gick och klurade på.
QuoteOriginally posted by ft
QuoteOriginally posted by AndreasDock betydligt mer komplicerat i verkligheten pga att varje ändring du gör med antingen stigspaken, styrspaken eller pedalerna innebär att du får korrigera med någon av de andra två.
...Nu tycker jag det är dags att ni funderar lite på hur NI hade designat rotorkontrollsystemet på en Ka-50.... ;)
Mvh,
/Fredrik, universalnörden
Ja jävlar. Det blir till att plocka fram miniräknaren... eller den lille ryske ingenjören som jag har i garderoben. Nu ska vi se... motriktade krafter, hmm... vad sa boken i Matematik C om detta? :D
Vi låter istället dig Ft, förklara hur Du skulle ha gjort... :D
Eller hur en Vertol vrider på arslet???? Den kan ju inte bromsa en rotor, då blir det sallad!
Jag skulle gissa på att t.ex för att vrida åt vänster, på främre rotor mer pitch på höger sida och mindre på vänster, på bakre rotor tvärtom, mer pitch på vänster sida än på höger.
Skulle väl få rotordiskarna att peka åt olika håll om inte annat..
http://en.wikipedia.org/wiki/Helo_deck (http://en.wikipedia.org/wiki/Helo_deck)
Ser ut att vara en klurig konstruktion iaf:
http://www.b-domke.de/AviationImages/Rotorhead/1667.html (http://www.b-domke.de/AviationImages/Rotorhead/1667.html)
(http://www.gyrodynehelicopters.com/images/Transmission_Gear_Drives-benefits.jpg)
(http://www.kamov.ru/market/kniga/1.gif)
(http://static.rcgroups.com/forums/attachments/7/7/1/6/3/a745268-241-tswash.jpg)
(http://static.rcgroups.com/forums/attachments/8/0/3/1/8/a745467-195-chinlincoax.jpg)
(http://static.rcgroups.com/forums/attachments/7/5/4/4/3/a745909-121-coaxial%203%20blade%20x2.jpg)
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=483542 (http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=483542)
QuoteOriginally posted by Brat
Eller hur en Vertol vrider på arslet???? Den kan ju inte bromsa en rotor, då blir det sallad!
Den styr åt vänster med ena rotorn och åt höger med den andra. Voila, girmoment!
QuoteOriginally posted by AndersO
Jag skulle gissa på att t.ex för att vrida åt vänster, på främre rotor mer pitch på höger sida och mindre på vänster, på bakre rotor tvärtom, mer pitch på vänster sida än på höger.
Humm, var visst pucktvåa på den ändå. Men jag kan återupprätta min messerschmitt-heder genom att påpeka att det beroende på rotationsriktning och önskad girriktning nog snarare blir ökad pitch på framkant eller i bakkant på bägge rotorerna. Det där med gyroskopisk precession igen... :)
Säger ju att de är för absurda för att fungera, de där ilskna palmerna. :D
Mvh,
/Fredrik
QuoteOriginally posted by ft
... messerschmitt... gyroskopisk precession...
Fast för att vara riktigt tysk i sin flygplanstillverkarroll så får man väl ändå hävda att gyroskopisk precession är lite av en sanning med modifikation? Aerodynamisk precession ligger väl närmare till hands?
QuoteOriginally posted by Mupp
Fast för att vara riktigt tysk i sin flygplanstillverkarroll så får man väl ändå hävda att gyroskopisk precession är lite av en sanning med modifikation? Aerodynamisk precession ligger väl närmare till hands?
No such thing, min gode Watson! :)
P-faktor är något helt annat och förmodligen det närmaste man kan komma till aerodynamisk precession (f ö ett annat spår på samma skiva som retreating blade stall, när vi pratar palmer).
Gyroskopisk precession är det, däremot är det aerodynamiska krafter vars effekt förskjuts 90 grader i rotationsriktningen. Du skapar mest lyftkraft i framkanten av rotordisken, alla blad som är på väg åt vänster knuffas uppåt av de aerodynamiska krafterna (under förutsättning att rotorn roterar moturs, uppifrån sett) och rotordiskens vänstra kant lyfts.
Precis som om rotorn hade varit ett gyroskop och man hade skapat en uppåtriktad kraft på de sektorer av gyroskopet som är framåt genom att applicera ett moment för att tippa gyroskopet bakåt via gyroskopets axel istället för som i rotorn på aerodynamisk väg.
Någon som är skelögd på riktigt än? :D
Tja, nu ska väl inte jag bråka med överheten här, men ett par saker tycker jag är lite oklara isf. I fallet gyro så stannar gyrot kvar i samma läge när kraften försvinner om dess upphängning ligger i dess tyngdpunkt, korrekt? I en vanlig gungbräderotor så behöver man hålla kvar kraften (dra i spaken) för att få rotorn att hålla sitt läge, annars flappar den tillbaka. Detta gäller även vid måttlig belastning, då upphängningen hamnar i nivå med rotorns tyngdpunkt, eller är jag helt ute och cyklar?
Sak nummer två kommer in då man tar en rotor med "hinge offset" > 0 (vet inte vad det heter på svedalska). Där drar man sig sakta från fasförskjutningen på 90 grader, tack vare att rotorn i sig skapar ett moment direkt på masten då den flappar. Det kan man ju iofs se som summan av en gyroskopisk precession, fasförskjuten 90 grader, och en helt styv rotor (helst utan massa då, annars blir det ju gyro av det), men är det rätt sätt att se på saken?
Har du förresten tips på böcker i detta ämne? Åt det mer tekniska hållet?
Den första frågan reder jag ut utan större problem. Man tiltar i rotorfallet aldrig den egentliga rotationsaxeln, varför centrifugalkraften på bladen kommer att dra rotorsystemet mot ett plant läge. Samma mekanismer som de som gör att ett flygplan i spinn vill gå mot en plattare spinn. När det är balans mellan de aerodynamiska krafterna, som strävar att tilta rotordisken, och centrifugalkraften som vill plana ut den så har man uppnått ett stabilt tillstånd.
Ett annat sätt att se på det vore att tänka på rotordisken som ett gäng stavar fastsatta vid rotorhuvudet. Utan yttre påverkan blir det en plan skiva, med något negativ koning orsakad av stavarnas massa. Börjar man dra uppåt i alla stavar hela varvet runt får man en positiv koning tills dess att centrifugalkraftens återställande moment motsvarar det moment som appliceras av den uppåtriktade kraften. Den andra kraften i det kraftparet är då lyftkraften som överförs till rotorhuvudet. Vi kan kalla detta tillstånd den nominella koningen.
Släpper man sedan efter på den uppåtriktade kraften på den framåtgående sidan men ökar den på den bakåtgående kommer bladen på den sidan att accelerera neråt mot ett nytt jämviktstillstånd med mindre koning. Vi antar att det görs symmetriskt på ett sådant sätt att då ett blad pekar rakt bakåt respektive rakt framåt kommer det att vara utsatt för en kraft motsvarande den för den nominella koningen. Den uppåtriktade raften kommer att vara minst på den framåtgående sidan och störst på den bakåtgående.
Sedan blir jag ju tvungen att börja fundera, o hemska tanke...
Det första som händer med ökande hinge offset blir ju att det, som du skriver, uppstår ett moment på rotorhuvudet/masten då rotordiskens lyftkraftsfördelning ändras. Det blir m a o en direkt koppling mellan lyftkraftsfördelning på rotordisken och moment på helikopterkroppen, medan helikopterkroppens lutning med liten eller ringa hinge offset helt styrs av den acceleration som rotorn utövar på upphängningspunkten. Att det skulle påverka fasförskjutningen har jag dock svårt att se, hur skulle det gå till?
Tyvärr är det jag vet om helikopetrar hopsatt vetande ur ganska många källor. FAA-boken länkad ovan är vettig, det bästa jag har är ett kompendium från skolan som jag skall kolla upp exakt vilket det är då jag kommer till den flyttlådan. Double0Zero kanske vet?
Jag blev nyfiken nog för att sätta ihop en liten simulering av dynamiken i ett rotorblad i Excel. Skall posta den så fort jag gått igenom den. Det är ganska intressant faktiskt!
Än så länge ska jag nog vara ganska tyst i den här frågan, jag har inte läst nån helikopterkurs än, det kommer nästa år...
Men om du hittar nått kompendium skrivet av Arne Frölander så är det nog helt rätt...
jag försvann nånstans vid vilken spak man ska rycka i men intressant läsning även om jag inte förstår ens hälften
QuoteOriginally posted by ft
Den första frågan reder jag ut utan större problem. Man tiltar i rotorfallet aldrig den egentliga rotationsaxeln, varför centrifugalkraften på bladen kommer att dra rotorsystemet mot ett plant läge. Samma mekanismer som de som gör att ett flygplan i spinn vill gå mot en plattare spinn. När det är balans mellan de aerodynamiska krafterna, som strävar att tilta rotordisken, och centrifugalkraften som vill plana ut den så har man uppnått ett stabilt tillstånd.
Nja, jag vet inte om jag konverterat än. Exemplet gällde ju en gungbräda, typ 206, och vad har centrifugalkraften att vinna på att plana ut rotorn med ett hinge offset = 0? Och vidare, när man lastar av en sådan disk blir det ju helt plötsligt lite obra att vifta med spaken, men centrifugalkraften är ju samma såväl med som utan last. Så jag ser inte centrifugalkraften som en ivrig motståndare till att vicka disken.
QuoteOriginally posted by ft
Ett annat sätt att se på det vore att tänka på rotordisken som ett gäng stavar fastsatta vid rotorhuvudet. Utan yttre påverkan blir det en plan skiva, med något negativ koning orsakad av stavarnas massa. Börjar man dra uppåt i alla stavar hela varvet runt får man en positiv koning tills dess att centrifugalkraftens återställande moment motsvarar det moment som appliceras av den uppåtriktade kraften. Den andra kraften i det kraftparet är då lyftkraften som överförs till rotorhuvudet. Vi kan kalla detta tillstånd den nominella koningen.
Släpper man sedan efter på den uppåtriktade kraften på den framåtgående sidan men ökar den på den bakåtgående kommer bladen på den sidan att accelerera neråt mot ett nytt jämviktstillstånd med mindre koning. Vi antar att det görs symmetriskt på ett sådant sätt att då ett blad pekar rakt bakåt respektive rakt framåt kommer det att vara utsatt för en kraft motsvarande den för den nominella koningen. Den uppåtriktade raften kommer att vara minst på den framåtgående sidan och störst på den bakåtgående.
Jojo, men det här påminner ju mera om en styv eller artikulerad rotor med hinge offset > 0, eller fattar jag fel?
QuoteOriginally posted by ft
Sedan blir jag ju tvungen att börja fundera, o hemska tanke...
Det första som händer med ökande hinge offset blir ju att det, som du skriver, uppstår ett moment på rotorhuvudet/masten då rotordiskens lyftkraftsfördelning ändras. Det blir m a o en direkt koppling mellan lyftkraftsfördelning på rotordisken och moment på helikopterkroppen, medan helikopterkroppens lutning med liten eller ringa hinge offset helt styrs av den acceleration som rotorn utövar på upphängningspunkten. Att det skulle påverka fasförskjutningen har jag dock svårt att se, hur skulle det gå till?
Här hade det ju varit på sin plats om jag hade haft en aning själv. Jag hittar inte länken, men någonstans har jag läst att Bo-105, BK-117 och Lynx och liknande helikoptrar med "stort" hinge offset har en fasförskjutning i storleksordning 70-85 grader eller nåt i den stilen. Jag minns inte om det var en bok på KTH-biblan eller hur fan det var, men google ger mig inte rätt ställe vid en snabb sökning iaf. Hur som helst minns jag ett resonemang om bladens naturliga frekvens, och att den skulle vara högre på ett blad som sitter fäst längre ut, eller ett styvt då som på tyskarna. En spekulativ tanke från undertecknad (som ju är rätt kass på det här med fysik) skulle kunna vara att om den naturliga frekvensen är högre så får bladen en större benägenhet att flappa, kommer till jämviktsläge och skjuter förbi vid ett tidigare läge i rotationen, och spenderar en del av varvet med att "darra" i högre ordningar. Oj va luddigt det blev, jag vet fan inte hur jag ska förklara mig, jag känner att jag är ute och cyklar lite grann, men jag skulle vilja greppa det här.
QuoteOriginally posted by ft
Tyvärr är det jag vet om helikopetrar hopsatt vetande ur ganska många källor. FAA-boken länkad ovan är vettig, det bästa jag har är ett kompendium från skolan som jag skall kolla upp exakt vilket det är då jag kommer till den flyttlådan. Double0Zero kanske vet?
FAA-boken är ju främst skriven till aspirerande piloter och håller sig med förenklade resonemang. Wagtendonk (http://www.amazon.com/Principles-Helicopter-Flight-Training-Manuals/dp/1560272171) kommer ju en bit på vägen tycker jag, men det är lite samma målgrupp, så det blir aldrig riktigt "hardcore". Jag skulle vilja ha nåt som får rösterna att tystna när jag ska sova.
QuoteOriginally posted by ft
Jag blev nyfiken nog för att sätta ihop en liten simulering av dynamiken i ett rotorblad i Excel. Skall posta den så fort jag gått igenom den. Det är ganska intressant faktiskt!
Ja tack!