fundering över styrning av hkp

[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.

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!

[Dubble0zero]

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...

[Subroc]

jag försvann nånstans vid vilken spak man ska rycka i men intressant läsning även om jag inte förstår ens hälften

[Mupp]

Originally 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.

Originally 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?

Originally 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.

Originally 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 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.

Originally 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!