Πώς πετά ένα ελικόπτερο γέρνοντας προς τα εμπρός/πίσω;

Ένα ελικόπτερο πετά δίπλα από τον πιλότο γέρνοντας προς τα εμπρός ή προς τα πίσω στο κυκλικό βήμα, το οποίο με τη σειρά του γέρνει τα πτερύγια του κύριου ρότορα. Ο κύριος ρότορας είναι αυτός που δίνει την ανύψωση στο ελικόπτερο.

Το ελικόπτερο είναι το πιο ευέλικτο αεροσκάφος, δεδομένου ότι μπορεί να προσγειωθεί σχεδόν παντού, ακόμη και χωρίς διάδρομο. Τα αεριωθούμενα αεροπλάνα μεταφέρουν ανθρώπους από το σημείο Α στο σημείο Β, αλλά όταν πρόκειται για δύσκολες αποστολές διάσωσης με απρόβλεπτο έδαφος και πιο επικίνδυνες καταστάσεις, το ελικόπτερο είναι πράγματι βασιλιάς. Για παράδειγμα, τα ελικόπτερα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση των αγκυροβολημένων ναυτικών από τη θάλασσα, την εκτόξευση μπανιέρας με νερό στις δασικές πυρκαγιές, την απομάκρυνση μηχανικών από ανεμογεννήτριες και την οδήγηση βαρέως τραυματισμένων ατόμων στο νοσοκομείο. Αυτές είναι μόνο μερικές περιπτώσεις όπου ένα ελικόπτερο θριαμβεύει έναντι άλλων αεροσκαφών. Ωστόσο, πριν απαντήσουμε στην ερώτηση που τίθεται σε αυτό το άρθρο, ας ρίξουμε μια σύντομη ματιά στον σχεδιασμό ενός ελικοπτέρου.

(Φωτογραφία:Pixabay)

Βασικά στοιχεία

Ένα ελικόπτερο είναι ένα πραγματικά υπέροχο και καλοφτιαγμένο αριστούργημα μηχανικής. Το πρώτο κύριο στοιχείο ενός ελικοπτέρου είναι η άτρακτος . Η άτρακτος είναι κατασκευασμένη από ισχυρά αλλά ελαφριά σύνθετα υλικά. Η κύρια λειτουργία του είναι να συγκρατεί το καύσιμο για το ελικόπτερο και να παρέχει έναν ασφαλή χώρο αποθήκευσης για τα καύσιμα σε δυνητικά επικίνδυνες καταστάσεις. Το δεύτερο κύριο εξάρτημα του ελικοπτέρου είναι ο κινητήρας . Ένα ελικόπτερο μπορεί να περιέχει είτε έναν κινητήρα είτε δύο κινητήρες. Τα μικρά ελικόπτερα χρησιμοποιούν κινητήρες μονού εμβόλου. αυτοί οι κινητήρες μοιάζουν πολύ με αυτούς που έχουμε στα αυτοκίνητά μας. Ωστόσο, τα περισσότερα σύγχρονα ελικόπτερα είναι εξοπλισμένα με τουρμπίνες αεριωθουμένων. αυτοί οι κινητήρες είναι πολύ παρόμοιοι με αυτούς που υπάρχουν σε άλλα αεροσκάφη. Το πλεονέκτημα της χρήσης κινητήρα στροβίλου είναι ότι είναι εξαιρετικά ομαλοί στη λειτουργία, ισχυρά δυνατοί, απλοί στη σχεδίαση και εξαιρετικά αξιόπιστοι.

(Πίστωση φωτογραφίας:Wikimedia Commons)

Τα τελευταία εξαρτήματα που είναι εξαιρετικά απαραίτητα για ένα ελικόπτερο είναι ο κύριος ρότορας και τον ουραίο ρότορα, αντίστοιχα. Ο τεράστιος περιστρεφόμενος κύριος ρότορας είναι αυτό που παρατηρούν πρώτα οι περισσότεροι, αλλά κανένα ελικόπτερο δεν κατεβαίνει από το έδαφος με έναν μόνο ρότορα. Ο λόγος για αυτό είναι ο Τρίτος Νόμος του Νεύτωνα, ο οποίος δηλώνει ότι όταν μια δύναμη προσπαθεί να κινήσει ένα σώμα (που είναι μια ενέργεια), μια ίση και αντίθετη δύναμη αντιτίθεται σε αυτήν. Στην περίπτωση ενός ελικοπτέρου, όταν ο ρότορας περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση, ολόκληρο το σκάφος μετατοπίζεται αργά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Όταν αφεθεί στη ροπή του, το ελικόπτερο θα ήταν ανεξέλεγκτο. Έτσι, για να περιγράψουν αυτή τη ροπή, τα περισσότερα ελικόπτερα έχουν έναν άλλο κύριο ρότορα που περιστρέφεται αριστερόστροφα. Αυτά παρατηρούνται συνήθως σε ελικόπτερα στρατιωτικής ποιότητας στα οποία η ισορροπία είναι εξαιρετικά επιτακτική. Εκτός από τον μεγάλο δευτερεύοντα κύριο ρότορα, περιλαμβάνεται και μια μικρή πλάγια έλικα που ονομάζεται ουραίος ρότορας. Ο ουραίος ρότορας κινείται με τη χρήση ενός άξονα μετάδοσης κίνησης από τον κινητήρα που διατρέχει όλη τη διαδρομή μέσα από την ουρά.

Έρχομαι στο Movement

Μέχρι στιγμής, έχουμε δει την ευρηματικότητα του τρόπου με τον οποίο το ελικόπτερο έχει σχεδιαστεί για να αιωρείται στον αέρα και να εξουδετερώνει τη ροπή του, αλλά τι περιλαμβάνει το εύρος των κινήσεων που μπορεί να εκτελέσει ένα ελικόπτερο; Λοιπόν, ο πιλότος του ελικοπτέρου μπορεί να επιλέξει από πέντε βασικές ενέργειες από τα ακόλουθα χειριστήρια:δύο μοχλούς χειρός που ονομάζονται συλλογικό και κυκλικό βήμα, το γκάζι και δύο πεντάλ ποδιών. Όλοι οι πολύπλοκοι ελιγμοί που εκτελούνται από τον πιλότο ελέγχονται από έναν συνδυασμό αυτών των χειριστηρίων με κάποια μορφή ή την άλλη. Η κίνηση οποιουδήποτε ελικοπτέρου αποτελείται και ελέγχεται από δύο βασικούς παράγοντες:αιωρείται και τιμόνι .

Καθώς τα πτερύγια του κύριου ρότορα αρχίζουν να περιστρέφονται, τα πτερύγια αρχίζουν να δημιουργούν ανύψωση, η οποία κάνει το αεροσκάφος να ανυψώνεται. Εάν ο ανελκυστήρας που δημιουργείται είναι μεγαλύτερος από το βάρος του ελικοπτέρου, λέγεται ότι πρόκειται για αναρρίχηση. Όταν η ανύψωση και το βάρος του ελικοπτέρου είναι ίσα, αιωρείται στον αέρα. Ο πιλότος μπορεί να κάνει το ελικόπτερο να δημιουργήσει περισσότερη ή λιγότερη ανύψωση χρησιμοποιώντας ένα χειριστήριο που ονομάζεται συλλογικό βήμα , το οποίο αυξάνει ή μειώνει τη γωνία (γνωστή και ως βήμα ) που βγάζουν όλες οι λεπίδες στον επερχόμενο αέρα καθώς περιστρέφονται. Για μέγιστη ανύψωση, οι λεπίδες πρέπει να κάνουν μια πολύ απότομη γωνία. Αυτό συμβαίνει επειδή ο κύριος ρότορας συνδέεται με έναν μεντεσέ με φτερωτό, ο οποίος επιτρέπει στη λεπίδα να περιστρέφεται καθώς περιστρέφεται. Αυτό προκαλεί την απότομη γωνία που συναντά ο επερχόμενος αέρας. Οι λεπίδες έχουν κοντές κατακόρυφες ράβδους (επίσης γνωστές ως σύνδεσμοι βήματος) που συνδέονται με έναν περιστρεφόμενο μεταλλικό δίσκο που ονομάζεται πλάκα swash , που είναι λίγο πιο κάτω στον ιστό. Αυτή η πλάκα swash ολισθαίνει πάνω σε ρουλεμάν γύρω από μια δεύτερη, παρόμοια πλάκα που βρίσκεται ακριβώς από κάτω και δεν περιστρέφεται. Όταν ο πιλότος μετακινεί το συγκρότημα προς μία κατεύθυνση, και οι δύο πλάκες swash κινούνται προς τα πάνω, πιέζοντας προς τα πάνω στους συνδέσμους του βήματος που γέρνουν τα πτερύγια του ρότορα σε πιο απότομη γωνία. Μετακινώντας το κολεκτίβα από την άλλη πλευρά, οι πλάκες swash μετακινούνται προς τα κάτω, κάτι που τραβάει τους συνδέσμους του αγωνιστικού χώρου και γέρνει τις λεπίδες σε μικρότερη γωνία. Στο τέλος του συλλογικού, υπάρχει ένα γκάζι που συνδέεται με ένα καλώδιο στον κινητήρα. Αυτό μοιάζει με το γκάζι ενός αυτοκινήτου ή το γκάζι μιας μοτοσικλέτας, που αυξάνει ή μειώνει τις στροφές του κινητήρα, κατευθύνοντας τον ρότορα να κάνει περισσότερο ή λιγότερο ανύψωση.

Οι ρότορες μπορούν επίσης να παρέχουν περισσότερη ανύψωση στη μία πλευρά του ελικοπτέρου για να βοηθήσουν στο τιμόνι. Εδώ συμβαίνει η περιστροφή του ελικοπτέρου εμπρός και πίσω, η οποία επιτρέπει στα πτερύγια του ρότορα να παρέχουν μια πιο απότομη γωνία όταν βρίσκονται στην αριστερή πλευρά του σκάφους από ότι όταν βρίσκονται στη δεξιά. Με άλλα λόγια, δημιουργούν περισσότερη ανύψωση στα αριστερά, γέρνοντας το σκάφος προς τα δεξιά και κατευθύνοντάς το προς αυτή την κατεύθυνση. Ο πιλότος κατευθύνει με αυτόν τον τρόπο χρησιμοποιώντας έναν δεύτερο μοχλό που ονομάζεται κυκλικό βήμα. αυτό το χειριστήριο μοιάζει πολύ με ένα joystick σε μια κονσόλα παιχνιδιών. Ο έξυπνος μηχανισμός πλάκας swash μεταφράζει τις κινήσεις του πιλότου στην κατάλληλη κίνηση των πτερυγίων του ρότορα.

Τώρα, την επόμενη φορά που θα δείτε ένα ελικόπτερο να απογειώνεται, γνωρίζετε τους μηχανικούς πίσω από αυτό και μπορείτε να είστε σίγουροι ότι όποιος πετάει με το σκάφος ξέρει τι κάνει! Για περισσότερες λεπτομέρειες, παρακολουθήστε αυτό το βίντεο: