Rotorcraft - Rotorcraft

AS332 vrtulník z Hong Kong vlády Flying Service provádí vodní bomba demonstrace

Rotorového letadla nebo rotační křídlo letadla je těžší než vzduch, letadla s otočnými křídly nebo lopatek rotoru, které vytvářejí vztlak otáčením kolem svislé stožár. Několik listů rotoru namontovaných na jednom stožáru je označováno jako rotor . Mezinárodní organizace pro civilní letectví (ICAO) definuje rotorového letadla jako „podporované v letu reakcemi vzduchu na jednom nebo více rotorech“.

Rotorová letadla obecně zahrnují letadla, kde jeden nebo více rotorů zajišťuje vztlak po celý let, například helikoptéry , autogyros a gyrodynes . Složená rotorová letadla rozšiřují rotor o další tahové motory, vrtule nebo statické zvedací plochy. Některé typy, například helikoptéry, jsou schopné vertikálního vzletu a přistání . Letadlo, které pro vertikální let používá rotorový vztlak, ale při horizontálním letu se mění pouze na zdvih s pevnými křídly, není rotorové letadlo, ale převaděč .

Třídy rotorových letadel

Helikoptéra

Hlavní článek: Vrtulník

Vrtulník je rotorové letadlo, jehož rotory jsou poháněny motorem (motory) po celý let, aby umožnily vrtulníku vzlétnout svisle, vznášet se, létat vpřed, vzad a příčně, a také přistávat svisle. Vrtulníky mají několik různých konfigurací jednoho nebo více hlavních rotorů.

Vrtulníky s jediným hřídelem poháněným hlavním zvedacím rotorem vyžadují nějaký druh antitoriálního zařízení, jako je ocasní rotor , vějíř nebo NOTAR , kromě některých vzácných příkladů vrtulníků využívajících špičkový tryskový pohon, který nevytváří téměř žádný točivý moment.

Autogyro

Hlavní článek: Autogyro
Německý autogyro

Autogyro (někdy nazývané vírník, vírník nebo rotaplán) využívá bezmotorový rotor, poháněný aerodynamickými silami ve stavu autorotace k rozvoji vztlaku, a motorem poháněnou vrtuli , podobnou letadlu s pevnými křídly , zajišťující tah . I když je rotor autogyra podobný rotoru helikoptéry, musí mít vzduch proudící nahoru a skrz disk rotoru, aby generoval otáčení. Raná autogyra připomínala letadlo s pevnými křídly dne, s křídly a motorem a vrtulí vpředu v konfiguraci traktoru, která táhla letadlo vzduchem. Pozdní model autogyros je vybaven motorem a vrtulí umístěnými vzadu v konfiguraci posunovače.

Autogyro vynalezl v roce 1920 Juan de la Cierva . Autogyro s tlačnou vrtulí poprvé testoval Etienne Dormoy se svým Buhl A-1 Autogyro .

Gyrodyne

Hlavní článek: Gyrodyne
Prototyp Fairey Rotodyne

Rotor gyrodynu je obvykle poháněn jeho motorem pro vzlet a přistání-vznášející se jako helikoptéra-s točivým momentem a pohonem pro dopředný let zajišťovaný jednou nebo více vrtulemi namontovanými na krátkých nebo pahýlových křídlech. Jak se zvyšuje výkon vrtule, rotor vyžaduje menší výkon, aby poskytl dopředný tah, což má za následek zmenšení úhlů stoupání a klapání listu rotoru. Při cestovních rychlostech, kdy většinu nebo veškerý tah zajišťují vrtule, dostává rotor sílu pouze dostatečnou k překonání aerodynamického odporu a udržení vztlaku. Výsledkem je, že rotorové letadlo pracuje efektivněji než volnoběžný rotor autogyra při autorotaci, čímž se minimalizují nepříznivé účinky ustupujícího pohybu vrtulníků při vyšších rychlostech.

Rotorový drak

Hlavní článek: Rotorový drak

Rotorový drak nebo gyroglider je bezmotorové letadlo s rotačním křídlem. Stejně jako autogyro nebo helikoptéra se při létání spoléhá na vztlak vytvořený jednou nebo více sadami rotorů. Na rozdíl od helikoptéry nemají autogyros a draci rotoru motor, který by poháněl jejich rotory, ale zatímco autogyro má motor zajišťující tah vpřed, který udržuje otáčení rotoru, drak rotoru nemá vůbec žádný motor a spoléhá se na to, že bude přenášen buď ve vzduchu, nebo spadl z jiného letadla nebo byl odtažen do vzduchu za auto nebo loď.

Konfigurace rotoru

Počet lopatek

Rotační křídlo se vyznačuje počtem lopatek . Obvykle je to mezi dvěma a šesti na jeden hnací hřídel.

Počet rotorů

Rotorové letadlo může mít jeden nebo více rotorů. Byly použity různé konfigurace rotorů:

  • Jeden rotor. Poháněné rotory vyžadují kompenzaci reakce točivého momentu způsobující zatáčení, s výjimkou případu pohonu tipjet . Rotorová letadla s jedním rotorem se obvykle nazývají monokoptéry .
  • Dva rotory. Ty se obvykle otáčejí v opačných směrech, čímž se ruší reakce točivého momentu, takže není potřeba žádný ocasní rotor ani jiný stabilizátor stáčení. Tyto rotory lze rozložit jako
    • Tandem  - Jeden před druhým.
    • Příčný  - vedle sebe.
    • Koaxiální  - Jeden rotorový kotouč nad druhým, se soustřednými hnacími hřídeli.
    • Prolínající se  -Dvojité rotory v ostrém úhlu od sebe navzájem, jejichž téměř svislé hnací hřídele jsou spojeny dohromady, aby synchronizovaly lopatky rotoru tak, aby se spojily, nazývané také synchropter .
  • Tři rotory. Neobvyklá konfigurace; Cierva Air Horse z roku 1948 měl tři rotory, protože se nevěřilo, že by na jeho velikost mohl být postaven jediný rotor dostatečné síly. Všechny tři rotory se otáčely ve stejném směru a kompenzace stáčení byla zajištěna nakloněním každé osy rotoru, aby se vytvořily součásti tahu rotoru, které byly proti točivému momentu.
  • Čtyři rotory. Také se označuje jako kvadrokoptéra nebo kvadrotor. Obvykle se dva rotory otáčejí ve směru hodinových ručiček a dva proti směru hodinových ručiček.
  • Více než čtyři rotory. Obecně jsou tyto konfigurace označovány jako vířivé rotory nebo někdy jednotlivě jako hexakoptéry a oktokoptéry a mají shodné sady rotorů otáčejících se v opačných směrech. Jsou neobvyklé v plné velikosti letadel s lidskou posádkou, ale jsou oblíbené u bezpilotních letadel (UAV).

Zastavené rotory

Některá letadla s rotačním křídlem jsou navržena tak, aby zastavila rotor pro dopředný let, aby pak fungoval jako pevné křídlo. Pro vertikální let a vznášení se točí, aby fungoval jako rotační křídlo nebo rotor, a pro dopředný let v rychlosti se zastaví, aby fungoval jako pevné křídlo poskytující část nebo celý požadovaný zdvih. Mohou být také poskytnuta další pevná křídla, která pomáhají se stabilitou a kontrolou a zajišťují pomocný zdvih.

Časný americký návrh byla konverze Lockheed F-104 Starfighter s trojúhelníkovým rotorovým křídlem. Myšlenku později přehodnotil Hughes. Sikorsky S-72 letadla výzkumu podstoupil rozsáhlé testování letu.

V roce 1986 byl Sikorsky S-72 Rotor Systems Research Aircraft (RSRA) vybaven čtyřlistým zastaveným rotorem, známým jako X-wing. Program byl zrušen o dva roky později, než letěl rotor.

Pozdější koncepce kantonového rotoru/křídla (CRW) přidala předplošník „kachny“ a také konvenční ocasní letadlo, které vyložilo křídlo rotoru a poskytlo kontrolu během dopředného letu. Pro vertikální a nízkorychlostní let je hlavní profil křídla poháněn jako rotor helikoptéry pomocí výfuku z proudového motoru a není potřeba ocasní rotor . Při vysokorychlostním letu je křídlo zastaveno v poloze napříč, jako hlavní křídlo tříplošného letadla , a motor se vyčerpává běžnou tryskou. Dva prototypy Boeingu X-50 Dragonfly s dvoulistým rotorem letěly od roku 2003, ale program skončil poté, co oba havarovali, protože se jim nepodařilo úspěšně přejít.

V roce 2013 americká námořní výzkumná laboratoř (NRL) publikovala metodu přechodu mezi vertikálním a horizontálním letem a související technologii, o níž se říká, že je patentovaná, kterou nazývají letadlo s rotačním křídlem Stop-Rotor. Australská společnost StopRotor Technology Pty Ltd vyvinula prototyp plavidla Hybrid RotorWing (HRW). Konstrukce využívá vysoký proud vzduchu alfa k zajištění symetrického proudění vzduchu přes všechny listy rotoru, což vyžaduje, aby během přechodu klesal téměř svisle. Přechod letu z pevného do rotačního režimu byl prokázán v srpnu 2013.

Jiný přístup navrhuje konfiguraci zadního nárazníku, ve které se zvedací plochy při vzletu chovají jako rotory, plavidlo se naklápí pro horizontální let a rotor se zastaví, aby fungoval jako pevné křídlo.

Viz také

Reference

externí odkazy