Cualquier helicóptero clásico consta de los siguientes componentes, algunos de los cuales se pueden combinar en un solo dispositivo:

• Cabeza;
• Eje O;
• Dosel (objekatel);
• Marco;
• Pluma de cola;
• Rotor de cola;
• Servoaccionamientos de plato cíclico;
• Servoaccionamiento del ángulo de rotación de la hoja XP;
• Motor;
• Gobernador del motor (si es modelo eléctrico);
• Engranaje principal;
• Eje XP o correa XP;
• Tanque de combustible o batería de energía;
• Regulador de potencia a bordo;
• Batería de alimentación de a bordo;
• Receptor;
• Giroscopio.

Ahora describamos cada componente con más detalle.

Cabeza

La cabeza es una de las partes más importantes de un helicóptero, las características de vuelo del modelo dependen directamente de su calidad de montaje y configuración.

La cabeza de un helicóptero moderno utiliza piezas tanto de plástico como de metal. Al mismo tiempo, la regla de que cuanto más metal, mejor no siempre se aplica :) La cuestión aquí es que el fabricante de los modelos los desarrolla de tal manera que, en caso de accidente, falla no toda la cabeza, sino Sólo ciertas piezas que son relativamente baratas y fáciles de reemplazar. Por eso, por supuesto, una cabeza de metal es buena y bonita, pero no siempre es mucho mejor que una de plástico. Aunque la tendencia reciente es una transición completa al metal, ahora es casi imposible ver helicópteros serios con cabezas de plástico.

Eje O

Transfiere la fuerza de rotación a la cabeza. En general, es un artículo consumible, ya que falla (se dobla) en casi cualquier incidente menor. El material del eje y sus dimensiones se fabrican especialmente de esta manera. El eje se doblará mejor que otras piezas más caras.

Carenado (dosel)

La capota es una tapa protectora que se coloca sobre la parte delantera del helicóptero. Sirve para proteger la batería y la electrónica en caso de un encuentro fallido con el suelo, mejora la aerodinámica y la apariencia del modelo. Hecho de fibra de vidrio, a veces de plástico (en modelos baratos). Disponible en 3 opciones:

Pintado;

Blanco para pintar;

Blanco completo con pegatinas.

Hay varias pequeñas empresas que se especializan en marquesinas exclusivas hechas a medida y ni siquiera son baratas :)

Marco

El bastidor es el elemento principal del helicóptero, gracias al cual todos los componentes del helicóptero están conectados entre sí :) Las principales tareas del bastidor:

• Conecte todos los componentes del helicóptero;
• Proteger los dispositivos electrónicos costosos y frágiles en caso de un accidente (del inglés Crash - accidente de helicóptero);
• Asegurar la colocación conveniente y adecuada de los componentes dentro del marco;
• Garantizar un cableado competente y correcto;
• Proporcione un acceso cómodo y rápido a los componentes para su instalación y mantenimiento.

Los marcos se pueden dividir según las siguientes características:

Material de fabricación

Carbón. El mejor material del momento, dando máxima resistencia y mínimo peso. Entre las desventajas, si se rompe, ya está roto, lo tiramos y compramos uno nuevo y, por supuesto, el alto precio.

Carbono por fuera, fibra de vidrio por dentro. Muchos fabricantes han sido culpables de esto últimamente, especialmente en clones económicos (un clon es una falsificación de un helicóptero de una marca conocida, naturalmente a un precio más bajo. La calidad varía mucho, algunos son prácticamente indistinguibles del original, y algunos son pura basura). Aunque estos cuadros son menos resistentes en comparación con los cuadros de carbono reales, suelen ser mucho más baratos. En apariencia, son prácticamente indistinguibles de los de carabina.

Marcos de aluminio.Últimamente son cada vez menos comunes, siendo sustituidos por cuadros de carbono y plástico.

El aluminio es agradable porque en caso de un accidente grave no se rompe, sino que se dobla, y existe la posibilidad de enderezarlo y seguir volando. Pero en otros aspectos es inferior a los cuadros de carbono y también se encuentra a menudo en clones chinos muy baratos. A la hora de comprar uno hay que tener en cuenta que lo primero en lo que empiezan a ahorrar los chinos es en el material. El aluminio de estos marcos es de muy mala calidad, blando y se dobla con los dedos. Un marco así no protege contra nada.

Marcos de plástico. Se encuentran tanto en artesanías chinas baratas como en modelos de marcas serias.

Naturalmente, la calidad del plástico difiere significativamente aquí y allá. La gran ventaja del plástico es que puedes hacer marcos de casi cualquier forma, sin limitarte demasiado. Otra ventaja innegable del plástico es que, a diferencia del carbono, es igualmente resistente en todos los planos y el carbono sólo lo es en los planos de las fibras.

Diseño de marco

El marco se ensambla a partir de dos mitades.

El marco consta de cuatro partes.

Estos marcos son menos resistentes que los macizos.

Pluma de cola

Elemento estructural portante de un helicóptero.

Para obtener un control de cola rápido, claro y potente, es decir, control de la rotación del helicóptero alrededor de su eje, el rotor de cola se mueve a una cierta distancia del centro de masa del helicóptero. Dentro de la viga hay un mecanismo de rotación del XP (si el modelo usa la potencia del motor principal para girar el XP) o cables de alimentación (en modelos eléctricos pequeños que usan un pequeño motor separado en la cola para girar el XP).

Los helicópteros utilizan una correa o un eje como motor. Cada diseño tiene pros y contras. Los discutiremos con más detalle más adelante :) Las vigas XP están hechas de aluminio, aunque últimamente han aparecido mejoras de carbono.

El brazo de cola es un material consumible; en caso de colisión, la probabilidad de dañarlo es máxima.

Rotor de cola

Al igual que el cabezal, puede ser completamente de aluminio o plástico, o parcialmente de ambos. Estructuralmente similar a la parte superior de la cabeza, sólo que sin el plato cíclico.

Servoaccionamientos de plato cíclico

Elementos básicos de control. Ellos controlan el plato cíclico.

Se utilizan tres piezas. Se seleccionan para que tengan las mismas características, y esto es muy deseable: del mismo fabricante, porque quién conoce los chinos, escribirán una cosa y pondrán otra, como resultado, puede obtener fácilmente la no linealidad del cabeza: uno de los servos adelantará a los demás o se desviará en mayor medida de la esquina.

Los servoaccionamientos comparten:

Por tipo de control:

• Digital;
• Cosa análoga.

Lo digital tiene una serie de ventajas, tales como:

• Mayor precisión
• Alta velocidad
• Más esfuerzo

También tienen un inconveniente: un mayor consumo de energía, pero las ventajas de los servos digitales superan con creces este pequeño inconveniente.

Por tipo de motores utilizados:

• Regular;
• Sin escobillas.

Los servos sin escobillas proporcionan mayor fuerza, son más fiables y consumen menos energía. Pero este es todavía un producto nuevo, son caros :)

Según el material de los engranajes utilizados en la caja de cambios:

• Cajas de cambios totalmente metálicas;
• Cajas de cambios completamente de plástico;
• Cajas de cambios de carbono;
• Cajas de cambios de titanio;
• Cajas de cambios que utilizan diferentes materiales (por ejemplo, la mitad de los engranajes son de plástico y la otra mitad son de metal).

Las cajas de cambios de metal son más fiables y duraderas; en caso de accidente, hay menos posibilidades de que falle el servo. Pero al mismo tiempo, a veces es más fácil pasar por la máquina y cambiar de marcha. Al mismo tiempo, el precio de las máquinas metálicas es más elevado. En general, un debate eterno, cada uno elige según su gusto y su bolsillo.

Servoaccionamiento del ángulo de rotación de la cuchilla XP

Este es un servoaccionamiento adicional. Típicamente diferente de los servos de plato cíclico. Se selecciona un servo más rápido y con mayor esfuerzo, ya que al realizar acrobacias aéreas, este servo está sujeto a cargas muy grandes. Si los servos de la máquina de percusión se pueden encontrar tanto analógicos como digitales, entonces los servos de control de cola ahora se instalan principalmente digitales.

Los servos de cola están instalados como dentro del marco de un helicóptero.

y en la cola boom

Vale la pena enfatizar que un servo colocado en un marco es una opción más preferible, ya que en caso de un choque hay menos posibilidades de que este servo se dañe (el cableado del servo y el propio servo están protegidos por el marco).

Motor

El elemento principal sin el cual un helicóptero no puede volar :)

En consecuencia, los motores son eléctricos, de combustión interna y de turbina. Di una clasificación más detallada en el artículo sobre la clasificación de helicópteros. Todos los helicópteros modernos utilizan motores sin escobillas.

gobernador del motor

Un helicóptero radiocontrolado utiliza motores bastante potentes que consumen grandes corrientes y requieren un voltaje importante. Por ejemplo, los helicópteros de la clase 600 ahora están cambiando completamente a la llamada potencia HV (HighVolt), es decir, el motor funciona con 2 baterías LiPo con un voltaje total de 44 voltios y corrientes que alcanzan los 80 amperios. Entonces calcula cuánta potencia hay. Naturalmente, para regular tales corrientes, es necesario utilizar un controlador de potencia de alta potencia independiente, que también se llama ESC (Control electrónico de velocidad).

En general, la tarea principal del regulador es recibir una señal de control del receptor y entregar al motor exactamente tanta potencia como corresponde a la señal. Esta tarea, aunque a primera vista no parece tan difícil, en realidad es muy difícil. Porque el motor en vuelo está constantemente sometido a una carga variable, mientras que durante el funcionamiento la batería se descarga, además hay que tener en cuenta que al final del vuelo las baterías producen menos energía que al principio, y este extraño piloto no No quiere escuchar nada y solo exige que la velocidad de su rotor sea siempre estable y corresponda estrictamente al valor establecido. Y si tenemos en cuenta el hecho de que los fabricantes de reguladores también están sujetos a restricciones en cuanto a peso y características dimensionales, entonces podemos imaginar lo complejo y delgado que es este dispositivo. Además, a la hora de elegir un regulador, hay que tener en cuenta el hecho de que los reguladores de baja calidad a menudo provocan incendios, y al ahorrar en este elemento se puede conseguir un incendio maravilloso en el que arderán muchos componentes electrónicos más caros.

Engranaje principal con cojinete de rueda libre

El engranaje principal y el piñón del motor (un pequeño engranaje que se coloca directamente en el eje del motor) forman una especie de caja de cambios que permite reducir la velocidad de rotación del OP a un límite razonable y aumentar la potencia del par.

Dentro de este bloque también se monta un cojinete de rueda libre. Su misión, en caso de parada del motor, es permitir que las palas giren por inercia. Los engranajes están hechos de plástico. La mayoría de las veces, los dientes del engranaje y el piñón son rectos.

Recientemente ha habido una tendencia a utilizar dientes oblicuos. Según los fabricantes, permiten aumentar el área de encaje de los dientes y al mismo tiempo reducir el ruido.

Eje XP o correa XP

Para transmitir par al HR en helicópteros se utilizan 2 tipos de transmisión:

• Transmisión por eje;
• Correaje.

Cada uno de estos engranajes tiene sus propias ventajas y desventajas.

Correaje

• Sencillez;
• Baratura;
• Resistencia al choque.

• Se debe mantener la tensión de la correa en todo momento;
• Puede producirse tensión estática debido a la fricción contra las paredes de la viga XP;
• Alta vibración.

Transmisión por eje

• Baja vibración (usando cojinetes normales y un eje equilibrado);
• Sin voltaje estático;
• No es necesario tirar y apretar como un cinturón.

• Basta con un ligero enganche de las palas traseras en el suelo y los engranajes fallan.

Depósito de combustible

Tiene suficiente combustible para un vuelo de 5 a 10 minutos, según el modelo. El diseño del tanque está diseñado de tal manera que garantice un suministro continuo de combustible al motor del helicóptero.

Baterías recargables

Los modelos de helicópteros eléctricos existentes requieren baterías muy potentes para alimentar el sistema de propulsión y los equipos electrónicos (servos, giroscopios, receptores, etc.) instalados en el helicóptero.

Actualmente se utilizan dos tipos de baterías:

• LiPo - polímero de litio;
• LiFePo: fosfato de hierro y litio.

Los más comunes - lipo.

• Alta intensidad energética;
• Buena salida de corriente;
• Baja autodescarga;
• Ligera caída de tensión a medida que avanza la descarga.

• Peligro de incendio durante la carga/descarga;
• No funcionan bien a temperaturas bajo cero;
• Una pequeña cantidad de ciclos de carga y descarga (los de alta calidad pueden soportar entre 200 y 300 ciclos);
• Muy sensible a la sobredescarga.

El voltaje en un banco es -3,7V. A menudo se combinan varias latas en un solo paquete. En consecuencia, el voltaje aumenta (voltaje del paquete = número de celdas multiplicado por 3,7 V). Al mismo tiempo, al cargar un paquete de varias latas, es necesario equilibrarlas. Es decir, cargar los packs de tal forma que su voltaje sea el mismo. El desequilibrio provoca que una de las latas se descargue más rápido y, como resultado, puede producirse una descarga excesiva, lo que probablemente provocará la muerte de todo el paquete.

LiFePo apareció más tarde.

Tienen una serie de ventajas sobre LiPo, pero aún no se utilizan mucho entre los pilotos de helicópteros.

Beneficios:

• Menos autodescarga;
• Más ciclos;
• Resistencia a la temperatura;
• Resistencia a la sobredescarga/sobrecarga;
• Mayor corriente de descarga (aproximadamente 30 °C constante, pulso de 100 °C);
• Mayor corriente de carga (se puede cargar en unos minutos).

Pero también hay desventajas:

• Las latas siempre tienen forma redonda (limitación del grosor del paquete).

Regulador de potencia a bordo

Todos los equipos de a bordo (excepto la unidad de potencia) requieren una tensión de alimentación de entre 4,5 V y 7 V. Y el voltaje suministrado por las baterías de alimentación puede ser de 44V. En consecuencia, para alimentar el equipo de a bordo, es necesario instalar un convertidor especial que produzca el voltaje requerido.

Este regulador se llama BEC (Circuito de eliminación de batería). A menudo, el BEC está integrado directamente en el ESC, el controlador del motor. Pero también hay opciones con un BEC separado, por ejemplo, en helicópteros con motores de combustión interna, que utilizan una batería separada para la energía a bordo, o en helicópteros potentes, cuyo ESC simplemente no proporciona BEC.

Batería de energía a bordo

Hay configuraciones de helicópteros en las que, además de un BEC independiente, también se utiliza una batería independiente para alimentar el equipo.

Todos estos trucos tienen un solo objetivo: reducir la probabilidad de un accidente. En vuelo, es posible una situación en la que falla el ESC, o algún otro problema con las baterías de potencia - y para tener la oportunidad de controlar el helicóptero y aun así salvarlo - instalan una pequeña batería adicional, de la cual el a bordo El equipo (receptor, servos, etc.) se alimenta a través del giroscopio BEC).

Receptor

El principal elemento de control de un helicóptero. Los servos, giroscopio y ESC están conectados al receptor. Básicamente, un receptor es un dispositivo que recibe comandos a través de un canal de radio, los descifra y los transmite a dispositivos de ejecución.

En general, los modelos de radio modernos utilizan los siguientes rangos de frecuencia:

• 26MHz;
• 27MHz;
• 35MHz;
• 40MHz;
• 41MHz;
• 50 MHz;
• 72MHz;
• 75MHz;
• 2,4 GHz.

La tendencia reciente es el abandono de las bajas frecuencias y la transición a frecuencias en el rango de 2,4 GHz. Esto se debe a que esta gama es más resistente al ruido, requiere piezas transmisoras y receptoras más pequeñas, etc. En general, 2,4 es mejor para helicópteros.

Comprender qué rango utiliza un modelo es bastante sencillo. En primer lugar, el fabricante está obligado a indicar qué banda utiliza el equipo que vende y, en segundo lugar, basta con fijarse en el transmisor o receptor. Si el transmisor utiliza una antena retráctil larga, como una caña de pescar, y el receptor tiene una antena larga en forma de cable, entonces el alcance es de megahercios.

Si la antena del transmisor es pequeña y se parece a la antena de un enrutador, y el receptor tiene antenas cortas, entonces el equipo es de 2,4 GHz.

Giroscopio

El último de la lista, pero no el menos importante en importancia y precio, es el componente del helicóptero.

La función del giroscopio es mantener la cola del helicóptero en la posición en la que lo dejamos. Durante el vuelo, la cola tiende constantemente a “alejarse nadando”. Por ejemplo, aumentamos la velocidad del motor y el XP comenzó a girar más rápido y a crear más fuerza en el ángulo existente de las palas del XP. Esto significa que la cola comenzará a moverse en una dirección u otra. La tarea del giroscopio es detectar este efecto a tiempo y ajustar la posición de la cola, reduciendo el ángulo de las palas XP. El giroscopio permite al piloto no rodar todo el tiempo, intentando mantener la cola en la posición deseada.

Puaj. Para ser honesto, yo mismo no esperaba que este artículo fuera tan largo. Por lo tanto, consideraremos el principio de vuelo de un modelo de helicóptero en el próximo artículo :)

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Recientemente se han producido varios acontecimientos importantes en el mundo de la tecnología de helicópteros. La empresa estadounidense Kaman Aerospace anunció su intención de reanudar la producción de sincrópteros, Airbus Helicopters prometió desarrollar el primer helicóptero civil fly-by-wire y el alemán e-volo prometió probar un multicóptero biplaza de 18 rotores. Para no confundirnos con toda esta diversidad, decidimos elaborar un breve programa educativo sobre los esquemas básicos de la tecnología de los helicópteros.

La idea de un avión con rotor principal apareció por primera vez alrededor del año 400 d.C. en China, pero no fue más allá de la creación de un juguete para niños. Los ingenieros comenzaron a crear seriamente un helicóptero a finales del siglo XIX, y el primer vuelo vertical de un nuevo tipo de avión tuvo lugar en 1907, apenas cuatro años después del primer vuelo de los hermanos Wright. En 1922, el diseñador de aviones Georgy Botezat probó un helicóptero cuadricóptero desarrollado para el ejército estadounidense. Este fue el primer vuelo consistentemente controlado de este tipo de equipo en la historia. El cuadricóptero de Botezat logró volar a una altura de cinco metros y permaneció en vuelo durante varios minutos.

Desde entonces, la tecnología de los helicópteros ha sufrido muchos cambios. Ha surgido una clase de aviones de ala giratoria, que hoy se divide en cinco tipos: autogiro, helicóptero, helicóptero, rotor basculante y Ala-X. Todos ellos difieren en diseño, método de despegue y vuelo y control del rotor. En este material decidimos hablar específicamente sobre helicópteros y sus principales tipos. Al mismo tiempo, se tomó como base la clasificación basada en la disposición y ubicación de los rotores, y no la tradicional, según el tipo de compensación del momento reactivo del rotor.

Un helicóptero es un avión de ala giratoria en el que las fuerzas de sustentación y propulsión son creadas por uno o más rotores. Dichas hélices están ubicadas paralelas al suelo y sus palas están instaladas en un cierto ángulo con respecto al plano de rotación, y el ángulo de instalación puede variar dentro de un rango bastante amplio, de cero a 30 grados. Poner las palas a cero grados se llama hélice inactiva o en bandera. En este caso, el rotor principal no genera sustentación.

A medida que las palas giran, capturan aire y lo lanzan en dirección opuesta al movimiento de la hélice. Como resultado, se crea una zona de baja presión delante del tornillo y alta presión detrás de él. En el caso de un helicóptero, esto crea sustentación, que es muy similar a la sustentación generada por un ala fija de un avión. Cuanto mayor sea el ángulo de instalación de las palas, mayor será la fuerza de elevación creada por el rotor.

Las características del rotor principal están determinadas por dos parámetros principales: diámetro y paso. El diámetro de la hélice determina la capacidad de despegue y aterrizaje del helicóptero, así como en parte la cantidad de sustentación. El paso de la hélice es la distancia imaginaria que recorrerá una hélice en un medio incompresible con un determinado ángulo de pala en una revolución. El último parámetro afecta la sustentación y la velocidad de rotación del rotor, que los pilotos intentan mantener sin cambios durante la mayor parte del vuelo, cambiando solo el ángulo de las palas.

Cuando un helicóptero vuela hacia adelante y el rotor principal gira en el sentido de las agujas del reloj, el flujo de aire entrante tiene un efecto más fuerte en las palas del lado izquierdo, por lo que aumenta su eficiencia. Como resultado, la mitad izquierda del círculo de rotación de la hélice crea más sustentación que la derecha y se produce un momento de escora. Para compensar esto, los diseñadores idearon un sistema especial que reduce el ángulo de las palas a la izquierda y lo aumenta a la derecha, igualando así la sustentación en ambos lados de la hélice.

En general, un helicóptero tiene varias ventajas y varias desventajas respecto a un avión. Las ventajas incluyen la posibilidad de despegue y aterrizaje vertical en sitios cuyo diámetro es una vez y media mayor que el diámetro del rotor principal. Al mismo tiempo, el helicóptero puede transportar carga de gran tamaño en una eslinga externa. Los helicópteros también se distinguen por una mejor maniobrabilidad, ya que pueden colgar verticalmente, volar hacia los lados o hacia atrás y girar en su lugar.

Las desventajas incluyen un mayor consumo de combustible que los aviones, mayor visibilidad infrarroja debido al escape caliente del motor o motores y mayor ruido. Además, un helicóptero en general es más difícil de controlar debido a una serie de características. Por ejemplo, los pilotos de helicópteros están familiarizados con los fenómenos de resonancia del suelo, aleteo, anillo de vórtice y efecto de bloqueo del rotor. Estos factores pueden provocar que la máquina se rompa o caiga.

Los equipos de helicópteros de cualquier tipo tienen un modo de autorrotación. Se refiere a modos de emergencia. Esto significa que si, por ejemplo, el motor falla, el rotor principal o las hélices se desconectan de la transmisión mediante un embrague de rueda libre y comienzan a girar libremente con el flujo de aire entrante, lo que ralentiza la caída de la máquina desde una altura. En el modo de autorrotación, es posible un aterrizaje de emergencia controlado de un helicóptero y el rotor principal giratorio continúa haciendo girar el rotor de cola y el generador a través de la caja de cambios.

Esquema clásico

De todos los tipos de diseños de helicópteros actuales, el más común es el clásico. En este diseño, la máquina tiene un solo rotor principal, que puede ser accionado por uno, dos o incluso tres motores. Este tipo, por ejemplo, incluye el ataque AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Mi-28N, transporte-combate Mi-24 y Mi-35, transporte Mi-26, multipropósito UH-60L Black Hawk y Mi- 17, luz Bell 407 y Robinson R22.

Cuando el rotor principal gira en los helicópteros clásicos, surge un par reactivo, por lo que el cuerpo de la máquina comienza a girar en la dirección opuesta a la rotación del rotor. Para compensar el momento, se utiliza un dispositivo de dirección en el brazo de cola. Generalmente se trata de un rotor de cola, pero también puede ser un fenestron (una hélice en un carenado anular) o varias boquillas de aire en el brazo de cola.

Una característica del esquema clásico son las conexiones cruzadas en los canales de control, debido al hecho de que el rotor de cola y el rotor principal son accionados por el mismo motor, así como a la presencia de un plato cíclico y muchos otros subsistemas responsables de controlar el Central eléctrica y rotores. El acoplamiento cruzado significa que si cambia algún parámetro del funcionamiento de la hélice, todos los demás también cambiarán. Por ejemplo, a medida que aumenta la velocidad del rotor principal, también aumentará la velocidad de dirección.

El control de vuelo se realiza inclinando el eje de rotación del rotor: hacia adelante - la máquina volará hacia adelante, hacia atrás - hacia atrás, de lado - de lado. Cuando se inclina el eje de rotación, surge una fuerza motriz y la fuerza de elevación disminuye. Por este motivo, para mantener la altitud de vuelo, el piloto también debe cambiar el ángulo de las palas. La dirección de vuelo se establece cambiando el paso del rotor de cola: cuanto más pequeño es, menos se compensa el par de reacción y el helicóptero gira en la dirección opuesta a la rotación del rotor principal. Y viceversa.

En los helicópteros modernos, en la mayoría de los casos, el control de vuelo horizontal se realiza mediante un plato cíclico. Por ejemplo, para avanzar, el piloto, utilizando una máquina automática, reduce el ángulo de las palas para la mitad delantera del plano de rotación del ala y lo aumenta para la parte trasera. Por lo tanto, la fuerza de sustentación aumenta en la parte trasera y disminuye en la parte delantera, por lo que la inclinación de la hélice cambia y aparece una fuerza motriz. Este esquema de control de vuelo se utiliza en todos los helicópteros de casi todos los tipos, si tienen plato cíclico.

esquema coaxial

El segundo diseño de helicóptero más común es el coaxial. No tiene rotor de cola, pero tiene dos rotores principales: uno superior y otro inferior. Están ubicados en el mismo eje y giran sincrónicamente en direcciones opuestas. Gracias a esta solución, los tornillos compensan el par reactivo y la máquina en sí resulta algo más estable en comparación con el diseño clásico. Además, los helicópteros coaxiales prácticamente no tienen conexiones cruzadas en los canales de control.

El fabricante más famoso de helicópteros coaxiales es la empresa rusa Kamov. Produce helicópteros navales polivalentes Ka-27, helicópteros de ataque Ka-52 y helicópteros de transporte Ka-226. Todos ellos tienen dos tornillos situados en el mismo eje, uno debajo del otro. Las máquinas de diseño coaxial, a diferencia de los helicópteros de diseño clásico, son capaces, por ejemplo, de formar un embudo, es decir, volar alrededor de un objetivo en círculo, permaneciendo a la misma distancia de él. En este caso, el arco siempre permanece orientado hacia el objetivo. El control de guiñada se realiza frenando uno de los rotores principales.

En general, los helicópteros coaxiales son algo más fáciles de controlar que los convencionales, especialmente en modo estacionario. Pero también hay algunas peculiaridades. Por ejemplo, al realizar un bucle en vuelo, las palas de los rotores superior e inferior pueden superponerse. Además, en diseño y producción, el diseño coaxial es más complejo y caro que el diseño clásico. En particular, gracias a la caja de cambios que transmite la rotación del eje del motor a las hélices, así como al plato cíclico, que ajusta de forma sincronizada el ángulo de las palas en las hélices.

Diagramas longitudinales y transversales.

El tercero más popular es la disposición longitudinal de los rotores de los helicópteros. En este caso, las hélices están ubicadas paralelas al suelo en diferentes ejes y espaciadas entre sí: una está ubicada sobre la proa del helicóptero y la otra sobre la cola. Un representante típico de máquinas de este tipo es el helicóptero de transporte pesado estadounidense CH-47G Chinook y sus modificaciones. Si las hélices están ubicadas en las puntas de las alas del helicóptero, esta disposición se llama transversal.

Hoy en día no hay representantes en serie de helicópteros transversales. En los años 1960-1970, la oficina de diseño Mil desarrolló el helicóptero de carga pesada V-12 (también conocido como Mi-12, aunque este índice es incorrecto) con un diseño transversal. En agosto de 1969, el prototipo B-12 estableció un récord de capacidad de carga entre los helicópteros, elevando una carga que pesaba 44,2 toneladas a una altura de 2,2 mil metros. A modo de comparación, el helicóptero más pesado del mundo, el Mi-26 (diseño clásico), puede levantar cargas que pesan hasta 20 toneladas, y el americano CH-47F (diseño longitudinal) puede levantar cargas que pesan hasta 12,7 toneladas.

En los helicópteros de diseño longitudinal, los rotores principales giran en direcciones opuestas, pero esto sólo compensa parcialmente los momentos de reacción, por lo que durante el vuelo los pilotos deben tener en cuenta la fuerza lateral resultante que desvía la máquina de su rumbo. El movimiento lateral se establece no solo por la inclinación del eje de rotación del rotor, sino también por los diferentes ángulos de instalación de las palas, y el control de guiñada se realiza cambiando la velocidad del rotor. El rotor trasero de los helicópteros longitudinales siempre está situado ligeramente más alto que el rotor delantero. Esto se hace para eliminar la influencia mutua de sus flujos de aire.

Además, a determinadas velocidades de vuelo de los helicópteros longitudinales, a veces pueden producirse vibraciones importantes. Finalmente, los helicópteros longitudinales están equipados con una transmisión compleja. Por esta razón, esta disposición de tornillos no es muy común. Pero los helicópteros con diseño longitudinal son menos susceptibles a la aparición de un anillo de vórtice que otras máquinas. En este caso, durante el descenso, las corrientes de aire creadas por la hélice se reflejan hacia arriba desde el suelo, son aspiradas por la hélice y dirigidas nuevamente hacia abajo. En este caso, la fuerza de elevación del rotor principal se reduce drásticamente y cambiar la velocidad del rotor o aumentar el ángulo de las palas prácticamente no tiene ningún efecto.

sincropteros

Hoy en día, los helicópteros construidos según el diseño sincrónico se pueden clasificar como los vehículos más raros e interesantes desde el punto de vista del diseño. Hasta 2003, en su producción sólo participaba la empresa estadounidense Kaman Aerospace. En 2017, la empresa tiene previsto reanudar la producción de este tipo de vehículos con la denominación K-Max. Los sincrópteros podrían clasificarse como helicópteros transversales, ya que los ejes de sus dos rotores están situados a los lados del cuerpo. Sin embargo, los ejes de rotación de estos tornillos se encuentran formando un ángulo entre sí y los planos de rotación se cruzan.

Los sincrópteros, al igual que los helicópteros con diseños coaxiales, longitudinales y transversales, no tienen rotor de cola. Los rotores giran sincrónicamente en direcciones opuestas y sus ejes están conectados entre sí mediante un sistema mecánico rígido. Esto garantiza la prevención de colisiones de palas en diferentes modos de vuelo y velocidades. Los sincrópteros fueron inventados por primera vez por los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial, pero desde 1945 la empresa Kaman se encarga de su producción en masa en Estados Unidos.

La dirección de vuelo del sincróptero se controla únicamente cambiando el ángulo de las palas de la hélice. En este caso, debido al cruce de los planos de rotación de las hélices, y por tanto a la suma de fuerzas de elevación en los puntos de cruce, se produce un momento de cabeceo, es decir, elevación de la proa. Este momento es compensado por el sistema de control. En general, se cree que el sincrómetro es más fácil de controlar en modo estacionario y a velocidades superiores a 60 kilómetros por hora.

Las ventajas de estos helicópteros incluyen el ahorro de combustible debido a la eliminación del rotor de cola y la posibilidad de una colocación más compacta de las unidades. Además, los sincrópteros se caracterizan por la mayoría de las cualidades positivas de los helicópteros coaxiales. Las desventajas incluyen la extraordinaria complejidad de la conexión mecánica rígida de los ejes helicoidales y el sistema de control del plato cíclico. En general, esto encarece el helicóptero en comparación con el diseño clásico.

multicóptero

El desarrollo de los multicópteros comenzó casi simultáneamente con el trabajo en el helicóptero. Es por ello que el primer helicóptero que realizó un despegue y aterrizaje controlado fue el cuadricóptero Botezata en 1922. Los multicópteros incluyen máquinas que generalmente tienen un número par de rotores y debería haber más de dos. Hoy en día, en los helicópteros de producción no se utiliza el diseño multicóptero, pero es muy popular entre los fabricantes de vehículos pequeños no tripulados.

El hecho es que los multicópteros utilizan hélices con paso constante y cada uno de ellos es impulsado por su propio motor. El par reactivo se compensa girando los tornillos en diferentes direcciones: la mitad gira en el sentido de las agujas del reloj y la otra mitad, ubicada en diagonal, en la dirección opuesta. Esto le permite abandonar el plato cíclico y, en general, simplificar significativamente el control del dispositivo.

Para despegar un multicóptero, la velocidad de rotación de todas las hélices aumenta por igual; para volar hacia un lado, la rotación de las hélices en una mitad del dispositivo se acelera y en la otra, se desacelera. El multicóptero se gira ralentizando la rotación, por ejemplo, de tornillos que giran en el sentido de las agujas del reloj o viceversa. Esta simplicidad de diseño y control fue el principal impulso para la creación del cuadricóptero Botezata, pero la posterior invención del rotor de cola y el plato cíclico prácticamente ralentizó el trabajo en multicópteros.

La razón por la que hoy en día no existen multicópteros diseñados para transportar personas es la seguridad de los vuelos. El hecho es que, a diferencia de todos los demás helicópteros, los vehículos con múltiples rotores no pueden realizar un aterrizaje de emergencia en modo de autorrotación. Si todos los motores fallan, el multicóptero se vuelve incontrolable. Sin embargo, la probabilidad de que esto ocurra es baja, pero la falta del modo de autorrotación es el principal obstáculo para aprobar la certificación de seguridad de vuelo.

Sin embargo, la empresa alemana e-volo está desarrollando actualmente un multicóptero con 18 rotores. Este helicóptero está diseñado para transportar dos pasajeros. Se espera que realice su primer vuelo en los próximos meses. Según los cálculos de los diseñadores, el prototipo del vehículo no podrá permanecer en el aire más de media hora, pero está previsto aumentar esta cifra hasta al menos 60 minutos.

Cabe señalar también que, además de los helicópteros con un número par de hélices, también existen diseños de multicópteros con tres y cinco hélices. Tienen uno de los motores ubicado sobre una plataforma inclinable hacia los lados. Gracias a esto se controla la dirección del vuelo. Sin embargo, en tal esquema resulta más difícil suprimir el par reactivo, ya que dos de tres o tres de cinco tornillos siempre giran en la misma dirección. Para nivelar el par de reacción, algunas de las hélices giran más rápido y esto crea una fuerza lateral innecesaria.

Esquema de velocidad

Hoy en día, el más prometedor en la tecnología de helicópteros es el esquema de alta velocidad, que permite a los helicópteros volar a velocidades significativamente más altas que las de las máquinas modernas. Muy a menudo, este esquema se llama helicóptero combinado. Las máquinas de este tipo están construidas en diseño coaxial o con una sola hélice, pero tienen un ala pequeña que crea elevación adicional. Además, los helicópteros pueden equiparse con un rotor empujador en la cola o dos extractores en las puntas de las alas.

Los helicópteros de ataque del diseño clásico AH-64E son capaces de alcanzar velocidades de hasta 293 kilómetros por hora, y los helicópteros coaxiales Ka-52, de hasta 315 kilómetros por hora. A modo de comparación, el demostrador de tecnología combinada Airbus Helicopters X3 con dos hélices de tracción puede acelerar a 472 kilómetros por hora, y su competidor estadounidense con hélice de empuje, el Sikorksy X2, puede acelerar a 460 kilómetros por hora. El prometedor helicóptero de reconocimiento de alta velocidad S-97 Raider podrá volar a velocidades de hasta 440 kilómetros por hora.

Estrictamente hablando, los helicópteros combinados no se refieren a helicópteros, sino a otro tipo de avión de ala giratoria: el helicóptero. El hecho es que la fuerza motriz de tales máquinas se crea no solo y no tanto por los rotores, sino también por los que empujan o tiran. Además, tanto los rotores como el ala son responsables de crear sustentación. Y a altas velocidades de vuelo, un embrague de rueda libre controlado desconecta los rotores de la transmisión y el vuelo continúa en modo de autorrotación, en el que los rotores funcionan como el ala de un avión.

Actualmente, varios países del mundo están desarrollando helicópteros de alta velocidad, que en el futuro podrán alcanzar velocidades superiores a los 600 kilómetros por hora. Además de Sikorsky y Airbus Helicopters, estos trabajos los están llevando a cabo la rusa Kamov y la oficina de diseño Mil (Ka-90/92 y Mi-X1, respectivamente), así como la estadounidense Piacesky Aircraft. Los nuevos helicópteros híbridos podrán combinar la velocidad de vuelo de los aviones turbohélice y las capacidades de despegue y aterrizaje vertical de los helicópteros convencionales.

Foto: Oficial de EE. UU. Página de la Marina / flickr.com

Para que un avión o un planeador vuele, se necesita sustentación y esta fuerza es creada por el ala. Por lo tanto, lo principal en un avión es el ala, porque en última instancia todo el avión puede reducirse a un ala voladora, sin fuselaje y sin superficies de cola.

En un helicóptero, el rotor principal desempeña el papel de ala. Incluso si en el avión no hay nada más que el rotor principal, básicamente podemos llamarlo "helicóptero".

Probablemente, muchos en la infancia hicieron un "helicóptero" de este tipo, que consta solo de una hélice cortada de un trozo de hojalata. El dispositivo de arranque era un carrete de hilo ordinario que giraba sobre una varilla.

Sin embargo, el papel del rotor principal de un helicóptero es mucho más multifacético que el del ala de un avión.

El propósito del rotor principal aún no se limita a crear fuerza de elevación.

Cuando miras un helicóptero en vuelo nivelado, inevitablemente notarás que el morro del fuselaje está inclinado hacia el horizonte. En este caso, el rotor principal también gira hacia adelante.

La fuerza aerodinámica total R, desarrollada por el rotor principal y dirigida perpendicular al plano de rotación de los extremos de las palas, en este caso se puede descomponer en dos componentes: una fuerza de sustentación dirigida verticalmente, que sostiene el helicóptero a una altura determinada , y una fuerza dirigida tangencialmente a la trayectoria de vuelo, P , que en un helicóptero es la fuerza de empuje. Debido a esta fuerza, el helicóptero avanza. Por lo tanto, el rotor principal en vuelo hacia adelante es también un rotor de tracción.

Sin embargo, el papel del rotor principal no se limita a esto. Un helicóptero, a diferencia de un avión, no tiene superficies de control, como alerones, compensadores, timones y elevadores. Sí, no tendrían sentido, ya que durante el vuelo no serían arrastrados por el flujo de aire y, por tanto, no podrían servir para fines de control.

Después de todo, sabemos que para cambiar la posición del cuerpo, se le debe aplicar una fuerza externa. En vuelo, un helicóptero está rodeado de aire, por lo que la fuerza externa sólo puede ser el resultado de la interacción de cualquier parte del helicóptero con el entorno aéreo. Para que se produzca la resistencia del aire, el cuerpo debe moverse a mayor velocidad. Cuando un helicóptero está suspendido en el aire, ninguna parte del mismo cumple esta condición excepto la hélice. Por lo tanto, el papel de control del helicóptero también se asigna al rotor principal. Al accionar la palanca de control, el piloto, con la ayuda de dispositivos especiales, que se analizarán en los capítulos siguientes, alcanza una posición equivalente a cambiar el plano de rotación del rotor principal. Al mismo tiempo, la fuerza aerodinámica total de la hélice y de sus dos componentes cambia de dirección. Y si la fuerza de elevación siempre se dirige verticalmente hacia arriba, entonces el segundo componente es tangencial a la trayectoria de vuelo.

Dependiendo del ángulo de inclinación de la fuerza aerodinámica total, cambia no solo la dirección, sino también la magnitud de sus componentes. En consecuencia, al controlar el rotor principal, el piloto puede cambiar no sólo la dirección del vuelo, sino también la velocidad del vuelo.

Para subir o bajar el helicóptero, el piloto también actúa sobre las palas del rotor principal, reduciendo o aumentando simultáneamente y en la misma cantidad el ángulo de instalación de todas las palas.

Si el motor falla en un helicóptero, al reducir los ángulos de ataque de las palas, el piloto coloca el rotor principal en la posición de autorrotación (autorrotación). Apoyado por la sustentación generada por la hélice en este modo de funcionamiento, el helicóptero realiza un descenso en planeo seguro.

De lo anterior se desprende claramente que para comprender la estructura y el vuelo de un helicóptero, primero se debe comprender el funcionamiento del rotor principal; Para que un helicóptero vuele con éxito, el diseñador debe garantizar la fiabilidad, en primer lugar, del rotor principal.

Los pilotos, ingenieros, técnicos y mecánicos que vuelan y mantienen helicópteros deben, ante todo, asegurarse de que el rotor principal esté en impecables condiciones.

Entonces, el rotor principal es lo principal en un helicóptero.

Hay muchísimos modos de funcionamiento del rotor principal de un helicóptero. Cada modo de vuelo del helicóptero tiene su propio modo de funcionamiento del rotor principal. Los principales para un helicóptero son: modo hélice, modo de soplado oblicuo, modo de autorrotación (augorotación) y modo vórtice-sólido.

El modo de hélice ocurre cuando un helicóptero asciende o flota verticalmente.

El modo de soplado oblicuo se produce durante el vuelo hacia adelante de un helicóptero.

El modo de autorrotación ocurre cuando el motor del helicóptero está desconectado del rotor principal en vuelo, mientras el rotor gira bajo la influencia del flujo de aire.

El modo de anillo de vórtice se produce cuando el helicóptero desciende. En este modo, el flujo de aire, que pasa a través de la superficie barrida por la hélice de arriba a abajo, se acerca nuevamente a la hélice desde arriba.

Sin embargo, en algunos casos especiales, por ejemplo, en modo hélice, su funcionamiento es similar al funcionamiento de la hélice de un avión. Cuando el avión está en tierra o volando horizontalmente, su hélice es impulsada desde el lado del plano de rotación (a lo largo del eje). Cuando un helicóptero está en tierra, suspendido en el aire o elevándose verticalmente, su rotor principal también es impulsado desde el lado del plano de rotación (a lo largo del eje). La única diferencia es que en un avión los chorros de aire pasan por el plano de rotación de la hélice en dirección horizontal, de delante hacia atrás, mientras que en un helicóptero pasan en dirección vertical, de arriba hacia abajo. En este caso, el rotor principal captura aire de la zona A desde arriba y lo arroja, girando, hacia abajo en la zona. En lugar de las partículas de aire procedentes de la zona A, proceden partículas de aire del entorno y en parte de la zona B, pero fuera del plano de rotación de la hélice.

Antes de que el rotor principal entrara en rotación, el aire por encima y por debajo del rotor estaba en reposo. Cuando el rotor comienza a girar, los instrumentos llevados al área de acción del rotor, pero ubicados lejos de él, mostrarán al observador que en el tramo 0-0 el aire sigue en estado de relativo reposo. Su presión es igual a la presión atmosférica y su velocidad. La distancia desde la sección 0-0, donde aún no se observa la influencia del tornillo, hasta el plano de rotación del tornillo es un valor variable, que depende de la viscosidad del medio y de la precisión de los instrumentos que utilizamos. Cuanto más preciso sea el dispositivo, más lejos de la hélice registrará la presencia de la velocidad del aire, cuyas partículas se dirigirán hacia la hélice.

Si el aire estuviera privado de fuerzas viscosas, entonces la acción del tornillo tendría un efecto infinitamente lejano.

De hecho, debido a que el aire es un medio viscoso, la influencia de la hélice deja de sentirse a una distancia de decenas de metros.

Acercando cada vez más nuestros instrumentos de la sección 0-0 a la sección, notaremos un aumento gradual en la velocidad del aire aspirado por la hélice. La velocidad que tiene el aire al acercarse a la sección transversal se llama velocidad de succión inductiva. Según la ley de conservación de la energía, la energía cinética (la energía de la velocidad del movimiento) no puede aumentar sin que disminuya algún otro tipo de energía. Y, de hecho, junto con el aumento de la velocidad del aire hasta w, notamos que la presión del aire p0 disminuye. Esto significa que el aumento de la velocidad del aire se produjo debido a una disminución de la presión. Detrás de la hélice se comprime la sección transversal del flujo y se produce un aumento aún mayor de la velocidad del aire. Parecería que debería haber seguido una nueva caída de la presión. Sin embargo, inmediatamente detrás de la hélice la presión aumenta a p-2. ¿No contradice esto la ley de conservación de la energía? Sí, esto contradice, si no tenemos en cuenta el hecho de que el aire del exterior (de la hélice) recibió energía adicional (mecánica). La energía mecánica de la hélice, convertida en energía cinética y potencial del flujo, aumenta al mismo tiempo la velocidad y la presión del aire.

En la sección inmediatamente detrás de la hélice, el dispositivo nos muestra que el aire, en comparación con la sección transversal, tiene una velocidad u, llamada velocidad de expulsión. Además, la velocidad de expulsión resulta ser el doble de la velocidad de succión.

Muy detrás de la hélice, en la sección (teóricamente a una distancia infinita), la velocidad y la presión del aire vuelven a sus valores originales. En este caso, la energía del flujo se disipa en el espacio debido a la presencia de fuerzas viscosas.

Esta es la acción de la hélice sobre el aire, que es consecuencia de la aplicación de energía rotacional a la hélice. Esta acción corresponde a la respuesta del aire sobre la hélice, que se manifiesta en forma de fuerza de empuje, que es la proyección de la fuerza aerodinámica total R sobre el eje que pasa por el cubo de la hélice perpendicular al plano de su rotación. Si el dinamómetro conectado a la hélice mostró un valor de empuje cero cuando la hélice estaba parada, entonces a medida que aumenta la velocidad, el empuje aumentará cada vez más. En modos de vuelo estacionario y ascenso vertical en todos los demás modos de vuelo

La cantidad de empuje creado por la hélice no sólo se puede medir, sino también calcular.

Los helicópteros vuelan porque hacen girar largas palas de rotor cuyas secciones transversales tienen forma de alas de avión. La elevación de las palas de un helicóptero puede cambiar si cambia el ángulo de todas las palas al mismo tiempo.

Y se realizan varios giros de la máquina cambiando la inclinación de cada cuchilla por separado a medida que gira. Si necesita volar hacia adelante o hacia atrás, girar hacia la izquierda o hacia la derecha, el rotor principal giratorio se gira en la dirección de la maniobra deseada.

Otro pequeño rotor auxiliar está instalado en la sección de cola del helicóptero. Es necesario para equilibrar la acción del rotor principal durante la rotación, lo que podría provocar que todo el helicóptero gire alrededor de su eje vertical. Es decir, la hélice auxiliar permite que el vehículo se mantenga estable en el aire. Entre otras cosas, los helicópteros pueden flotar inmóviles en el aire. Para<» этого требуется, чтобы вес машины оказался равен подъемной силе, создаваемой несущим винтом.

Rotor principal

En sección transversal, la pala del rotor principal es similar al ala de un avión. El flujo de aire, que fluye alrededor de las superficies superior e inferior de la pala, crea una presión reducida sobre ella y genera sustentación.

Rotor auxiliar

La fuerza generada por la rotación del rotor principal haría girar todo el helicóptero si no existiera un efecto estabilizador por el funcionamiento del rotor auxiliar ubicado en la cola.

Buje del rotor principal

Para que el helicóptero sea estable en vuelo, el piloto ajusta el ángulo deseado de las palas del rotor principal. Esto se logra mediante un dispositivo conocido como anillo de plato cíclico. Está montado en el eje del rotor principal. El helicóptero puede volar, dar vueltas o flotar inmóvil en el aire dependiendo de cómo el piloto coloque este anillo. La siguiente figura muestra los movimientos hacia arriba y hacia abajo del anillo, que provocan un cambio en la inclinación de la pala de la hélice. Además, el anillo del plato cíclico se puede inclinar para cambiar el ángulo del disco del tornillo.

Pilotaje de helicópteros

1. Para volar hacia adelante, el piloto aleja la palanca de control. En este caso el disco helicoidal se inclina hacia la punta.

2. Para ganar altitud, el piloto aumenta el paso total de todas las palas hasta que la fuerza de sustentación supere la fuerza de gravedad.

3. Para permanecer inmóvil, el piloto mantiene un ángulo de propulsión tal que la sustentación y la gravedad sean iguales.

4. Para dar marcha atrás, el piloto inclina la hélice hacia la cola.

5. Para girar, el piloto gira el dial de tornillo hacia la izquierda o hacia la derecha.

6. Para cambiar de rumbo, el piloto ajusta el ángulo inferior de las palas del rotor secundario.

El proceso de cambiar las fuerzas y momentos que aseguran el vuelo de un helicóptero a lo largo de una trayectoria determinada se llama control, y el complejo de dispositivos correspondientes constituye un sistema de control (CS) (Fig. 3.1.1).

Arroz. 3.1.1. Control del helicóptero: a – sistema de ejes del helicóptero; b – control colectivo del tono; c – control longitudinal; g – control lateral; d – control direccional.

El helicóptero se puede controlar:

– directamente por el piloto;

– el piloto, así como los mecanismos y dispositivos que sirven para facilitar el proceso de control y mejorar su calidad (sistema semiautomático);

– un sistema en el que la creación y cambio de fuerzas y momentos de control se realiza mediante un complejo de dispositivos automáticos, y el papel del piloto se reduce a depurar estos dispositivos y controlar su correcto funcionamiento.

El sistema de control del helicóptero consta de control manual y de pie.

El control manual está destinado a influir en el plato cíclico (SA) del NV y se divide en control del paso general (control de la fuerza de elevación del NV a lo largo del eje Y) y paso cíclico del NV (control longitudinal y transversal respecto del ejes X y Z).

El piloto controla el cabeceo general mediante una palanca situada a su izquierda. El paso cíclico del NV se controla con la mano derecha.

El pedal crea un momento M con respecto al eje vertical del helicóptero y realiza el control direccional (guiñada). En un helicóptero con un diseño de un solo rotor, el control direccional está destinado a cambiar el paso general de la hélice; en helicópteros con un diseño coaxial, está destinado a cambiar diferencialmente el paso total de la hélice.

El movimiento de brazos y piernas del piloto al controlar un helicóptero corresponde a reflejos humanos naturales. Al mover el mango hacia adelante, es decir. lejos de sí mismo, el helicóptero baja el morro (aparece un momento de cabeceo en picada Mg con respecto al eje Z) y aumenta la velocidad de vuelo horizontal Vx al aumentar la potencia del motor.

Al mover el mango hacia atrás, es decir hacia sí mismo aparece un momento de cabeceo Mz y se produce un movimiento correspondiente del helicóptero hacia atrás (cola hacia adelante).

Mover la palanca hacia la izquierda hace que el helicóptero gire hacia la izquierda (en relación con el eje X) y, al aumentar la potencia del motor, provoca un vuelo lateral hacia la izquierda a lo largo del eje Z. El movimiento de la palanca hacia la derecha provoca un giro hacia la izquierda. la derecha y vuelo de lado a la derecha.

Al mover el pie izquierdo hacia adelante, el helicóptero gira hacia la izquierda y el pie derecho hacia la derecha.

REQUISITOS PARA EL SISTEMA DE CONTROL DEL HELICÓPTERO

La elección de uno u otro sistema de control o su combinación depende de las características específicas de los helicópteros.

La tarea principal del diseñador es crear un sistema de control que implemente con mayor precisión la conexión cinemática entre las palancas de comando y los controles. Esta tarea se vuelve mucho más complicada a medida que aumenta el peso en vuelo del helicóptero debido al aumento de cargas en los controles, así como al aumento de la distancia entre las palancas de mando y los controles.

En el caso general, el piloto resuelve dos problemas esencialmente diferentes: uno de ellos es el de estabilizar la posición del helicóptero en el espacio; el segundo es el control de la trayectoria de vuelo del helicóptero. El medio más eficaz para mejorar la estabilidad de un helicóptero con NV articulado es un sistema de estabilización automático llamado piloto automático.

El piloto automático se activa en el sistema de control del helicóptero mediante el llamado circuito diferencial (Fig. 3.1.2).

Arroz. 3.1.2. Inclusión del piloto automático en el sistema de control según el esquema diferencial: 1 – embrague de compensación automática; 2 – resorte de carga; 3 – mando de control;
4 – varilla deslizante; 5 – cilindro de potencia; 6 – piloto automático.

Este esquema utiliza actuadores de dirección que funcionan simultáneamente a partir de señales del piloto automático y de la entrada del piloto. Con la activación diferencial de los motores de dirección, una palanca de control, por ejemplo una palanca, puede estar estacionaria (o ser movida por el piloto), mientras que el control correspondiente, independientemente de la palanca, se desvía bajo la influencia de las señales del piloto automático, pero su máximo La posible deflexión generalmente se limita a un rango de aproximadamente el 20% del avance del ancho total.

Al mismo tiempo, para cambiar rápidamente el modo de vuelo o si falla el piloto automático, el piloto siempre puede intervenir en el control desviando directamente la palanca de control. La activación diferencial del piloto automático garantiza la estabilidad del helicóptero en todos los modos durante todo el vuelo.

Los helicópteros cuyo control es imposible o difícil sin el uso de propulsores o propulsores hidráulicos deben tener, además del sistema hidráulico principal, uno de respaldo. En helicópteros que pueden controlarse sin mecanismos de amplificación, solo se permite instalar el sistema de amplificación principal.

La unidad de control consta de un actuador (accionamiento de potencia), un elemento seguidor (válvula de carrete) y una conexión entre ellos (Fig. 3.1.3).

Arroz. 3.1.3. Diagrama esquemático del funcionamiento del servomotor hidráulico:

1 – perilla de control; 2 – limitador de carrera del carrete; 3 – cabeza GU; 4 – carrete; 5 – cilindro de potencia; 6 – pistón de varilla de potencia.

Cuando el carrete está en posición neutral, la mezcla hidráulica no ingresa al cilindro de potencia y el sistema permanece inmóvil. Si mueve el carrete, una de las cavidades del cilindro está conectada a la línea de suministro del sistema hidráulico y la otra a la línea de drenaje. Bajo la influencia de la diferencia de presión en las cavidades, la varilla del cilindro de potencia comenzará a moverse, girando la cuchilla con respecto a la bisagra axial. Simultáneamente con la varilla, el cuerpo del carrete se moverá en la misma dirección (mediante retroalimentación mecánica), intentando cerrar nuevamente las líneas de suministro y drenaje. Si el piloto o el piloto automático deja de mover el carrete, se detendrá. Así, cada posición de la varilla de control del carrete, y por tanto del mando de control asociado a ella, corresponde a su propia posición de la varilla de accionamiento.

En los helicópteros, se utiliza un sistema de control de refuerzo irreversible en todos los canales. Las fuerzas que surgen en el cableado de control debido a los momentos de articulación de los controles no se transfieren a las palancas de control del helicóptero, porque Las IG se perciben por completo. Para simular los esfuerzos de los controles, se incluyen en el sistema mecanismos de carga. En este caso, el piloto vence la fuerza no por los momentos de articulación de las palas, sino por la compresión o estiramiento del resorte del mecanismo de carga (Fig. 3.1.4). Al dispositivo de arranque se le adjunta el llamado dispositivo de arranque. Mecanismo de efecto recortador. Cuando se activa este mecanismo, se elimina la fuerza del mango (pedal) (a petición del piloto durante un vuelo largo).

Arroz. 3.1.4. Esquemas de “recorte automático”:

a – esquema de “auto-recorte” mediante mecanismo eléctrico: 1 – mecanismo eléctrico con par de tornillos sin fin autofrenantes; 2 – interruptores de límite;
3 – botón de ajuste; 4 – perilla de control; 5 – mecanismo de resorte;

b – esquema de “autotrime” mediante embrague electromagnético:
1 – embrague electromagnético; 2 – botón de ajuste; 3 – mando de control; 4 – mecanismo de resorte.

El juego con los controles afecta negativamente a la capacidad de control del helicóptero. Si hay juego en el área entre la manija y el carrete de la válvula de control, luego de soltar la manija, el carrete se moverá solo después de seleccionar el juego. Si hay juego entre el mango y el mecanismo de carga, el piloto sentirá la fuerza de este último cuando las palas comiencen a girar y el helicóptero reaccione. Esta pérdida de sensación de control puede hacer que el helicóptero se balancee.

La aparición de un juego total excesivo en el cableado de control puede provocar un movimiento espontáneo de los carretes de control y la activación de la unidad de potencia.

En el sistema de control del helicóptero se debe garantizar la independencia de la acción del control longitudinal, transversal, direccional y del cabeceo general del NV.

±170 mm – para desviación longitudinal del mango;

± 125 mm – para desviación lateral del mango;

± 100 mm – para desviación del pedal.

En los sistemas de control directo, el piloto tiene que superar no sólo el momento de articulación de las palas NV y RV, sino también la fricción en todas las unidades de articulación del sistema. En el control de sobrealimentación irreversible, el piloto supera las fuerzas de fricción en las unidades de control instaladas delante de la bobina y la fuerza de fricción en la bobina. Se recomienda que las fuerzas en los controles necesarias para superar las fuerzas de fricción en el sistema de control no excedan los valores indicados en la tabla. 3.1

Tabla 3.1.1

Para helicópteros con un peso máximo de despegue de más de 15 toneladas, se permiten valores de fuerzas de fricción ligeramente más altos (hasta 25-30%) con fuerzas máximas en la palanca de control y los pedales en casos de desviación completa del posición media con el trimmer en posición neutra.

Para facilitar el pilotaje se debe garantizar el autocentrado de las palancas de mando longitudinales y laterales. La cantidad de pretensión del resorte del mecanismo de carga debe exceder la fuerza de fricción en aproximadamente un 20%.

Las fuerzas sobre la palanca de control longitudinal cuando se realizan modos de estado estacionario y transitorio en casos de falla del motor, sistema hidráulico principal, piloto automático y trimmer no deben exceder en más del 30% los valores de fuerza máximos recomendados (Tabla 3.2).

Tabla 3.1.2

Las fuerzas máximas en los canales transversales y de vía están determinadas por las relaciones

R x = (0,5 – 0,7) R en

Rp = (2,0 – 2,5) R en .

La deformación del fuselaje y otras partes del helicóptero a través de las cuales pasa el cableado de control no debe causar fuerzas adicionales en el mango y los pedales.

Debido a la elasticidad del fuselaje, es posible que se produzcan auto-oscilaciones inaceptables en el sistema de cableado mecánico - carrete - servomotor hidráulico - fuselaje elástico. Un posible cambio en los ángulos de instalación de las palas durante la deformación de la estructura debería producir fuerzas aerodinámicas amortiguadoras en la entrada de aire.

La palanca de control, los pedales y la palanca de paso colectivo deberán disponer de limitadores de sus desviaciones. Los limitadores se colocan directamente en los controles, si no hay una unidad de control en el sistema de control, o en la unidad de control.

La rigidez mínima del cableado de control debe determinarse a partir de la condición de garantizar la seguridad contra el aleteo de las palas NV y RF y de la cola móvil, así como de la condición de ausencia de vibraciones peligrosas para la resistencia en el propio cableado de control.

Los ángulos de desviación de las palancas de control de mando deben tener un margen, es decir ser mayor que el requerido por el cálculo o los datos experimentales.

Todas las palancas y varillas de control en la oficina deben estar ubicadas de tal manera y tener una forma que no limite el movimiento del piloto durante el trabajo y no interfiera con su entrada y salida de la cabina. Los pedales de control en la cabina deben ser ajustables para adaptarse a la altura del piloto; además, es necesario garantizar la facilidad de inspección, instalación y desmontaje de piezas y unidades de control.

Cada componente del sistema de control debe diseñarse de tal manera que se eviten atascos, abrasión e interferencias debido a los efectos de la carga, los pasajeros, los objetos sueltos o la humedad helada.

Arroz. 4.1. Autogiro. Arroz. 4.2. Helicóptero monohélice con hélice de cola.

Arroz. 4.3 . Quincryl de un solo tornillo. Arroz. 4.4. Convertiplano.

Helicóptero Carnot.

Arroz. 4.5. Esquema de un helicóptero con un HB y un RV:

1 – fuselaje; 2 , 3 – parte delantera de la cabina; 4 - planta de energía; 5 – gwent no portador; 6 – tornillo del timón;
7 – viga de quilla (quilla); 8 – estabilizador; 9 – soporte de cola; 10 – pluma de cola; 11 – chasis; 12 – ala con unidades de suspensión; 13 – dispositivos de salida del motor principal y del motor de la unidad de potencia auxiliar.

Arroz. 4.6. Helicóptero de doble hélice Fig. 4.7. Helicóptero con doble hélice

utilizando un esquema tardío para el crecimiento de NG. utilizando un esquema transversal para la distribución de GN.

Arroz. 4.8. Esquema de helicóptero spіvіsna. con dos NG. Arroz. 4.9. Instalación de la pala de la hélice del helicóptero.

Arroz. 4.10. Fuerza de elevación de la pala Fig. 4.11. Momentos para volar en helicóptero.

helicóptero gwent.

Arroz. 4.12. Sistema de helicóptero de ala única:

1 - mango keruvannya; 2 - anillo exterior del plato cíclico; 3, 4, 5 - tracción (povidtsi);

6 - estallar NG; 7 - reventar el RG; 8 - importante zagalny kroku (krok - gas); 9 - pedales.

Columna de keruvannya transversal tardía en helicóptero. Mi – 8

Columna de keruvannya transversal tardía:

1 – es importante aplicar los galones de las ruedas del chasis; 2 – columna para encendido secuencial de SPU y radio; 3 – botón para apagar el piloto automático; 4 – botón de propósito especial; 5 – botón de encendido EMT-2M; 6 - manejar; 7 – tubo de mango; 8 - cubrir; 9 - marco; 10 – tornillo regulador; 11 - soporte; 12 - taza; 13 – varilla articulada; 14 – carcasa;
15 - todo; 16 , 18 – mecedoras; 17 – ventaja de equilibrio; 19 – rodamientos; 20 - importante.

Pedales de helicóptero Mi – 8

Pedales de la caravana noble:

1 - desencadenar; 2 – paso; 3 – kutovyj vazhil; 4 - la base; 5 – tope de tornillo;
6 - soporte; 7 – es importante que sea verdad; 8 – tornillo ajustable con volante.