Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 12. 19 mars 1949 - Helikoptern, av Jan Bäckström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 mars 1949
217
de spetshastighet. Om vi betraktar en tvåbladig
rotor enligt fig. 4 finner vi, att sträckan A—B
är kortare än sträckan B—C. Blad 2 måste
sålunda förflytta sig sträckan C—B med större
genomsnittlig spetshastighet än blad 1 sträckan
A—B. Detta innebär accelerationer och
inspän-ningsmoment vid navet. Det blev nu nödvändigt
att införa ytterligare en rörelsefrihet för bladen,
kring en vertikal axel — svängningsaxeln. Denna
axel tillät rotorbladen att svänga fram och
tillbaka, varigenom påkänningarna i bladen blev
mindre och infästningarna fick ökad hållfasthet,
lig. 5. Svängningarna förorsakade emellertid
kraftiga vibrationer bos autogiron på grund av
att de tre bladen ej alltid höll sig 120° åtskilda,
varigenom rotorns tyngdpunkt ej kom att
inträffa i mastens centrum. Svängningarna måste
dämpas och begränsas och detta skedde med
dämpare, som inmonterades mellan bladen.
Den rotorupphängning som de la Cierva så
småningom kom fram till kallas fritt upphängd
rotor. De erfarenheter han nått var till stor hjälp
för helikopterkonstruktörerna. De är bl.a. helt
tillvaratagna av Sikorsky, som har en trebladig
rotor, där varje blad har tre rörelsefriheter,
flappning, svängning och vridning i förhållande
till navet (vridning för att erhålla
anfallsvinkel-förändringar). Förklarligt nog är en sådan rotor
komplicerad. Infästning och lagring av bladen
med dessa tre individuella rörelsefriheter under
inverkan av de mycket stora centrifugalkrafter,
som uppkommer vid flygning, är självfallet ett
problem, som medför, att kostnaden för
tillverkning och underhåll blir hög. Därtill kommer, att
en trebladig rotor är ogynnsam ur
utrymmessynpunkt.
I USA har hittills endast två helikopterfabrikat
kommit till seriemässig produktion, Bell och
Sikorsky. Därav var Bell den första i världen
som för sin modell 47 B år 1946 erhöll certifikat
för kommersiellt bruk av de amerikanska
luftfartsmyndigheterna.
På Bell-helikoptern är rotorupphängningen
utförd på ett annat, betydligt förenklat sätt.
Huvudrotorn såväl som stjärtrotorn har två blad i
stället för tre. Dessa är lagrade på ett ok med
tappar, och oket i sin tur är kardanskt upphängt på
masten, fig. 6. Man vinner med detta
arrangemang, att endast den individuella
vridningsrörelse hos bladen som sker vid ändring av stigspakens
läge måste ske under inverkan av
centrifugalkraften. övriga rörelsefriheter erhålles genom
navels kardanska upphängning utan påverkan
av centrifugalkrafterna, vilka upptas i navoket.
Såsom tidigare omnämnts fungerar helikoptern
i autorotation som en autogiro, vilket är av stor
betydelse för flygsäkerheten. Om motorn
frikopplas från rotorn fortsätter denna sin rotation
till följd av rörelseenergin och de aerodynamiska
krafterna. Stigspaken inställes för minsta möj-
Fig. 5.
Svängning.
liga anfallsvinkel och styrspaken så att rotorns
varvtal bibehålles konstant. Helikoptern sjunker
och uppnår fortfarighetstillstånd ganska snabbt.
Vid bladspetsarna råder härvid en luftströmning
sådan att resulterande luftkraften blir riktad
snett framåt i förhållande till vertikala linjen
genom tryckcentrum. I närheten av bladroten
erhålles däremot en luftströmning sådan att
resulterande luftkraften blir riktad snett bakåt.
Uppdelas resultanten i de båda fallen i en horisontell
och en vertikal komposant, finner vi, att den
horisontella komposanten utövar en dragkraft
på bladet vid bladspetsen och en bromskraft vid
bladroten. I autorotation är vid
fortfarighetstillstånd den yttre delen av rotordisken drivande
och den centrala delen driven på sådant sätt att
motstånd och drivkraft utjämnas. Då
helikoptern närmar sig marken ökas bladvinklarna med
stigspaken successivt till maximiläget, varvid
vertikalhastigheten avtar och — vid rätt utförd
landning — uppnår noll då marken nås.
Stabilitet
Stabilitetsproblemet är av väsentligt olika art då
det gäller rotorplan och konventionella flygplan.
Samtliga hittills konstruerade helikoptrar är mer
eller mindre instabila och kan ej flyga utan
manuell kontroll annat än för kortare tidsmoment.
Det är två faktorer som orsakar helikopterns
instabilitet: dels är rotorns luftmotstånd större
än kroppens vid låga hastigheter, dels måste alla
rotorer med flappningsfrihet följa masten då den
tippar (följning). Detta beror på, att
anfallsvinkeln ändras, då masten tippas, varvid bladen
vrides kring flappningsaxlarna på sådant sätt att
planet genom bladspetsarna förblir vinkelrätt
mot masten, fig. 7. Dessa båda faktorer i
förening förorsakade att tidigare helikoptermodeller
kom i svängning med tilltagande amplitud och
haveri som följd.
Fig. 8 A visar en helikopter med
flappnings-frihet hos rotorbladen i stillastående flygning.
Om systemet utsättes för en störning så att
masten tippas förblir rotationsplanet vinkelrätt
mot masten. Härvid uppkommer en dragkraft,
Fig. 6. Bells
rotornav.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
