逆飛行を維持できるフルスケールのヘリコプターがありますか?

背景

私はモデルの航空愛好家であり、人々がどのくらい遠くに曲がりくねっているのかを見て楽しんでいます。モデルの航空機は、その小さなサイズのために、フルスケールをはるかに超えて限界を押し進めることができます。私はこれが可能なのは、モデルが小さく*有人工芸の乗員を殺す力に耐えることができるためです。また、フルモデルの航空機と比較して、モデル航空機は一般的に圧倒される

例えば、私は30度の登山が不可能なモデル飛行機を持っていません。飛行機型飛行機が重量比1.5:1または2:1を超える推力を持つことはかなり一般的です。

質問

モデルヘリコプターが可能だったもののいくつかを最初に見たときに私は吹き飛ばされました。フルスケールのヘリコプターの飛行機(レッドブルデモンストレーション)も見てきましたが、できる。

レッドブルのデモンストレーションでは、ヘリコプターがローリング中にいくつかのネガティブな(または少なくともニュートラルな)集合体を使用するかもしれないように見えましたが、倒立したホバーまたは倒立飛行を維持するのに十分であるとは思われませんでした。これは私に不思議に思った:倒立した飛行を維持する能力のある本格的なヘリコプターか、倒立したホバー(より多くの力を必要とする)があったか?もしそうでなければ、そうすることができるヘリコプターを建設することを目的とすることは可能でしょうか?

私はこの操作が可能な機械を作る技術的な可能性について疑問を抱いています。この質問の範囲については、そのような偉業を試みるために克服する必要がある規制上、法律上および経済上の障害を無視してください(試してみたいパイロットを見つけることはもちろんです)。

また、私はフルスケールの倒立飛行についてしか求めていません。私は誰かが大気圏モデルができるフルスケールのヘリコプターを設計しようとすれば、物理学は非常に速くなると理解しています。

*一部のモデル飛行機やヘリコプターはフルスケールの35%を超える場合がありますが、フルスケールの航空機に比べるとまだ小さいです。

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私は、AH-64が前方対気速度なしで360°を転がり、その過程で高度が失われると考えています。私はそれを見たり、錯覚したりした。しかし私はYoutubeで何の証拠も見つけられません。誰かが私を訂正したりビデオの証拠を投稿したりするのが大好きなので、何年も見たことがあるのだろうと思っています。
追加された 著者 schmidty,
デザインは線形サイズと同じ尺度ではないことに注意してください。居住者の殺害だけではなく、それが懸念事項です。アクロバティックなトリックには気をつけませんが、忠実にスケールアップされたモデルの航空機は、飛行しようとする試みの中で最も退屈なことによっておそらく分断されるでしょう。
追加された 著者 Evan,

1 答え

逆行飛行を持続できる真のヘリコプターはありません。

単純な理由は、そのような操作上の必要性がないということです。

理論的に可能ですか?はい、しかし、あなたは克服するために多くの工学上の問題があります。倒立した燃料およびオイルシステムに加えて、ロータヘッドは必要以上に複雑になります。

正常に飛行すると、胴体はロータの下に振り子のように効果的にぶら下がり、ローターをシャフト軸のハブに保持する大きなナット(OK、それよりも複雑です)を使用します。ローターは胴体を引き上げます。

逆さまに飛ぶためには、ローターは胴体を押し上げることができなければならないので、ハブは両方向に適切な力を加えて耐えるように設計する必要があります。

次に、回転ブレードカフおよび関連するヒンジは、ブレードが全範囲にわたって(通常の姿勢から見て)負のピッチを有するように設計されなければならない。これは、必要に応じて正および負のピッチを設定することができるように集合機構が設計されなければならないことを意味する。

ブレードはまた、より剛性である必要があり、その結果、それらは過度に円錐状にならず、胴体に接触する。これは、強化される必要がある頭部関節に、より多くの力を加えるだろう。

最後に、循環制御を「逆転」して、予想される集団圧力、周期的な後退、鼻を上げる。スピードを落とす;逆の意味で働く。

私はおそらく他の要因を考慮していないでしょう。

このすべては、逆飛行の必要がないことを考えると、重大な複雑さと重量を追加することになります。

ところで、飛行するか、逆さまにするのに必要な電力は、通常の飛行と同じです。倒立飛行がより多くのパワーを必要とする本質的な理由はありません。ブレードが特定の速度で回転し、特定の迎え角がどの方向に向いていても同じ量の揚力を生成します。

モデルヘリコプターがこれを行うことができる理由は、胴体の重量に対するローターの重量の比が、実際のヘリコプターの場合よりもずっと少なく、したがって、必要な揚力を生成するためにはるかに少ない電力を必要とし、より高い重量対重量比。

実際のヘリコプターが好気的な操縦で短時間反転する理由は、胴体の運動量がローターから引き離され、胴体に向かって上昇する揚力ベクトルが反撃されるためです。胴体と揚力ベクトルの運動量が結合するため、不可能な外部ループを考えてみましょう。

あなたは、通常設計されたリジッドヘッドを備えたモデルでこれを実証することができます。登ることができるように、平行移動リフトを得るために地面効果で加速する必要があるまで、胴体に安定したバラストを追加してください。今度は逆転しよう!

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追加された
@ user2357112:リフトジェネレータをCoGの上に搭載すると、パッシブの姿勢安定性が得られます。これは誤りです。ローターがクラフトの上か下かに関わらず、安定した飛行を達成するためにはリフトの方向を能動的に制御する必要があります。サイクリストが提供するヘリコプターで。しかし、吊り上げに必要以上に揚力点の上で宇宙船をバランスさせるためには、より速く、より正確な制御が必要です。とにかくホバリングする予定がないので、ロケットを提供する方が簡単です。
追加された 著者 jatanp,
振り子の引数は機能しません。振り子では、ヒンジの力は常に上向きでなければなりませんが、リフトは回転子と一緒に傾き、それは胴体と一緒に傾きます。回転翼は安定しておらず、高低のCoGはそれを変更しません(固定翼航空機のロールの安定性を変更しないため)。
追加された 著者 Jan Hudec,
@ user2357112、はい、そうです。しかし、航空機が実際に横向きに飛行を開始すると、別の空気力学的な力が現れ、それではトルクを作り出すことができるので、それはより複雑になる。実際にはいくつかの効果がありますが、振り子では説明できません。
追加された 著者 Jan Hudec,
@サイモン、はい、それは複雑です(固定翼航空機の場合は、スリップのために実際に重要です;ロールだけでは問題ありません)。とにかく、あなたが与えた他のすべての理由は良いものです。
追加された 著者 Jan Hudec,
明確化のためにありがとう。私は、ローターがスピードであり、飛行を維持するのに必要な電力を供給されていると仮定して運転していました。私はそれを述べたはずです。また、ヘリコプターは、通常、負の集合体を提供する能力がありますか?私はそれを推測するだろうが、それはちょうど推測です。
追加された 著者 Alex Tereshenkov,
洞察に感謝します。私はモデルにはかなり慣れていますが、フルスケールのヘリスが直面する課題についてはわかりません。例えば、モデルは典型的にはローターストライクを心配する必要はないので、以前は問題として考えたことはありませんでした。また、好気性モデルでは、多くの場合、負の集合を陽性とすることができます。そのため、私はフルスケールについて疑問を抱いていました。
追加された 著者 Alex Tereshenkov,
あなたの力点に関しては、与えられた迎え角に対して同じ量の正または負の「揚力」を生成する場合、ブレードに対称翼形部があると仮定して正しいでしょうか?
追加された 著者 Alex Tereshenkov,
それは私が思ったものです。余分なエンジニアリングを必要とする必要性の欠如は、それが起こらないことを意味する。
追加された 著者 Alex Tereshenkov,
私は周期的な変更が必要であるとは思わない:パイロットは倒立飛行を扱うように訓練できる。そして私はヘリコプターを実際に改造するためにいくつかのデアデビルを説得しなければならないだろうと思う - 私が見るように、実用的な考察だけで根本的な制限はない。
追加された 著者 Guido Kanschat,
@ jdkorv11私の知る限りではありません。私が飛行したすべてのタイプは、オートローテーションでローターのRPMをコントロールするためにコレクティブが完全にダウンしているとき、わずかなポジティブなピッチを持ちます。その答えで言及した、より強いヘッドとより堅いブレードなしで負のピッチを生成する能力は、ロータストライクの可能性を高くするでしょう。
追加された 著者 Simon,
@ jdkorv11よろしくお願いします。
追加された 著者 Simon,
@ jdkorv11必ずしもそうではありませんが、多くのブレードは対称です。そうでない場合は、攻撃の角度を大きくするだけです。どのくらいの量の揚力が生成されるかに応じて抗力を克服するためには力が必要であることを忘れないでください。任意の翼型から同じ量の揚力を生成するには、揚力ベクトルがどこに向いているかにかかわらず、同じ量の出力が必要です。固定刃を想像してみてください。スピード=揚力=抗力がないので、あなたは無力で好きなものを迎え角(ピッチ)にすることができます。
追加された 著者 Simon,
@JDługosz私は考えていない、あなたはより良い映画製作者に尋ねるだろう。あなたはCGIが存在しなかったので、ヘリコプターが逆さまに飛行しているに違いないことを示唆している場合を除いて、私は彼らにどのように飛行機を持ってきたのか尋ねるでしょうか?または他の数の特殊効果が使用されます。 BTWでは、映画のCGIの最初の使用は1973年であり、その前にマットや合成などの多くのテクニックが使用されていました。
追加された 著者 Simon,
@JanHudec実際にはそうです。私はかなり長いコメントを書いて、理由を説明し始めましたが、ちょっと詰まっているので、単に段落を削除します。私はヘリコプターが逆さまに飛んでいない理由を説明するのに合理的に良い仕事をしたと思います。垂直方向のCofGは確かにロールの安定性に影響を与えますが、空力的な中心から離れて垂直方向にCofGを大きく動かすことはできないため、固定翼には関係ありません。それはおおよそ翼がある場所です。ヘリコプターでは、CofGは少なくとも逆転していないときは空力中心よりもかなり低いです:)
追加された 著者 Simon,
私は、「重力が胴体を下に横に引っ張り、振り子が振り落とそうとする」という部分のように、振り子ロケットの誤り。
追加された 著者 Dylan Tack,
だから、彼らは魔女の山への脱出の終わり近くにシーンを撃ったのですか? ?これは1975年、CGIの影響がはるか前になっていました。
追加された 著者 Slobodan,