347a do rotor.pptx) - fenix.tecnico.ulisboa.pt · introdução • as pás dos helicópteros estão...
TRANSCRIPT
Introdução
• As pás dos helicópteros estão ligadas ao veio do rotorcom uma série de dobradiças:
Introdução
com uma série de dobradiças:– Dobradiças de batimento, que permite o movimento para cima epara baixo (batimento). Assim que apenas forças (e nãomomentos) são transmitidos ao veio.momentos) são transmitidos ao veio.
– Dobradiças de avanço-atraso. Quando as pás rodam e batem sãocriadas forças de Coriolis no plano do rotor. Para evitar cargasdemasiado elevadas na base do rotor são utilizadas dobradiçasdemasiado elevadas na base do rotor são utilizadas dobradiçasde avanço-atraso.
– Rolamentos de picada (prato cíclico) utilizado para controlar oângulo de picada da pá.ângulo de picada da pá.
• As cargas aerodinâmicas nas pá são afectadas pelomovimento das mesmas. (o movimento de atraso pode sernegligenciado mas o de batimento e o de picada não.
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 1Cabeça do rotor
negligenciado mas o de batimento e o de picada não.
Movimento da páMovimento da pá
Eixo de rotação
Força total de sustentação
rotaçãoEixo de atraso
Eixo de batimentoEixo de batimento
Pá Batimento para cimaPá Batimento para cima
Avanço
AtrasoEixo de picada
Força total de resistência
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 2Cabeça do rotor
Batimento para baixoresistência
Tipos de cabeça do rotor
Boeing AH-64 Apache : totalmente articulado
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 3Cabeça do rotor
Boeing AH-64 Apache : totalmente articulado
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Kamov Ka-29TB Helix:
totalmente articuladototalmente articulado
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 4Cabeça do rotor
Cabeça totalmente articulada
• Dobradiças permitem o movimento de batimento
e de atrasoe de atraso
• Rolamentos permitem o movimento de picada
• São adicionados amortecedores às dobradiças de • São adicionados amortecedores às dobradiças de
atraso
• Complicado de projectar e de manter• Complicado de projectar e de manter
• Pesados e provocam grande resistência
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 5Cabeça do rotor
• Pesados e provocam grande resistência
aerodinâmica.
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Robinson R-22 Teetering
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 6Cabeça do rotor
Robinson R-22 Teetering
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Bell UH-1D Teetering
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 7Cabeça do rotor
Bell UH-1D Teetering
Cabeça TeeteringCabeça Teetering
• Não existe uma dobradiça independente de • Não existe uma dobradiça independente de
batimento/atraso
• Há rolamentos independente de picada• Há rolamentos independente de picada
• Mecanicamente simples
• Resistência aerodinâmica elevada• Resistência aerodinâmica elevada
• Uma variação é a cabeça teetering cujo apoio se
situa acima do plano do rotor. situa acima do plano do rotor.
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 8Cabeça do rotor
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Westland Lynx: Sem dobradiças
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 9Cabeça do rotor
Westland Lynx: Sem dobradiças
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Rolamentos de picadapicada
Dobradiça de batimento
Amortecedor de atraso
Dobradiça de atrasoatraso
Westland Lynx: Sem dobradiças
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 10Cabeça do rotor
Westland Lynx: Sem dobradiças
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Eurocopter Bo105M: Sem dobradiças
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 11Cabeça do rotor
Eurocopter Bo105M: Sem dobradiças
Cabeça sem dobradiçasCabeça sem dobradiças
• Sem dobradiças de batimento ou atraso• Sem dobradiças de batimento ou atraso
• Movimento da pá é obtido por flexão
• Acoplamento dos movimentos de batimento e de • Acoplamento dos movimentos de batimento e de
atraso
• Mecanicamente simples• Mecanicamente simples
• Complicado de projectar
• Menor resistência aerodinâmica
• Boas capacidades de manobra
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 12Cabeça do rotor
• Boas capacidades de manobra
Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 13Cabeça do rotor
Eurocopter AS355 TwinStar : Sem rolamentos
Cabeça sem rolamentosCabeça sem rolamentos
• Sem dobradiça de batimento/atraso• Sem dobradiça de batimento/atraso
• Sem rolamentos de picada
• Movimento obtido por e flexão, torção• Movimento obtido por e flexão, torção
• Acoplamento entre todos os movimentos
• Mecanicamente é muito simples• Mecanicamente é muito simples
• Complicado de projectar• Complicado de projectar
• Pequena resistência aerodinâmica
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 14Cabeça do rotor
Prato cíclicoPrato cíclico
VeioPás do rotor
Veio
Prato cíclico rotativo
Cabos de controlo de picada
Prato cíclico fixo
Cabos de controlo de
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 15Cabeça do rotor
Cabos de controlo de ordens do piloto
Controlo de PicadaControlo de Picada
Junção esférica
Braço operador
Ângulo de avanço de 90º
Braço operadorCabos de controlo
Ligação
Eixo de picada
Prato cíclico
Prato cíclico rotativo
Prato cíclico rotativo
Cabos de controlo de ordens do piloto
Rolamento esférico
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 16Cabeça do rotor
ordens do piloto
Controlo de PicadaControlo de Picada
Ângulo de picada Ângulo de picada
aumenta em todas as pás uniformemente
Ângulo de picada aumenta e diminui conforme a pá
roda
Prato cíclico sobe Prato cíclico inclina
roda
Actuação do controlo cíclico
Actuação do controlo colectivo
controlo cíclico
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 17Cabeça do rotor
Movimento de batimentoMovimento de batimento
Veio do rotorEixo de rotação
Eixo de atraso
Eixo de rotação
Rolamentos de picadapicada
Eixo de batimentobatimento
Ligação tipo “Hooke”
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 18Cabeça do rotor
Movimento de batimentoMovimento de batimento
• Cabeça de Rolamentos de
picada • Cabeça de
rotor com
offset
Eixo de atraso
Eixo de batimento
offset
Cabeça do rotor
Veio do rotorEixo de rotação
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 19Cabeça do rotor
Movimento de atrasoMovimento de atrasoângulo de atraso
dobradiça de atraso
atraso
Veio
Centro de massa da páda pá
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 20Cabeça do rotor
Movimento de atrasoMovimento de atraso
Pá do rotor
Pá do rotor
Pá do rotor
Veio Eixo de rotação
dobradiça de atraso
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 21Cabeça do rotor
Veio Eixo de rotação
Movimento de atrasoMovimento de atraso
• Movimento do
Pá desfasada
• Movimento do
CM do rotor
devido a pás
Veio
devido a pás
desfasadas.Centro de massa
da rotor
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 22Cabeça do rotor
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• A ordem na qual as dobradiças batimento e atraso e• A ordem na qual as dobradiças batimento e atraso e
os rolamentos de picada são posicionados variam
com fabricante e com o modelo do helicópterocom fabricante e com o modelo do helicóptero
• O uso de dobradiças coincidentes para batimento e
atraso é comum porque permite um projecto maisatraso é comum porque permite um projecto mais
compacto. Os rolamentos de picada são
normalmente posicionados depois.normalmente posicionados depois.
• Mas os três eixos de rotação não são
necessariamente ortogonais.
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 23Cabeça do rotor
necessariamente ortogonais.
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
Eixo de batimentoEixo de atraso
Eixo de Eixo de rotação (Veio)
Eixo de picadaEixo ao longo da
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 24Cabeça do rotor
longo da pá
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• Dobradiça de • Dobradiça de
batimento
Eixo de
• Acoplamento
entre o
Eixo de rotação (Veio)
entre o
batimento e
picada. picada.
Eixo ao longo da
Eixo da dobradiça
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 25Cabeça do rotor
longo da pá
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• Acoplamento entre o movimento de batimento e
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 26Cabeça do rotor
• Acoplamento entre o movimento de batimento e
de picada.
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
BatimentoDiminuição
Batimentopara baixo
Aumento do ângulo de picada
Batimentopara cima
do ângulo de picada
baixode picada
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 27Cabeça do rotor
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
Controlo do ângulo de ângulo de picada
• Sem acoplamento entre o movimento de
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 28Cabeça do rotor
• Sem acoplamento entre o movimento de
batimento e de picada.
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• Dobradiça de • Dobradiça de
batimento
Eixo de
• Acoplamento
entre o
Eixo de rotação (Veio)
entre o
batimento e
o atrasoo atraso
Eixo ao longo da
Eixo da dobradiça
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 29Cabeça do rotor
longo da pá
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• No caso geral :• No caso geral :
• Dobradiça de batimento
• δ ≠0Eixo de • δ3≠0
– Batimento e picada
• δ ≠0
Eixo de rotação (Veio)
• δ1≠0
– Batimento e atrasoEixo ao
Eixo da dobradiça
Eixo ao longo da pá
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 30Cabeça do rotor
Posicionamento das dobradiçasPosicionamento das dobradiças
• No caso geral:• No caso geral:
• Dobradiça de atraso
• α ≠0• α3≠0
– Atraso e picada
• α ≠0
Eixo de rotação (Veio)
• α1≠0
– Atraso e batimentoEixo da dobradiça
Eixo ao longo da pá
Helicópteros / Filipe Szolnoky Cunha Slide 31Cabeça do rotor