Can en helikopterstativ på marken upp och ner på sitt rotorhuvud?

42

Från vad jag förstår måste rotorns huvud vara tillräckligt stark för att hålla hantverksviktet hängande under det och låter ganska starkt. Bladen ser dock ganska bräckliga ut (för en metallbit).

Kort sagt, kan en helikopter göra något så här?

JaghittadekällantilldenhärGIF-bilden: Escape to Witch Mountain (1975) . Denna scen är runt 1h 19m markeringen. All hagel @Peter Kämpf för att identifiera denna copter som Hughes 500 som ledde mig till lista av copters i filmer .

På scenen med människor och den australiensiska helikopteren kan ett utbildat öga upptäcka bristen på en "grön skärmseffekt" (det är en 40-årig film!) så det verkar som om Hughes 500 verkligen sattes upp och ner! (Ska vi undersöka det vidare till Movies.SE nu?)

Uppföljning på Movies.SE

    
uppsättning PTwr 04.07.2017 10:52

6 svar

35

Stå på sitt rotorhuvud? Ja Kanske. Snurra? inte för länge.

Rotorns nav och blad är ganska starka och kan ta helikopterns vikt åtminstone tillfälligt (lämnar balanseringsproblemet). Knivarna är utformade för att övervinna spänningar vid flapping och kan ta lasten. Rotorns nav är dock inte konstruerad för att ta last i denna inställning (den är utformad för att lyfta helikoptern och inte trycka på den) och dess kapacitet är en öppen fråga. Du kan lägga helikoptern upp och ner, men det kommer att bli en kort affär utan att garantera att delarna någonsin kommer att fungera igen korrekt.

Men om du vill snurra helikoptern löper du in ett antal problem. Du kan klämma ned knivarna och försöka snurra, men rotorns nav kämpar för att ta lasten. Lastvägen från rotorerna till fartyget är konstruerad för att lyfta laster och inte detta.

Helikoptrar är inte konstruerad för kontinuerligt inverterat flygning och som ett resultat är systemen inte avsedda för något sådant. Till exempel kommer växellåds smörjsystemet inte att fungera länge i upp och ned-tillståndet. De roterande styrstavarna kommer inte att ta växellådans vikt, än mindre helikoptrarna '.

Men för det första är de dynamiska lasthelikoptersystemen under rotorns nav inte konstruerade för att ta roterande laster, än mindre den fruktansvärda obalanserade som en flygkropp. Även de lätta helikopterbladen är balanserade för att förhindra och osäkra vibrationer. I ett sådant fall skulle det roterande skrovet sannolikt riva ut helikoptern innan någonting annat.

    
svaret ges 04.07.2017 14:59
30

Det ser ut som en modell som var noggrant inställd för att snurra.

Först fakta: FAR del 27 reglerar designkriterierna för rotorkraft. Specifikt FAR 27.337 anger:

The rotorcraft must be designed for—

(a) A limit maneuvering load factor ranging from a positive limit of 3.5 to a negative limit of −1.0 [snip]

Så, i motsats till de obehandlade kraven i det högst rankade svaret, kan den inverterade rotoraxeln kan stödja vikten på den (sannolikt tomma) helikoptern. Tyngdpunkten ligger väldigt nära rotormasten och gyroskopiska styrkor kan till och med stabilisera fuselaget tillräckligt länge för att filma en full revolution, men klippet är fortfarande omöjligt att filma med en riktig helikopter utan att bryta saker. Titta på ritningen på Hughes 500 C , vilken typ som används i klippet nedan:

Hughes500tresidovy(bild källa )

Det är uppenbart att svansen sträcker sig ovanför rotorns plan, så något måste brytas först innan skrovet är fritt att snurra runt. Därefter måste allt försiktigt sättas upp och skrovet måste spinnas på något sätt. Den här filmen gjordes inte efter en inverterad touchdown - detta är omöjligt med regelbundna helikoptrar. Från den länkade sidan:

To enable a commercial helicopter to fly upside down, manufacturers would need to make its rotor blades more rigid so as not to flex too close to the main body of the helicopter (otherwise they could rip off their own fuselage or other critical components). They would also need to redesign the joint that connects the rotor blades with the rest of the vehicle so it could bear the load of an upturned helicopter. Finally, they would need to develop new controls to allow the rotor blades to tilt downwards and reconfigure the engine so that fuel and lubricants could be distributed properly while the helicopter was inverted.

Sidan går inte i stabilitet, men det skulle vara en annan anledning till att det här klippet inte är riktigt. Flyga upp och ner skulle likna att balansera en kvast på en fingertopp.

Observera att FAR-del 27 fortfarande kräver en last som är lika med att stå helikoptern på huvudet, oavsett att knivarna rör kroppen när de laddas för -1g. Även om helikoptern inte kan flyga inverterad, måste de belastningar som skulle uppstå fortfarande tolereras, eftersom de kan hända i regelbundet flyg när ett tungt slag träffar flygplanet.

Min förklaring: Någon tog sin modellhelikopter, bröt en del av svansen bort (observera att den vertikala delen av det saknas i klippet!) och noggrant balanserat det på rotorns huvud. Tänk dig, han kunde till och med ha fixerat rotorhuvudet mot marken med några tältstänger. Det finns tillräckligt med insidan av gångjärnen för att underlätta detta. Spinning det är enkelt, och nej, det finns inga obalanser som skulle "riva helikoptern från varandra", speciellt inte vid en så lugn rotationshastighet.

EDIT: Tack vare den ovärderliga hjälpen från @PTwr är det nu klart att detta är en scen från 1975 Disney-filmen " Escape till Witch Mountain "där två barn jagas av en ond miljonär. Hans helikopter i en scen flyger och landar upp och ner. Från www.rotaryaction.com :

… The chopper winds up flying upside-down and landing in that position, still spinning, making the pilot and his passenger dizzy.

Så det är en Hollywood-speciell effekt, och med tanke på filmens gång (innan CGI ) måste ha skottats med en skalarmodell.

    
svaret ges 04.07.2017 21:00
22

Nej, det kan de inte. Det finns ett gångjärn i rotorns huvud som gör att helikoptern vill toppla över, det kommer inte att snurra som i videon: det stöds inte av knivarna som ligger på marken. Tänk på att knivarna inte är där och du ser hur omöjligt det är att balansera hela byggnaden ovanpå rotormasten. Och funktionellt (för det här fallet) är knivarna inte där, de hänger sig och & ner, se den röda cirkeln på bilden nedan.

Vissahelikoptrarharettlagerlöstrotorhuvud,dimensioneratförattkrossningenskaföljarotordiskenmedandenärupptageniluften.Inteförattavbrytaobalansenienspinnskroppnärdenäruppochner:CoGmåstevaraexaktilinjemedrotormastenförattdettaskalluppstå,ochriktigahelikoptrarärkonstruerademedettanvändbartCoG-intervall.

Näralltäruppeiluftenkandetvaratänkbartförhelikopternattflygauppochneromkollektivetkangånersåmycketsomdetkangåuppochomskrovetskullekunnastödjassomettkvastpåtoppenavenhand,ochskulleintesnurra.Menintepåmarkensomivideon,nej.

Uppdatera

Rörlösarotorhuvudharböjligabalkariställetförrengångjärn,sårotorhuvudetharvissinneboendestyvhetföratthållaenkrossningupprättnärhelikopternäruppochner.Någrastyvhet:närrotornsnurrarcentrifugalkrafternapåknivhjälpenföratthållademlängre.

Deallraflestahelikoptrarharklafflappellerlutandegångjärn,bådakommerattgörahelikopterflopenöveriensituationsomivideon.Ja,skrovetkanståovanpårotormasten,menrotormastenkommerinteattstannaupprätt,detkommeratthänga.

Hughes 500s verkliga rotorhuvud. Kontrollera där det flappande gångjärnet är.

    
svaret ges 04.07.2017 18:06
4

Enligtwebbplatsen länk var helikoptern en riktig Hughes 500 med utökade landningsskidor.

Jag skulle anta att även om ramen var riktig skulle de använda en touch av filmmagi för att dra av effekten. För att få snurrhastigheten rätt för en film skulle jag anta att de drog motorn, använde en roterande elektrisk motor för att styra den exakta snurrhastigheten och balanserade helikoptern för att producera effekten.

Som andra såg min sökning efter filmens trivia tomt. Så jag gick till IMDB för att se vilka special effekter människor var och fråga dem frågan. Tyvärr, Art Cruickshank gick bort 1983, Danny Lee avled i 2014. Hal Bigger är listad som en okrediterad special effects guy, men jag kunde inte ta reda på om han levde eller en kontaktadress.

Om någon vill kontakta besättningen och fråga dem hur de drog av effekten, är det ett sätt att få svar på hur det gjordes. Jag ska skjuta upp till andra om du skulle kunna göra det med en riktig helikopter. Mitt antagande är att under perfekta förhållanden kan du slå på och ta av. Men inte utan en modifierad Hughes 500.

IMDB Cast och Crew: länk

    
svaret ges 06.07.2017 23:47
2

Nej. Du har försummat att redogöra för hur drivsystem fungerar .

När motorerna sitter i växellådan börjar bladet vända sig. Spragkopplingen / frihjulsenheten är endast inriktad i en rotationsriktning och att fånga. Om lasten kommer från den andra rotationsriktningen, lossnar den. (Se sidan 4-6 i länken).

I det här fallet - utöver problemet med flygplansskyddet är det otvivelaktigt - skulle de flesta helikopterns fria wheeling-enheter inte engagera sig ordentligt.

En mer pressande svårighet skulle vara att (om motorerna skulle startas) skulle motorn löpa tills problemen med bränslesystemet uppstod.

Typiska helikopterbränslesystem är beroende av tyngdkraften matar in i pumparna i botten av bränslecellen, som sedan trycker bränslet och tar det till motorn. När den vänds upp och ner innebär det att bränslet kommer att gå till den nya botten (toppen) och luften kommer upp till toppen (botten) vid vilken tidpunkt bränslepumparna börjar suga i luft istället för bränsle. Om du får tillräckligt med luft i dina bränsleledningar kan du förvänta dig att motorn har problem med att ge ström till rotorsystemet.

(@ JanHudec observerade att spragkopplingen sannolikt skulle ingå, så en del av svaret kan vara felaktigt. Jag kan redigera senare efter en annan uppskattning. Vad är en frihjulningsenhet? Det är det som gör att du kan autorotera när du förlorar drivkraften från motorerna).

    
svaret ges 04.07.2017 18:54
0

Kan det ...? Ja. Men ... praktiskt taget nr.

Punkterna nedan förklara varför svaret är, strängt taget, ja. Men då förklarar de varför det inte är praktiskt praktiskt. Notera hur varje fall misslyckas så snabbt att helikopterns tekniska egenskaper är mest irrelevanta.

Kan det stå på rotorns huvud?

Ja. Helikoptern ligger i en fin jämvikt .

Det är bara att det ligger i en instabil jämvikt .
Styvheten hos den centrala drivaxeln ska vara tillräcklig för att hålla den i balans för ett tag. Och notera att drivaxeln är något lutad, inte precis vertikal. Om piloten hämtar sin handbok, letar du efter rätt checklista, kommer helikoptern säkert att falla över.

Så, praktiskt taget Nej .

Kan det rotera på rotorns huvud?

Ja. obalans är inget problem , när det börjar sakta att rotera.

Det kommer att vända, men inte en hel revolution . Förmodligen inte mer än en fjärdedel av en tur. Det finns några problem som orsakas av de bristande rotationssymmetri helikoptrarna. När den bara står på rotorn är axelns orientering sådan att tyngdpunkten ligger över rotorhuvudet. Beroende på bränslemängden och användningen av säkerhetsbälten av piloten kommer tyngdpunkten att vara några centimeter bort från axelaxeln. Det betyder att en rotationsaxel skulle behöva lutas av några grader mot axeln.

Så, praktiskt taget Nej .

Kan rotorns huvud hantera det utan att bara flyga bort?

Ja. Rotorns huvud skulle stabiliseras genom att tryckas in i marken .

Problemet är med de andra delarna av helikoptern. Alla andra delar. De skulle alla flyga borta .
Efter att ha roterats i någon vinkel skulle helikoptern flytta till tyngdpunktens sida och rotera runt rotorhuvudet på en horisontell axel också. Innan du rör marken kommer den att luta rotorhuvudet något, vilket på grund av den långa spaken skulle flytta rotorbladet våldsamt, om de inte skulle bryta förbi. Snart senare skulle kopplingen mellan rotorhuvudet och den övre drivaxeln bryta, så att helikoptern skulle kunna krascha.

Anta att vi vill ha fler saker att inte flyga bort, som drivaxel, blad och pilot,
praktiskt taget Nej .

Rotorhuvudet, tryckt in i marken, sitter där, lyckligt någonsin .

    
svaret ges 04.07.2017 21:02