Bugün öğrendim ki: helikopterlerin motorları arızalandığında bir kaya gibi düşmediği, "otorotasyon" adı verilen bir şeyi gerçekleştirebildiği, yani helikopter düşerken rotor kanatlarının içinden geçen hava nedeniyle dönmeye devam ettiği
Motor gücü yerine rüzgar direncinin etkisiyle helikopter rotorlarının dönmesi
Bu makale, döner kanatlı uçakların otomatik dönüşü hakkındadır. Otomatik dönüş (sabit kanatlı uçaklar) veya Otomatik dönüş (hava kaynaklı rüzgar enerjisi) ile karıştırılmamalıdır.
Otomatik dönüş, bir helikopterin veya diğer döner kanatlı uçakların ana rotor sisteminin, bir otojiro gibi, rotorun içinden yukarı doğru hareket eden hava sayesinde, rotora motor gücü verilmesi yerine döndüğü bir uçuş durumudur.[1][2][3] Otomatik dönüş terimi, 1915 ve 1920 yılları arasındaki erken helikopter geliştirme dönemine aittir ve motor çalışmadan rotorların dönmesine işaret eder.[4] Sabit kanatlı bir uçağın planör uçuşuna benzer. Bazı ağaçların (örneğin akçaağaç ağaçlarının) tohumları, tohumun otomatik dönüşle yere doğru dönmesini sağlayan kanat benzeri yapılara sahiptir; bu, tohumların daha geniş bir alana dağılmasına yardımcı olur.
Helikopterlerde otomatik dönüşün en yaygın kullanımı, motor arızası veya kuyruk rotörü arızası durumunda uçağı güvenli bir şekilde indirmektir. Eğitimlerinin bir parçası olarak helikopter pilotlarına öğretilen yaygın bir acil durum prosedürüdür.
Normal motorlu helikopter uçuşunda, hava yukarıdan ana rotor sistemine çekilir ve aşağı doğru itilir, ancak otomatik dönüş sırasında helikopter alçalırken hava rotor sistemine alttan girer. Otomatik dönüş, motor çalışmasa bile ana rotorun dönmeye devam etmesini sağlayan serbest tekerlekli ünite ile, relatif rüzgarın aerodinamik kuvvetlerinin rotor hızını koruması sayesinde mekanik olarak mümkündür. Bu, motor tamamen arızalandığında veya motoru rotor sisteminden ayıran başka bir mekanik sorun durumunda bir helikopterin güvenli bir şekilde inmesini sağlayan yöntemdir. Sonuç olarak, tüm tek motorlu helikopterlerin tip sertifikası almak için bu yeteneği göstermeleri gerekir.[5]
Tarihteki en uzun helikopter otomatik dönüşü, 1972 yılında Jean Boulet tarafından, bir Aérospatiale SA 315B Lama ile 12.440 m (40.814 ft) rekor yüksekliğe ulaştığında gerçekleştirildi. Bu yükseklikteki −63 °C (−81.4 °F) sıcaklık nedeniyle, gücü azaltır azaltmaz motor alev alıp yeniden çalıştırılamadı. Otomatik dönüşü kullanarak uçağı güvenle indirmeyi başardı.[6] Otomatik dönüş, otojirinlerin normal çalışma modudur; mesafe rekoru 1653 km'dir.[alıntı gerekli]
İniş ve iniş
[düzenle]
Bir helikopter için "otomatik dönüş", motorun ana rotor sisteminden ayrıldığı ve rotor kanatlarının yalnızca rotorun içinden geçen hava akışı tarafından yönlendirildiği alçalma manevrası anlamına gelir. Serbest tekerlekli ünite, motorun dönme hızı rotorun dönme hızından düşük olduğunda her zaman devre dışı bırakan özel bir kavrama mekanizmasıdır. Motor arızası durumunda, serbest tekerlekli ünite motoru ana rotordan otomatik olarak ayırır ve ana rotorun serbestçe dönmesine izin verir.
Otomatik dönüşün en yaygın nedeni motor arızası veya bozulmasıdır, ancak otomatik dönüş, otomatik dönüşte neredeyse hiç tork üretilmediğinden, tam bir kuyruk rotörü arızası veya kuyruk rotörü etkinliğinin kaybından sonra da gerçekleştirilebilir.[7] Yükseklik izin veriyorsa, otomatik dönüşler, ayrıca güçle çökme olarak da bilinen bir girdap halkası durumundan kurtulmak için de kullanılabilir.[2] Tüm durumlarda, başarılı bir iniş, otomatik dönüşün başlangıcındaki helikopterin yüksekliğine ve hızına bağlıdır (yükseklik-hız diyagramına bakın).
Motor arızası anında, ana rotor kanatları, atak açılarından ve hızlarından kaldırma ve itme kuvveti üretir. Motor arızası durumunda yapılması gereken toplu pervaneyi hemen düşürerek pilot, kaldırma ve sürüklemeyi azaltır ve helikopter anında bir inişe başlar ve rotor sisteminden yukarı doğru bir hava akışı üretir. Rotor sisteminden geçen bu yukarı doğru hava akışı, iniş boyunca rotor dönme hızını korumak için yeterli itme kuvveti sağlar. Kuyruk rotörü otomatik dönüş sırasında ana rotor transmisyonu tarafından tahrik edildiğinden, yön kontrolü normal uçuşta olduğu gibi korunur.
Otomatik dönüşe girmek için toplu pervane hemen düşürülmelidir. Herhangi bir yukarı yönlü toplu pervane, kanatların ilgili sürüklenmeyle kaldırma üretmesine neden olur. Bu sürüklenme, rotor devir sayısının hızla güvenli olmayan bir hıza düşmesine ve potansiyel olarak kanatların durmasına neden olur. Kanatlar durursa, ardından gelen çok yüksek sürüklenme artışı, rotorun dönmesini durduracaktır. Bu geri alınamaz.
Otomatik dönüş kurulduktan sonra, toplu pervane, rotor devir sayısını kırmızı çizginin altında ve rotor durma devir sayısının üzerinde tutmak için kullanılır.
Birkaç faktör, otomatik dönüşteki iniş hızını etkiler: yoğunluk yüksekliği, brüt ağırlık, rotor dönme hızı ve ileri hava hızı. Pilotun iniş hızının birincil kontrolü hava hızıdır. Daha yüksek veya daha düşük hava hızları, normal uçuşta olduğu gibi siklik pervane kontrolü ile elde edilir. İniş hızı sıfır hava hızında yüksektir ve belirli helikoptere ve daha önce belirtilen faktörlere bağlı olarak yaklaşık 50 ila 90 knotta minimum seviyeye iner. Hava hızı minimum iniş hızını sağlayan hızı aştığında, iniş hızı tekrar artar. Sıfır hava hızında bile, rotor oldukça etkilidir, çünkü kanatlardan oluşmasına rağmen neredeyse bir paraşütün sürüklenme katsayısına sahiptir[8][9].
Otomatik dönüşten iniş yaparken, dönen kanatlarda depolanan kinetik enerji ve uçağın ileri hareketi, iniş hızını azaltmak ve yumuşak bir iniş yapmak için kullanılır. Yüksek iniş hızına sahip bir helikopteri durdurmak için, daha yavaş inen bir helikopteri durdurmak için gerekenden daha fazla rotor enerjisi gerekir. Bu nedenle, çok düşük veya çok yüksek hava hızlarındaki otomatik inişler, minimum iniş hızı hava hızında yapılanlardan daha kritiktir.
Bir otomatik dönüş inişi birden fazla aşamadan oluşur: planör uçuşu, iniş için yükselme, iniş. İniş sırasında helikopter için uygun bir hızda kararlı bir planör uçuşu korunur. Genellikle yerden 50-100 fit yükseklikte, pilot burnu kaldırır ve toplu pervaneyi yükseltir. Burnu kaldırmak, rotordan daha fazla hava akışına ve toplu pervanenin bu hava akışını helikopterin ileri hızını yavaşlatacak daha fazla rotor kaldırma kuvvetine dönüştürmesine yol açar. Toplu pervanenin yükseltilmesi ayrıca rotor devir sayısının kırmızı çizgiyi aşmasını da önler. Helikoptere bağlı olarak, hava hızı tamamen azalmadan önce helikopter seviyelendirilir. Bu noktada çoğu helikopter hala ileri hıza sahip olacaktır ve kalan rotor momentumunu kullanarak iniş yapacaktır. Bazı helikopterlerin rotor sisteminde, helikopteri durma noktasına getirip ileri hız olmadan yere indirebilecek kadar momentum vardır.
Her helikopter türünün, güçsüz planör uçuşunun en verimli olduğu belirli bir hava hızı vardır. En iyi hava hızı, en büyük planör menzilini en yavaş iniş hızıyla birleştirendir. Belirli hava hızı her helikopter türü için farklıdır, ancak bazı faktörler (yoğunluk yüksekliği, rüzgar) tüm konfigürasyonları aynı şekilde etkiler. Otomatik dönüşler için belirli hava hızı, her helikopter türü için ortalama hava ve rüzgar koşulları ve normal yükleme esas alınarak belirlenir.[alıntı gerekli]
Otomatik dönüş halindeki bir helikopter, yanal hızı olmaksızın geriye, yana veya dikey olarak uçurulabilir. Kayma, planör açısını azaltmak için kullanılabilir.
Yüksek yoğunluklu yükseklikte veya rüzgarlı koşullarda ağır yüklerle çalışan bir helikopter, inişte biraz artırılmış bir hava hızından en iyi performansı elde edebilir. Düşük yoğunluklu yükseklikte ve hafif yüklemede, en iyi performans normal hava hızında hafif bir azalmadan elde edilir. Pilot, hava hızını mevcut koşullara uydurma bu genel prosedürü izleyerek, herhangi bir koşulda yaklaşık olarak aynı planör açısını elde edebilir ve iniş noktasını tahmin edebilir. Bu optimum planör açısı genellikle 17-20 derecedir.[10]
Otomatik dönüş bölgeleri
[düzenle]
Dikey otomatik dönüş sırasında, rotor diski üç bölgeye ayrılır: tahrik edilen bölge, tahrik bölgesi ve durma bölgesi. Bu bölgelerin boyutları, kanat pervanesi, iniş hızı ve rotor dönme hızıyla değişir. Otomatik dönme dönme hızı, kanat pervanesi veya iniş hızı değiştirildiğinde, bölgelerin boyutları birbirleriyle ilişkili olarak değişir.
Tahrik edilen bölge, pervane bölgesi olarak da adlandırılır ve kanatların ucunda bulunan bölgedir. Normalde yarıçapın yaklaşık %30'unu oluşturur. Kanatların dönmesinde yavaşlamaya neden olan en büyük sürükmeyi üreten tahrik edilen bölgedir.
Tahrik bölgesi veya otomatik dönüş bölgesi, normalde kanat yarıçapının %25 ile %70'i arasında yer alır ve otomatik dönüş sırasında kanatları döndürmek için gereken kuvvetleri üretir. Tahrik bölgesindeki toplam aerodinamik kuvvet, dönme ekseninin biraz önüne eğimlidir ve sürekli bir ivmelenme kuvveti üretir. Bu eğim, kanatın dönmesini hızlandırma eğiliminde olan itme kuvveti sağlar. Tahrik bölgesi boyutu, kanat pervane ayarı, iniş hızı ve rotor dönme hızıyla değişir.
Rotor kanatının iç %25'i durma bölgesi olarak adlandırılır ve maksimum atak açısının (durma açısı) üzerinde çalışarak sürtünmeye neden olur ve bu da kanatın dönmesini yavaşlatır. Sabit bir rotor dönme hızı, toplu pervane, tahrik bölgesinden gelen ivme kuvvetleri, tahrik edilen ve durma bölgelerinden gelen yavaşlama kuvvetleriyle dengelenene kadar ayarlanarak elde edilir.
Pilot, tahrik bölgesinin boyutunu kontrol ederek otomatik dönme dönme hızını ayarlayabilir. Örneğin, toplu pervane yükseltilirse, tüm bölgelerde pervane açısı artar. Bu, denge noktasının kanat açıklığı boyunca içe doğru hareket etmesine ve böylece tahrik edilen bölgenin boyutunun artmasına neden olur. Durma bölgesi de büyürken tahrik bölgesi küçülür. Tahrik bölgesinin boyutunun küçültülmesi, tahrik bölgesinin ivme kuvvetine ve dönme hızına neden olur.[orijinal araştırma?]
Kırık Kanat Ödülü
[düzenle]
Kırık Kanat Ödülü, acil durum koşullarında otomatik dönüşün başarılı bir şekilde yürütülmesi için verilen bir ABD Ordusu ödülüdür. Ordu Yönetmeliği 672-74'te belirtildiği gibi, ödülün şartları şunlardır: "Bir hava mürettebat üyesi, olağanüstü havacılık becerisi sayesinde, acil bir durumda uçak hasarını veya personele yaralanmayı en aza indirmelidir veya önlemelidir. Hava mürettebat üyesinin, bir uçağı uçuşta acil bir durumdan kurtarırken olağanüstü beceri göstermiş olması gerekir."[11]
Ayrıca bakınız
[düzenle]
Otojiro
Helikopter uçuş kontrolleri
Helikopter yükseklik-hız diyagramı
Referanslar
[düzenle]