347a do Rotor.pptx) - fenix.tecnico.ulisboa.pt · Introdução • As pás dos helicópteros estão ligadas ao veio do rotor com uma série de dobradiças : – Dobradiçasdebatimento,quepermiteomovimentoparacimae

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


Batimento para baixoresistência

Tipos de cabeça do rotor

Boeing AH-64 Apache : totalmente articulado


Boeing AH-64 Apache : totalmente articulado

Tipos de cabeça do rotorTipos de cabeça do rotor

Kamov Ka-29TB Helix:

totalmente articuladototalmente articulado


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


• Pesados e provocam grande resistência

aerodinâmica.


Robinson R-22 Teetering


Robinson R-22 Teetering


Bell UH-1D Teetering


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.



Westland Lynx: Sem dobradiças




Rolamentos de picadapicada

Dobradiça de batimento

Amortecedor de atraso

Dobradiça de atrasoatraso





Eurocopter Bo105M: Sem dobradiças


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


• Boas capacidades de manobra



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


Prato cíclicoPrato cíclico

VeioPás do rotor

Veio

Prato cíclico rotativo

Cabos de controlo de picada

Prato cíclico fixo

Cabos de controlo de


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



Cabos de controlo de ordens do piloto

Rolamento esférico


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


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”


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


Movimento de atrasoMovimento de atrasoângulo de atraso

dobradiça de atraso

atraso

Veio

Centro de massa da páda pá


Movimento de atrasoMovimento de atraso

Pá do rotor

Pá do rotor

Pá do rotor

Veio Eixo de rotação

dobradiça de atraso


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


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.


necessariamente ortogonais.


Eixo de batimentoEixo de atraso

Eixo de Eixo de rotação (Veio)

Eixo de picadaEixo ao longo da


longo da pá


• 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


longo da pá


• Acoplamento entre o movimento de batimento e


• Acoplamento entre o movimento de batimento e

de picada.


BatimentoDiminuição

Batimentopara baixo

Aumento do ângulo de picada

Batimentopara cima

do ângulo de picada

baixode picada



Controlo do ângulo de ângulo de picada

• Sem acoplamento entre o movimento de


• Sem acoplamento entre o movimento de

batimento e de picada.


• Dobradiça de • Dobradiça de

batimento

Eixo de

• Acoplamento

entre o


entre o

batimento e

o atrasoo atraso

Eixo ao longo da

Eixo da dobradiça


longo da pá


• No caso geral :• No caso geral :

• Dobradiça de batimento

• δ ≠0Eixo de • δ3≠0

– Batimento e picada

• δ ≠0


• δ1≠0

– Batimento e atrasoEixo ao

Eixo da dobradiça

Eixo ao longo da pá



• No caso geral:• No caso geral:

• Dobradiça de atraso

• α ≠0• α3≠0

– Atraso e picada

• α ≠0


• α1≠0

– Atraso e batimentoEixo da dobradiça

Eixo ao longo da pá


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