Aerodinamika helikopterjev

SEMINAR
(2008/2009)
Aerodinamika helikopterjev
Avtor: Klemen Križaj
Mentor: doc. dr. Daniel Svenšek
Ljubljana, november 2008
Povzetek
Seminar obravnava fizikalne lastnosti, ki pogojujejo delovanje helikopterjev in posebna
pozornost je namenjena fiziki glavnega rotorja. Na začetku je predstavljena sestava in osnove
delovanja helikopterja, nato pa teorija vzgona rotorja. Predstavljeni so tudi nekateri pojavi pri letu
in na koncu še različne tehnološke rešitve pri razvoju helikopterja.
1

Kazalo
Uvod.....................................................................................................................................................3
Zgradba helikopterja.............................................................................................................................3
Osnove delovanja helikopterja.............................................................................................................5
Osnovna aerodinamika.........................................................................................................................5
Teorija vzgona rotorja......................................................................................................................5
Lebdenje......................................................................................................................................6
Vzpon..........................................................................................................................................7
Spuščanje....................................................................................................................................9
Rezultati teorije.........................................................................................................................10
Efekt tal..........................................................................................................................................11
Nesimetričnost vzgona...................................................................................................................12
Omejitve leta..................................................................................................................................12
Alternative..........................................................................................................................................13
Dvojni rotorji.................................................................................................................................13
Tandem......................................................................................................................................13
Koaksialni rotorji......................................................................................................................13
Prekrivani rotorji ......................................................................................................................14
Nagibni rotor.............................................................................................................................14
Repni rotorji...................................................................................................................................14
NOTAR.....................................................................................................................................14
Zaključek............................................................................................................................................15
Viri......................................................................................................................................................15
2

Uvod
Helikopter je v današnjem življenju nepogrešljiva stvar. Olajšala je življenje mnogim ljudem
in nam omogočila oskrbovanje ljudi v oddaljenih krajih, kjer ni zgrajene infrastrukture, kot so
sibirske planjave ali kanadska divjina. Uporabljamo ga kot reševalno vozilo v težko dostopnih
gorah ali v prometa polnem mestu in kot gasilno vozilo za gašenje gozdnih požarov.
Helikopter je bil v osnovni različici razvit že leta 1904, toda šele leta 1946 je razvoj
dovoljeval, da se je začela množična proizvodnja in uporaba. Helikopter je prvi pogled precej
preprosta naprava toda že dejstvo, da je bil izpopolnjen kasneje kot reaktivni pogon ali balistične
rakete, nakazuje na njegovo kompleksnost. Napravo, ki jo mnogi podcenjujejo, si bomo mi
podrobno ogledali in se predvsem osredotočili na aerodinamične aspekte.
Zgradba helikopterja
Slika 1: Sestavni deli helikopterja Vir:[3]
Za začetek si najprej oglejmo sestavo helikopterja. Helikopter lahko razdelimo na okvir,
glavni rotorski sistem, pogon in repni rotor. Za naše potrebe sta najbolj pomembna glavni rotorski
sistem in repni rotor. Za razumevanje snovi je pomembno, da si pogledamo še sestavo glavnega
rotorskega sistema. Ključni deli so drog, spojni del ter lopatice. Uporabljajo se štirje vrste glavnih
rotorjev, in sicer (Vir: [1], [2], [3]):
– Tog sistem: Drog, spojni del in lopatice so toge drug na drugega. Ta vrsta rotorja je na
mehansko najbolj preprosta in ne dovoljuje horizontalnega gibanja lopatic (lagging) in
vertikalnega gibanja (flapping), dovoljuje pa rotacijo lopatic (feathering). Pri tem sistemu je
3

otor najpogosteje sestavljen iz dveh lopatic, ki sta povezani skupaj.
– Poltog sistem: Spojni del in lopatice sta toga drug na drugega, toda spojni del je na drog vezan
preko člena, ki dovoljuje gibanje lopatic v vertikalni smeri. Torej, če se prva lopatica spusti, se
druga dvigne. Lopatice je mogoče zarotirati okoli osi, ki je vzporedna z lopaticami (feathering) .
Horizontalno gibanje posamezne lopatice ni mogoče.
– Polno očlenjen sistem: To je najbolj pogost sistem v večjih helikopterjih (pri majhnih sta bolj
pogosta togi in poltogi sistem). Vsaka lopatica je na spojni del vezana preko serije členov, ki
dopuščajo gibanje posamezne lopatice v vseh smereh. Pri tej vrsti sistema je rotor sestavljen iz
več lopatic.
– Kombiniran sistem: Ti sistemi kombinirajo principe iz prejšnjih sistemov. Uporabljajo lahko
tudi gibljiv spojni del, ki nadomešča posamezne člene.
Slika 2: Zgradba glavnega rotorskega sistema. Na sliki je
primer poltogega sistema Vir:[2]
Slika 3: Postavitev členov pri polnoočlenjenem
sistemu Vir:[2]
4

Osnove delovanja helikopterja
Preden si ogledamo aerodinamiko delovanja helikopterja je potrebno, da si najprej ogledamo
osnove principe, ki dovoljujejo letenje in gibanje helikopterju. Glavno pogonsko silo proizvaja rotor
z izpodrivanjem zraka, ki jo imenujemo vzgon.. Velikost vzgonske sile primarno nadzorujemo z
rotacijo lopatic oz. spreminjanjem kota nagnjenosti lopatic. Vzgonsko sile je mogoče nadzarovati
tudi z hitrostjo vrtenja rotorja, toda ker je, kot bomo kasneje videli, nepraktičen način. Gibanje v
štiri smeri nadzorujemo z vertikalnim gibanjem lopatic oz. z nagibom rotorja (Vir: [12]).
Pomemben člen pri eno-rotorskem helikopterju je tudi repni rotor. Iz osnovne fizike vemo,
da se mora, če vzamemo helikopter kot sistem, vrtilna količina sistema ohranjati. Torej se, zaradi
vrtenja glavnega rotorja, začne preostali del helikopterja vrteti v nasprotno smer kot glavni rotor. S
tem je izpolnjena ohranitev vrtilne količine. To vrtenje okvirja nam onemogoča nadzorovano
letenje, zato uporabimo repni rotor, da nadzorujemo vrtenje okvirja.
Osnovna aerodinamika
Ogledali smo si, kakšna je sestava in osnovno delovanje helikopterja, zato je sedaj čas da si
ogledamo fizikalno teorijo, ki stoji za delovanjem helikopterja. Pri tem si bomo uporabili teorijo
vzgona rotorja in bomo obravnavali le vertikalno gibanje.
Teorija vzgona rotorja
Teorija vzgona rotorja izhaja iz drugega Newtonovega
zakona in je osnovana na predpostavki, da rotor vpliva samo na
zrak direktno nad in pod rotorjem, ter ne vpliva na zrak okoli
rotorja. Naša želja je, da izračunamo, kakšen je vzgon, ki ga
proizvaja rotor in od katerih vrednosti je odvisen, ter kakšna
moč motorjev je potrebna, za takšen vzgon. Zato je najbolje da
si ogledamo,
kakšna je slika
pretoka zraka.
Pred tem je pa
najboljše, da
Slika 5: Sprememba tlaka, pri prehodu zraka
skozi rotor Vir:[7]
stvari
poenostavimo,
da bomo lažje
računali. Pa recimo, da je rotor sestavljen iz nešteto
lopatic, ki so zelo tanke. Tangentna hitrost na
posamezni točki lopatice naj bo neodvisna od radia.
V nadaljevanju bomo ravnino, ki jo takšen rotor
opiše v gibanju, poimenovali disk. Zrak okoli rotorja
ni viskozen in naj ne povzroča upora.
5
Slika 4: Pretok zraka skozi rotor
ob lebdenju Vir:[7]
Pa postavimo rotor v prostor z mirujočim

zrakom. Ko se prične rotor vrteti, se ustvari pretok zraka skozi disk, kot je videti na sliki 4.
Poimenujmo ta pretok zraka skozi disk, kot steber zraka. Hitrost zraka naj se giblje med 0 , na vrhu
stebra, do v ∞ na dnu stebra (to je maksimalna hitrost, ki jo zrak v stebru doseže. Podobno kot pri
EM, se tudi tukaj sprememba hitrosti z oddaljenostjo od rotorja zmanjšuje in se asimptotsko
približuje končni vrednosti, ki je v tem primeru enaka v ∞ ). Hitrost v ravnini diska označimo kot
v i in jo imenujemo tudi kot inducirana hitrost 1 . Pri prehodu zraka čez disk, pride tudi do skoka
tlaka, kot prikazuje slika 5. To razliko med tlakoma direktno nad in pod diskom, bomo označili kot
p ,ter tlak v ravnini rotorja kot p i . Če hočemo izračunati kakšen je vzgon rotorja, je treba
najprej izračunati kakšna sta inducirana hitrost in razlika tlakov. To bomo najlažje storili z uporabo
Bernoullijeve enačbe. Pri tem vzemimo, da rotor lebdi. Bernoullijevo enačbo uporabljamo v stebru
zraka, saj ta velja le za tokovnice. (Vir: [1], [2]).
Lebdenje
Zapišimo torej Bernoullijevo enačbo za zrak tik nad diskom, ter zrak tik pod diskom:
p∞= pi 1
2 v 2
i
pi p 1
2 v 2
i = p∞ 1
2 v 2
∞
Z smo označili gostoto zraka. Sedaj vstavimo enačbo (1) v enačbo (2) in dobimo:
p= 1
2 v 2
∞
Tako smo dobili zvezo med razliko tlakov in končno hitrostjo zraka.
Oglejmo si, kako je definiran vzgon (T):
T = dm
dt v (4)
Za izračun vzgona rabimo torej masni pretok skozi disk. Če si predstavljamo naš sistem z rotorjem
in zrakom kot izoliran sistem brez trenja, lahko uporabimo zakon o ohranitvi gibalne količine, da
dobimo masni pretok, ter ga vstavimo v enačbo (4):
T =S v i v ∞ (5)
Z S smo označili volumen diska (ker smo privzeli, da je disk neskončno tanek, je A pravzaprav
ploščina in dvodimenzionalna gostota). Ker smo pretok zraka na začetku omejili na disk, sedaj
uporabimo dejstvo, da je vzgon enakomerno porazdeljen po disku:
p= T
S =v i v ∞ (6)
Združimo enačbi (6) in (3), ter dobimo:
v∞ =2 vi (7)
Enačba (7) nam pove, da zrak dobi polovico svoje hitrosti nad rotorjem in pol pod rotorjem.
1 Povprečna inducirana hitrost naj bi bila okoli 70 km/h, z možnimi sunki do 130 km/h Vir:[9]
6
(1)
(2)
(3)

Vstavimo enačbo (7) v enačbo (5) in dobimo odvisnost vzgona od inducirane hitrosti:
2
T =2 S vi V primeru, da nas zanima inducirana hitrost pri znanem vzgonu, enačbo (8) priredimo v :
v i= T
2S (9)
Moč, ki jo motorji helikopterja trošijo, da proizvedejo vzgon T je enaka moč, ki jo prejme zrak, ko
prehaja skozi disk. To moč bomo označili z Pi in jo bomo imenovali inducirana moč. V našem
sistemu lahko pozabimo na potencialno energijo, saj lahko brez popravka prejšnjih enačb,
privzamemo da gravitacije ni. Sprememba energije, ki jo je zrak sprejel, izhaja samo iz spremembe
kinetične energije zraka. Zapišimo torej, kakšna je sprememba kinetične energije zraka v časovnem
intervalu:
dW k 1
=
dt 2 S vi v 2
∞ =Pi (10)
To enačbo lahko poenostavimo, če uporabimo enačbi (7) in (8):
P i =T v i (11)
V našem modelu smo zanemarili upor, ki ga povzroča zrak na rotorju. V praksi se uporablja tako
imenovani koeficient odličnosti, ki nam pove kakšno je razmerje med inducirano močjo in celotno
močjo (v to je všteta še moč, ki se troši zaradi upornosti zraka (P0)). Koeficient odličnosti označimo
z M in nam v bistvu pove, kakšen je izkoristek 2 :
(Vir: [1])
Vzpon
M = P i
P iP 0
Sedaj pa si poglejmo, kako se enačbe spremenijo ob vzponu helikopterja. Upoštevati moramo, da
ima sedaj zrak že neko začetno hitrost v nasproti smeri gibanja helikopterja. Hitrost zraka v ravnini
rotorja označimo kot v z v i , kjer je v z hitrost vzpona in v i inducirana hitrost. Kot v primeru
lebdenja želimo ugotoviti, kakšna sta vzgon in inducirana moč. Iz enakega razloga kot prej, tudi
tokrat zapišemo Bernoullijevi enačbi za zrak tik nad in pod diskom:
p∞ 1
2 v 2
z=
pi 1
2 v iv z 2
p i p 1
2 v iv z 2 = p ∞ 1
2 v zv ∞ 2
Sedaj vstavimo enačbo (13) v enačbo (14) in dobimo:
2 Pri dobro zasnovanih rotorjih se ta giblje med 0.7 in 0.8 (v realnosti moramo še upoštevati izkoristek mehaničnih
delov, tako da se izkoristek giblje med 60% in 66%) Vir:[1]
7
(8)
(12)
(13)
(14)

p 1
2 v 2 1
z=
2 v zv∞ 2
Kot pri lebdenju, izračunamo vzgon z pomočjo izreka o gibalni količini in dobimo:
T =S v z v i v ∞ (16)
In kot prej uporabimo povezavo med enačbo (15) in (16):
p= T
S = v z v i v ∞ (17)
Ko združimo enačbi (15) in (17), dobimo znano razmerje:
v ∞ =2 v i (18)
Ko vstavimo to v enačbo (16), dobimo izraz za vzgon:
T =2 S v z v i v i (19)
Ta rezultat nam ni v presenečenje, saj smo pričakovali, da bo za dvigovanje rabili več moč, kot za
lebdenje. Toda če hočemo primerjati inducirano moč in hitrost med lebdenjem in vzponom, bomo to
morali napisati malo drugače. Pa označimo inducirano hitrost iz poglavja lebdenje kot v h .
Razmerje med induciranimi hitrosti pri lebdenju in vzponu je:
To enačbo preoblikujemo in dobimo:
vi =−
vh v z
2 vh v 2
z
1
2 vh (15)
2
v h =vzv i vi (20)
Torej se inducirana hitrost ob rotorju manjša z večanjem hitrosti vzpona in se asimptotsko za velike
vrednosti približuje 0, za majhne vrednosti vzgona je pa približno v i =v h − v z
2 .
To nam je razumljivo, saj mora biti ob največji možni hitrosti dviganja, hitrost zraka ki potuje skozi
rotor, enaka hitrosti dviganja. Oglejmo si že inducirano moč pri vzponu (uporabimo enak postopek
kot pri enačbi (11)):
(21)
P i =T v z v i (22)
Rezultat je pričakovan, vsaj glede na to, kako smo definirali hitrost zraka skozi disk. Če hočemo to
moč boljše razumeti, jo spet primerjamo z močjo pri induciranem lebdenju, ki jo označimo z P h :
Pi =
P h
v z
2v h
v 2
z
1
2 vh (23)
Inducirana moč se torej veča z hitrostjo vzpona. Zopet pričakovan rezultat, ki nam pove, da rabimo
za hitrejše vzpenjanje večjo moč, kot za počasnejše. Ta predstava nam je domača iz avtomobilskega
sveta.
(Vir: [1])
8

Spuščanje
Slika 5: pretok zraka in vrtinci ob spuščanju: (a) počasno spuščanje (b) hitrejše
spuščanje Vir:[2]
Enačbe pri spuščanju so, dokler je ∣v z∣ vi 2
, analogne tistim pri vzponu, zato jih ne bomo
še enkrat ponavljali (samo da je sedaj v z negativen, medtem ko ima vi še vedno pozitiven
predznak, saj rotor še vedno proizvaja vzgon ).
Stvari se pa spremenijo, ko je ∣v z∣ vi . Takrat nastane močna
2
interakcija med spuščajočim stebrom zraka in dvigajočim se zrakom okrog
njega, ki začne tvoriti vrtince, kot jih vidimo na sliki 5 (vrtinci so prisotni
tudi v ostalih fazah leta, a so prešibki, da bi resno ovirali let). Takrat ti
vrtinci postanejo tako močni, da ko se občasno odcepijo od konice rotorja
in zaidejo v steber spuščajočega zraka, da povzročijo motnje v vzgonu. Te
motnje povzročijo močne vibracije rotorja, kar naredi letenje neprijetno in
potencialno nevarno. Zaradi teh motenj naša teorija v primeru spusta
odpove.
Ko se hitrost spusta približuje v i se pretok zraka skozi rotor
praktično ustavi in vrtinci se gibljejo skozi steber zraka kot okrog togega
telesa. V tem stanju so vibracije še vedno prisotne, toda manj kot v
prejšnjem stanju. To stanje imenujemo turbulentno stanje.
Ko postane v z 2 v i nastane tako imenovani efekt veterničnega
zaviranja. V tem stanju se moč prenaša iz zraka na rotor in zopet lahko uporabimo našo teorijo.
Pretok skozi rotor v tem stanju vidimo na sliki 7. Uporabimo prejšnje enačbe iz poglavja vzpona in
dobimo:
T =−2 S v z v i v i (24)
Enačba nam pove, da se delo prenaša iz zraka na rotor in ne več obratno. Vzgon je še vedno
pozitiven, saj ne smemo pozabiti, da je v z negativen.
(Vir: [1])
9
Slika 6: Pretok in
vrtinci v turbulentnem
stanju Vir:[2]

Na tej točki lahko definiramo stanje idealne
avtorotacije. To je stanje, ko v primeru odpovedi
motorja rotor lahko vzdržuje vzgon, ki je enak teži
helikopterja in dovoljuje nadzorovan spust in
pristanek. Realna avtorotacija je rahlo drugačna, saj je
treba upoštevati še zračni upor. V primeru avtorotacije
nam rotor deluje kot padalo, ki upočasnjuje padanje
in dovoljuje pristanek.
Rezultati teorije
Ta teorija nam ne pove, kako je vzgon odvisen
od posamezne lopatice in njene oblike ali kakšno je
gibanje naprej ali vstran, da nam pa osnovne odgovore
na gibanje zraka ob gibanju v vertikalni smeri in
približno pove, kakšne pogoje mora rotor izpolnjevati,
da bo uspešno deloval. V realnosti so nekatere enačbe, ki so jih izpeljali, napačne. Upoštevati bi
bilo treba vrtince, ki se tvorijo na konicah lopatic, saj lahko v nekaterih primerih (pri vzponu
recimo) lahko zmanjšajo moč, ki je potrebna za vzdrževanje gibanja. Prevzeli smo tudi, da je pretok
pod glavnim rotorjem enakomeren, medtem ko je v realnosti tak, kot na sliki 8.
10
Slika 7: Pretok v stanju veterničnega
zaviranja Vir:[2]
Slika 8: realen vrtinec pod rotorjem in distribucija vzgona
po dolžini lopatice Vir:[1]

Slika 9 in 10: Računalniška simulacija vrtincev, ki nastanejo pri gibanju naprej Vir:[10]
Efekt tal
Ne tej točki moramo omeniti tudi efekt tal. Namreč, ko je helikopter blizu tal hitrost
zračnega stebra pade na nič ob stiku z tlemi na nič. To povzroči, da je inducirana hitrost ob rotorju
manjša in posledično tudi moč, ki jo mora rotor dovajati, da lebdi. Zato lahko helikopter, ki leti tik
nad tlemi nosi precej večjo težo, kot bi jo lahko če bi bil na večji višini. Z poizkusi na modelih in v
vetrovnikih so izdelali približno formulo, ki nam pove, kakšno je razmerje med vzgonom pri tleh in
tistim na večji višini (Vir: [1], [6]).
Enačba je:
T
T ∞
1
=
1− R
4Z
2
, kjer je R radij rotorja in Z oddaljenost rotorja od tal.
Slika 16: Pretok zraka skozi rotor tik nad zemljo in visoko v
zraku Vir:[6]
11
(25)

Nesimetričnost vzgona
Nesimetričnost vzgona je pojav, ko se pojavi razlika v vzgona med napredujočimi in
umikajočimi lopaticami pri letu naprej. Naj se rotor vrti v smeri urinega kazalca. Torej ima pri letu
naprej leva lopatica, ki se giblje naprej, večjo kot desna lopatica, ki se giblje nazaj. Pri teoriji
vzgona rotorja smo videli, da je vzgon sorazmeren kvadratu hitrosti lopatice. Zato levi del rotorja
proizvaja večji vzgon, kot desni. To bi povzročilo nagib helikopterja, če ne bi kompenzirali za
razliko. Pri klasičnem eno rotorskem sistemu to storimo z spremembo kota nagiba lopatic, in sicer
tako da na desni strani povečamo vzgon. Nesimetričnost vzgona je prisotna tudi pri repnem rotorju,
kjer pa uporabimo vertikalni člen za kompenzacijo (Vir: [3],[6]).
Omejitve leta
Naj omenimo še nekaj omejitev pri delovanju helikopterjev.
– Hitrost leta naprej: omejena zaradi nesimetričnosti vzgona. Večja kot je hitrost leta, večja bo
razlika med vzgonom na obeh polovicah rotorja. Kompenzacija z nagibom je omejena, saj
se pri nagibu poveča upor zraka na lopatici. Dodatna omejitev je prekoračitev hitrosti zvoka.
Namreč, če napredujoča lopatica preseže hitrost zvoka se sile na lopatico močno povečajo,
kar povzroči močno povečan zračni upor in vibracije. VNE (Velocity, Never Exceed ) je
največja hitrost, ki jo helikopter še lahko doseže 3 .
– Največja višina: padanje gostote zraka predstavlja hudo omejitev dosega višine. Kot smo
videli, je vzgon sorazmeren z gostoto zrak, ki pa manjša za višino. Maksimalna višina je
odvisna tudi od oblike in dimenzij lopatic. Večje in daljše kot so lopatice, več vzgona lahko
proizvajajo, toda so tudi težje. Tako lahko največja možna višina sega vse od 2500m pri
manjših helikopterjih, ter vse do 8500m pri večjih 4 .
(Vir: [3])
3 Za Eurocopter je vNE enaka 277 km/h Vir:[11]
4 Največja dosežena višina naj bi bila 10990m Vir:[3]
12

Alternative
Do sedaj smo si predstavljali helikopter kot napravo z enim rotorjem in repnim rotorjem.
Sedaj si bomo pa ogledali nekaj alternativ na tem področju.
Dvojni rotorji
Tandem
V tem primeru sta dva rotorja
nameščena en za drugim z nasprotno rotacijo,
drug na drugega. Za premikanje naprej in nazaj
uporabljata skupinski naklon obeh rotorjev. Za
primer: Za gibanje naprej zadnji rotor poveča
kot nagnjenosti lopatic in s tem dvigne rep,
medtem ko sprednji rotor zmanjša kot
nagnjenosti in s tem spusti prednji del.
Največja prednost tandemskih motorjev je
povečana moč zaradi dveh rotorjev in s tem
povečana nosilnost in hitrost. Najbolj znan
predstavnik je ameriški Chinook (slika 11).
(Vir: [3])
Koaksialni rotorji
Slika 11: Chinook Vir:[3]
Tukaj sta oba rotorja nameščena na
skupno os in se vrtita v nasprotnih smereh.
Taka postavitev izniči potrebo po repnem
rotorju. Glavna prednost koaksialne postavitve
je kompenzacija nesimetričnosti vzgona, saj se
nesimetričnost vzgona pri enem rotorju
kompenzira pri drugem. Postavitev poskrbi
tuda za zmanjšanje hrupa, ki se pri klasični
postavitvi ustvarja med glavnim in repnim
rotorjem.. Tak helikopter je tudi bolj
kompakten, saj ne rabi repnega rotorja ter ima,
zaradi enakega razloga, večjo moč. Največja
Slika 12: Ka-50 Vir:[12]
težava pa je mehanska zapletenost takega
modela. Najbolj znan predstavnik je KA-50 (slika 12) (Vir: [3], [12]).
13

Prekrivani rotorji
V tem primeru ima vsak rotor svoj drog, ki sta
razmaknjena in rahlo pod kotom, da se rotorja ne bi sekala.
Tak model zopet ne rabi repnega rotorja, saj se rotorja vrtita
v različnih smereh. Je zelo redka postavitev rotorjev (Vir:
[3]).
Slika 14: V-22 Osprey Vir:[3]
Repni rotorji
NOTAR
Nagibni rotor
Ti modeli so mešanica med helikopterji in letali. V fazi
letala deluje kot helikopter z tandemskima rotorjema, a
lahko premakne rotorja v horizontalno pozicijo, da
delujeta kot propelerja. Prednost tega hibrida je
zmožnost potovanja pri večji hitrosti kot helikopter, a še
vedno zmožnost navpičnega pristajanja (Vir: [3]).
Alternativa klasičnemu repnemu
rotorju, ki uporablja efekt Coandă-ja.
Majhen rotor je postavljen blizu glavnega
motorja, ki potiska zrak skozi dve majhni
reži ob straneh repa. Ta zrak preusmeri
vrtinec glavnega rotorja tako, da objame rep
in s tem povzroči vzgon in kompenzira za
vrtenje glavnega rotorja. Prednost tega
principa je, da je tišji, bolj zanesljiv in
povzroča manj vibracij. Slabosti sta pa
manjši izkoristek, kot klasični rotor in
slabša gibljivost.
Slika 15: Delovanje NOTAR-ja Vir:[13]
(Vir: [3])
14
Slika 13: HH-43 Huskie Vir:[3]

Zaključek
Aerodinamika helikopterja je zelo zapletena stvar, kot smo v tem seminarju lahko videli. Še
danes ne znamo analitično izračunati aerodinamike helikopterja, tako da se moramo posluževati
numeričnih simulacij in modelskih simulacij v vetrovnikih. Mnogo pomembnih stvari, ki bi jih
rabili, če bi hoteli resnično razumeti dinamiko helikopterjev, smo v tem seminarju izpustili, saj bi
za to rabili precej več prostora. Helikopter je zelo samosvoja naprava in je primerjava z letali zelo
nepraktična, saj je helikopter primarno zasnovan za dolgotrajno lebdenje, medtem ko je letalo
zasnovano za hiter let naprej.
Viri
[1] Seddon, Basic Helicopter Aerodynamics, BSP professional books (1990)
[2] Bramwell, Done in Balmford, Bramwell’s Helicopter Dynamics, Butterworth-Heinemann
(2001)
[3] www.wikipedia.com (5.11.2008)
[4] A. T. Conlisk, Modern Helicopter Aerodynamics, The Ohio State University (1997)
[5] Bell 407 Helicopter Documentation, Terminal Reality inc. (2001)
[6] http://www.dynamicflight.com/aerodynamics/
(5.11.2008)
[7] Gessow in Myers, Aerodynamics of a Helicopter, Frederick Ungar publishing co. (1985)
[8] Croucher, Helicopter Pilots handbook, (2003)
[9] Landgrebe, Prediction of rotor wake induced flow along the rocket trajectories of an army
AH-IG helicopter, United Aircraft Research Laboratories (1975)
[10]http://www.onera.fr (12.11.2008)
[11]Republic of Indonesia - Ministry of Transportation, Airworthiness Directive (2008)
[12]Ка-50 «Черная Акула» руководство пилота, EAGLE DYNAMICS (2008)
[13]Sankar, Helicopter Aerodynamics and Performance
15