Wątek: Przepustnica na dźwigni skoku ogólnego...

[SnakeDoc]

Witam

Mam kolejne pytanie dotyczące śmigłowców.
Gdzieś kiedyś usłyszałem, że po starcie silników, prędkość obrotową wirnika ustala się na jednym, stałym poziomie, i
w trakcie lotu już się jej nie zmienia. Tylko z kolei kłóci się to (przynajmniej według mnie) z wyposażeniem śmigłowców
w manetkę przepustnicy na dźwigni skoku ogólnego. Jak to jest więc rozwiązane w rzeczywistości?
I drugie pytanie przy okazji - jak to jest z odpalaniem turbiny (na przykładzie uh-1 najlepiej) - ona jest uruchamiana
pod obciążeniem, czy ma jakieś sprzęgło przed przekładnią główną? Na filmach z reguły widać (i słychać), że najpierw
coś rozpoczyna szumieć (może sprężarka), a dopiero później zaczyna się obracać wirnik.

[Sundowner]

Zaczynając od końca, musisz wiedzieć, że silnik turbinowy składa sie z dwóch oddzielnych zespołów ruchomych - osobno sprężarki ze zwykle jedna turbiną, i turbin/y napędowych. W trakcie rozruchu napędzana jest sprężarka (sprężonym powietrzem, lub bezpośrednio jakimś dodatkowym silnikiem), gdy osiągnie sie odpowiednie ciśnienie powietrza w sekcji palników następuje zapłon dostarczonego tam paliwa. Pod wpływem wysokiego ciśnienia spalin napędzana jest turbina sprężarki, przez co możliwe jest podtrzymanie pracy silnika już bez systemów zewnętrznych. Natomiast turbiny napędowe, które są na wale napędowym i bezpośrednio podłączone do przekładni głównej cały czas są pod obciążeniem i ich rozkręcenie zajmuje trochę czasu. Niektóre śmigłowce posiadają hamulec wirnika głównego, gdy ten jest uruchomiony turbina napędowa nie ma prawa drgnąć do czasu jego zwolnienia stąd, np w S-76 słychać, że oba silniki pracują już na nominalnych obrotach, a wirnik sie nie porusza.

Co do manetek przepustnicy w dźwigni skoku ogólnego, abstrahując od starych śmigłowców gdzie prędkość obrotową wirnika regulował sam pilot. We współczesnych śmigłowcach prędkość obrotową wirnika reguluje automat (z angielska "Governor") ale ten ma prawo się zepsuć, stąd w śmigłowcach masz czasami manetki mocy silników pod ręką, abyś mógł w sytuacji awaryjnej regulować prędkość obrotową wirnika poprzez obroty silników. Druga sprawa, to przed startem i po lądowaniu możesz zmniejszyć obroty silnika/ów do biegu jałowego w celu albo rozgrzania systemów (przed startem) albo schłodzenia silników (po locie, lub w przerwie). W wypadku śmigłowców z założenia będących pilotowanych przez dwie osoby, manetki te zwykle lokuje sie w jednym miejscu dostępnym dla obu pilotów, wtedy w sytuacji awaryjnej pilot nie jest przeładowany ilością zadań jakie musi wykonywać. W śmigłowcach Sikorskiego te manetki montuje sie na górnej konsoli, z przodu między pilotami. W wypadku AH-64 masz je umiejscowione na lewej konsoli w obu kokpitach itp. itd.

[cygan]

Dokładajac 3 grosze do  wypowiedzi Sundownera , dla porównania zeby zobrazowac sytuacje .W smiglakach takich jak mi-2 mi-24,m-8/17 itp.obroty reguluje pilot porzez pompe -regulator i osprzet elektr. w rezultacie po uruchomienu silników osiagaja zakres obrotów  min. potem po np. podgrzaniu zespołu napedowego przechodzimy na wyzszy zakres obrotów .Wykonuje sie to poprzez pokretło-rekojesc na dzwigni skok-moc (jak nazwa mówi sama za siebie).W praktyce mówimy na to prawa korekcja lub lewa.Naszym zadaniem jest przestawic pokretło a dalej poprzez dzwignie, pompa regulator zadaje okreslona wartosc  obrotów ale tylko takie jakie sa wyregulowane odgórnie.Dopiero potem mozemy właczyc pradnice i cała reszte.Silniki powinny "chodzic razem" ,oczywiscie sa dzwignie rozdzielnego sterowania i uzywa sie ich tylko w szczególnych sytuacjach .

Natomiast w smigłowcu takim jak W-3 sa dzwignie zakresu pracy siln. i osobno skoku wirnika i o ile dobrze pamietam w przy defekcie bloków odpowiedzialnych za obroty wtedy pilot stara sie sam utrzymac oba silniki razem(jakos tak)

Pamietam jak rozmawiałem z jednym z techników chinook ,tam  wyglada to troche inaczej chodzi dokłanie o dzwignie skoku wirnika .Wiadomo jak zwykle to wyglada na standardowych smiglakach ,tam przpomina to bardziej manetke gazu w samlotach z ta róznica ze ciagniemy ja pionowo w góre lub w dół.

Co do ostatniego zagadnienia niewiem jak jest np.s-76 ale faktycznie sa dwa sposoby .Na śmigłowcach z napedem tłokowym- teraz rzadkosc- najpierw uruchamiano silnik a potem poprzez sprzegło naped przekładano na wirnik natomiast w turbinowych tzw. wolna turbina jest napedzana poprzez cisnienie spalin (jak to napisał Sun)
tylko ze po uruchomieniu silników wirnik nie ruszy od razu np w mi-24  wirnik rusza przy ok 20-25% obrotach silnika wiec dopiero po 3-4 sek.Po tym co napisałes to juz niewiem jak to jest z uh-1- mniejsza z tym- ale niektóre smigłowce posiadaja trzeci silnik rozruchowy (z angielska APU)jego działanie równiez powoduje hałas taki sam jak sprezarki silnika.

[Sundowner]

Dokładnie tak jak piszesz. Po prostu bardzo wiele zależy od wielkości wirnika i jego masy. Przykładowo by poruszyć wirnikiem w Bellu 206 wystarczy powietrze pochodzące ze sprężarki rozpędzonej starterem elektrycznym. Ale np w UH-1 potrzeba już większego ciśnienia i aby poruszyć wirnikiem silnik już musi działać sam.

W UH-1 z wyłączeniem najnowszej wersji Y nie ma APU. Ten słyszany gwizd to pracująca sprężarka silnika (potem buczenie to podanie paliwa i jego zapłon i powolne rozkręcanie sie silnika).

W przytoczonym przeze mnie S-76, hamulec wirnika jest w stanie unieruchomić wirnik nawet do momentu gdy silniki pracują ze 100% swoich nominalnych obrotów... oczywiście niezbyt długo, z powodu sporego ciśnienia i temperatury która powstaje z powodu natrafiania gazów na zablokowaną turbinę.

[SnakeDoc]

Witam

Pytam w tym temacie, żeby już nie zakładać nowych wątków.

1. Przypadkiem trafiłem na stronę Dodosim, gdzie opublikowany jest manual do tego dodatku. Manual ten opisuje kilka ciekawych aspektów uruchamiania silnika turbowałowego w śmigłowcu.
Zastanawia mnie ilość sytuacji w których może dojść do tego co tam jest nazwane 'hot-startem':
- rozpoczęcie podawania paliwa do turbiny, zanim osiągnie ona 12% obrotów nominalnych;
- podanie zbyt dużej ilości paliwa
- słabo naładowany akumulator
- wiatr wiejący w dyszę wylotową silnika
- przedwczesne wyłączenie rozrusznika

Co to jest właściwie 'hot-start'? Coś mi się kojarzy, że to zapłon spalin, ale głowy nie dam.

2. Odnośnie rozruchu silnika:
http://www.youtube.com/watch?v=GUulA_5eTPI
Tak jak opisaliście wcześniej, najpierw słychać startującą sprężakrę, potem zaczyna obracać się turbina napędowa. Dwa momenty:
- około 0:25 - słychać lekką zmianę tego startującego silnika - czy to startuje druga turbina? Zdaje się, że wersja UH-1N miała podwójny silnik, ale ten na wspomnianym filmie wygląda na wersję z silnikiem pojedynczym.
- około 2:30 - kiedy przestał być słyszalny ten jakiś gwizd a wirnik zaczął wchodzić na jeszcze wyższe obroty - co się wtedy działo?


3. I na koniec trochę z innej beczki:
Klasyczne śmigłowce z jednym wirnikiem głównym oraz śmigłem ogonowym zmieniają kierunek lotu poprzez obrót wokół osi wirnika głównego, spowodowany zmianą kąta natarcia śmigła ogonowego. W jaki sposób 'skręcają' śmigłowce dwuwirnikowe (może na przykładzie Chinooka)? Jaki mają układ sterowania - dźwignie zmiany skoku ogólnego, okresowego, orczyk...?

Z góry dzięki za wyjaśnienia.

[LMP]

1. Przypadkiem trafiłem na stronę Dodosim, gdzie opublikowany jest manual do tego dodatku. Manual ten opisuje kilka ciekawych aspektów uruchamiania silnika turbowałowego w śmigłowcu.
Zastanawia mnie ilość sytuacji w których może dojść do tego co tam jest nazwane 'hot-startem':
- rozpoczęcie podawania paliwa do turbiny, zanim osiągnie ona 12% obrotów nominalnych;
- podanie zbyt dużej ilości paliwa
- słabo naładowany akumulator
- wiatr wiejący w dyszę wylotową silnika
- przedwczesne wyłączenie rozrusznika

Co to jest właściwie 'hot-start'? Coś mi się kojarzy, że to zapłon spalin, ale głowy nie dam.

Hot start jest to przekroczenie temperatur dopuszczalnych w silniku podczas rozruchu.

Paliwo w silnikach turbinowych spalane jest w tak wysokich temperaturach, że nawet krótkie przekroczenie wartości dopuszczalnych jest równoznaczne z bardzo drogą awarią. Dlatego bardzo istotne jest chłodzenie.

Chłodzenie jest zapewniane przez przepływ powietrza w silniku, za co odpowiedzialna jest sprężarka. Dlatego podczas startu silników, sprężarkę najpierw należy rozkręcić do odpowiednich obrotów (zwykle kilkanaście %).

- Jeśli zainicjujemy zapłon za szybko, sprężarka nie zdąży zapewnić odpowiedniego przepływu powietrza.
- Jeśli bateria jest słaba, rozrusznik nie będzie w stanie rozkręcić sprężarki do odpowiednich obrotów.
- Jeśli podamy za dużo paliwa... jasna sprawa.
- Jeśli wiatr wieje nam w dyszę, osłabia przepływ powietrza.
- Jeśli wyłączymy rozrusznik za wcześnie, silnik nie będzie w stanie sam podtrzymać swojej pracy (55 - 60% obrotów) i obroty zaczną spadać, a temperatura rosnąć.

Wszystkie powyższe scenariusze prowadzą do hot startu.

[Sundowner]

2. Odnośnie rozruchu silnika:
http://www.youtube.com/watch?v=GUulA_5eTPI
Tak jak opisaliście wcześniej, najpierw słychać startującą sprężakrę, potem zaczyna obracać się turbina napędowa. Dwa momenty:
- około 0:25 - słychać lekką zmianę tego startującego silnika - czy to startuje druga turbina? Zdaje się, że wersja UH-1N miała podwójny silnik, ale ten na wspomnianym filmie wygląda na wersję z silnikiem pojedynczym.
- około 2:30 - kiedy przestał być słyszalny ten jakiś gwizd a wirnik zaczął wchodzić na jeszcze wyższe obroty - co się wtedy działo?

To jest UH-1H, ma tylko jeden silnik, ale silniki turbinowe mają to do siebie, że jest w nich trochę elementów, które brzmią dość podobnie, mamy :
- elektryczny starter (w maszynach posiadających APU start jest pod wpływem sprężonego powietrza)
- turbinę napędzającą sprężarkę (N1)
- sprężarkę
- turbinę napędową (N2)
 
Najpierw następuje uruchomienie silnika i jego praca na "biegu" jałowym, jeżeli wszystkie parametry są w normie i zostaje ukończona checklista przedstartowa - zwiększa się moc do zakresu nominalnego, bądź startowego (w zachodnich wyłącznie przez automat, we wschodnich można manualnie). Proponuję poszukać CH-53E, ten ma trzy silniki i turbinowe APU... brzmi jak rozruch B-52

3. I na koniec trochę z innej beczki:
Klasyczne śmigłowce z jednym wirnikiem głównym oraz śmigłem ogonowym zmieniają kierunek lotu poprzez obrót wokół osi wirnika głównego, spowodowany zmianą kąta natarcia śmigła ogonowego. W jaki sposób 'skręcają' śmigłowce dwuwirnikowe (może na przykładzie Chinooka)? Jaki mają układ sterowania - dźwignie zmiany skoku ogólnego, okresowego, orczyk...?

W kokpicie jest wszystko to samo co każdym innym śmigłowcu, natomiast sama praca wirników jest już trochę inna - by wykonać obrót w miejscu, zmienia się skok okresowy obu wirników w przeciwnych kierunkach, tak, że gdy jeden pcha dziób, powiedzmy w lewo, to drugi ogon w prawo.

[Viper]

Jeżeli chodzi o procedurę startową to w silnikach turbinowych- atakie są współcześnie głównie stosowane w śmigłowcach(za wyjątkiem małych smigłowców klasy S 300, R-22, R-44), najpierw uruchamiany jest zespół sprężarek, następnie pompy paliwa i iskrowniki aby zainicjować zapłon paliwa w komorze spalania. Po osiagnięciu odpowiednich parametrów pracy silnika jego praca jest podtrzymywana przez sprężarkę połączoną z wałem turbiny w mniej lub bardziej wyszukany sposób. Paliwo spalające się w komorze spalania napędza łopatki turbiny a ta z kolei napędza sprężarkę poprzez wał. Zasprzęglenie układu napędowego tj. skrzyni przekładniowej napędzającej wał wirnika nastepuje dopiero po osiagnięciu optymalnych parametrów pracy silników. Jest to zrozumiałe i oczywiste ponieważ wirnik nośny posiada stosunkowo duży moment bezwładności. Jego wcześniejsze włączenie w układ doprowadziłoby do dławienia silników oraz do ich przegrzewania. Następnie pilot obrotową rękojeścią na dźwigni zespolonej skoku ogólnego podnosi prędkość obrotową silników oraz wirnika do poziomu oznaczonego zielonym polem na obrotomierzu. Jest to pole okreslające maksymalna sprawność wirnika i zarazem pole bezpieczeństwa w przypadku lotu autorotacyjnego. Prędkości obrotowej silników w trakcie lotu z reguły nie zmienia sie. Jest to mozliwe w szczególnych stanach lotu ale o tym nie będę się rozpisywał. W trakcie lotu pilot steruje skokiem ogólnym, okresowym oraz skokiem wirnika ogonowego w przypadku układu klasycznego.
Oczywiście na ten temat możnaby napisać kilkusetstronicowy esej ale starałem się to maksymalnie uprościć stąd moje niektóre kolokwialne stwierdzenia.

[soh]

A co się dzieje z obrotami silnika oraz wirnika, gdy pilot nagle i radykalnie zmieni skok ogólny?

[Sundowner]

Jeżeli pilot odciąży wirnik oddając dźwignię skoku, to obroty wirnika wzrosną, co będzie kompensowane przez zmniejszenie obrotów silnika przez governor. Jeżeli dociąży wirnik przez podniesienie dźwigni skoku, to obroty wirnika spadną, a governor będzie próbował podnieść obroty silnika.

Podobnie przy operacjach dźwignią skoku okresowego, jak i orczykiem. Zmiana obrotów występuje zawsze gdy występuje zmiana sił, zmiana skoku nie musi być radykalna, to nawet nie musi być działanie pilota, a wiatr, lub zachowanie sie ładunku podwieszonego.

[Viper]

Zgadza się. Governor czuwa nad kompensowaniem zmian prędkości obrotowej wirnika nośnego z która pośrednio jest powiązana prędkość obrotowa wirnika ogonowego oraz skok jego łopatek. Wskutek zmian skoku wirnika nośnego czyli zmian kąta natarcia łopat wzrasta moment reakcyjny. Governor więc ma także za zadanie nie dopuszczać do powstania sytuacji gwałtownego przyrostu momentu reakcyjnego. Wszelkie oddziaływania zewnętrzne także wpływają na zmianę prędkości obrotowej wirnika nośnego przy założeniu, że utrzymujemy stały skok. Może to być np. zmiana wpływu oddziaływania ziemi czyli IGE w przypadku zawisu lub lotu z prędkością postępową. Także w przypadku OGE czyli bez w pływu ziemi może dochodzić do zmian gęstości mas powietrza, jego temperatury oraz wilgotności. Szczególnie niebezpieczne przypadki występują podczas lotów w terenie górzystym gdzie mamy do czynienia z pradami wstępujacymi i zstępujacymi. Dzięki elektronice oraz inteligentnym systemom bezwładnosci współcześnie latanie śmigłowcem jest dużo przyjemniejsze niż to było kilkadziesiąt lat temu. Dodam, że prędkości końcówek łopat wirnika nośnego po przeciwnych stronach tarczy wirnika nie są sobie równe. I tak np. łopata nacierająca ma prędkość ok. 885 km/h a łopata cofająca ok. 470 km/h przy locie z prędkością postępową 210 km/h. Prędkość średnia łopat wynosi ok. 670 km/h. Należy także zaznaczyć, że podczas ruchu wirowego łopaty na różnej jej długości mamy różne kąty natarcia. Łopata cały czas pracuje. Jest bezustannie skręcana i poddawana dużym obciążeniom zmęczeniowym.
Konkluzja jest taka, że stała prędkość obrotowa wirnika jest stanem możliwym do osiągnięcia jedynie podczas postoju śmigłowca na ziemi w dobrze osłoniętym od wiatru pomieszczeniu i przy zachowaniu zerowego kąta natarcia łopat. Na szczęście dziś nie musimy się przejmować takimi "drobiazgami" ale zdrowego rozsądku i porządnego treningu i tak nic nie zastąpi.