공학의 세계에서는 가장 어려운 상황에서도 작동할 수 있는 기계를 만드는 것이 전부입니다.
자동 회전은 헬리콥터에 있어 삶과 죽음의 차이를 의미할 수 있는 매우 중요한 기동입니다.
이 블로그 게시물에서 자동 회전이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 헬리콥터 조종사와 엔지니어에게 왜 중요한지 설명하겠습니다.
따라서 헬리콥터 비행의 가장 중요한 부분 중 하나에 대해 배울 준비를 하십시오.
엔지니어링의 자동 회전 소개
공식적인 정의:
1. 대칭적이고 균일한 기류에 노출되고 공기역학적 모멘트에 의해서만 유지되는 신체의 축에 대한 회전. 2. 바람의 방향과 평행한 실속 대칭 에어포일의 회전.
자동 회전은 헬리콥터 또는 기타 회전 날개 항공기의 메인 로터 시스템이 엔진에 의해 구동되지 않고 회전하는 비행 유형입니다.
이것은 오토자이로가 작동하는 방식과 유사합니다.
엔진이나 테일 로터가 작동을 멈출 때 이 방법은 종종 헬리콥터를 빠르게 착륙시키는 데 사용됩니다. 그러나 소용돌이 고리에서 빠져나와 조종사가 비행 방법을 배울 때 훈련 도구로 사용할 수도 있습니다.
자동 회전 작동 방식
자동 회전 중에 파일럿은 메인 로터 시스템에서 엔진을 분리합니다. 이렇게 하면 공기의 상향 흐름이 로터 블레이드만 구동하게 됩니다.
자동 회전 RPM을 제어하기 위해 조종사는 구동 및 실속 영역과 관련하여 자동 회전 영역의 크기를 변경합니다.
자세한 내용은 다음 페이지를 참조하십시오.
자동 회전의 공기 역학
자동 회전은 헬리콥터 비행에서 매우 중요한 비상 절차입니다. 헬리콥터의 메인로터는 엔진이 아닌 기압에 의해서만 움직입니다.
자동 회전에 영향을 미치는 변수
자동 회전이 얼마나 잘 작동하는지에 영향을 미치는 주요 사항은 다음과 같습니다.
- 밀도 고도: 공기 밀도가 낮은 고밀도 고도에서는 하강 속도가 빨라집니다.
- 총 중량: 더 많은 중량을 가진 헬리콥터가 더 빨리 떨어집니다.
- 대기 속도: 조종사는 대기 속도를 통해 자동 회전하는 동안 하강 속도를 가장 많이 제어할 수 있습니다.
일반 비행과 마찬가지로 주기적 피치 제어를 통해 비행기가 더 빠르게 또는 더 느리게 이동합니다.
매우 낮거나 매우 높은 속도에서 자동 회전 하강하는 것은 최소 하강 속도에서 수행하는 것보다 더 위험합니다.
- 로터 회전 속도: 로터 회전 속도가 올라가면 하강률이 낮아집니다.
자동 회전 구동 영역
자동 회전 중에 구동 영역 또는 자동 회전 영역은 일반적으로 블레이드 반경의 25~70% 사이입니다. 이것은 블레이드를 돌리는 힘이 만들어지는 곳입니다.
이 영역에는 총 공기역학적 힘에 대한 각도가 있습니다.
플레어 착륙 및 에너지 흡수
자동 회전에서 착륙할 때 회전 블레이드에 저장된 운동 에너지와 비행기의 전진 이동을 사용하여 하강 속도를 늦추고 연착륙합니다.
하강률이 높을수록 헬리콥터를 정지시키는 데 낮은 속도보다 로터 에너지가 더 많이 필요합니다.
자동 회전의 기동
비행기가 동력을 잃으면 조종사는 세 가지 중요한 일을 해야 합니다.
- 자동 회전: 이 기동은 일반 동력 비행에서 꾸준한 자동 회전으로의 변경을 다룹니다.
- 꾸준한 자동 회전: 꾸준한 자동 회전 중에는 엔진의 공기역학적 힘만으로 순 토크가 0이 되어야 합니다.
비행기가 추락하기 때문에 메인 로터를 통해 공기가 위로 흐릅니다. 블레이드의 모양도 이 작업을 더 쉽게 해줍니다.
메인로터는 테일로터와 기어로 연결되어 있어 일반 비행에서는 메인로터가 테일로터를 구동한다.
그러나 정상 상태의 자동 회전 하강 중에 엔진이 힘을 잃고 토크가 0으로 떨어지면 테일 로터는 변속기 시스템을 통해 메인 로터 시스템에서 토크를 받기 때문에 반 토크 장치로 작동하지 않습니다.
- 플레어 랜딩(Flare Landing): 이 기동에서는 회전하는 블레이드와 비행기의 전방 이동을 사용하여 하강 속도를 늦추고 연착륙합니다.
- 터치다운 - 로터 헤드에 남아 있는 에너지를 사용하여 차량이 부드럽게 착륙합니다.
자동 회전을 위한 비행 수동 대기 속도 제한
자동 회전에서는 로터 뒤에서 끌리는 로터 블레이드 부분이 블레이드 범위를 따라 확장되어 로터가 많이 느려지기 시작하는 속도가 있습니다.
이 대기 속도는 일반적으로 비행 매뉴얼에서 자동 회전에 허용되는 최대 대기 속도로 기록됩니다.
헬리콥터 자동 회전 기동
기본 자동 회전 및 4개 섹션
기본 자동 회전에는 네 부분이 있습니다.
- 글라이드(Glide): 이 부분에서 헬리콥터는 안정적인 자동 회전 하강 상태에 있으며 조종사는 헬리콥터를 선회하거나 대기 속도를 변경하여 비행 경로를 변경합니다.
- 플레어: 이 구간에서는 회전 날개에 저장된 운동 에너지와 비행기의 전진 이동을 사용하여 하강 속도를 늦춥니다.
- 착륙 또는 동력 복구: 마지막 부분에서 헬리콥터는 부드럽게 착륙하거나 조종사가 다시 일어날 수 있는 동력을 제공합니다.
실용적인 응용 프로그램 및 고급 자동 회전
자동 회전 훈련의 실제 사용은 조종사가 힘 없이 강제 착륙을 연습할 때 하는 것과 유사합니다.
비행기에서와 마찬가지로 헬리콥터 조종사가 복행을 시작하기 위해 해야 할 일은 전원을 다시 켜는 것입니다. 그러나 헬리콥터가 자동 회전 중일 때 정확하고 헬리콥터를 이동하는 방법을 아는 것이 매우 중요합니다.
로터 RPM 제어용 콜렉티브
헬리콥터 조종사는 전원이 꺼진 상태에서 자동 회전하는 동안 로터의 속도를 제어하기 위해 집합체를 사용하는 방법을 알아야 합니다.
컬렉티브를 위로 움직이면 로터의 RPM이 올라가고 아래로 움직이면 RPM이 내려갑니다.
안전 한계 및 위험
교육 중에 자동 회전을 수행하면 위험이 있습니다.
자동 회전의 마지막 부분에서 헬리콥터의 운동 에너지가 고갈되어 완충 효과가 거의 또는 전혀 없을 수 있습니다.
이것은 헬리콥터를 손상시키는 경착륙으로 이어질 수 있습니다.
항공기 높이 대 속도 다이어그램은 이 기동을 수행하는 가장 안전한 방법이 무엇인지 알려줍니다.
자동 회전 모델링 및 시뮬레이션
컴퓨터의 시뮬레이션과 모델은 헬리콥터의 자동 회전 성능을 연구하고 개선하는 인기 있는 방법이 되었습니다.
컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 다양한 헬리콥터 설계 또는 로터 블레이드 모양이 헬리콥터가 스스로 비행할 수 있는 능력에 어떤 영향을 미치는지 알아낼 수 있습니다.
연구자들은 또한 헬리콥터가 스스로 회전할 때 조종사가 헬리콥터를 더 쉽게 제어할 수 있도록 하는 여러 조종사 신호를 시뮬레이터에서 만들고 테스트했습니다.
자동 회전 중에는 파일럿이 진행 상황과 수행할 작업을 알 수 있도록 일련의 불연속 및 연속 신호가 정의됩니다.
컴퓨터 시뮬레이션 모델링의 이점
컴퓨터 시뮬레이션 모델링은 실제 시스템을 변경하는 것이 어렵거나 비용이 많이 들거나 좋은 생각이 아닐 때 유용합니다.
컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 실제 또는 제안된 시스템을 모델링하고 설계자, 프로그램 관리자, 분석가 및 엔지니어는 이를 사용하여 "what-if" 사례 시나리오를 이해하고 평가합니다.
예를 들어 자동차 회사는 수십 대의 신차를 실제로 충돌시키는 대신 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 새로운 차량 라인을 테스트합니다.
컴퓨터 시뮬레이션 모델링의 한계
일반적으로 컴퓨터 모델의 문제점 중 하나는 시스템 작동 방식에 영향을 미칠 수 있는 모든 요소를 정확하게 고려할 수 없다는 것입니다.
이것은 헬리콥터가 어떻게 스스로 회전할 수 있는지와 같은 복잡한 공기 역학적 현상을 이해하려고 할 때 특히 그렇습니다.
살펴봐야 할 또 다른 사항은 컴퓨터 시뮬레이션이 일반 대중에게 미치는 영향입니다. 따라서 주의 없이 모델링과 시뮬레이션을 사용하면 잘못된 결론을 내릴 수 있습니다.
시뮬레이션된 시스템의 유효성을 판단할 때 방어 시스템이 제대로 작동하지 않는 위치를 파악하는 것과 같은 일부 규칙을 고려해야 합니다.
결국 컴퓨터 시뮬레이션에는 많은 이점이 있지만 결론을 내리기 전에 신중하게 생각해야 하는 몇 가지 문제도 있습니다.
자동 회전의 실제 예
자동 회전의 실제 사례는 비상 시 헬리콥터 조종사가 이 기동을 수행하는 방법을 아는 것이 얼마나 중요한지를 보여줍니다.
로빈슨 헬리 다운 자동 회전
Robinson Heli Down Autorotation은 엔진이 작동을 멈춘 경우 헬리콥터가 안전하게 착륙할 수 있는 방법입니다.
Robinson 헬리콥터 조종사는 종종 훈련의 일부로 사용하며 다음 단계는 다음과 같습니다.
- 조종사는 먼저 엔진이 작동을 멈췄다는 것을 인식한 다음 콜렉티브를 낮추고 자동 회전 하강으로 들어가 자동 회전 기동을 즉시 시작해야 합니다.
- 안전한 착륙 구역에 도달하기 위해 조종사는 일정한 하강 속도를 설정하고 선회하는 동안 로터의 속도를 일정하게 유지해야 합니다.
- 하강하는 동안 조종사는 대기 속도와 로터 rpm을 주시하고 주기적인 피치 제어를 사용하여 비행기를 계속 제어하면서 필요에 따라 변경해야 합니다.
- 헬리콥터가 지면에 가까워지면 조종사는 착륙을 부드럽게 하고 하강 속도를 늦추기 위해 헬리콥터를 옆으로 돌려야 합니다.
드론의 자동 회전
자동 회전은 풀 사이즈 헬리콥터뿐만 아니라 원격 조종 헬리콥터 및 드론에도 유용합니다.
자동 회전의 기본 개념은 변경되지 않았습니다. 메인 로터는 엔진이 회전하기 때문이 아니라 공기가 로터를 통해 위로 이동하기 때문에 회전합니다.
원격 조종 헬리콥터 및 드론의 자동 회전
대부분의 집단 피치 원격 제어(RC) 헬리콥터는 어떤 이유로 엔진이 꺼지거나 모터가 작동을 멈춘 경우에도 자동으로 작동할 수 있습니다.
헬리콥터가 자동 회전을 하려면 메인 로터 샤프트를 드라이브 또는 기어 어셈블리의 나머지 부분에서 빼낼 수 있어야 합니다.
일부 소형 드론은 소형 전기 모터를 사용하여 자동 회전 중에 로터가 동일한 속도로 회전하도록 할 수 있는 반면, 다른 드론은 로터가 동일한 속도로 회전하도록 유지하기 위해 공기의 힘에만 의존할 수 있습니다.
원격 제어 헬리콥터 및 드론의 경우 성공적인 자동 회전 착륙의 핵심은 로터 속도를 일정하게 유지하고 피치, 순환 및 집합 제어를 사용하여 항공기의 하강 및 전진 속도를 제어하는 것입니다.
원격 조종 헬리콥터 및 드론의 경우 자동 회전 착륙을 수행하는 가장 좋은 방법은 사람, 건물 및 기타 장애물에서 떨어진 안전하고 개방된 공간에서 연습하고 기술이 향상됨에 따라 점차적으로 기동을 더 어렵게 만드는 것입니다.
또한 비행기를 양호한 상태로 유지하고 정기적인 유지 보수 및 검사를 수행하여 제대로 작동하는지 확인하는 것이 중요합니다. 조종사는 원격 조종 항공기를 작동하는 방법에 관한 모든 법률과 규칙을 따라야 합니다.
UAV 내비게이션이 만든 VECTOR 자동 조종 장치는 자체적으로 완전히 회전할 수 있는 몇 안 되는 자동 조종 장치 중 하나입니다.
자동 회전을 잘하려면 안전한 장소에서 자주 연습하는 것이 중요합니다.
성공적인 자동 회전 착륙의 핵심은 후방 순환 명령으로 활활 타오르고, 포지티브 콜렉티브 피치를 적용한 다음 부드럽게 착륙하기 위해 전방 순환으로 착륙하기 직전에 항공기를 수평으로 유지하여 하강 및 전방 속도를 늦출 시기와 시기를 아는 것입니다.
착륙하기에 좋은 장소를 선택하고 적절한 각도와 속도로 접근하는 것도 중요합니다.
비디오 및 참조
팁: 필요한 경우 캡션 버튼을 켭니다. 영어가 익숙하지 않다면 설정 버튼에서 "자동 번역"을 선택하세요. 좋아하는 언어를 번역할 수 있게 되기 전에 먼저 동영상의 언어를 클릭해야 할 수도 있습니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Autorotation
사용 사례
| 사용: | 설명: |
|---|---|
| 비상 착륙 | 자동 회전이 사용되는 가장 중요한 방법 중 하나는 헬리콥터의 엔진이 긴급 상황에서 작동을 멈출 때입니다. 이 경우 조종사는 자동 회전을 시작할 수 있으므로 헬리콥터가 안전하게 지상으로 미끄러질 수 있습니다. 이 조치는 조종사와 탑승자 모두의 생명을 구할 수 있습니다. |
| 군대 | 자동 회전은 군사 작전을 담당하는 군용 헬리콥터 조종사에게 유용한 기술입니다. 전투에서 헬리콥터는 적의 공격을 피하기 위해 빠르게 지상으로 내려와야 할 수도 있습니다. 자동 회전을 사용하여 조종사는 헬리콥터를 빠르고 안전하게 착륙시킬 수 있습니다. |
| 수색 및 구출 | 헬리콥터는 특히 접근하기 어렵거나 외딴 지역에서 수색 및 구조에 자주 사용됩니다. 이러한 종류의 상황에서 자동 회전은 헬리콥터가 거친 지형에서도 안전하고 제어 가능하게 착륙하는 데 도움이 될 수 있습니다. |
| 농업 | 자동 회전은 특히 농작물에 먼지를 뿌릴 때 농업에서도 사용할 수 있습니다. |
| 촬영 및 사진 | 헬리콥터는 종종 영화 및 사진 산업에서 위에서 촬영하는 데 사용됩니다. |
| 전력선 유지 보수 | 때로는 헬리콥터를 사용하여 끊어진 전선을 수리하거나 교체하는 것과 같은 전력선 유지 관리를 수행합니다. 자동 회전은 헬리콥터가 다른 방법으로는 접근하기 어려운 장소에 안전하고 정확하게 착륙하도록 도와줍니다. |
결론
결론적으로 자동 회전이라는 아이디어는 엔지니어링이 얼마나 강력한지, 사람들이 얼마나 창의적일 수 있는지를 보여줍니다.
엔진이 작동을 멈춘 경우에도 우리는 여전히 안전하게 지면으로 활공할 수 있다는 것을 알기 때문에 헬리콥터와 다른 비행기를 타고 비행할 수 있다는 자신감을 줍니다.
자동 회전은 또한 가능한 것의 한계를 뛰어넘을 때 놀라운 일을 할 수 있다는 것을 보여줍니다.
엔지니어와 조종사는 사람들이 처음으로 비행하는 것부터 현대 항공에 사용되는 최첨단 기술에 이르기까지 항상 새롭고 더 나은 비행 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다.
자동 회전은 우리가 마음만 먹으면 할 수 있는 놀라운 일 중 하나일 뿐입니다.
따라서 다음 번에 하늘을 올려다보고 헬리콥터가 날아가는 것을 보게 되면 모든 것을 가능하게 하는 공학의 위업인 자동 회전에 대해 생각해 보십시오.
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