Jak zauważono w innej odpowiedzi, wszystkie helikoptery mogą zawisać, ale tak zwane „zawis z dużej wysokości” (poza wpływem ziemi lub szczególnie na wysokości operacyjnej) jest trudniejszym manewrem, wymagającym większej mocy niż zawis na ziemi, a trudniejsze w utrzymaniu (ponieważ punkty odniesienia są znacznie dalej).

Śmigłowce generują większą siłę nośną przy tej samej mocy podczas lotu do przodu, a przejście z lotu do przodu do zawisu wymaga dobrze kontrolowanej kombinacji dodawania mocy, regulacji kolektywne i manewrowe, cykliczne (w obu osiach) i przeciwobrotowe elementy sterujące - co oznacza, że ​​jest to znacznie trudniejsze niż zwykły lot do przodu z małą prędkością. Ogólnie rzecz biorąc, po wzniesieniu się i locie do przodu znacznie łatwiej jest kontynuować lot do przodu (jest to również bezpieczniejsze, ponieważ w przypadku awarii autorotacja działa lepiej, jeśli masz już pewną prędkość do przodu).

Zawisanie na przyrządy są nawet trudniejsze niż wysokie zawisanie - więc jeśli widzialność jest problemem, generalnie o wiele lepiej jest kontynuować lot do przodu niż próbować zawisnąć wysoko.

Tak, wszystkie helikoptery mogą zawisać, ale wymaga to:

• Większej koncentracji w zawisie niż w locie, ponieważ helikoptery są niestabilne w zawisie podczas przechyłu i przechylenia. Prędkość lotu do przodu zapewnia stabilność, a latanie helikopterem z prędkością do przodu jest porównywalne z lataniem samolotem o stałym skrzydle, podczas gdy zawis jest porównywalny ze staniem na szczycie dużej nadmuchiwanej piłki.
• Więcej mocy do zawisu niż latać z prędkością do przodu. Dzieje się tak, ponieważ w zawisie występuje większy opór indukowany niż w locie do przodu. Poniższy wykres pochodzi z połączonej odpowiedzi i pokazuje spadek całkowitej wymaganej mocy przy wzroście prędkości od zera.

Aby unosić się w powietrzu, dostępna moc musi być większa niż moc wymagana. Dostępna moc silnika zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości z powodu malejącej gęstości powietrza, co powoduje, że helikoptery mają pułap zawisu, gdzie dostępna moc jest równa mocy wymaganej.

Efekt ziemi zmniejsza wymaganą moc, co skutkuje dwoma zawisami. sufity, efekt gruntu i efekt gruntu zewnętrznego. Ale nawet poniżej pułapu zawisu OGE po prostu bezpieczniej jest, aby helikopter zwiększył prędkość do przodu wkrótce po starcie:

• Jak już wspomniano, latanie z dużą prędkością pozostawia na pokładzie więcej paliwa przez wymagany czas podróży .
• Podczas unoszenia się nad OGE, wysokość musi być utrzymywana za pomocą wysokościomierza, podczas gdy niestabilne nachylenie i przechylenie muszą zostać skorygowane. Koncentracja wymagana podczas patrzenia na instrumenty zmniejsza świadomość sytuacyjną. Utrzymanie helikoptera w poziomie nie może być wykonane przy użyciu samych instrumentów, ponieważ nie dotyczy to widzenia peryferyjnego. Tam, gdzie wieje wiatr, helikopter nie może być oglądany przez przyrządy, a latające stałopłaty są znacznie trudniejsze do skupienia się.
• Jeśli wysokość nie jest utrzymywana w zawisie OGE, istnieje możliwość, że helikopter wejdzie w stan pierścienia wirowego, niebezpieczną sytuację, w której zapadnie się we własny ślad wirnika. Stan pierścienia wirowego nie istnieje podczas lotu do przodu.

Podczas nawigowania po WX helikopterem loty po orbitach często wymagają mniej pracy. Daje dodatkową perspektywę i umożliwia łatwe ruchy boczne podczas orbity. Zmniejsza również zmiany konfiguracji i możliwe zmiany mocy, ponieważ statek powietrzny może być utrzymywany w ruchu postępowym.

Nawigacja IFR dla śmigłowców jest zasadniczo identyczna jak dla samolotów, a regularne utrzymywanie na skrzyżowaniu lub pomocy ATC. Służy to celom informacyjnym w odniesieniu do kwestii PO, ponieważ w przykładzie śmigłowiec był VFR lub SVFR i konwencjonalna ładownia przyrządów nie byłaby używana, chyba że wydano zezwolenie IFR. Nie można łatwo zawisnąć w jednym miejscu bez odniesienia wzrokowego. Większość helikopterów nie jest przystosowana do całkowitego wstrzymania IMC. Na przykład mały ruch w linii z podłużnicą nie może być dokładnie określony za pomocą przyrządów zwykle używanych w lotach IFR. Chociaż GPS / IMS / FMS może dostarczyć tych informacji, nie jest to konwencjonalnie robione. Krótko mówiąc, helikopter leci IFR jak samolot i unosi się w powietrzu, korzystając z odniesienia wzrokowego.

Podsumowując, orbita zapewnia lepszą widoczność we wszystkich kierunkach, a tym samym lepszą świadomość sytuacyjną, i nie wymaga zmiany konfiguracji, a także wymaga mniej mocy na jednostkę czasu, jeśli prędkość lotu mieści się w rozsądnym zakresie.

Kiedy helikopter unosi się w powietrzu, po prostu siedzi we własnym myjni. Spychając powietrze w dół, tworzy obszar niskiego ciśnienia nad sobą i obszar wysokiego ciśnienia poniżej. Aby utrzymać się w powietrzu, musi zasysać powietrze z obszaru niskiego ciśnienia i wpychać je do znajdującego się pod nim wysokiego ciśnienia, co pochłania dużo energii. Jeśli zamiast tego leci do przodu, napotyka świeże powietrze bez różnicy ciśnień (nawet takiej).

Matematyka: załóżmy, że masz helikopter o masie $ m_1 $ pozostanie w powietrzu przez jakiś czas $ t $ . Gdyby spadał tylko swobodnie, osiągnąłby prędkość $ gt $ , a pęd $ m_1gt $ . Aby więc nie uzyskał żadnej prędkości spadkowej, musi w jakiś sposób stracić $ m_1gt $ pędu. Potrzebuje więc masy reakcyjnej, aby przenieść ten pęd do. Ta masa to powietrze. Jeśli wypycha powietrze o masie $ m_2 $ w dół z prędkością $ v_2 $ (tj. Prędkość prania), pęd wyniesie $ m_2v_2 $ . Ustawiając $ m_1gt $ na wartość $ m_2v_2 $ , stwierdzimy, że $ v_2 = \ frac {m_1gt} {m_2} $ . Energia tego powietrza będzie wynosić $ \ frac {m_2v_2 ^ 2} 2 $ lub $ \ frac {m_2} 2 (\ frac {m_1gt} {m_2}) ^ 2 $ , co redukuje do $ \ frac {(m_1gt) ^ 2} {2m_2} $ .

Zatem im więcej powietrza wpycha helikopter w dół, tym niższa jest prędkość mycia i tym mniej energii zużywa helikopter. Lecąc dalej do przodu, zamiast unosić się w powietrzu, helikopter napotyka więcej powietrza, umożliwiając niższą prędkość mycia.

Jest to zjawisko dla wszystkich samolotów cięższych od powietrza: im szybciej latają, tym łatwiej. do produkcji podnoszenia.

Pytanie 1: Nie, S-76 może unosić się w powietrzu, ale jest bardziej energochłonny niż rejs ekonomiczny. Bardziej sensowne było okrążanie i trzymanie się w obszarze niż unoszenie się w powietrzu. Ponadto zawis na wysokości może być niebezpieczny w przypadku awarii silnika lub wirnika ogonowego, a pewna prędkość lotu do przodu może pomóc w wykonaniu automatycznego lądowania, jeśli to konieczne.

Pytanie 2: Co spowodowało wypadek ma charakter spekulacyjny, dopóki NTSB nie opublikuje swojego raportu. Do tego czasu nie otrzymamy ostatecznej odpowiedzi. Wiemy, że całe dorzecze Los Angeles zgłaszało niewielkie zachmurzenie, a zarówno KBUR, jak i KVNY podawały lokalne informacje o pogodzie IFR. Helikopter trzyma się z dala od KBUR klasy C, dopóki nie otrzyma specjalnego zezwolenia VFR, a następnie kieruje się na północny zachód, omijając krawędzie powierzchni KVNY klasy D, skręca w lewo i kieruje się na południe w kierunku Calabasas i podążając CA101 przez kaniony z dużą prędkością, około 120 KIAS. Jedną z ostatnich interakcji ATC było poinformowanie SoCal o tym, że manewrował, aby uniknąć chmur. Nie wiadomo dokładnie, jakie czynniki doprowadziły do ​​wypadku w tamtym momencie, chociaż jako pilot mam kilka teorii. Wygląda na to, że pilot leciał na SVFR, ale w przypadku helikopterów widoczność może wynosić nawet 1/2 mili (800 m) w przypadku operacji SVFR. Będąc w wąskim kanionie z marnymi warunkami pogodowymi i próbując latać z dużą prędkością, prawdopodobnie nie pozostało zbyt wiele opcji, gdyby kanion został wsunięty.

W pełni załadowany S-76 waży przy około 11 000 funtów (5 000 kg) i przy 130 KIAS, zatrzymanie go zajmie sporo czasu. To może wykraczać poza to, na co pozwalałaby widoczność tego dnia.

Nie każdy może unosić się w nieskończoność.

W pełni załadowany radziecki śmigłowiec szturmowy MI-24 Hind z czasów radzieckich mógł unosić się w powietrzu tylko przez 15–20 sekund, zanim silniki zostały uszkodzone w wyniku przeciążenia.

Amerykańskie agencje wywiadowcze zastanawiały się, dlaczego Hindowie zawsze zdawali się startować w biegu, zamiast podjeżdżać w zawisie, aby wystartować, dopóki nie złapali jednego z nich i nie odkryli tego.

Jak wspomniało wielu innych komentatorów, pilotowi lot do przodu jest znacznie łatwiejszy i mniejszy nakład pracy niż zawis. Zawis wymaga również więcej mocy z silnika niż do lotu do przodu, a to w dużej mierze ma związek z efektami wspomnianymi powyżej, związanymi z koniecznością wciągania powietrza z góry wirnika do dołu. To też oszczędza mi sporo gazu. Jedyną rzeczą, której tu nie widzę, jest to, że znacznie bezpieczniejsze jest latanie do przodu niż zawis, w tym sensie, że istnieje znacznie większy margines błędu w locie do przodu niż w zawisie, i postaram się to wyjaśnić.

Śmigłowce, w przypadku awarii silnika, mogą się automatycznie obracać. Zasadniczo oznacza to, że "szybujesz" helikopterem (działa jak te drążki ze śmigłem, które obracasz między rękami i lecą trochę). Automatyczne obracanie podczas ruchu do przodu jest znacznie łatwiejsze i delikatniejsze niż automatyczne obracanie w zawisie. Jeśli automatycznie obracam się w zawisie, najpierw muszę przekształcić pewną wysokość w ruch do przodu, a kiedy to zrobię, mogę „szybować” w kierunku ziemi. Kiedy zbliżam się do ziemi, przekształcam prędkość jazdy do przodu, którą mam teraz, na wirnik, więc po prostu zatrzymuję się i delikatnie ląduję. Co to oznacza w praktyce? Oznacza to, że jeśli idę do przodu, mogę automatycznie obracać się na dowolnej wysokości. Mogę automatycznie obracać się w dowolnym miejscu z wysokości od 20 do 15 000 stóp. Jeśli jestem w zawisie i muszę się automatycznie obracać, prawdopodobnie będę potrzebował wysokości między 200-500 stóp, aby pomyślnie wykonać automatyczny obrót i bezpiecznie wylądować. Kiedy lecę, czuję się komfortowo unosząc się bardzo blisko ziemi (1-30 stóp) i czuję się komfortowo unosząc się na wysokości 500 stóp +. Czuję się znacznie mniej komfortowo (z punktu widzenia bezpieczeństwa) unosząc się na wysokości 250 stóp niż na 1000 stóp.

TLDR;
Zwykle myślę o wirującym wirniku jako o „baterii”. Jeśli wirnik przestanie się kręcić, nie mam energii i spadnę z nieba. Wirnik stale zużywa energię, aby utrzymać mnie w locie, a użycie energii wirnika spowolni go. Mogę dodać więcej energii do wirnika za pomocą silnika, ale mogę również przekształcić ruch do przodu i wysokość na obracanie wirnika. Jeśli zgubię silnik, zacznę się obniżać, aby wirnik się obracał, aż znajdę się blisko ziemi. Teraz nie ma darmowego lunchu, więc nie mogę zamienić wysokości na prędkość wirnika, a następnie użyć dokładnie tej samej energii, aby zamienić prędkość wirnika na zatrzymanie upadku. Ma tarcie itp., Więc uderzę w ziemię BARDZO mocno, jeśli to zrobię. Mogę jednak iść do przodu! Więc teraz idę do przodu i wymieniam wysokość na prędkość wirnika, co w zasadzie oznacza, że ​​spadam powoli (opadam). Kiedy zbliżam się do ziemi, mogę spowolnić ruch helikoptera do przodu i przekształcić energię do przodu w prędkość wirnika! Oznacza to, że mogę przestać posuwać się naprzód iw rezultacie mam bardzo miękkie lądowanie. Dlatego nie mogę łatwo automatycznie obracać się po najechaniu kursorem. Najpierw muszę zamienić część mojej wysokości na ruch do przodu, a dopiero potem zwolnić opadanie, gdy zbliżam się do ziemi. Następnie przekształcam ten ruch do przodu w przyjemne i delikatne lądowanie. Zamiana tej wysokości na ruch do przodu zajmie mi około 200-400 stóp, dlatego piloci helikopterów nie lubią zawisać na małych wysokościach.
KONIEC TLDR;

Wszystkie helikoptery mogą unosić się w powietrzu. To główna przewaga tego typu samolotów nad wiatrakowcem automatycznym. Prawie wszystkie samoloty z wirującymi skrzydłami to dziś helikoptery, a wokół wciąż jest tylko stosunkowo niewielka liczba wiatrakowców automatycznych. Najbardziej zaawansowane wiatrakowce z lat 30., zanim powstały helikoptery, były zdolne do pionowego startu i lądowania, ale nie mogły zawisnąć.

Kilka interesujących informacji, które przekazał mi dzisiaj bardzo doświadczony pilot helikoptera ... rzeczy, które nie są oczywiste ...

Po pierwsze, zrozum, że helikopter w zawisie ma zerową naturalną stabilność. O ile pilot nie zachowa nad nim aktywnej i natychmiastowej kontroli, jak przy korzystaniu z wizualnych odniesień, helikopter w zawisie zacznie zmieniać położenie i prędkość oraz przyspieszyć te zmiany, aż się rozbije. W trybie lotu do przodu helikopter ma naturalną stabilność samolotu.

Przy niskich prędkościach samolot ostrzeże pilota za pomocą sygnału dźwiękowego przeciągnięcia, że ​​charakterystyka lotu ma się drastycznie zmienić. Śmigłowce nie informują pilota, kiedy helikopter przechodzi z lotu do przodu w zawis. To zależy od pilota, czy o tym wie.

Należy o tym pamiętać, ponieważ omawiany S76 wleciał w mgłę. Zero odniesień wizualnych. Rozpoczął również wznoszenie i stracił prędkość na tyle, że wydaje się, że przeszedł z lotu do przodu (gdzie ma naturalną stabilność samolotu) w zawis przy zerowej stabilności.

Przyrządy w większości komercyjnych helikoptery są takie same jak w statkach powietrznych, a zatem są użyteczne tylko wtedy, gdy śmigłowiec ma wystarczającą prędkość do przodu, aby być w trybie lotu do przodu, tj.> 30 kts dla statku powietrznego wielkości i wagi S76. Nie można zawisnąć helikoptera za pomocą przyrządów lotniczych, na samych przyrządach. Nie są wystarczająco precyzyjne. Niektóre samoloty wojskowe mają dodatkowe przyrządy, które zapewniają dokładne informacje o położeniu i przyspieszeniu, aby umożliwić zawis przy zerowych odniesieniach wizualnych, zazwyczaj SAR lub ptaki do zadań specjalnych.

Czego nie wiedziałem do dzisiaj: helikopter z przyrządami w stylu samolotu nie może być z powodzeniem unoszony w warunkach IMC tylko na tych instrumentach. Brak odniesień wizualnych lub instrumentów specyficznych dla helikoptera będzie stawał się coraz bardziej niestabilny i ulegnie awarii. I zrób to dość szybko, na przykład w ciągu 30 sekund.