A helikopter - berendezés, tervezés és ellenőrzés során fellépő földi rezonancia
Először vegyünk egy forgó tengelyt egy lendkerékre rögzítve. Ha a lendkerék súlypontja nem egyezik meg a tengely tengelyével (bizonyos távolságra tolódik el), akkor forgatás közben olyan centrifugális erő keletkezik, amely a tengely hajlását okozza.
Ezt az erőt kiegyenlíti a rugalmas keresztirányú erő, amely a tengely hajlításakor keletkezik és arányos a hajlítással. A centrifugális és elasztikus erõkkel megegyezõen azt találtuk, hogy a tengely elhajlása és az erõ aránya a pillanatig a tengely hajlító vibrációinak természetes frekvenciája négyzet. Ezért a következtetés végeredményben következik, hogy ahogy a tengely szögsebessége növekszik, az eltérés nő, és ha az erők egyenlővé válnak, akkor végtelen lesz.
Mivel a tengely a lendkerékkel forog. akkor a növekvő sebességgel növekvő centrifugális erő elfordul és reakciók keletkeznek a támaszokon, harmonikus törvénynek megfelelően körkörös frekvenciával. Ezen erők amplitúdója korlátozás nélkül növekszik.
Gondoljunk csak egy háromlábú rotorra egy helikopteren a földön. Hagyja valamilyen okból, hogy a kések függőleges zsanérok (HW) felé fordulnak, és vegyenek egy nem szabványos helyzetet. A kések teljes súlypontja nem egyezik meg a tengely tengelyével.
Megjelenik a centrifugális erő. amely a forgatás során harmonikus reakciókat vált ki a tengely támaszokban. Ezek a reakciók a törzsön hatnak, ami ebben az esetben teljesen merevnek tekinthető. A lengéscsillapítók és a kerekek gumiabroncsainak deformálódása miatt azonban a helikopter ingadozása a földön áll.
Ha figyelembe vesszük az ingát. amelynek felfüggesztési pontja horizontálisan oszcillál, majd az inga oszcillációi felmerülnek. Ugyanígy, amikor a hub a forgás síkjában vibrál, vannak olyan pengék rezgései, amelyeknél bizonyos körülmények között a lapátok közös tömegközéppontja eltolódik a csavar tengelyétől.
Két mozgás - a pengék oszcillációja a függőleges csuklópántokhoz viszonyítva és a hurok oszcillációja a forgó síkban az ütköző alakú oszcillációnak köszönhetően kölcsönösen kölcsönhatásba léphet egymással. Ez a jelenség földfelszíni rezonancia.
Ezzel szemben a földi rezonancia elméletéből korábban megfogalmazott egyszerűsített példával ellentétben az oszcillációk határozottan növekedhetnek bizonyos szögsebességek tartományában. Ennek a tartománynak az alsó határa közel áll a hullámosító oszcillációk természetes frekvenciájához a megfelelő alvázon, és a felső egy sokkal magasabb.
A törzs mint szilárd testnek hat fokos szabadsága van - hosszanti, keresztirányú és függőleges mozgások és forgások a hosszanti, keresztirányú és függőleges tengelyek körül. Gyakorlatilag egy rotoros helikopter esetében csak kettő fontos: transzlációs oldalirányú mozgás és forgás a hossztengely körül.
Ennek megfelelően beállíthat két természetes frekvenciát. Az egyik közülük alacsony, egy kicsit fontosabb. Ezek a frekvenciák a csavar forgási sebességének megfelelően a lehetséges instabilitásnak (azaz a földi rezonancianak) két zónájához tartoznak. Az alsó zóna megfelel a csavar forgási sebességének. A felső zóna nagyobb tartományban van.