LUchtvaart Nationaal Antwerpen Kempen
LUNAK
VERSCHIL TUSSEN HELIKOPTERS & AUTOGIRO’S
Vliegtuigen zijn al jaren gemeengoed, helikopters zijn dat iets minder, en autogiro’s zijn eerder onbekend bij het grote publiek. Laat ons eens kijken wat een helikopter onderscheidt van een autogiro.
Lift
Eerst en vooral moeten we ons de vraag stellen waar de lift, de opwaartse kracht die een vliegend tuig in de lucht houdt, vandaan komt.
Laat ons beginnen bij het vliegtuig: bij de voorwaartse beweging van een vliegtuig door de lucht verstoort de vleugel permanent de luchtmoleculen. De vleugelvoorkant (aanvalsboord) drukt de lucht weg, deels onder en deels boven de vleugel. Doordat het vleugelprofiel (de dwarsdoorsnede van een vleugel) een zodanige vorm heeft dat de bovenkant meer gebold is dan de onderkant moet de lucht langs de bovenkant van de vleugel een langere weg afleggen en dus sneller stromen dan de lucht aan de onderkant. Het is inderdaad zo dat er na de vleugel weer “evenveel” lucht aanwezig is als ervoor, wat alleen kan bewerkstelligd worden doordat de aan de voorkant van de vleugel weggedrukte lucht over de langste weg (de vleugelbovenkant) sneller moet stromen dan aan de onderkant (de kortste weg). Zoals in de fysica kan aangetoond worden betekent een hogere stromingssnelheid in evenredigheid een daling van druk… Simpel uitgedrukt: de hogere luchtdruk onder de vleugel en de lagere luchtdruk bovenaan zorgt ervoor dat de vleugel netto een opwaartse kracht genereert. Is deze opwaartse kracht groter dan het gewicht van het vliegtuig (dit is in de fysica tevens een kracht) dan stijgt het vliegtuig. Zijn beide krachten gelijk dan blijft het vliegtuig onveranderd op dezelfde hoogte vliegen, is de liftkracht kleiner dan het gewicht dan daalt het toestel. We merken hierbij op dat de snelheid waarmee de lucht over de vleugel stroomt invloed heeft op de hoeveelheid lift: hoe sneller, hoe meer lift. Omgekeerd, is deze stromingssnelheid kleiner dan zal de liftkracht kleiner zijn. Een tweede factor die de grootte van de lift beïnvloedt is de hoek waarmee de voorrand van de vleugel de lucht aansnijdt: de invalshoek. Bij een hogere invalshoek zal de voorrand van de vleugel de luchtverdeling boven/onder vanaf een ander punt aansnijden wat er in de praktijk op neerkomt dat de door de lucht af te leggen weg aan de bovenzijde van de vleugel nog langer wordt. Zoals eerder aangehaald impliceert dit een nog hogere luchtsnelheid, dus lagere druk, dus meer lift.
Hierbij moeten we wel enkele kanttekeningen maken:
- het vergroten van de invalshoek om meer lift te genereren is niet onbeperkt. Vanaf een zekere invalshoek zal de luchtstroom niet langer het vleugelprofiel volgen maar vanaf een zeker punt turbulent worden. Op dat moment verliest de vleugel zijn vermogen om lift te genereren, met als gevolg dat het vliegtuig (meestal abrupt) omlaag valt: stall.
- hetzelfde stall fenomeen doet zich voor bij een te lage snelheid, de luchtstroom over de vleugel komt vanaf een zeker punt los van de vleugel en nagenoeg alle lift valt weg.
- gebeurt zo’n stall op voldoende grote hoogte is er op veiligheidsvlak weinig te vrezen: bij het “vallen” pikt het vliegtuig snelheid op zodat de piloot zijn toestel weer horizontaal kan brengen en verder vliegen. Op lage hoogte is er mogelijks minder gelegenheid om snelheid op te pikken en het vliegtuig horizontaal te trekken, wat meestal eindigt met een al dan niet fatale ontmoeting met moeder Aarde.
- om te kunnen opstijgen moet de liftkracht groter zijn dan het gewicht van het vliegtuig. Hiertoe moet het vliegtuig vanuit stilstand versnellen tot het een voldoende hoge snelheid bereikt. Dit wordt bekomen door enerzijds de motor(en) voldoende vermogen te laten leveren, door de invalshoek te verhogen (neus van het vliegtuig wordt tijdens take off lichtjes omhoog gebracht) en door op te stijgen tegen de wind in. Voor de vliegtuigvleugel maakt het inderdaad niet uit hoe de luchtstroming boven en onder de vleugel tot stand komt, het enige dat telt is de absolute snelheid van de luchtstroom: airspeed (letterlijk: luchtsnelheid). Bij opstijgen tegen de wind in geldt airspeed = ground speed (de grondsnelheid bij het rollen over de startbaan) + windsnelheid. Zou opgestegen worden met wind in de rug (tailwind) wordt dit airspeed = ground speed - windsnelheid. Anders gezegd, bij tailwind moet het vliegtuig sneller “rijden” en dus onvermijdelijk een langere weg afleggen om in de lucht te geraken dan bij de normale situatie met headwind (wind op kop). In extreme gevallen kan een vliegtuig dus zonder merkbare aanloop in de lucht geraken als er maar voldoende headwind staat. Anderzijds kan het bij tailwind voorkomen dat het vliegtuig nog niet in de lucht is bij het bereiken van het einde van de runway, met alle ellendige gevolgen vandien. De huidige generatie passagiersvliegtuigen heeft in principe een airspeed van om en bij de 200km/h nodig om los te komen, maar bij lichte toestellen kan dit al, afhankelijk van het type, bij luchtsnelheden van 50 à 80 km/h.
Hefschroefvliegtuig
Het voorgaande belichtte de essentiële parameters om met een vliegtuig in de lucht te geraken en te blijven. Maar waar zit nu de link met helikopters of autogiro’s ? Eigenlijk gelden exact dezelfde parameters, het grote verschil tussen een vliegtuig (met vleugels) en een hefschroefvliegtuig (helikopter of autogiro, in principe zonder vleugels maar met 1 of meerdere rotoren) zit in het feit dat een vliegtuigvleugel een rechtlijnige beweging maakt terwijl een rotor ronddraait. Een rotor is letterlijk niets anders dan een ronddraaiende vleugel, waarbij elk rotorblad over een profiel beschikt dat vergelijkbaar is met een vleugelprofiel en waarbij de invalshoek samen met de rotatiesnelheid bepaalt hoeveel lift er opgewekt wordt.
Er zijn echter ook enkele kleinere maar niet minder belangrijke verschillen: als het hefschroefvliegtuig voorwaarts beweegt zal één kant van de rotor naar voren draaien (dus in de bewegingsrichting van het hefschroefvliegtuig, te vergelijken met headwind bij een vliegtuig), de andere kant roteert naar achteren toe (tegen de bewegingsrichting in, te vergelijken met tailwind). Anders gezegd: de lift links en rechts is beduidend verschillend zodat onze hefschroever rond zijn lengteas zou gaan draaien (rollen) als hieraan niets gedaan wordt. Een tegelijk eenvoudige maar verrassende oplossing hiervoor werd voor het eerst door autogiro-pionier Juan de la Cierva toegepast: het principe van de “klappende rotorbladen”. In plaats van elk rotorblad via een starre structuur aan de verticale rotoras te bevestigen wordt het via een scharnier (met beperkte uitslag boven/onder) met de rotoras verbonden. Tijdens het draaien gaat dit scharnier ervoor zorgen dat het naar voren draaiende rotorblad (dat dus de meeste lift genereert) naar boven gaat terwijl het rotorblad dat naar achteren draait (en dus minder lift genereert) naar onderen scharniert. Door de aard van de constructie gaat het naar boven scharnierende rotorblad ook een kleinere invalshoek aannemen (dus vermindering van lift) ten opzichte van het naar achteren scharnierende blad dat een grotere invalshoek krijgt (dus toename van lift). Hierdoor wordt het onevenwicht in lift links/rechts uitgemiddeld en blijft ons hefschroefvliegtuig netjes in de lucht zonder neiging tot rollen.
Helikopter
In het voorgaande hebben we bewust de term “hefschroefvliegtuig” gebruikt, want de beschrijving geldt zowel voor helikopters als voor autogiro’s. Tijd dus om in het kort de verschillen tussen deze 2 soorten wentelwieken aan te halen.
Bij een helikopter wordt de rotor door één of meerdere motoren aangedreven, bij een autogiro draait de rotor vrij en wordt de rotatie onderhouden door de voorwaartse beweging van het toestel. Dit onderscheid maakt wel degelijk een gigantisch verschil.
Zoals gezegd is het bij een helikopter de motor die de rotor aandrijft. Nu bestaat er een natuurwet die kan samengevat worden als “actie = reactie”. De door de motor geproduceerde krachten om de rotor te laten draaien (actie) worden tegengewerkt door wrijvingsweerstand in alle mogelijke onderdelen en, vooral, de luchtweerstand op de rotor (reactie). Zonder bijkomende maatregelen zou de helikopter in zijn geheel in de tegengestelde richting van de draairichting van de rotor beginnen te draaien. We zullen dus iets moeten verzinnen dat een tegenwerkende kracht genereert, zodat de helikopter stabiel blijft terwijl de rotor draait: een antikoppel-inrichting. De meest eenvoudige en bekendste vorm daarvan is de kleine snel draaiende staartrotor, maar andere oplossingen zijn evengoed mogelijk. Zo zijn er systemen met een 2e hoofdrotor die in tegengestelde richting draait van de eerste, waarbij de 2 rotoren respectievelijk vooraan en achteraan de heli gemonteerd worden (bv. Boeing CH-47 Chinook). In het verleden werden de 2 rotoren soms links en rechts van de helikopterromp gemonteerd op ver uitstekende dragers (bv. Focke-Wulf Fw61) maar het extra gewicht van de dragers maakte deze oplossing minder interessant zodat ze tegenwoordig vrijwel niet meer wordt toegepast.
Als alternatief kunnen 2 rotoren boven elkaar gemonteerd worden, via een coaxiale overbrenging in tegengestelde richting draaiend (bv. Bréguet G.111 en Kamov Ka26). Eveneens toegepast zijn systemen met de rotoren naast elkaar gemonteerd, lichtjes schuin ten opzichte van elkaar en van een synchronisatiesysteem voorzien om er voor te zorgen dat de rotorbladen van de 2 rotors elkaar niet kunnen raken (intermeshing systeem - bv. Kaman Husky). Tegenwoordig niet meer toegepast maar in het verleden uitgetest: rotoraandrijving middels uitstroom aan de rotortip (uitstromende lucht onder druk of verbrandingsgassen van een miniatuur ramjet motor op elke rotortip - bv. Sud-Ouest SO.1120 Arriel 2). Door de rotor als het ware intern aan te drijven wordt hierbij de noodzaak van een antikoppel-inrichting vermeden, maar de complexe constructie (o.a. afdichtingen voor lucht- of brandstoftoevoer) maakt het systeem vrij duur in vergelijking met de eerder opgesomde “klassieke” oplossingen.
Een variant van de klassieke tailrotor is de door Aerospatiale destijds ontwikkelde Fenestron : een veelbladige tailrotor die in een ronde opening in het staartgedeelte zit ingebouwd en daardoor minder kwetsbaar is. Ook het NOTAR-systeem (NO TAil Rotor) van McDonnell-Douglas-Hughes (tegenwoordig Boeing) op basis van een krachtige luchtstroom die via zijdelings gerichte uitlaten achteraan de heli naar buiten gestuwd wordt is een mogelijkheid.
Autogiro
Tenslotte belanden we bij de autogiro. Wie aandachtig zo’n ding bekijkt zal meteen opmerken dat er geen antikoppel-inrichting te zien is. Dat is meteen het allerbelangrijkste uiterlijke onderscheid tussen autogiro’s en helikopters: bij een autogiro wordt de rotor niet aangedreven, hij draait uit zichzelf ten gevolge van de voorwaartse beweging van de autogiro. We zien dan ook meestal een duw- of trekschroef die voor de voorwaartse beweging moet zorgen (uitzondering: gyrogliders, zweef-autogiros dus - deze zwevers moeten de lucht ingetrokken worden door een auto of een lier op de grond).
Einde verhaal zou je nu denken… Niet helemaal ! Er is nog een zeer belangrijk vliegtechnisch verschil. Bij een autogiro in vlucht is zeer duidelijk te merken dat het rotorvlak vooraan hoger ligt dan achteraan, terwijl dit bij een helikopter net omgekeerd is. Om de rotor van een autogiro draaiende te houden in vlucht is het inderdaad essentieel dat deze op de correcte manier aangestroomd wordt: de lucht komt van onder de rotor en beweegt zich naar boven toe, waardoor de rotor kan blijven draaien. Bij een helikopter verloopt die aanstroming net andersom: van boven de rotor naar beneden.
En wat bij motorpech ? Geen al te ernstig probleem voor de autogiro, zolang de rotor draait kan de piloot “rustig” uitkijken naar een geschikte landingsplaats. Bij de helikopter zal het allemaal misschien iets spannender worden, maar in tegenstelling tot wat zo vaak op tv getoond wordt leidt het uitvallen van een motor niet noodzakelijkerwijze tot een crash. In feite is het zaak om, zonder motoraandrijving, de helikopter als autogiro te gaan vliegen: zorgen dat de rotor, die voor de lift moet zorgen, blijft draaien door de heli in een zodanige attitude te brengen dat de rotoraanstroming van onder naar boven verloopt. Daarna is het kwestie om net als bij een “echte” autogiro een landingsplaats te zoeken. Zolang er lift is is er leven...
(Gebruikte bronnen: Model Flight (Martin Simons, Argus Books 1988), De Helikopter (J. De Groot, 1950), Wikipedia, eigen documentatie)
Hebben we nu alles verteld over lift, helikopters en autogiro’s ? Beslist niet ! Bovendien hebben we ons bewust beperkt tot principes in plaats van een wetenschappelijk 100% sluitend betoog te leveren.
(Tekst & Foto’s: Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een fotografische impressie.
Vliegtuigen zijn al jaren gemeengoed, helikopters zijn dat iets minder, en autogiro’s zijn eerder onbekend bij het grote publiek. Laat ons eens kijken wat een helikopter onderscheidt van een autogiro.
Lift
Eerst en vooral moeten we ons de vraag stellen waar de lift, de opwaartse kracht die een vliegend tuig in de lucht houdt, vandaan komt.
Laat ons beginnen bij het vliegtuig: bij de voorwaartse beweging van een vliegtuig door de lucht verstoort de vleugel permanent de luchtmoleculen. De vleugelvoorkant (aanvalsboord) drukt de lucht weg, deels onder en deels boven de vleugel. Doordat het vleugelprofiel (de dwarsdoorsnede van een vleugel) een zodanige vorm heeft dat de bovenkant meer gebold is dan de onderkant moet de lucht langs de bovenkant van de vleugel een langere weg afleggen en dus sneller stromen dan de lucht aan de onderkant. Het is inderdaad zo dat er na de vleugel weer “evenveel” lucht aanwezig is als ervoor, wat alleen kan bewerkstelligd worden doordat de aan de voorkant van de vleugel weggedrukte lucht over de langste weg (de vleugelbovenkant) sneller moet stromen dan aan de onderkant (de kortste weg). Zoals in de fysica kan aangetoond worden betekent een hogere stromingssnelheid in evenredigheid een daling van druk… Simpel uitgedrukt: de hogere luchtdruk onder de vleugel en de lagere luchtdruk bovenaan zorgt ervoor dat de vleugel netto een opwaartse kracht genereert. Is deze opwaartse kracht groter dan het gewicht van het vliegtuig (dit is in de fysica tevens een kracht) dan stijgt het vliegtuig. Zijn beide krachten gelijk dan blijft het vliegtuig onveranderd op dezelfde hoogte vliegen, is de liftkracht kleiner dan het gewicht dan daalt het toestel. We merken hierbij op dat de snelheid waarmee de lucht over de vleugel stroomt invloed heeft op de hoeveelheid lift: hoe sneller, hoe meer lift. Omgekeerd, is deze stromingssnelheid kleiner dan zal de liftkracht kleiner zijn. Een tweede factor die de grootte van de lift beïnvloedt is de hoek waarmee de voorrand van de vleugel de lucht aansnijdt: de invalshoek. Bij een hogere invalshoek zal de voorrand van de vleugel de luchtverdeling boven/onder vanaf een ander punt aansnijden wat er in de praktijk op neerkomt dat de door de lucht af te leggen weg aan de bovenzijde van de vleugel nog langer wordt. Zoals eerder aangehaald impliceert dit een nog hogere luchtsnelheid, dus lagere druk, dus meer lift.
Hierbij moeten we wel enkele kanttekeningen maken:
- het vergroten van de invalshoek om meer lift te genereren is niet onbeperkt. Vanaf een zekere invalshoek zal de luchtstroom niet langer het vleugelprofiel volgen maar vanaf een zeker punt turbulent worden. Op dat moment verliest de vleugel zijn vermogen om lift te genereren, met als gevolg dat het vliegtuig (meestal abrupt) omlaag valt: stall.
- hetzelfde stall fenomeen doet zich voor bij een te lage snelheid, de luchtstroom over de vleugel komt vanaf een zeker punt los van de vleugel en nagenoeg alle lift valt weg.
- gebeurt zo’n stall op voldoende grote hoogte is er op veiligheidsvlak weinig te vrezen: bij het “vallen” pikt het vliegtuig snelheid op zodat de piloot zijn toestel weer horizontaal kan brengen en verder vliegen. Op lage hoogte is er mogelijks minder gelegenheid om snelheid op te pikken en het vliegtuig horizontaal te trekken, wat meestal eindigt met een al dan niet fatale ontmoeting met moeder Aarde.
- om te kunnen opstijgen moet de liftkracht groter zijn dan het gewicht van het vliegtuig. Hiertoe moet het vliegtuig vanuit stilstand versnellen tot het een voldoende hoge snelheid bereikt. Dit wordt bekomen door enerzijds de motor(en) voldoende vermogen te laten leveren, door de invalshoek te verhogen (neus van het vliegtuig wordt tijdens take off lichtjes omhoog gebracht) en door op te stijgen tegen de wind in. Voor de vliegtuigvleugel maakt het inderdaad niet uit hoe de luchtstroming boven en onder de vleugel tot stand komt, het enige dat telt is de absolute snelheid van de luchtstroom: airspeed (letterlijk: luchtsnelheid). Bij opstijgen tegen de wind in geldt airspeed = ground speed (de grondsnelheid bij het rollen over de startbaan) + windsnelheid. Zou opgestegen worden met wind in de rug (tailwind) wordt dit airspeed = ground speed - windsnelheid. Anders gezegd, bij tailwind moet het vliegtuig sneller “rijden” en dus onvermijdelijk een langere weg afleggen om in de lucht te geraken dan bij de normale situatie met headwind (wind op kop). In extreme gevallen kan een vliegtuig dus zonder merkbare aanloop in de lucht geraken als er maar voldoende headwind staat. Anderzijds kan het bij tailwind voorkomen dat het vliegtuig nog niet in de lucht is bij het bereiken van het einde van de runway, met alle ellendige gevolgen vandien. De huidige generatie passagiersvliegtuigen heeft in principe een airspeed van om en bij de 200km/h nodig om los te komen, maar bij lichte toestellen kan dit al, afhankelijk van het type, bij luchtsnelheden van 50 à 80 km/h.
Hefschroefvliegtuig
Het voorgaande belichtte de essentiële parameters om met een vliegtuig in de lucht te geraken en te blijven. Maar waar zit nu de link met helikopters of autogiro’s ? Eigenlijk gelden exact dezelfde parameters, het grote verschil tussen een vliegtuig (met vleugels) en een hefschroefvliegtuig (helikopter of autogiro, in principe zonder vleugels maar met 1 of meerdere rotoren) zit in het feit dat een vliegtuigvleugel een rechtlijnige beweging maakt terwijl een rotor ronddraait. Een rotor is letterlijk niets anders dan een ronddraaiende vleugel, waarbij elk rotorblad over een profiel beschikt dat vergelijkbaar is met een vleugelprofiel en waarbij de invalshoek samen met de rotatiesnelheid bepaalt hoeveel lift er opgewekt wordt.
Er zijn echter ook enkele kleinere maar niet minder belangrijke verschillen: als het hefschroefvliegtuig voorwaarts beweegt zal één kant van de rotor naar voren draaien (dus in de bewegingsrichting van het hefschroefvliegtuig, te vergelijken met headwind bij een vliegtuig), de andere kant roteert naar achteren toe (tegen de bewegingsrichting in, te vergelijken met tailwind). Anders gezegd: de lift links en rechts is beduidend verschillend zodat onze hefschroever rond zijn lengteas zou gaan draaien (rollen) als hieraan niets gedaan wordt. Een tegelijk eenvoudige maar verrassende oplossing hiervoor werd voor het eerst door autogiro-pionier Juan de la Cierva toegepast: het principe van de “klappende rotorbladen”. In plaats van elk rotorblad via een starre structuur aan de verticale rotoras te bevestigen wordt het via een scharnier (met beperkte uitslag boven/onder) met de rotoras verbonden. Tijdens het draaien gaat dit scharnier ervoor zorgen dat het naar voren draaiende rotorblad (dat dus de meeste lift genereert) naar boven gaat terwijl het rotorblad dat naar achteren draait (en dus minder lift genereert) naar onderen scharniert. Door de aard van de constructie gaat het naar boven scharnierende rotorblad ook een kleinere invalshoek aannemen (dus vermindering van lift) ten opzichte van het naar achteren scharnierende blad dat een grotere invalshoek krijgt (dus toename van lift). Hierdoor wordt het onevenwicht in lift links/rechts uitgemiddeld en blijft ons hefschroefvliegtuig netjes in de lucht zonder neiging tot rollen.
Helikopter
In het voorgaande hebben we bewust de term “hefschroefvliegtuig” gebruikt, want de beschrijving geldt zowel voor helikopters als voor autogiro’s. Tijd dus om in het kort de verschillen tussen deze 2 soorten wentelwieken aan te halen.
Bij een helikopter wordt de rotor door één of meerdere motoren aangedreven, bij een autogiro draait de rotor vrij en wordt de rotatie onderhouden door de voorwaartse beweging van het toestel. Dit onderscheid maakt wel degelijk een gigantisch verschil.
Zoals gezegd is het bij een helikopter de motor die de rotor aandrijft. Nu bestaat er een natuurwet die kan samengevat worden als “actie = reactie”. De door de motor geproduceerde krachten om de rotor te laten draaien (actie) worden tegengewerkt door wrijvingsweerstand in alle mogelijke onderdelen en, vooral, de luchtweerstand op de rotor (reactie). Zonder bijkomende maatregelen zou de helikopter in zijn geheel in de tegengestelde richting van de draairichting van de rotor beginnen te draaien. We zullen dus iets moeten verzinnen dat een tegenwerkende kracht genereert, zodat de helikopter stabiel blijft terwijl de rotor draait: een antikoppel-inrichting. De meest eenvoudige en bekendste vorm daarvan is de kleine snel draaiende staartrotor, maar andere oplossingen zijn evengoed mogelijk. Zo zijn er systemen met een 2e hoofdrotor die in tegengestelde richting draait van de eerste, waarbij de 2 rotoren respectievelijk vooraan en achteraan de heli gemonteerd worden (bv. Boeing CH-47 Chinook). In het verleden werden de 2 rotoren soms links en rechts van de helikopterromp gemonteerd op ver uitstekende dragers (bv. Focke-Wulf Fw61) maar het extra gewicht van de dragers maakte deze oplossing minder interessant zodat ze tegenwoordig vrijwel niet meer wordt toegepast.
Als alternatief kunnen 2 rotoren boven elkaar gemonteerd worden, via een coaxiale overbrenging in tegengestelde richting draaiend (bv. Bréguet G.111 en Kamov Ka26). Eveneens toegepast zijn systemen met de rotoren naast elkaar gemonteerd, lichtjes schuin ten opzichte van elkaar en van een synchronisatiesysteem voorzien om er voor te zorgen dat de rotorbladen van de 2 rotors elkaar niet kunnen raken (intermeshing systeem - bv. Kaman Husky). Tegenwoordig niet meer toegepast maar in het verleden uitgetest: rotoraandrijving middels uitstroom aan de rotortip (uitstromende lucht onder druk of verbrandingsgassen van een miniatuur ramjet motor op elke rotortip - bv. Sud-Ouest SO.1120 Arriel 2). Door de rotor als het ware intern aan te drijven wordt hierbij de noodzaak van een antikoppel-inrichting vermeden, maar de complexe constructie (o.a. afdichtingen voor lucht- of brandstoftoevoer) maakt het systeem vrij duur in vergelijking met de eerder opgesomde “klassieke” oplossingen.
Een variant van de klassieke tailrotor is de door Aerospatiale destijds ontwikkelde Fenestron : een veelbladige tailrotor die in een ronde opening in het staartgedeelte zit ingebouwd en daardoor minder kwetsbaar is. Ook het NOTAR-systeem (NO TAil Rotor) van McDonnell-Douglas-Hughes (tegenwoordig Boeing) op basis van een krachtige luchtstroom die via zijdelings gerichte uitlaten achteraan de heli naar buiten gestuwd wordt is een mogelijkheid.
Autogiro
Tenslotte belanden we bij de autogiro. Wie aandachtig zo’n ding bekijkt zal meteen opmerken dat er geen antikoppel-inrichting te zien is. Dat is meteen het allerbelangrijkste uiterlijke onderscheid tussen autogiro’s en helikopters: bij een autogiro wordt de rotor niet aangedreven, hij draait uit zichzelf ten gevolge van de voorwaartse beweging van de autogiro. We zien dan ook meestal een duw- of trekschroef die voor de voorwaartse beweging moet zorgen (uitzondering: gyrogliders, zweef-autogiros dus - deze zwevers moeten de lucht ingetrokken worden door een auto of een lier op de grond).
Einde verhaal zou je nu denken… Niet helemaal ! Er is nog een zeer belangrijk vliegtechnisch verschil. Bij een autogiro in vlucht is zeer duidelijk te merken dat het rotorvlak vooraan hoger ligt dan achteraan, terwijl dit bij een helikopter net omgekeerd is. Om de rotor van een autogiro draaiende te houden in vlucht is het inderdaad essentieel dat deze op de correcte manier aangestroomd wordt: de lucht komt van onder de rotor en beweegt zich naar boven toe, waardoor de rotor kan blijven draaien. Bij een helikopter verloopt die aanstroming net andersom: van boven de rotor naar beneden.
En wat bij motorpech ? Geen al te ernstig probleem voor de autogiro, zolang de rotor draait kan de piloot “rustig” uitkijken naar een geschikte landingsplaats. Bij de helikopter zal het allemaal misschien iets spannender worden, maar in tegenstelling tot wat zo vaak op tv getoond wordt leidt het uitvallen van een motor niet noodzakelijkerwijze tot een crash. In feite is het zaak om, zonder motoraandrijving, de helikopter als autogiro te gaan vliegen: zorgen dat de rotor, die voor de lift moet zorgen, blijft draaien door de heli in een zodanige attitude te brengen dat de rotoraanstroming van onder naar boven verloopt. Daarna is het kwestie om net als bij een “echte” autogiro een landingsplaats te zoeken. Zolang er lift is is er leven...
(Gebruikte bronnen: Model Flight (Martin Simons, Argus Books 1988), De Helikopter (J. De Groot, 1950), Wikipedia, eigen documentatie)
Hebben we nu alles verteld over lift, helikopters en autogiro’s ? Beslist niet ! Bovendien hebben we ons bewust beperkt tot principes in plaats van een wetenschappelijk 100% sluitend betoog te leveren.
(Tekst & Foto’s: Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een fotografische impressie.
