De Besturing Van de Alouette 2 Helikopter

Titelblad

De besturing van de Alouette 2 KHBO

Michael Smets 2

Mededeling Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicaties is toegelaten na gunstig advies van de KHBO promotor, vermeld op het titelblad.


Michael Smets 3

Woord vooraf Dit eindwerk kwam tot stand met de hulp van verscheidene personen. Graag zou ik deze personen willen bedanken. Hierbij denk ik aan: Mijn 2 buitenpromotoren.

Chief Engineer M. Lampaert voor het goede verloop van mijn stage Engineer P. DHoker voor het meegeven van de zeer nuttige informatie

betreffende dit eindwerk De andere technici van de Luchtsteun Federale Politie voor de kennis die ze mij hebben bijgebracht. Engineer D. Kraainest van Belgisch Leger voor de hulp bij het nemen van de fotos en filmfragmenten. Een speciaal woord van dank richt ik tot mijn docent begeleider : Ing., LURU I. Becuwe voor zijn advies. Tenslotte zou ik mijn ouders willen bedanken omdat zij mij de kans gaven om deze studies tot een goed einde te brengen. Aan alle mensen die ik hiervoor niet heb genoemd, bedankt.


Michael Smets 4

Abstract Dit eindwerk behandelt de besturing van de Alouette 2 helikopter. Het toestel wordt technisch beschreven met de nadruk op de besturingsaspecten ervan. Tevens wordt dieper ingegaan op de arodynamische aspecten van de hoofd en antikoppelrotor. Er werd een CBT module ontwikkeld die visueel het besturingssysteem uiteenzet. Trefwoorden

Alouette 2 Besturing Hydraulica Arodynamica Helikopter


Michael Smets 5

Inhoudsopgave

MEDEDELING ............................................................................................................ 2

WOORD VOORAF ...................................................................................................... 3

ABSTRACT .................................................................................................................. 4

INHOUDSOPGAVE ..................................................................................................... 5

LIJST MET ILLUSTRATIES ...................................................................................... 8

DE ALFABETISCHE LIJST MET GEBRUIKTE AFKORTINGEN ........................... 10

INLEIDING .............................................................................................................. 11

1. HET VERHAAL ACHTER DE ALOUETTE 2 ........................................................ 12

1.1 De geschiedenis ................................................................................................................................. 12

1.2 Varianten Alouette ................................................................................................................................... 15

1.3 Enkele vergelijkingen met andere helikopters .............................................................................. 16 1.3.1. Maximum laadvermogen ..................................................................................................................... 16 1.3.2. Plafond ................................................................................................................................................... 16 1.3.3 Maximum klimsnelheid ......................................................................................................................... 17 1.3.4 Maximum snelheid op optimale hoogte ............................................................................................. 17 1.3.5 Vliegbereik met maximum lading ........................................................................................................ 18

2. ALGEMEENHEDEN .............................................................................................. 19

2.1 Specificaties ................................................................................................................................................ 19 2.1.1 Inleiding .................................................................................................................................................. 19 2.1.2 Beschrijving ............................................................................................................................................ 19 2.1.3 Beperkingen ........................................................................................................................................... 20


Michael Smets 6

3. VERSCHILLENDE CELLEN ................................................................................. 22

3.1 Ontleding ..................................................................................................................................................... 22 3.1.1 Centrale structuur .................................................................................................................................. 23 3.1.2 De mechanische vloer ........................................................................................................................... 23 3.1.3 De staartstructuur ................................................................................................................................. 24 3.1.4 De staartsteun ....................................................................................................................................... 24 3.1.5 De stabilisatievlakken ............................................................................................................................ 24 3.1.6 Het landingsgestel ................................................................................................................................. 25

3.1.6.1 De verschillende delen van het landingsgestel: ....................................................................... 26

4. COCKPIT .............................................................................................................. 27

4.1 Algemeen schema .................................................................................................................................... 27

4.2 Instrumentenpaneel ................................................................................................................................ 28

5. ARODYNAMICA BIJ DE HELIKOPTER .......................................................... 29

5.1 Anti- torsie .................................................................................................................................................. 29

5.2 Hover/stilhangende vlucht (geen wind) ......................................................................................... 30

5.3 Drift ................................................................................................................................................................ 31

5.4 Kegelvorming (Coning) .......................................................................................................................... 32

5.5 Coriolis effect ............................................................................................................................................. 33

5.6 Grondeffect ................................................................................................................................................. 34

5.7 Gyroscopisch precessie .......................................................................................................................... 35

5.8 Verticale vlucht .......................................................................................................................................... 36

5.9 Voorwaartse vlucht .................................................................................................................................. 37

5.10 Zijdelingse vlucht ................................................................................................................................... 38

5.11 Achterwaartse vlucht ........................................................................................................................... 39

5.12 Draaien tijdens een vlucht .................................................................................................................. 40

5.13 Autorotatie ............................................................................................................................................... 41


Michael Smets 7

6. FLIGHT CONTROLS ............................................................................................ 42

6.1 Overzicht ...................................................................................................................................................... 42

6.2 Cyclische pas .............................................................................................................................................. 44 6.2.1 Longitudinale beweging: ...................................................................................................................... 46

A. In de cockpit ...................................................................................................................................... 46 B. Tussen de cockpit en de cyclische schijf ............................................................................................ 46 C. Cyclische schijf ....................................................................................................................................... 47

6.2.2 Laterale beweging: ................................................................................................................................ 48 A. In de cockpit ........................................................................................................................................... 48 B. Tussen cockpit en cyclische schijf ....................................................................................................... 48 C. Cyclische schijf ....................................................................................................................................... 49

6.3 Hydraulica ................................................................................................................................................... 50 6.3.1 Cilinders (servos) .................................................................................................................................. 51

A. Werking ............................................................................................................................................... 51 B. Schema ............................................................................................................................................... 52 C. Longitudinale cilinder ........................................................................................................................ 53 D. Laterale cilinder ................................................................................................................................. 53

6.3 Collectieve pas ........................................................................................................................................... 54 A. Algemene pashefboom .......................................................................................................................... 55 B. Mixer ........................................................................................................................................................ 56 C. Compensatie ........................................................................................................................................... 57

6.4 Richtingsverandering (antikoppel rotor) ........................................................................................ 58 A. WERKING ............................................................................................................................................ 59

BESLUIT ................................................................................................................... 60

LITERATUURLIJST ................................................................................................. 61


Michael Smets 8

Lijst met illustraties Figuur 1, SE3110 12

Figuur 2, Mr Ren Mouille, Mr Charles Marchetti en Mr Jean Boulet 13

Figuur 3, SA3130 Prototype 1 13

Figuur 4, Maximum laadvermogen 16

Figuur 5, Plafond 16

Figuur 6, Maximum klimsnelheid 17

Figuur 7, Maximum snelheid op optimale hoogte 17

Figuur 8, Vliegbereik met maximum lading 18

Figuur 9, Afmetingen Alouette 2 21

Figuur 10, Verschillende cellen 22

Figuur 11, Het landingsgestel 25

Figuur 12, Algemeen schema cockpit 27

Figuur 13, Instrumentenpaneel 28

Figuur 14, Hover/stilhangende vlucht 30

Figuur 15, Drift 31

Figuur 16, Kegelvorming (Coning) 32

Figuur 17, Coriolis effect 33

Figuur 18, Grondeffect 34

Figuur 19, Gyroscopische precessie 35

Figuur 20, Verticale vlucht 36

Figuur 21, Voorwaartse vlucht 37

Figuur 22, Zijdelingse vlucht 38

Figuur 23, Achterwaartse vlucht 39

Figuur 24, Draaien tijdens vlucht 40

Figuur 25, Autorotatie 41

Figuur 26, Verschillende controle organen in cockpit 42

Figuur 27, Overzicht: Cyclische pas 45


Michael Smets 9

Figuur 28, Stuurknuppel: Longitudinale beweging 47

Figuur 29, Overzicht: Longitudinale beweging 47

Figuur 30, Stuurknuppel: Laterale beweging 49

Figuur 31, Overzicht: Laterale beweging 49

Figuur 32, Overzicht: Hydraulica 50

Figuur 33, Werking cilinders (servos) 51

Figuur 34, Schema hydraulica 52

Figuur 35, Longitudinale cilinder 53

Figuur 36, Laterale cilinder 53

Figuur 37, Overzicht: Collectieve pas 54

Figuur 38, Algemene pashefboom 55

Figuur 39, Mixer/mengsysteem 1 56

Figuur 40, Mixer/mengsysteem 2 56

Figuur 41, Schema Compensatie 57

Figuur 42, Overzicht 1 : Richtingsverandering 58

Figuur 43, Verandering AOA antikoppelrotor 58

Figuur 44, Overzicht 2 : Richtingsverandering 59


Michael Smets 10

De alfabetische lijst met gebruikte afkortingen

AOA Angle Of Attack

CCW Counter Clockwise

CW Clockwise

GTM Groupe Turbine Moteur

kg kilogram

km/u kilometer/uur

kW kilowatt

l liter

l/min liter/minuut

m meter

N nummer

Nr Nummer

pk paardenkracht

RPM Rotaties Per Minuut

RPM toeren/minuut

SE Sud Est aviation

VHF Very High Frequency


Michael Smets 11

Inleiding Dit eindwerk is tot stand gekomen vanwege mijn interesse voor helikopers. Door de juiste keuze van mijn stagebedrijf (Luchtsteun Federale Politie) ben ik zeer veel te weten gekomen over de besturing van de Alouette 2. Dit type helikopter is vele jaren in dienst geweest bij de Federale Politie. Het was dan ook voor de handliggend dat ik dit onderwerp heb gekozen. Ook werd ik door mijn docent begeleider gesteund bij deze keuze. Uiteindelijk heb ik al deze informatie verwerkt door er een CBT module (Computer Based Training) van te maken. Hier wordt op een zo visueel (fotos, schemas, filmfragmenten) mogelijke manier het onderwerp verwerkt. Na een zeer korte inleiding betreffende de geschiedenis van de Alouette 2, wordt het hoofdonderwerp aangekaart. De besturing van de Alouette 2 kan opgesplitst worden in de drie elementen:

1. Cyclische pas

Longitudinaal Lateraal

2. Collectieve pas 3. Antikoppelrotor

Dit is de hoofdstructuur van zowel het eindwerk als de CBT module. De CBT module is een gedetailleerde versie van het eindwerk, door het gebruik van visuele effecten wordt alles op een zo goed mogelijke manier uitgelegd en in beeld gebracht.


Michael Smets 12

1. Het verhaal achter de Alouette 2

1.1 De geschiedenis Het verhaal van de Alouette (leeuwerik) begon met de Sud Est SE 3101, de eerste helikopter die na de 2de Wereldoorlog volledig in Frankrijk werd ontworpen en gebouwd. Deze experimentele eenzitsmachine maakte, voorzien van een Mathis zuigermotor van 63,4 kW (85 pk), zijn eerste vlucht in juni 1948. Het bedrijf bouwde daarna de SE 3110 met een 149 kW (200 pk) Salmson 9NH zuigermotor, welke werd gevolgd door de driezitter SE 3120.

Figuur 1

Dit model was eigenlijk hoofdzakelijk ontworpen voor agrarische doeleinden en was de eerste vertegenwoordiger van de lijn Alouette . Het eerste van de twee SE 3120 prototypen vloog op 31 juli 1952, eveneens met de Salmson 9NH motor. In de maand juli van het daaropvolgende jaar vestigde dit type een nieuw wereldrecord gesloten circuit, door 13 uur en 56 minuten in de lucht te blijven. Op 12 maart 1955 steeg op de luchthaven van Buc nabij Parijs, het eerste prototype van de Alouette 2 op. Dit toestel was voorzien van een Turbomeca Artouste 1 gasturbine van 268 kW (360 pk). Het werd de eerste in de wereld met gasturbine aangedreven helikopter die in serieproductie ging. Dit toestel kwam voor het eerst ter sprake wanneer 2 helikopterontwerpers, Charles Marchetti en Ren Mouille besloten hadden om de Alouette 1 met zuigermotor te verwerpen. De nieuwe motor bewees zijn waardigheid op de testbanken en leidde tot een ontwerpherziening van het airframe voor het productiemodel. Met dit nieuwe airframe was de Alouette 2 op 12 maart 1955 klaar om zijn eerste testvlucht te maken met Chief Test Pilot Jean Boulet aan de controls en Flight Test Engineer Henri Petit om de boordinstrumenten te monitoren.


Michael Smets 13

Figuur 2

De vlucht was een all- round succes, de ontwikkeling en het ontwerp van helikopters werd op zijn kop gezet. Met zo een vermogen/gewicht verhouding opende de prestaties van deze helikopter vele deuren betreffende nieuwe operaties. En werd de helikopter een zeer bruikbaar en interessant toestel.

Figuur 3


Michael Smets 14

Op 25 mei steeg het tweede prototype op. De veelbelovende resultaten van beide toestellen waren zo positief dat men uiteindelijk voor een hoogterecord is gegaan. Voor de ogen van vele aanwezige prominenten steeg de Alouette 2 op tot op een recordhoogte van 8.209 m. 6 juni 1955 werd een mijlpaal in de geschiedenis betreffende helikopters. Nog geen 13 maanden na zijn eerste vlucht ging de productie van de Alouette 2 van start. In 1957 reikte SGAF (de gerechtigde instanties van die tijd) de Alouette 2 zijn certificaat van luchtwaardigheid uit. Tegen 1958 opereerde de Franse luchtmacht in Algerije met 19 exemplaren van dit type. Zo ontstond al vrij snel vanuit het buitenland een grote vraag naar de Alouette 2. Het model was een belangrijke stap voorwaarts op het gebied van prestaties, lastcapaciteit en betrouwbaarheid. Het type was buitengewoon geschikt voor operaties op grote hoogte en vestigde in 1958 wederom een nieuw record, het wereldhoogterecord van 10.981 m en een hoogterecord van 9.583 in de 1000/1750 kg categorie. De Alouette 2 was alsook de eerste buitenlandse helikopter die in de VS werd gecertificeerd. In 1961 bedroeg het productiecijfer 16 exemplaren per maand en er werden ongeveer 924 Artouste Alouette geproduceerd voor afnemers in 33 landen. De belangrijkste militaire gebruikers waren ondermeer: Frankrijk, Duitsland, Belgi, Oostenrijk en Zwitserland. In 1961 werd de Alouette 2 voorzien van een nieuwe gasturbinemotor met meer vermogen, de meer brandstof efficinte Turbomeca Aztazou 2 van 395 kW (530 pk). Het nieuwe type kreeg de naam SA 3180 Alouette 2 Aztazou en steeg op 31 januari 1961 op voor zijn testvlucht. Op 18 februari 1964 verkreeg dit type zijn certificaat van luchtwaardigheid. Datzelfde jaar begon men met de productie en de eerste afleveringen volgden in 1965. Uiteindelijk werd de productie van de Alouette tegen het voorjaar van 1975 gestopt na de levering van het 1324de toestel. De Alouette 2 is in 46 landen ingezet door 126 civiele en militaire gebruikers en dat is een voortreffelijk resultaat.


Michael Smets 15

1.2 Varianten Alouette

SE.3120: Alouette 1 met een 149 kW (200 pk) Salmson 9NH stermotor SE.3130: twee Alouette 2 prototypen, voortgestuwd door de 268 kW (360 pk)

Turbomeca Artouste Gasturbine, werden gevolgd door 3 voorproductie vliegtuigen

SE.313B: aanduiding voor de Alouette 2s nadat Sud Est in 1957 met Ouest Aviation fuseerde tot Sud Aviation, er waren 924 exemplaren gebouwd voordat werd overgeschakeld op de bouw van de SA. 318C

SE.3140: Alouette 2 ontwikkeling, voortgestuwd door een 298 kW (400 pk)

Turbomeca Turmo 2, bereikte geen productiestatus SA.3180: Alouette 2 afleiding met de economische Aztazou 2A en een nieuwe

centrifugaalkoppeling SA.318C: productieversie van de SA.3180


Michael Smets 16

1.3 Enkele vergelijkingen met andere helikopters

1.3.1. Maximum laadvermogen Op onderstaande figuur (Figuur 4) kunnen we vaststellen dat de Alouette 2 een laadvermogen heeft van 600 kg. Door de invoering van de Alouette 3 werd het laadvermogen verhoogd tot 750 kg.

Figuur 4

1.3.2. Plafond Op onderstaande figuur (Figuur 5) kunnen we vaststellen dat de Alouette 2 een praktisch plafond heeft van 3292 m, dit bij een stilhangende vlucht met grondeffect.

Figuur 5


Michael Smets 17

1.3.3 Maximum klimsnelheid Op onderstaande figuur (Figuur 6) kunnen we vaststellen dat de Alouette 2 een maximum klimsnelheid heeft van 6.60 m/sec. De Alouette 2 overtreft hier zijn opvolger die slechts een maximum klimsnelheid heeft van 4.31 m/sec .

Figuur 6

1.3.4 Maximum snelheid op optimale hoogte Op onderstaande figuur (Figuur 7) kunnen we vaststellen dat de Alouette 2 een maximum snelheid heeft van 204 km/u. Ook hier bewijst de Alouette 2 zijn degelijkheid door zijn opvolger te overtreffen.

Figuur 7


Michael Smets 18

1.3.5 Vliegbereik met maximum lading Op onderstaande figuur (Figuur 8) kunnen we vaststellen dat de Alouette 2 een vliegbereik heeft van 100 km, dit met maximum lading. Hier moet de Alouette 2 onderdoen voor de andere toestellen.

Figuur 8

Ondanks zijn leeftijd bewijst de Alouette 2 zijn degelijkheid door op sommige criteria zelfs beter te zijn dan zijn opvolger de Alouette 3. Men kan besluiten dat dit toestel een mijlpaal is in de geschiedenis van de helikopters.


Michael Smets 19

2. Algemeenheden

2.1 Specificaties

2.1.1 Inleiding

Alouette 2 : naam SE 3130 : identificatienummer SE : Sud Est aviation 3 : bureau te Parijs 30 : project nummer (vb. 60 = Alouette 3) N 1315 : serienummer beginnend bij 1000, lager dan 1000 zijn

prototypes Constructeur : Sud-Aviation, Marignane, France

2.1.2 Beschrijving

Monorotor, 3 bladen, antikoppel rotor Eerste helikopter die voorzien is van een turbo - motor Gebouwd voor: verbinding, transport, redding, scholing, en diverse

zendingen Voorbeeld: verstuiving, afvuren van raketten Burgertoestel: 5 plaatsen, piloot rechts, dubbele besturing Militair toestel was voorbehouden aan het Franse leger Leeg gewicht: + 850 kg Nuttige lading: + 650 kg Maximum gewicht bij opstijgen: 1500 kg (afhankelijk van versie) Maximum snelheid: 195 km/u Praktisch plafond bij voorwaartse beweging: 4500 m Praktisch plafond bij stilhangende vlucht zonder grondeffect: 2700m Praktisch plafond bij stilhangende vlucht met grondeffect: 3400m Grondeffect niet voelbaar boven de diameterafstand van de

hoofdrotorbladen Vliegbereik 530 km of 3u15 vlucht Verbruik 100/150 l per uur Rotorsnelheid (hoofdrotoras):

o Normaal: 360 RPM o Autorotatie: Max. 420 RPM

Min. 280 RPM op 0 m en + 10 RPM per 1000 m


Michael Smets 20

2.1.3 Beperkingen Geen acrobatie Geen vlucht in extreem koude atmosfeervlamdoving door smeltend

ijs Geen lange achterwaartse vluchten zijn toegestaan, dit omdat ze het

aanzuigen van verbrande gassen veroorzaken De hoofdrotor niet op gang brengen als de windsnelheid hoger is dan

75km/u De rotor niet vertragen door spoedvergroting, dit omdat dit te veel

vermogen van de motor vraagt daling RPM met als gevolg het verliezen van de draagkracht (stall)

Geen opstijgen en landen door glijding

NOTA: De achterwaartse en zijdelingse snelheid mag de 32 km/u niet overschrijden


Michael Smets 21

Figuur 9

Afmetingen Minimum lengte met dichtgeplooide rotorbladen : 9,66 m Spoorbreedte landingsgestel op schaatsen : 2,08 m Hoogte landingsgestel op schaatsen : 2, 75 m Diameter hoofdrotor : 10,2 m Diameter antikoppelrotor : 1,8 m


Michael Smets 22

3. Verschillende cellen

3.1 Ontleding

Figuur 10

1. Centrale structuur 2. Mechanische vloer 3. Staartstructuur 4. Staartsteun 5. Cockpittvloer 6. Cockpitstructuur 7. Cockpitdeuren 8. Brandschot 9. Stabilisatievlakken


Michael Smets 23

3.1.1 Centrale structuur Dit is een geheel van stalen buizen die driekhoeksvormig gelast zijn. De algemene vorm is bijna vierkantig. De zijkanten zijn driehoeksvormig door diagonalen, de diagonaal aan de linkerzijde is wegneembaar om het plaatsen van de vergaarbak toe te laten. De flanken en de onderste achterzijkant zijn bekleed met licht metaal. Het bovendeel van de linkerzijde is neerklapbaar om toegang tot de onderzijde van de GTM (motor) en de elektrische doos te vergemakkelijken. Men kan de centrale structuur in verschillende delen bekijken naargelang de koppeling met de rest van de onderdelen, deze zijn:

Vooraan : de cockpit Bovenste deel : de mechanische vloer, de rotorkop, de turbine Achterste deel : de staartstructuur, de elektrische doos Onderste deel : het landingsgestel Binnenin : de brandstofvergaarbak

3.1.2 De mechanische vloer Deze bestaat uit licht metaal en wordt versterkt door profielen. De profielen zijn Z- vorm geplooid en worden bijeen gehouden door met klinknagels bevestigde hoeksteunen. Ongeveer in het midden is een vierkantig stuk versterkt met dik plaatijzer om de bevestiging van de hoofdoverbrengingsdoos te vergemakkelijken. Een inspectiegat links geeft toegang tot de brandstofpeilaanduider. Verschillende uitrustingen zijn bevestigd op de plaat, namelijk:

Hydraulische controle GTM (motor) olievergaarbak Afkoeling Bedieningsoverbrengingen

Deze bevestiging geschiedt ofwel door bouten op de hoeken ofwel door klemmen op de buizen. De mechanische plaat is onderhevig aan verschillende krachten en moet daardoor vele inspecties ondergaan, zoals:

Kleine scheurtjes Barsten Uitgesleten klinknagelgaten Losse klinknagels Corrosie


Michael Smets 24

3.1.3 De staartstructuur Is een pyloon uit driehoeksvormige secties en is bestemd om de antikoppelrotor/antikoppelrotor en de stabilisatievlakken te weerstanden. De staartstructuur bestaat uit aan elkaar gelaste stalen buizen, namelijk 3 langsliggers die op afstand worden gehouden door dwarsliggers en tussenstukken. Vooraan aan de centrale structuur bevestigd door 3 bouten. Achteraan gebeurt de bevestiging van de achterste overbrengingsdoos door 2 bouten aan de bovenste langsliggers. De onderste langsligger zal als steun voor het navigatielicht gebruikt worden en tevens zijn er op deze langsligger steunen gelast voor de instelhoeksveranderingskabel van de antikoppelrotor. De overbrengingsas wordt geleid door kussens gevat in steunen die op hun beurt aan de bovenste langsliggers gelast zijn.

3.1.4 De staartsteun Deze gebogen buis uit een lichte legering is versterkt door 2 verstevigingstangen en is bevestigd door klemmen en bouten. De staartsteun beschermt de antikoppelrotor bij het landen en geeft tevens de beschreven schijf aan van de antikoppelrotor.

3.1.5 De stabilisatievlakken Horizontaal staartvlak draagt bij tot de stabiliteit in vlucht. Een buisvormige langsligger steunt de ribben bestaande uit plaat. Deze ribben zijn bevestigd aan bevestigingsstukken en deze laatste zijn vastgeklonken op de langsligger. De bekleding bestaande uit dun plaatijzer is met klinknagels vastgeklonken op de ribben en aan de vluchtboord afgesloten door een rij klinknagels. Ook de langsligger is verstevigd door 2 samengekleefde halve buizen en bevestigd aan de staartstructuur door 4 halve klemmen.


Michael Smets 25

3.1.6 Het landingsgestel

Figuur 11

1. Ski 2. Beschermingsplaat 3. Dwarsliggers 4. Schuine stalen stijlen 5. Vasthechtingsring 6. Schokdempers 7. Wielen 8. Wielsteunen

Er zijn 4 verschillende types die men bij de Alouette 2 kan gaan gebruiken, namelijk:

Met skis Met wielen Met vlotten Met sneeuwschaatsen


Michael Smets 26

3.1.6.1 De verschillende delen van het landingsgestel: 1. Ski Buis in dural waarbij de voorkant licht gebogen is en de onderkant beschermd is door een plaat in RVS. Elke ski is voorzien van 2 wielen, deze zijn excentrisch bevestigd en laten verplaatsing op de grond toe.

2. Dwarsliggers Dit zijn stalen buizen die de ski houden door tussenkomst van stalen verbindingen met bevestigingsbogen. De dwarsliggers nemen de schok op bij het landen door hun plooibaarheid. Ze zijn verbonden met de centrale structuur dmv halve ringen, deze laatste zijn voorzien van een gummie tussenstuk en aarding. De achterste ligger ontvangt de 2 schokdempers.

3. Schokdempers Holle buis en cilinder in lichte legering verbonden aan de centrale structuur en de liggerknoop. Zuiger met doorlopende zuigerstang en 2 overdrukkleppen in de zuiger ingebouwd, vast aan de ligger, er is een speling tussen zuiger en cilinder. De vulling gebeurt door de zwaartekracht langs een terugslagklep en de holle buis. Er is een purgeervijs (ontluchting) voorzien. WERKING: Ze zijn bestemd om de trillingen op te vangen en op te slorpen op de grond. De demping gebeurt door de olieverplaatsing tussen zuiger en cilinder. De overdrukkleppen laten de olieverplaatsing toe bij overtollige olieverplaatsing ten gevolge van overdruk bij landing.


Michael Smets 27

4. Cockpit

4.1 Algemeen schema

Figuur 12

1. Cyclische pas 2. Collectieve pas 3. Voetenstuur 4. Hoofdpiloon met radio 5. Hoofdinstrumentenbord 6. Bovenste paneel met zekeringen en schakelaars 7. Centraal paneel met radiopost 8. Onderste paneel 9. Onderste pyloon met bedieningspaneel 10. Verluchtingsvenster 11. Hendel voor verluchtingsgat 12. Verluchting 13. Antiverblindingsscherm


Michael Smets 28

4.2 Instrumentenpaneel Hier worden de belangrijkste indicators/meters aangeduid.

1. Magnetisch kompas 2. Vertical velocity Indicator (VVI) 3. Dubbele tachometer (turbine/rotor) 4. Brandstofdruk 5. Drievoudige indicator: druk en

Temperatuur van de motor en Temperatuur t4

6. Voltmeter 7. Schakelaar positionlight 8. Schakelaar anti-collision 9. VHF radiopost 10. Kaartje met afwijkingen van kompas 11. Slip indicator 12. Airspeed indicator 13. Kunstmatige horizon 14. Hoogtemeter 15. Torquemeter (in graden) 16. Controlelampje voor de generator

Figuur 13


Michael Smets 29

5. Arodynamica bij de helikopter Eenmaal een helikopter airborne is, is deze onderhevig aan de arodynamische krachten die een vlucht met zich meebrengt. Ter verduidelijking van dit eindwerk volgt hier een verklaring van de basistermen betreffende arodynamica bij de helikopter.

5.1 Anti- torsie Bij elke actie is er een tegengestelde evenwaardige reactie, zo ook bij helikopters. Als de motor de rotorbladen CCW laat draaien zal de romp CW draaien, en andersom. De grootte van het moment is direct gekoppeld aan de hoeveelheid vermogen van de motor geleverd aan de rotorbladen. Wanneer het vermogen veranderd zal de nodige torsie ook veranderen. Om te voorkomen dat de romp zal gaan draaien is er de antikoppelrotor, deze zal de torsiekrachten gaan tegenwerken zodat de romp niet zal gaan draaien. Naarmate de torsiekrachten geleverd door de motor toenemen. Zal de tegenwerkende kracht van de antikoppelrotor ook moeten toenemen en dit gebeurt door de anti - torsie pedalen in de cockpit.


Michael Smets 30

5.2 Hover/stilhangende vlucht (geen wind) Tijdens een hover vlucht houdt de helikopter constant positie boven een welbepaald punt en dit op een bepaalde afstand boven de grond. Bij hover staan de draagkracht (lift) - en stuwkrachtcofficint geproduceerd door de rotor loodrecht op het rotorvlak. Deze zijn gelijk maar tegengesteld aan het gewicht (weight) en de weerstand (drag), die naar beneden zijn gericht. Om de gewenste hoogte te bereiken kan de stuwkracht (thrust) geleverd door de rotor veranderd worden. Dit gebeurt door het veranderen van de AOA van de rotorbladen en zo meer vermogen te vragen. Tijdens hover staan de draagkracht en stuwkrachtcofficint beide in loodrechte verticale positie. Wanneer de geleverde stuwkracht groter is dan het actuele gewicht zal het toestel stijgen, en vice versa. De genduceerde weerstand (induced drag) die bij hover voorkomt wordt opgewekt doordat de rotorbladen draagkracht produceren en profiel weerstand (profile drag) doordat de rotorbladen door de lucht bewegen. Deze twee worden doorgaans samen gewoonweg weerstand genoemd.

Figuur 14


Michael Smets 31

5.3 Drift Tijdens de hover vlucht heeft een helikopter met enkelvoudige rotor de neiging om zijwaarts te bewegen, dit door de stuwkracht geleverd door de antikoppelrotor. Deze eigenschap wordt drift genoemd. Om deze eigenschap tegen te gaan kan men verschillende zaken gaan gebruiken:

De hoofdrotoroverbrenging wordt zo geplaatst dat de hoofdrotormast een kleine zijdelingse hoek maakt, waardoor de stuwkracht van de antikoppelrotor tegengewerkt zal worden.

Een besturingssysteem of hoek (pitch) controle systeem dat tijdens de hover vlucht de hoofdrotor lichtjes zal kantellen, waardoor de stuwkracht van de antikoppelrotor tegengewerkt zal worden.

Door gebruik te maken van deze tegenwerkende systemen zal de linkse ski van het landingsgestel bij een CCW draaiende hoofdrotor lichtjes lager hangen, en vice versa.

Figuur 15


Michael Smets 32

5.4 Kegelvorming (Coning) Om een helikopter draagkracht te kunnen laten creren moeten de hoofdrotorbladen draaien. Dit brengt de vorming van relatieve wind met zich mee, die tegengesteld is aan de richting van de rotorbladen. Door de rotatie van de rotorbladen ontstaat een centrifugale kracht die de rotorbladen naar buiten trekken. Hoe sneller deze rotatie hoe groter de centrifugale kracht zal zijn. De centrifugale kracht zal ook de rigiditeit van de bladen verzekeren en zal tijdens het bochten ervoor zorgen dat de bladen het gewicht van het toestel kunnen weerstanden. De gegenereerde centrifugale kracht bepaalt ook het maximum RPM van de hoofdrotor, dit door de structurele limieten van het hoofdrotorsysteem. Bij een verticale take off zijn er 2 voorname krachten die op hetzelfde tijdstip plaatsvinden, de centrifugale kracht en de draagkracht. Het resultaat van deze 2 krachten zal er toe leiden dat de rotorbladen een kegel zullen vormen en niet een vlak. Bij rigide en semi-rigide rotorsystemen ontstaat deze kegelvorming door de flexibiliteit van de hoofdrotorbladen. Bij gearticuleerde rotorsystemen gaan de bladen onder een bepaalde hoek staan door de verdraaiing op het klapscharnier.

Figuur 16


Michael Smets 33

5.5 Coriolis effect Door de rotatie van de rotorbladen ontstaat het Coriolis effect. Dit kunnen we het best vergelijken met een figuurschaatser. Als hij ronddraait en zijn armen openslaat zal hij trager gaan draaien. Dit omdat hij het massacentrum verder van de rotatieas af legt. Gaat hij zijn armen terug naar zijn lichaam toe bewegen dan zal hij sneller gaan draaien omdat hij het massacentrum dichter bij de rotatieas brengt. Bij coning zal het massacentrum ook dichter bij de rotatieas komen en een versnelling van de rotorbladen met zich meebrengen. Bij het weer zakken van de bladen zal het massacentrum verder van de rotatieas gaan liggen. En een vertraging met zich mee brengen. Deze versnellingen en vertragingen worden door ofwel dempers of door de structuur van de bladen opgevangen, dit is afhankelijk van het ontwerp.

Figuur 17


Michael Smets 34

5.6 Grondeffect Tijdens een hover vlucht boven de grond zal een fenomeen genaamd grondeffect plaatsvinden. Het grondeffect neemt normaliter plaats op nog geen volledige rotordiameter van de grond. De genduceerde luchtstroom zal door de wrijving met de grond verminderen maar de draagkracht vector zal stijgen. Dit laat een kleinere AOA van de rotorbladen toe bij een eenzelfde hoeveelheid draagkracht waardoor de genduceerde draagkracht zal verkleinen. Grondeffect zal de vorming van blade tip vortices gaan beperken, dit doordat de neerwaartse en naar buitenstromende luchtstroom een grotere draagkracht veroorzaken. Wanneer het toestel hoogte wint zonder enige voorwaartse snelheid zal de genduceerde luchtstroom niet meer verstoord worden .Er zal een verhoging van blade tip vortices plaatsvinden en een verlaging van de naar buitenstromende luchtstroom. Het gevolg hiervan is dat de weerstand zal verhogen, er zal een grotere AOA van de bladen en meer vermogen nodig zijn om de lucht door de rotor naar beneden te laten bewegen. Men kan maximaal van het grondeffect gebruik maken op een vaste en vlakke ondergrond en wanneer er geen wind aanwezig is. Lang gras, water en andere onregelmatigheden zullen de luchtstroom verstoren en een toename van de blade tip vortices met zich meebrengen en zo meer weerstand veroorzaken.

Figuur 18


Michael Smets 35

5.7 Gyroscopisch precessie Een draaiende hoofdrotor werkt en reageert zoals een gyroscoop en heeft zodanig ook dezelfde eigenschappen, n ervan is gyroscopische precessie. Gyroscopische precessie is de resulterende actie of uitslag na een gegeven input actie bij een draaiend object. Deze resulterende actie zal plaatsvinden op ongeveer 90 na de input actie, uiteraard in de richting van de rotatie. Toepassing op de Alouette 2: Bij het bochten naar links zullen we de cyclische stick naar links moeten bewegen waardoor het toestel naar links zal gaan, waar moet de input actie komen? Om naar links te bochten moeten we aan de rechterkant meer draagkracht door de rotorbladen laten creren en links minder. We moeten steeds rekening houden met het feit dat de rotor van de Alouette 2 CW draait en de input ongeveer 90 voor de eigenlijke actie gegeven moet worden. De input om de bladen aan de rechterkant meer draagkracht te geven zal ongeveer plaatsvinden als de rotorbladen zich voor de cockpit bevinden. Om minder draagkracht aan de linkerkant te creren zal de input gegeven moeten worden als de rotorbladen het staartstuk passeren.

Figuur 19


Michael Smets 36

5.8 Verticale vlucht De hover vlucht is eigenlijk een element van de verticale vlucht. Door de AOA van de rotorbladen te verhogen zal er een opwaartse draagkracht - en stuwkrachtfactor gegenereerd worden, dit terwijl de snelheid van de rotorbladen onveranderd blijft. Deze actie zal een stijging van het toestel met zich meebrengen. Om het toestel te laten zakken zal de AOA van de rotorbladen verkleind moeten worden. Bij afwezigheid van wind en wanneer de weerstand - en gewichtfactor groter zijn dan de draagkracht - en stuwkrachtfactor zal het toestel zakken, en vice versa.

Figuur 20


Michael Smets 37

5.9 Voorwaartse vlucht In of tijdens de voorwaartse vlucht wordt het rotorvlak naar voren geheld, zo dus wordt de totale draagkracht - en stuwkrachtresultante naar voren geheld. Deze resultante van de voorwaartse vlucht kan opgesplitst worden in 2 componenten, namelijk:

De draagkrachtfactor, die verticaal naar boven gericht is De stuwkrachtfactor, die horizontaal in de richting van vlucht gericht is

Tegengesteld aan deze krachten zijn er de weerstand en gewichtfactor nog, deze zullen de draagkracht en stuwkrachtfactor gaan tegenwerken. Tijdens een rechtlijnige voorwaartse vlucht met constante snelheid is de draagkracht gelijk aan het gewicht en is de stuwkracht gelijk aan de weerstand. Indien de draagkracht groter wordt dan het gewicht zal het toestel stijgen, en vice versa. Indien de stuwkracht groter wordt dan de weerstand zal het toestel versnellen, en vice versa. Als de helikopter voorwaarts gaat vliegen zal dit een verlies in hoogte met zich meebrengen, dit omdat de stuwkrachtvector voorwaarts gericht wordt. Hierdoor zal de totale draagkracht en stuwkrachtresultante verkleinen. Maar doordat de helikopter gaat versnellen zal het rotorsysteem efficinter worden, dit door de stijging van de toekomende luchtstroom. Indien deze versnelling wordt verder gezet zal de luchtstroom die door het rotorvlak stroomt nog vergroten waardoor het rotorsysteem nog efficinter zal functioneren.

Figuur 21


Michael Smets 38

5.10 Zijdelingse vlucht Bij een zijdelingse vlucht wordt het rotorvlak naar de gewenste zijdelingse vliegrichting geheld. Als gevolg van deze actie zal de resultante onder een bepaalde hoek gezet worden. Zoals zichtbaar (Figuur 22) staat de draagkrachtvector loodrecht naar boven en de gewichtvector loodrecht naar beneden gericht. De stuwkrachtvector is hier horizontaal en tegengesteld hieraan de weerstandvector.

Figuur 22


Michael Smets 39

5.11 Achterwaartse vlucht Bij een achterwaartse vlucht wordt het rotorvlak naar achteren geheld. Hierdoor zal de resultante onder een bepaalde hoek gezet worden (Figuur 23).De weerstandvector is naar voren gericht en de draagkrachtvector loodrecht naar boven en tegengesteld hieraan de gewichtvector loodrecht naar beneden.

Figuur 23


Michael Smets 40

5.12 Draaien tijdens een vlucht Bij een voorwaartse vlucht wordt het rotorvlak naar voren geheld, hierdoor zal de resultante onder een bepaalde hoek gezet worden (Figuur 21). Wanneer een helikopter aan het bochten is zal het rotorvlak zijdelings geheld worden, waardoor de draagkrachtcofficint opgesplitst zal worden. Namelijk de horizontale en verticale component. Naarmate het bochten vergroot zal de draagkracht resultante meer naar de horizontale component hellen. Waardoor de graad van het bochten zal vermeerderen omdat het merendeel van de draagkracht horizontaal werkt. We kunnen dus stellen dat verticale component van de draagkracht hier vermindert. Om deze vermindering in verticale draagkracht te compenseren zal de AOA van de rotorbladen verhoogd moeten worden om zo dezelfde hoogte te behouden. Hoe steiler men gaat bochten hoe groter de AOA van de rotorbladen nodig zal zijn om op dezelfde hoogte te blijven. Zo dus hoe groter de helling van het bochten en hoe groter de AOA, zodoende zal de resulterende draagkrachtvector vergroten en de graad van het bochten versnellen.

Figuur 24


Michael Smets 41

5.13 Autorotatie Autorotatie is een vlucht waarbij de hoofdrotor wordt aangedreven door de relatieve wind en niet door de motor. Deze vorm van vliegen wordt gebruikt om een toestel veilig op de grond te krijgen bij het niet meer functioneren van de motor. De hoogte wordt gebruikt als potentile energie en wordt tot kinetische energie omgezet tijdens het dalen en het landen. Alle helikopters moeten deze procedure kunnen uitvoeren. Autorotatie wordt mechanisch toegestaan door de aanwezigheid van een vrijloopwiel, waardoor de hoofdrotor vrij kan rondraaien zelfs al draait de motor niet meer. In een normale door de motor aangedreven vlucht wordt de lucht van boven het rotorvlak naar onderen getrokken. Bij autorotatie zal de luchtstroom bij het dalen van onder naar boven gaan en de rotorbladen laten roteren.

Figuur 25


Michael Smets 42

6. Flight controls

6.1 Overzicht Bij de Alouette 2 kunnen de bewegingen onderverdeeld worden in drie verschillende bewegingsacties, namelijk:

1. Cyclische pas

De cyclische pas maakt het mogelijk dat de helikopter kan bewegen in twee richtingen, lateraal en longitudinaal. Bij de longitudinale beweging zal de neus of staart stijgen/dalen, de pitch beweging. Bij de laterale beweging zal het toestel een zijdelingse kantelbeweging maken, de roll beweging. (Figuur 26)

2. Collectieve pas

De collectieve pas zal ervoor zorgen dat de helikopter kan bewegen in het verticaal vlak, stijgen of dalen. (Figuur 26)

3. Richtingsverandering (antikoppelrotor)

Enerzijds neutraliseert de antikoppelrotor de draaizin afkomstig van het motorkoppel. En anderzijds kan men met de antikoppel rotor een richtingsverandering verwezenlijken in het horizontaal vlak, de staart of neus zal links/rechts bewegen. (Figuur 26)

Figuur 26


Michael Smets 43

Door deze drie bewegingsacties te combineren kan men de gewenste vliegrichting van de helikopter verwezenlijken. De cyclische pas, de collectieve pas en de richtingsverandering worden verwezenlijkt door twee verschillende constructietypes, namelijk:

Rigide type Deze bestaat uit hefbomen (renvois guignols) en drijfstangen (bielles), deze worden gebruikt voor de cyclische en collectieve pas.

Gemixt type Deze bestaat uit een hefboom (renvoi guignol), drijfstangen (bielles) en kabels die gebruikt worden voor en door de antikoppelrotor.


Michael Smets 44

6.2 Cyclische pas Door de cyclische pas te variren is het mogelijk om de pitch- en rollbeweging uit te voeren. Deze bewegingen worden uitgevoerd door de stand van de rotorbladen te veranderen. Bij roll gaat het toestel links of rechts kantellen, bij het rechts kantellen zullen de rotorbladen links meer draagkracht moeten creren en vice versa. Deze extra draagkracht wordt gecreerd door de AOA van de rotorbladen te vergroten. Aangezien de reactie van de helikopter door het gyroscopische effect 90 naijlt zal de input 90 vroeger moeten gebeuren. Zoals gekend draaien de rotorbladen van de Alouette 2 CW. Dus kunnen we stellen dat de input om een grotere aanvalshoek aan de linkerkant te verkrijgen zal plaatsvinden als het rotorblad ongeveer voorbij de staart komt.

De pitchbeweging komt overeen met de longitudinale beweging, een

beweging langs de langsas van het toestel. Door de stick naar voren/achteren te bewegen zal de neus/staart mits enige vertraging door het gyroscopische effect dalen of stijgen. De longitudinale beweging komt tot stand door gebruik te maken van een enkelvoudig systeem.

De rollbeweging komt overeen met de laterale beweging, een beweging langs

de dwarsas van het toestel. Door de stick links/rechts te bewegen zal het toestel mits enige vertraging door het gyroscopische effect deze beweging volgen. De laterale beweging komt tot stand door gebruik te maken van een dubbel systeem.


Michael Smets 45

Omdat de krachten op en afkomstig van de rotorbladen zo groot zijn wordt bij de cyclische pas gebruik gemaakt van servos. Deze van hydraulische druk voorziene servos helpen de piloot om zijn stick te kunnen bewegen met slechts een kleine inspanning.

1. Beweegbare drijfstangen (regelbaar) 2. Relais 3. Mixer/mengsysteem 4. Hefboom/hoekoverbrengingen 5. Beweegbare drijfstangen (regelbaar) 6. Drijfstang/Pitch links (gekleurd) 7. Cyclische schijf (vast en los)

Figuur 27


Michael Smets 46

6.2.1 Longitudinale beweging: Zoals zichtbaar (Figuur 29) maken we bij de longitudinale beweging gebruik van een enkelvoudig systeem.

A. In de cockpit De stuurknuppel is een naar achter gebogen buis en is voor de piloot aangebracht. Deze is beweegbaar op een as welke in een vork op de verbindingsas gemonteerd is onder de vloer. Een longitudinale beweging van de stuurknuppel verdraait de verbindingsas die door een halve maanverbinding de regelbare drijfstang (Nr. 1) in een ongeveer rechtlijnige beweging verplaatst.

B. Tussen de cockpit en de cyclische schijf De regelbare drijfstang grijpt een relais aan waarvan de draaias in een steun ligt dat aan de cockpitvloer is bevestigd. Een tweede drijfstang (Nr. 2), regelbaar in lengte, beveelt een hefboom van het mengsysteem. Een andere drijfstang (Nr. 3) verbindt het mengsysteem met een hefboom bevestigd op de mechanische vloer. Vanuit deze hefboom vertrekt een vierde drijfstang (Nr. 4), ook regelbaar in lengte, naar de voorste arm van de onderste schijf van de vaste cyclische schijf.


Michael Smets 47

C. Cyclische schijf Drijfstang verbonden aan de instelhoekbedieningsarm en die 30 verschoven is ten opzichte van de langsas en de beweegbare cyclische schijf.

1. Stuurknuppel 2. Verbindingsas 3. Beweegbare drijfstang (regelbaar) 4. Halve maanverbinding

Figuur 28

Figuur 29


Michael Smets 48

6.2.2 Laterale beweging: Zoals zichtbaar (Figuur 31) maken we bij de laterale beweging gebruik van een dubbel systeem.

A. In de cockpit De stuurknuppel draait rond een as op het uiteinde van de verbindingsas. Zijn beweging wordt door een regelbare drijfstang (Nr. 1) overgebracht op het balkstuur. Het balkstuur is op een steun bevestigd en draait op 2 kogellagers. Het beveelt de drijfstangen (Nrs. 2 en 3) in tegenovergestelde zin.

B. Tussen cockpit en cyclische schijf De tegenovergestelde beweging wordt overgebracht naar de relais en vandaar gaat het verder door twee regelbare drijfstangen(Nrs. 4 en 5) welke twee hoeksoverbrengingen van het mengsysteem bedienen. De beweging wordt voortgezet door de drijfstangen (Nrs. 6 en 7) en naar de overbrengingen op de mechanische vloer van de hoofdoverbrengingsdoos overgebracht. De overbrenging aan de rechterzijde van het toestel brengt zijn beweging over aan de onderste schijf door tussenkomst van een regelbare drijfstang (Nr. 8). De hoekoverbrenging aan de linkerzijde van het toestel brengt zijn beweging over aan een drijfstang welke op zijn beurt een hoekoverbrenging bediend welke aan de linkerzijde van de hoofdoverbrengingsdoos bevestigd is. Uiteindelijk geeft een regelbare drijfstang (Nr. 9) zijn beweging door aan de onderste schijf.


Michael Smets 49

Figuur 31

C. Cyclische schijf De twee drijfstangen zijn verbonden aan de twee armen aan de zijkant en zijn 30 verschoven met de zijdelingse as.

1. Stuurknuppel 2. Beweegbare drijfstangen

(regelbaar) 3. Beweegbare drijfstang

(regelbaar) 4. Balkstuur

Figuur 30


Michael Smets 50

6.3 Hydraulica Om het mogelijke te maken dat de piloot slechts een kleine inspanning moet leveren om de nodige bewegingsacties uit te voeren wordt bij de cyclische pas gebruik gemaakt van servos. Deze leveren de nodige ondersteuning en demping tijdens de vluchtfase, dit door gebruik te maken van hydraulische druk. De hydraulische vloeistof wordt door een hydraulische pomp onder druk gezet, deze druk bedraagt 25 bar terwijl de normale werkingsdruk 18 bar is. Enkele eigenschappen van de pomp:

Draait aan 2500 RPM Tandwieltype Vermogen van 0,25 PK Debiet van 4 l/min

1. Servo laterale beweging 2. Servo longitudinale beweging 3. Afsluitkraan 4. Stuurknuppel 5. Manometer 6. Hydraulische pomp 7. Hydraulisch reservoir

Figuur 32


Michael Smets 51

6.3.1 Cilinders (servos) De cilinders zijn parallel geplaatst op de omloop en kunnen door een afsluitkraan afgesloten worden van het circuit. Elke cilinder is bevolen door een schuif geplaatst inwendig in de stang van de zuiger en bediend door een excentrische vinger. De cilinder is verbonden aan de structuur en de zuiger aan het stangenstelsel. Een beweging van de stuurknuppel verplaatst de schuif via de excentrische vinger.

A. Werking

Beweging naar rechts Kamer b staat in verbinding met de terugvoer naar de vergaarbak. Kamer a ontvangt druk en verplaatst de zuiger naar rechts. De zuigerverplaatsing eindigt wanneer de schuif de gekalibreerde opening afsluit.

Beweging naar links Kamer b wordt gevuld met olie onder druk. Kamer a eveneens maar daar het zuigeroppervlakte in kamer b groter is (b = 2*a) beweegt de zuiger zich naar links. De zuigerverplaatsing eindigt wanneer de schuif de gekalibreerde opening afsluit.

1. Excentrische vinger 2. Stang 3. Schuif 4. Zuiger 5. Cilinder

Figuur 33


Michael Smets 52

B. Schema

1. Servo laterale beweging 2. Servo longitudinale beweging 3. Hydraulische pomp 4. Hydraulisch reservoir 5. Filter (20) 6. Filter (50) 7. Overdrukklep 8. Manometer 9. Afsluitkraan

De hydraulische pomp is geplaatst op de hoofdoverbrenging tussen de oliepomp en de tachymeter. Na de pomp is een metaalfilter met overdrukklep geplaatst, deze overdrukklep regelt de drukking aan een waarde van 18 bar 1 bar. De overtollige olie wordt terug naar de het reservoir geleid langs een andere filter(5.). Deze filter(5.) heeft een ingebouwde by-pass en wordt buiten dienst gezet van zodra er een differentieel drukverschil van 2 bar optreedt. De regeling gebeurt door een vijs en bedraagt voor 1 toer aan de vijs een druk van 1 bar. Het reservoir heeft een inhoud van 5 liter en een nuttige inhoud van 3 liter. De platte vorm zorgt voor een goede afkoeling. De afsluitkraan is geplaatst op de cockpitvloer tussen de twee voorste zetels en heeft twee standen, MARCHE en ARRET. De afsluitkraan laat toe de drukking naar de servobediening af te leiden door de pompdrukking rechtstreeks in verbinding te plaatsen met het reservoir. De servos worden enkel gebruikt bij de cyclische pas omdat deze het meest wordt gevarieerd tijdens de vlucht. Tijdens proefvluchten worden de servos afgesloten om de niet gedempte vibraties te kunnen voelen in de stick.

Figuur 34


Michael Smets 53

C. Longitudinale cilinder

1. Verbindingsas 2. Halve maanverbinding 3. Beweegbare drijfstang (Nr. 1) Zie Figuur 28 4. Regelbare excentrische vinger 5. Terugvoerleiding van de hydraulische olie 6. Werkingscilinder 7. Aanvoerleiding van de hydraulische olie 8. Servolichaam

D. Laterale cilinder

1. Balkstuur 2. Beweegbare drijfstang (Nr. 2) Zie figuur 30 3. Beweegbare drijfstang (Nr. 1) Zie figuur 30 4. Regelbare excentrische vinger 5. Aanvoerleiding van de hydraulische olie 6. Vasthechtingsteun op de structuur 7. Vasthechtingsas 8. Servolichaam 9. Terugvoerleiding van de hydraulische olie 10. Uitslagas

Figuur 35

Figuur 36


Michael Smets 54

6.3 Collectieve pas De collectieve pas heeft als doel de helikopter in het verticale vlak te laten bewegen, m.a.w. rechtlijnig stijgen of dalen. Door de algemene pashefboom (links van de piloot) in de cockpit op te trekken zal de mixer de vaste cyclische schijf opwaarts verplaatsen en aldus ieder rotorblad een grotere aanvalshoek geven. Door deze vergroting zal elk rotorblad meer draagkracht creren en zo een stijging van het toestel met zich meebrengen. Door de pashefboom te laten zakken verkrijgt men het omgekeerde effect.

1. Zie Figuur 38 2. Mixer/mengsysteem 3. Vaste cyclische schijf 4. Losse cyclische schijf

Figuur 37


Michael Smets 55

A. Algemene pashefboom

Door de algemene pashefboom op te trekken zal uw verbindingsas roteren en contact maken met de stop van e maximum pas. Naarmate de kracht op de stop toeneemt, zal de voelbare weerstand ook toenemen. De weerstand zal constant blijven tot een hoekvergroting van 14, wanneer men hoger zal gaan, dus meer gaat optrekken zal de weerstand voelbaar verhogen. Er is een maximum van 18 deze is enkel nodig bij noodgevallen. De overbrenging van de getrokken pas geeft deze hoekvergroting door aan het boordinstrument in de cockpit waardoor de piloot de collectieve pas kan aflezen in graden. Indien de krachten afkomstig van de hoofdrotor niet worden opgevangen door de enkelrichtingsdrijfstang van de mixer worden deze opgevangen door een compensatiesysteem op de stuurinrichting door een veer. De algemene pashefboom en de lichtmetalen hefboom zitten beide op de verbindingsas waardoor ook de hefboom zal bewegen. Deze laatste brengt een rechtlijnige beweging over aan een drijfstang (4) die een overbrenging van de mixer beveelt.

Figuur 38

1. Algemene pashefboom 2. Vastzetschroef 3. Veer 4. Beweegbare drijfstang (regelbaar) 5. Beweegbare drijfstang (regelbaar) 6. Verbindingsas 7. Beweegbare drijfstang (regelbaar) 8. Overbrenging van de getrokken pas 9. Stop van de maximum pas 10. Lichtmetalen hefboom


Michael Smets 56

B. Mixer De mixer ontvangt zijn bewegingen van de algemene pashefboom en worden doorgegeven aan de drijfstang (Nr. 1). Zoals hierboven beschreven en door zijn inwerking worden de drie hoeksoverbrengingen van de cyclische pas gelijktijdig verplaatst. Op een steun welke is bevestigd aan de structuur (Nr. 7) bewegen de overbrenging (Nr. 2) en een vergrotingshefboom(Nr. 8). De overbrenging (Nr.2) draait rond een vast punt (Nr. 10) en brengt de bevolen beweging over op een enkelrichtingsdrijfstang (Nr. 3). De draaias van de enkelrichtingsdrijfstang op de overbrenger bestaat uit een grote schijf, dit om een grote wrijvingsoppervlakte te verkrijgen. De vergrotingshefboom draait eveneens rond een vast punt (Nr. 9) en wordt bevolen door de enkelrichtingsdrijfstang. Het andere uiteinde van de vergrotingshefboom draagt de algemene as van de cyclische drijfstangen.

Elke beweging van de enkelrichtingsdrijfstang die bevolen wordt door de algemene pashefboom heeft een verticale beweging van de algemene as van de cyclische drijfstangen tot gevolg. Hierdoor zullen de daaraan bevestigde drijfstangen zich over eenzelfde afstand bewegen en brengen de verticale beweging over aan de vaste cyclische schijf. Deze beweging wordt doorgegeven aan de losse cyclische schijf waardoor de drie instelhoekbedieningsarmen gelijktijdig de rotorbladen bedienen.

Figuur 40 Figuur 39


Michael Smets 57

C. Compensatie De krachten afkomstig van de hoofdrotor worden door de enkelrichtingsdrijfstang opgeslorpt . Maar dit is niet steeds de waarheid, vandaar dat er een compensatiesysteem voorzien is om de krachten terug in evenwicht te brengen. Het compensatiesysteem bestaat uit een veer dat op de stuurinrichting geplaatst is. Vanuit de hefboom vertrekt een regelbare drijfstang, welke deel uitmaakt van de verbindingsas. Deze drijfstang biedt een tegenkracht op de stuurinrichting, dit door tussenkomst van een overbrenging. De tegenkracht is afkomstig van de veer die door een steun op de structuur is bevestigd. De veer is zo geplaatst de deze op de overbrenging duwt en daardoor de algemene staphendel probeert te verplaatsen naar een groter hoekstand. Door deze actie wordt de kracht uitgeoefend door de hoofdrotor geneutraliseerd.

Figuur 41


Michael Smets 58

6.4 Richtingsverandering (antikoppelrotor) Men kan het doel van de antikoppelrotor opsplitsen in 2 zaken, namelijk:

1. Neutraliseren van de draaizin van de romp die afkomstig is van het motorkoppel

Doordat het motorkoppel de rotor laat draaien zal de romp in tegengestelde richting gaan draaien, om dit te voorkomen geeft de antikoppelrotor een tegenwerkende kracht. Bij de Alouette 2 draait de hoofdrotor CW waardoor de romp CCW zal draaien, de antikoppelrotor zal deze beweging gaan tegenwerken en een gelijkwaardige kracht naar links geven.

2. Laat de besturing in het horizontale vlak toe Door gebruik te maken van het trek-trek systeem kan men de instelhoek van de bladen gaan variren en is het mogelijk om de staart naar links/rechts te laten uitwijken. Bij het draaien naar rechts zal de staart naar links moeten uitwijken. Omdat er al een kracht naar links aanwezig is, kan men concluderen dat bij het draaien naar rechts de grootste instelhoek nodig zal zijn. Bij het draaien naar links zal de staart naar rechts moeten uitwijken. De romp heeft al de neiging om naar rechts te draaien, vandaar dat bij het draaien naar links de instelhoek niet zo groot zal zijn.

1. Regelbare pedalen 2. Sector 3. Wieltjes 4. Kabels 5. Trommel

Figuur 42

Figuur 43


Michael Smets 59

A. WERKING De piloot beschikt over twee regelbare pedalen welke zich bewegen in hun lagers en deel uitmaken van de basisplaat. Van de pedalen vertrekken drijfstangen (Nr. 1) die aan de verbindingsas verbonden zijn door twee hefbomen. Deze draait tussen twee langsliggers van de vloer in twee kogellagers. Van de onderste hefboom vertrekt een drijfstang (Nr. 2) welke door tussenkomst van een overbrenging een andere drijfstang (Nr. 3) beveelt. Deze drijfstang is verbonden met de sector. De sector beweegt de kabels, een beweging die wordt voortgezet tot aan de achteroverbrengingsdoos. De kabel afkomstig van de sector wordt door wieltjes geleid door de staartstructuur en zal de beweging doorgeven aan de trommel. De trommel zal de bladen een grote AOA geven.

1. Regelbare pedalen 2. Beweegbare drijfstangen (regelbaar) 3. Verbindingsas 4. Sector 5. Relais

Om te verhinderen dat de kabelspanners elkaar zouden raken wordt er gebruik gemaakt van een korte en een lange kabel.

Kort rode kleur, naar rechts Lang blauwe kleur, naar links

Bij het draaien naar links zal het systeem omgekeerd gaan werken.

Figuur 44


Michael Smets 60

Besluit Dit eindwerk heeft mij veel bijgeleerd betreffende de besturing van de Alouette 2. Door de verscheidene bezoeken aan de basis in Brasschaat heb ik de andere werkzaamheden bij de Alouette 2 gezien. Waardoor ik de andere systemen ook van naderbij heb bekeken. Vermits het de bedoeling is van dit eindwerk om een handleiding te zijn bij de CBT module heb ik geprobeerd om alles zo visueel mogelijk weer te geven en zo gedetailleerd mogelijk te beschrijven. Wegens tijdsgebrek is de CBT module niet volledig afgeraakt, waardoor de bijlage slechts een deel van de CBT module is. De volledige CBT module zal beschikbaar zijn op CD ROM.


Michael Smets 61

Literatuurlijst

Rotorcraft, (2000). Rotorcraft Flying Handbook. U.S Department of Transportation. ISBN 1-56027-404-2

Helikoptertheorie, (1988). Helikoptertheorie. Niet geplubiceerde cursus,

Belgian Technical Trainingschool, Royal Air Force.

Cursus, (1975). Cursus Alouette 2. Niet geplubiceerde cursus, Belgian Technical Trainingschool, Royal Air Force.

Sud, (1971). Sud Aviation SA.3180 Alouette Astazou Manuel dentretien.

Maintenance manual.

Liron, Daniel. The First Turbine Powered Production Helicopters. Planet Aerospace


Michael Smets 62

De Besturing Van de Alouette 2 Helikopter

Documents

Transcript of De Besturing Van de Alouette 2 Helikopter