tabs sulle pale e tracking

[allanon87]

salve a tutti, è la prima volta che scrivo quindi spero di fornire tutte le info.

 

Un articolo in inglese parlava dei problemi causati dalle piccole differenze tra una pala e l'altra sullo stesso elicottero che le portavano a ruotare su piani differenti, generando un maggior numero di vibrazioni. Per limitare questi problemi parlava di piccoli tabs posti nella parte posteriore della pala aiutando il tracking.

il problema per me è che non so cosa siano in italiano i tabs, mentre con tracking credo si intenda la capacità delle pale di tracciare gli stessi piani.

potete darmi delucidazioni su questo argomento, e inoltre, chi controlla i tabs per far variare l'altezza della pala rispetto alle altre.

[Tuccio14]

Dovrebbe essere qualcosa di simile all'equilibratura che facciamo sulle nostre macchine, dove i tabs sono quelle piccole massette di metalli incollate dietro al cerchione. Correggetemi se sbaglio.

[Hobo]

No, credo che sia il Trim degli elicotteri: è quell'aletta detta compensatrice che sta dietro il bordo d'uscita delle pale (sugli aerei sta dietro il bordo d'uscita dell'equilibratore):

 

 

 

Dovrebbe servire per poter variare a piacimento il flappeggio della pala (movimento in su e in giù, o beccheggio).

Con il Tab in su, l'angolo di incidenza della pala dovrebbe aumentare e la pala dovrebbe salire, mentre il contrario dovrebbe avvenire con il Tab in giù.

La cosa importante credo che sia che con il Tab variano anche velocità e portanza della pala stessa (oltre che il flappeggio).

Modificato 11 Febbraio 2011 da Hobo

[allanon87]

Grazie innanzitutto per aver accolto la mia domanda.

 

da come parlava l'articolo credo che sia più come dice Hobo, dal momento che non parlava di masse fisse, ma una cosa simile a flap nella parte posteriore della pala. il dubbio allora è: ma se una sola pala traccia un piano diverso dalle altre, agendo su questo tab, l'elicottero non tenderà a variare direzione o altitudine, e inoltre, il controllo dei tabs è automatico?

[Hobo]

Non lo so ci vogliono gli elicotteristi. Il rotore è una roba per me molto complessa.

 

Per esempio io ho scritto Trim, ma non so se si può considerare Trim, in quanto tutta la pala è mobile per cui più che Trim forse è più simile a uno Stabilatore, cioè una superficie equilibratrice unica e tutta mobile (riguardo all'angolo di incidenza) che fa sia da stabilizzatore che equilibratore. In questo caso se fosse come ho appena scritto, i Tabs sarebbero come alette di stabilatori che si muovono automaticamente: in giù quando la pala AUMENTA il suo angolo di incidenza e in su quando accade l'opposto.

 

Dal poco che so il piano su cui ruotano le pale dovrebbe essere unico (track), anche se l'elicottero si muove sul piano orizzontale grazie all'inclinazione di questo piano, che si fa tramite la cloche tra le cosce (o passo ciclico). Se voglio girare a destra per esempio io inclino il piano del rotore a destra. Per inclinare il rotore a destra devo aumentare la portanza (incidenza) delle pale che si trovano nella metà sinistra del rotore in questo modo la parte sinistra del rotore si alza e la destra si abbassa.

 

In realtà non è così semplice, perchè essendo il rotore soggetto a effetto giroscopico, io devo aumentare la portanza (angolo di incidenza) delle pale che si trovano non a 180°, ma a 90° rispetto alla direzione in cui voglio dirigermi.

 

Inoltre le pale che in ogni istante ruotano verso la direzione di avanzamento del volo vanno più veloci, quindi hanno più portanza, quindi salgono, per cui forse ecco perchè in questa situazione l'aletta del Tabs dovrebbe e dico dovrebbe abbassarsi, per impedire un eccessivo flappeggio veso l'alto delle pale avanzanti, che oltre a genrare più portanza volano anche più veloci a causa del fatto che alla loro velocità angolare di rotazione si somma anche la velocità di volo e quindi queste pale non solo tenderanno ad alzarsi, ma anche ad avanzare (brandeggio in avanti della pala).

 

Forse tutto questo è regolato proprio anche dallle alette dei tabs che credo che siano sia automatiche, che regolabili in cabina tramite un comando forse tipo quello del Trim di un aereo. (Poi oggi sarà tutto elettronico e controllato istante per istante).

Modificato 12 Febbraio 2011 da Hobo

[Flaggy]

In realtà aveva ragione Tuccio...

Quelle della foto sono si delle alette di trimmaggio che consentono di regolare e bilanciare aerodinamicamente la pala, ma sono fisse.

All'interno delle pale degli elicotteri non c'è nessun tipo di comando o regolazione automatica del passo delle pale (per ora...).

Il controllo del passo avviene solo ed esclusivamente attraverso il braccetto che collega la pala al piatto oscillante del rotore.

In futuro, e con lo scopo di ridurre il livello vibratorio, si prevede la possibilità di utilizzare materiali a memoria di forma che reagiscono deformandosi al passaggio di corrente.

In tal modo sarà possibile regolare l'inclinazione di piccole superfici al bordo d'ucita senza ricorrere ad attuatori che all'interno di una pala di elicottero non farebbero una bella fine, considerate le mostruose sollecitazioni a cui sarebbero sottoposti.

 

Quello che si fa oggi è invece di accertarsi che le pale si comportino tutte allo stesso modo, e la cosa non è affatto scontata considerato che ci possono essere delle piccole differenze nella distribuzione di massa, in rigidezza e in forma.

Da un punto di vista aeroelastico piccole differenze causano grandi problemi e il rotore deve essere bilanciato sia staticamente che dinamicamente.

Il bilanciamento statico si fa posizionando lungo la pala delle piccole masse, un po' come si fa proprio con le ruote delle automobili.

 

Il blade (o rotor) traking è invece proprio la correzione della traiettoria delle pale in modo che sia la stessa per tutte.

Si può fare in vari modi (e comunque sempre a terra).

O mettendo due piccole masse al bordo d'attacco e d'uscita alla radice delle pale, oppure regolando (tramite vite) la lunghezza del braccetto che collega le pale al piatto oscillante, oppure ancora regolando le famose trim tabs che di fatto modificano la curvatura e quindi l'aerodinamica della pala.

 

A conferma di tutto ciò, proprio in uno spaccato di un UH-60, al numero 58, si legge chiaramente fixed trailing edge tabs.

 

http://sobchak.files.wordpress.com/2010/09/uh60a_cutaway.gif

Modificato 12 Febbraio 2011 da Flaggy

[Hobo]

Ma fisse cioè non mobili? Ma allora che Trim è? Forse sono mobili e regolabili dall'esterno a terra, oppure a movimento automatico con la corrente d'aria che investe la pala.

[Flaggy]

Mi pareva di averlo spiegato chiaramente: sono alette fisse, che vengono regolate a terra per bilanciare aerodinamicamente le pale.

 

Il blade (o rotor) traking è invece proprio la correzione della traiettoria delle pale in modo che sia la stessa per tutte.

Si può fare in vari modi (e comunque sempre a terra).

O mettendo due piccole masse al bordo d'attacco e d'uscita alla radice delle pale, oppure regolando (tramite vite) la lunghezza del braccetto che collega le pale al piatto oscillante, oppure ancora regolando le famose trim tabs che di fatto modificano la curvatura e quindi l'aerodinamica della pala.

 

Il blade traking si fa a terra, mica in volo!

[Hobo]

E quindi sono alette la cui posizione è regolabile ( a terra).

Di conseguenza non sono masse fisse attaccate alle pale (come dice secondo me poco chiaramente il disegno), ma superfici aerodinamiche mobili e regolabili.

Quello che io non sapevo non venendo dagli elicotteri è che non sono regolabili in volo. Quindi anche se gli voglio bene come fa ad avere ragione Tuccio che ha pensato ai pesetti del gommista ?

(I quali pesi per altro si possono applicare alle pale stesse, ma non sono superfici di controllo). Da quel che so io i pesi del tracking delle pale non sono superfici correttrici che ottengono una reazione aerodinamica, come invece fanno le Trim Tabs.

 

Le trim tabs quindi non sono "fisse", ma regolabili (a terra).

Modificato 13 Febbraio 2011 da Hobo

[Flaggy]

Perchè Tuccio ne aveva intuito la funzione facendo un parallelo con le masse che si utilizzano per equilibrare le ruote degli autoveicoli.

Non a caso il traking si può anche fare anche posizionando della masse e comunque nemmeno le trim tab sono superfici di controllo, ma piccole appendici aerodinamiche che servono a calibrare (o trimmare) le pale del rotore.

Una volta fatto non le si muovono più...almeno fino a quando non intercorre una ulteriore deformazione da compensare.

Le trim tab si adottano infatti tutte le volte in cui la forma della pala non è quella ottimale, nonostante magari la distribuzione di massa o di rigidezza sia quella prevista.

Con delle piccole correzioni alle trim tab è quindi possibile annullare le differenze aerodinamiche fra le pale.

 

Quanto al disegno, se ti riferisci allo spaccato che ho postato, direi invece che sia piuttosto chiaro che si tratti di appendici aerodinamiche (le stesse della foto) e nemmeno la descrizione fa trasparire che siano masse: in effetti tab si può tradurre come "linguetta" che da proprio l'idea di una appendice aerodinamica.

Il termine "fisse" come datto va inteso proprio per sottolineare la distinzione rispetto al classico trim. Sono alette regolabili, ma non nel senso che siamo abituati a pensare di un trim e infatti non hanno nulla a che vedere con superfici di controllo o di compensazione automatica o manuale come stava emergendo dalla discussione.

[allanon87]

innanzitutto vi ringrazio per la partecipazione

 

quello che inizialmente non avevo capito è che il tracking e quindi la regolazione dei tabs si fa a terra ed inoltre una sola volta, salvo complicazioni. direi che questo è in linea con quanto avevo letto , visto che si parlava di progetti futiri che impiegassero leghe a mamoria di forma per poter effettuare il tracking anche in volo ed in maniera automatica, visto che credo sia improponibile che un pilota si metta ad operare di continuo sui tabs. questo comferma quanto dice Flaggy. inoltre cosa che probabilmente avrei dovuto fare prima vi posto il pezzo di articolo citato:

 

Smart materials and adaptive structures are now common terms and large government supported programs

are underway to develop and utilize them in aeronautical and space structures. A number of international

meetings on smart materials take place every year under the aegis of SPIE and ASME. One major effort has

been to develop smart rotors for helicopters to minimize the problems of noise and vibration. Helicopters

have never reached their full commercial potential because of environmental noise problems, the high

maintenance resulting from their vibration, and passenger comfort. The principal source of noise and

vibrations blade vortex interaction which is the result of the blade impacting the vortex thrown off by the

blade in front. A second source of vibration is due to small differences in blade geometry resulting from

the manufacturing process. This requires each blade be adjusted so that it tracks in the same plane as the

other blades which when properly carried-out minimizes vibration. To date this tracking adjustment has

required the manual bending of small tabs in the trailing edge of the helicopter blade which causes the

blade to fly higher or lower. A SMA tracking control which makes it possible for the pilot to adjust

trailing edge tabs from the cockpit has been developed utilizing twin tubular NiTi torsion actuators [11].

When heated the tubes twist to move the tab through a linkage with a motion of ± 7.5o with an accuracy of

± 0.25o. Critical in the design of this actuator for a smart helicopter was weight and volume which

recommended the use of SMA because of the high force and strain output. The actuator system shown in

Figure 15 weighs only 440 gm and is 2.5cmx2.5cmx16.5cm, including all electronic controls.

The control of blade vortex interaction is more complicated requiring that the blade tips move at the

rotational speed of the blades, approximately 600 rpm, or 10Hz, far to rapid for SMAs. The newly

discovered magnetically activated shape memory effect in Ni2MnGa alloys may potentially lead to the

effective use of SMAs at higher frequency; experiments have shown that shape change frequencies as high

as 400 Hz have been observed.

For the control of aerodynamic performance in different regions of the flight envelope, particularly for

planes capable of supersonic speeds, a number of studies [12,13] are evaluating methods for embedding or

attaching to an aircraft wing structure SMA wires and tendons which can change the wing contour in flight.

A barrier to this goal is the fact that two very opposite requirements are involved, the wing must be stiff to

provide flight control and yet must be flexible in order to change contour. A variety of flexible ribs and

spars have been studied to solve this dilemma. Another technique which has been tested for flight control

is to provide wing twist using a large torsion tube actuator. The required angle of twist to alter the flight

characteristics is quite small and quarter scale wings with SMA actuation have been successfully tested.

Programs in adaptive structures have also been carried out to control the performance of hydrofoils such as

the control surfaces on submarines.

 

il pezzo è tratto da

INDUSTRIAL APPLICATIONS FOR SHAPE MEMORY ALLOYS di Ming H. Wu and L. McD. Schetky

Modificato 15 Febbraio 2011 da allanon87