Δακτύλιος αεροδινών και ... βούλιαγμα με ισχύ !

Απο το Στέφανο Ατσαλο και

http://armyaviation.wordpress.com/2010/11/25/vortex-ring-state/

Ένα από τα θέματα που προκαλούν σύγχυση στους εκπαιδευόμενους χειριστές ελικοπτέρων, για να καταλάβουν πλήρως τι συμβαίνει, είναι η κατάσταση του δακτυλίου αεροδινών. Επίσης, (σωστά ή λάθος, εξαρτάται ποιον ρωτάς ), αυτή η κατάσταση αναφέρεται σαν “βούλιαγμα του ελικοπτέρου με κινητήρα” γνωστή σαν settling with power. Περισσότερη σύγχυση για αυτό προέρχεται από την ορολογία που χρησιμοποιείται, όπως αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, σε διάφορα εγχειρίδια. Ακόμη, υπάρχουν εκπαιδευτές που διδάσκουν ότι το βούλιαγμα του ελικοπτέρου με κινητήρα, είναι διαφορετικό από την κατάσταση του δακτυλίου αεροδινών. (vortex ring)
Αυτό είναι αλήθεια, όταν συμβεί το βούλιαγμα με κινητήρα, και σημαίνει ότι…
Α) το ελικόπτερο δεν διαθέτει αρκετή ισχύ για να αιωρηθεί, αναγκάζοντάς το, κατά συνέπεια, να κάνει κάθοδο ή
Β) βουλιάζει όταν η ισχύς που απαιτείται για να διατηρηθεί σε αιώρηση, ή πτήση, υπερβαίνει την διαθέσιμη ισχύ.
Εν τούτοις, πολλά εγχειρίδια δεν χρησιμοποιούν αυτόν τον ορισμό και για αυτό δημιουργείται η σύγχυση. Ανεξάρτητα από ποιές ετικέτες χρησιμοποιούνται, το σημαντικό σημείο που πρέπει να γνωρίζει ένας χειριστής είναι ότι υπάρχουν δύο πολύ διαφορετικές καταστάσεις που μπορούν να έχουν επιπτώσεις σε ένα ελικόπτερο εντός και εκτός της ευεργετικής επίδρασης του εδάφους (ground effect), ή όταν αυτό κάνει προσέγγιση με μεγάλη γωνία κατολισθήσεως (βαθεία προσέγγιση).
Η πρώτη είναι όταν, απλά, ξεμένει από ισχύ , όπως περιγράφεται παραπάνω.
Η δεύτερη είναι η είσοδος σε κατάσταση αεροδινών, η οποία είναι μια αεροδυναμική κατάσταση που δημιουργείται, όταν επιτραπεί στο ελικόπτερο να κάνει κάθοδο μέσα στο δικό του κατώρευμα. Αυτό, μπορεί να συμβεί ακόμη και όταν το ελικόπτερο έχει περισσότερη ισχύ από αυτήν που απαιτείται.
Για να γίνει κατανοητή η είσοδος σε κατάσταση αεροδινών φανταστείτε ένα ελικόπτερο που κάνει αιώρηση στα 1000 πόδια. Το στροφείο τραβά αέρα από πάνω επιταχύνοντας ένα μεγάλο ποσό αέρα προς τα κάτω δημιουργώντας μια στήλη αέρα κάτω από το ελικόπτερο.
Εάν ο χειριστής επιτρέψει το ελικόπτερο να κάνει κάθοδο με μεγάλο βαθμό μέσα σε αυτήν την στήλη, τού προς τα κάτω κινούμενου αέρα, τότε ο αέρας που βρίσκεται πάνω από το στροφείο θα κινηθεί και αυτός προς τα κάτω.
Προσπαθώντας το στροφείο να τραβήξει αέρα από πάνω, ενώ αυτός ήδη κινείται προς τα κάτω, δημιουργείται μια ανακύκλωση του αέρα αναγκάζοντας τις δίνες στα ακροπτερύγια του στροφείου, να γίνουν πολύ μεγαλύτερες. (Οι κανονικές-φυσιολογικές δίνες των ακροπτερυγίων, προκαλούν μια μικρή απώλεια στην απόδοση του στροφείου). Επιπλέον, δημιουργείται ένας δευτερεύων δακτύλιος αεροδινών στην βάση των πτερύγων του στροφείου.
Όταν πια θα αναπτυχθεί για τα καλά η κατάσταση αεροδινών, το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος του κινητήρα καταναλώνεται για να επιταχύνει τον αέρα σε μια κυκλική μορφή γύρω από το στροφείο. Η κατάσταση των αεροδινών προκαλει μια ταραχώδη περιστροφική ροή γύρω από τα πτερύγια με μια αυξανόμενη τραχύτητα και την πιθανή απώλεια του ελέγχου. Το ελικόπτερο συνεχίζει να κάνει κάθοδο και σαν φυσιολογική αντίδραση του χειριστή είναι να τραβήξει σύνθετο (να αυξήσει δηλαδή ισχύ). Αυτή η ενέργεια αυξάνει την δύναμη του δακτυλίου αεροδινών και το ελικόπτερο θα κατέβει ακόμη γρηγορότερα.
Για την ανάκαμψη από αυτήν τη κατάσταση, ο χειριστής πρέπει να βγάλει το ελικόπτερο από την στήλη του αέρα. Αυτό μπορεί να γίνει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση , όμως το καλύτερο είναι να επιταχύνει προς τα εμπρός και να ελαττώσει το βήμα στο σύνθετο χειριστήριο. Αυτό θα οδηγήσει σε μικρή απώλεια του ύψους. Στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης των αεροδινών, μια μεγάλη εφαρμογή της ισχύος (αν είναι διαθέσιμη), μπορεί να υπερνικήσει τον ανοδικά κινούμενο αέρα και να αρχίσει η αποκατάσταση. Θεωρητικά, κάνοντας αυτοπεριστροφή, θα άλλαζε την ροή του αέρα και θα οδηγούσε σε μια αποκατάσταση αλλά, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα το ελικόπτερο να έχει απώλεια μεγάλου ύψους.
Το καλύτερο σχέδιο αποφυγής είναι να καταλάβει ο χειριστής ποιες καταστάσεις μπορούν να προκαλέσουν την είσοδο σε κατάσταση αεροδινών.
Οι τρεις βασικές καταστάσεις είναι:
1.Κάθετη κάθοδος. μεγαλύτερη από 300 πόδια το λεπτό. ( ο πραγματικός βαθμός καθόδου που απαιτείται μπορεί να είναι μεγαλύτερος, εξαρτάται από το ύψος πυκνότητας και το βάρος του ελικοπτέρου).
2.Το στροφείο πρέπει να καταναλώνει 20-100% της διαθέσιμης ισχύος και
3.Ταχύτητα μικρότερη των 15 knots περίπου.
Μερικοί από τους ελιγμούς του ελικοπτέρου, που υπάρχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να παρουσιασθεί κατάσταση αεροδινών, είναι οι βαθείες προσεγγίσεις (ειδικότερα με αντίθετο άνεμο) και η αιώρηση έκτος της ευεργετικής επίδρασης του εδάφους (ground effect) σε μεγάλο ύψος πυκνότητας. Για να μείνεις μακριά από το πρόβλημα, η γωνία καθόδου στην προσέγγιση να είναι πιο ρηχή από 30 μοίρες , ο βαθμός καθόδου να μην είναι περισσότερο από 300 πόδια το λεπτό και μην αφήνεις να πέσει η ταχύτητα.