أنظمة التثبيت وموازنة الرفرفة والاهتزاز على طائرة الهليكوبتر

يمكن زيادة الاستقرار بشكل كبير في الطائرة مع إضافة قضيب موازن عمودي على النصلتين، بحيث يحتوي قضيب التثبيت على نهايات مرجحة، مما يجعله يظل ثابتًا نسبيًا في مستوى الدوران، كما يتم ربط شريط التثبيت بلوحة الدفع بطريقة تقلل من معدل التحكم، ويمكن للشفرتين أن ترفرف كوحدة واحدة، وبالتالي لا تتطلب مفصلات مختلفة، أي (يتباطأ الجزء المتحرك بالكامل ويتسارع في كل دورة)، كما تتطلب الأنظمة ذات الشفرتين مفصلًا واحدًا متأرجحًا ومفصلين مخروطين للسماح بتقلص متواضع للقرص الدوار مع زيادة الدفع، ويُعرف التكوين بأسماء متعدد، بما في ذلك لوحات (Hiller) ونظام (Hiller) ونظام (Bell-Hiller) ونظام (flybar).

موازنة رفرفة المفصل

يتم موازنة إزاحة رفرفة المفصل عن مركز محور الدوار ويمكن أن تنتج لحظات قوية مفيدة للتحكم في الهليكوبتر، حيث تنتج مسافة من المحور (الإزاحة) مضروبة في القوة الناتجة عند المفصل، ومن الواضح أنه كلما زادت الإزاحة زادت اللحظة التي تنتجها الشفرة لنفس القوة.

حركة الخفقان (الرفرفة) هي نتيجة التوازن المتغير باستمرار بين قوى الرفع والطرد المركزي والقصور الذاتي، كما يعتبر ارتفاع وسقوط الشفرات من سمات معظم طائرات الهليكوبتر، وغالبًا ما يُقارن بضرب جناح الطائر، وتسمح المفصلة المرفرفة جنبًا إلى جنب مع المرونة الطبيعية الموجودة في معظم الشفرات بالتدلي بشكل كبير عندما تكون المروحية في حالة راحة، كما يتم توفير الصلابة اللازمة بواسطة قوة الطرد المركزي القوية التي تنتج عن دوران الشفرات وتسحب هذه القوة للخارج من الحافة، مما يؤدي إلى تقوية الشفرة، وهي العامل الوحيد الذي يمنعها من الانثناء لأعلى.

أنظمة زيادة الاستقرار SAS

تتضمن بعض طائرات الهليكوبتر أنظمة تعزيز الاستقرار (SAS) للمساعدة في استقرار المروحية أثناء الطيران وفي التحليق، وأبسط هذه الأنظمة هو نظام تقليم القوة (force trim system)، والذي يستخدم القابض المغناطيسي لعقد التحكم الدوري في الموضع الذي تم تحريره فيه، وتستخدم الأنظمة الأكثر تقدمًا مشغلات كهربائية تقوم بإدخال المدخلات إلى الماكينات الهيدروليكية، كما تتلقى هذه الماكينات أوامر تحكم من جهاز كمبيوتر يستشعر موقف الهليكوبتر، وقد يتم توفير مدخلات أخرى مثل العنوان والسرعة والارتفاع ومعلومات التنقل إلى الكمبيوتر؛ لتشكيل نظام طيار آلي كامل، وقد يتم تجاوز أو فصل (SAS) من قبل الطيار في أي وقت.

يقلل (SAS) من عبء العمل على الطيار من خلال تحسين الانسجام الأساسي للتحكم في الطائرات وتقليل الاضطرابات، تعتبر هذه الأنظمة مفيدة للغاية عندما يكون الطيار مطلوبًا لأداء واجبات أخرى، مثل تحميل الرافعة وعمليات البحث والإنقاذ.

ملاحظة: “SAS” هي اختصار لـ”Stability Augmentation Systems”.

اهتزاز طائرات الهليكوبتر

تصف الفقرات التالية الأنواع المختلفة من الاهتزازات، ويوجد العديد من المستويات العامة التي تنقسم إليها الترددات:

اهتزاز شديد التردد

الاهتزاز شديد التردد يتأرجح من دورتين إلى ثلاث دورات في الثانية، ويكون متأصل في الدوار والصاري ونظام النقل؛ وذلك لمنع الاهتزاز من الوصول إلى مستويات ملحوظة، كما تم دمج مخمدات حامل ناقل الحركة لامتصاص الاهتزاز.

اهتزاز منخفض التردد

الاهتزازات منخفضة التردد (1/دورة و 2/دورة) ناتجة عن الدوار نفسه، حيث أن اهتزازات (دورة/1) تتكون من نوعين أساسيين: عمودي أو جانبي ويكون ناتج ببساطة عن تطوير شفرة واحدة للرفع عند نقطة معينة أكثر من النصل الآخر الذي يتطور في نفس النقطة.

اهتزاز متوسط ​​التردد

اهتزاز التردد المتوسط ​​(4/دورة و 6/دورة) هو اهتزاز آخر متأصل في معظم الدوارات، حيث تكون الزيادة في مستوى هذه الاهتزازات ناتجة عن تغيير في قدرة جسم الطائرة على امتصاص الاهتزازات أو اهتزاز أحد مكونات هيكل الطائرة، مثل الزلاجات عند هذا التردد.

اهتزاز عالي التردد

يمكن أن تحدث الاهتزازات عالية التردد بسبب أي شيء في المروحية يدور أو يهتز بسرعات عالية للغاية، والأسباب الأكثر شيوعًا ووضوحًا لذلك هي وصلة المصعد المفكوك في لوحة (swash) أو مصعد مفكوك أو توازن دوار الذيل والمسار.

تتبع شفرة الدوار

تتبع الشفرة هي عملية تحديد مواضع أطراف الشفرة الدوارة بالنسبة لبعضها البعض أثناء دوران رأس الدوار، وتحديد التصحيحات اللازمة لتثبيت هذه المواضع ضمن تفاوتات معينة، كما يجب أن تتبع جميع الشفرات بعضها البعض قدر الإمكان، والغرض من تتبع الشفرات هو إحضار أطراف جميع الشفرات في نفس مسار الحافة طوال دورة الدوران بأكملها.

تعقب الشفرة إلكترونيًا

يتكون متعقب الشفرة الإلكترونية الأكثر شيوعًا من موازن (Phazor) ومتتبع (Strobex) واختبار (Vibrex)، كما يسمح جهاز تعقب شفرة ستروبكس بتتبع الشفرة من داخل أو خارج الطائرة المروحية أثناء وجودها على الأرض أو داخل المروحية أثناء الطيران، كما يستخدم النظام شعاع ضوئي عالي التركيز مثل وميض يكون بالتتابع مع دوران ريش الدوار الرئيسي، بحيث يبدو أن الهدف الثابت عند أطراف الشفرة متوقف.

ويتم تحديد كل شفرة من خلال رقم انعكاسي ممدود مسجّل أو متصل بالجانب السفلي للشفرة في مكان موحد، وعند عرضها بزاوية من داخل المروحية، ستظهر الأرقام المسجلة طبيعية، كما يمكن تحقيق التتبع باستخدام عاكسات التتبع وضوء قوي ويتم توصيل العاكسات مؤقتًا بطرف كل شفرة، حيث يومض المصباح الوامض عالي الكثافة في الوقت المناسب مع الشفرات الدوارة.

يعمل المصباح من مصدر الطاقة الكهربائية للطائرة، وذلك من خلال مراقبة صورة غطاء الرأس المنعكس، من الممكن عرض مسار الشفرات الدوارة، حيث يتم إجراء التتبع في سلسلة من أربع خطوات منفصلة: تتبع الأرض والتحقق من التمرير وتتبع الرحلة إلى الأمام وتعديل سرعة الدوران التلقائي في الدقيقة.

طرق تتبع الذيل الدوار

طريقة الوسم

فيما يلي إجراءات تتبع دوار الذيل باستخدام طريقة الوسم:

• بعد استبدال أو تركيب محور دوار الذيل أو الشفرات أو نظام تغيير التحكم، والتحقق من تجهيز دوار الذيل وتتبع ريش الدوار له يجب ضبط خلوص طرف دوار الذيل قبل التتبع وفحصه مرة أخرى بعد التتبع.

• يمكن استخدام جهاز التتبع من النوع القوي إذا كان متاحًا، حيث يتم توفير تعليمات الاستخدام مع الجهاز والقيام بتوصيل قطعة من خرطوم مطاطي ناعم بطول ست بوصات في نهاية عصا (½ × ½ بوصة) أو أي جهاز مرن آخر، والقيام بتغطية الخرطوم المطاطي باللون الأزرق أو نوع مشابه من التلوين المخفف بالزيت.

ملاحظة: يجب أن يتم تنفيذ عمليات التشغيل على الأرض من قبل الأفراد المصرح لهم فقط، والبدء بتشغيل المحرك وفقًا لدليل الصيانة المعمول به والقيام بتشغيل المحرك باستخدام الدواسات في الوضع المحايد، وإعادة تعيين جهاز الوسم على الجانب السفلي من مجموعة ذراع الرافعة وتحريك جهاز الوسم ببطء إلى قرص دوار الذيل على بعد بوصة واحدة تقريبًا من الطرف، وعند وضع علامة بالقرب من الشفرة، يجب وقف المحرك والسماح للدوار بالتوقف وتكرير هذا الإجراء حتى تعبر علامة التتبع إلى الشفرة الأخرى، ثم القيام بتمديد رابط التحكم في الميل للشفرة غير المميزة نصف دورة.

الطريقة الإلكترونية

توجد مجموعة موازنة وتتبع (Vibrex) الإلكترونية في حقيبة تتبع وتتكون من موديل (177M-6A Balancer)، وموديل (135M-11 Strobex) ومخططات المسار والتوازن ومقياس التسارع والكابلات وأقواس التثبيت.

تُستخدم مجموعة موازنة (Vibrex) لقياس مستوى الاهتزاز الناجم عن الدوار الرئيسي والذيل الدوار لطائرة هليكوبتر والإشارة إليه، كما يقوم (Vibrex) بتحليل الاهتزاز الناجم عن الدوارات الخارجة عن المسار أو غير المتوازنة، ثم من خلال رسم سعة الاهتزاز وزاويته على الرسم البياني، كما يتم تحديد مقدار وموقع مسار الدوار أو تغيير الوزن، بالإضافة إلى ذلك يتم استخدام (Vibrex) في استكشاف الأخطاء وإصلاحها عن طريق قياس مستويات الاهتزاز والترددات أو عدد الدورات في الدقيقة للاضطرابات غير المعروفة.