[헬기] 리드-래그 힌지, 플랩핑 힌지, 댐퍼

2012 포스팅 자료실 2012.01.13 00:05
**리드-래그 힌지 / 플랩핑 힌지 / 댐퍼 / 페더링**
헬리콥터의 메인로터 헤드에 속해있는 리드-래그 힌지(Lead - lag hinge)와 플랩핑 힌지(Flapping hinge), 블레이드의 뎀퍼(Blade Damper), 페더링

 


1. 리드 - 래그 힌지(Lead - lag hinge)와 뎀퍼
 리드-래그 힌지와 뎀퍼는 같이 설명될 수 있다.
리드 - 래그 힌지는 로터 블레이드 끝단(rotor blade tip)이 회전면에서 앞뒤로 움직이는것을 허용하는 헬리콥터 회전날개 블레이드 뿌리에 있는 힌지이다. 리드 - 래그 힌지의 운동을 드래깅(dragging)이라 하고 드래그 댐퍼에 의해서 반대 운동을 받는다. 드래깅을 허용하지 않을 경우 블레이드와 로터에 강한 힘이 작용하여 스트레스가 쌓이게 되므로 핀을 이용하여 고정하는 방식과 철의 탄성을 이용해 고정하는 방식 중 하나를 택해야 한다.

 드래깅을 핀을 이용하여 (위의 사진) 상쇄시키는 경우는 보통 전관절형 로터(fully articulated rotor)에서 이고, 인장력과 탄성력이 좋은 복합탄성체를 이용하여 철이 토크를 흡수시키도록 하는 방법은 (반)고정식 로터(rigid rotor)이다.

<티타늄 단조 로터 헤드>
플랩핑과 리드-래그를 힌지 핀을 사용하지 않고 자체적으로 흡수한다. 

 블레이드 댐퍼(blade damper)는 허브와 주회전날개 사이에 장착되고 주회전날개의 수평 운동으로부터 발생하는 충력을 감쇠시킨다. 주회전 날개가 지상에서 회전하기 시작하거나 정지될 때 또는 비행 중 블레이드의 큰 힘을 받는 갑작스런 운동이 발생되었을 때 관성에 의한 블레이드 운동의 충격을 흡수할 뿐만 아니라 블레이드의 진동(hunting)도 제어된다.

블레이드 뿌리를 붙잡고 있는 두개의 압축 실린더가 뎀퍼이다. 로터가 급회전할때 생기는 관성으로 인해 블레이드가 뒤로 처지는 것을 막아준다.

리드 래그 힌지는 블레이드가 앞뒤로 조금씩 움직이는 것을 허용하는 장치이다.

 


2. 플랩핑 힌지(flapping hinge)
 플랩핑 힌지는 블레이드 회전면(plane of rotation)에 평행한 축과 함께 있는 힌지이다. 델타 또는 플랩핑 힌지에 대한 헬리콥터 로터 블레이드의 상하운동을 허용함으로써 플래핑에 의한 양력불균형을 해소한다. (플랩핑을 막으면 기체가 크게 진동하거나 심하면 전복될 수 있기 때문에 플랩핑 힌지는 헬리콥터에서 매우 중요한 부분이다.)

플랩핑 힌지의 역사 보러가기
http://blue5182.tistory.com/74  - 포스트 하단 부




 델타-3 힌지(delta-3 hinge)

 플랩핑 힌지는 블레이드 축과 일직선(페더링 축과 수직) 으로 장착되는 것이 일반적이다. 이러한 힌지의 경우 플랩핑이 발생했을 때 생기는 양력불균형은 오직 업, 다운 현상만 받아들이며, 결과적으로 일정한 피치각이 유지되면서 블레이드가 업.다운 하게 되어 양력불균형 해소에 장애를 준다.

즉, 일반 플랩핑 힌지는 블레이드의 상하 운동에 유연성을 주어 양력불균형을 어느 정도 소화할 수 있지만, 피치각이 일정한 상태로 올라갔다 내려오기 때문에 올라가는 동안 피치를 줄여 블레이드 끝단에서의 양력을 줄이는 방법이 고안되었다.



이를 델타-3 힌지(delta-3 hinge)라 한다. 이것은 페더링 축에 수직이 아닌 각도로 장착된다. 이 경우 블레이드가 플렙핑 업 위치에서 기하학적 힌지 장착 각도에 의해서 블레이드 뒷전이 더 많이 올라가는 현상을 초래한다.

즉, 블레이드가 상승하면서 동시에 뒷전이 올라가 피치각이 작아지기 때문에 결과적으로 양력을 줄일 수 있고, 이것은 플랩핑을 줄일 수 있게 되는 것이다.





3. 페더링(feathering)
 페더링은 블레이드 축에 대한 블레이드의 피치각 변화를 허용하는 것을 말한다. 간단하게 말해서, 블레이드의 깃각이 변경될 수 있는 것은 블레이드가 조금씩 돌아가기 때문이다.








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