Tvärflödeseffekt

Tvärflödeseffekt är en aerodynamisk effekt som uppstår när en helikopter rör sig horisontellt (vanligtvis framåt) genom luften, vilket får rotorskivan att rulla åt sidan. Det är också känt som tvärrulle eller inflödesrulle .

Tvärflödeseffekt upplevs inte när man svävar, eftersom luften ovanför rotorskivan dras ner ovanifrån (känd som inducerat flöde eller downwash ) och fördelas jämnt runt rotorskivan. Luften sjunker uppifrån, vilket har effekten att minska anfallsvinkeln .

Men när helikoptern börjar röra sig in i ostörd luft, är en del av skivan i ren, opaccelererad luft, medan den återstående delen av rotorskivan fortfarande arbetar med nedåtgående luft. Den del av skivan som arbetar med ren luft ser därför en högre anfallsvinkel än den del av skivan som arbetar med nedstigande luft. Resultatet är att delen i ren luft utvecklar mer lyftkraft.

Skivan rullar åt sidan, snarare än att vika bakåt som man kan förvänta sig, på grund av fasfördröjning . Fasfördröjning är en egenskap hos alla roterande system som påverkas av en periodisk kraft, vilket gör att det extra lyftet syns upp till 90 grader senare vid rotorrotation. För system med gångjärn vid rotationsaxeln, såsom ett halvstyvt rotorhuvud , är fasfördröjningen 90 grader. För system som är ledade på ett visst avstånd från rotationsaxeln, såsom ett ledat rotorhuvud, är fasfördröjningen mindre än 90 grader. Under flygning framåt kommer piloten att uppleva antingen en höger- eller vänsterrullning, beroende på om helikopterns rotor roterar moturs respektive medurs. Vissa källor tillskriver rullningen gyroskopisk precession , men detta är inte korrekt: gyroskopisk precession resulterar alltid i en förskjutning på 90 grader, medan fasfördröjning kan vara mindre än 90 grader. Gyroskopisk precession gäller endast stela system, men helikopterrotorer är inte stela eftersom de är designade för att klappa upp och ner.

Om en helikopter upplever en sidvind, kommer den tvärgående flödeseffekten att resultera i en stigning uppåt eller nedåt istället för en rullning.

Vid högre lufthastigheter kommer mer och mer av rotorskivan att vara i ren luft och lyftdifferentialen kommer att minska, men tvärflödeseffekten kommer att upplevas i viss utsträckning över hela flygomslaget . I en typisk enrotorhelikopter är effekten störst strax före Effective Translational Lift (ETL).

Skillnaden i lyftkraft mellan fram och bak på rotorskivan orsakar också en skillnad i motstånd, vilket resulterar i en vibration mellan cirka 10-20 knop. Men vissa källor tillskriver detta till ETL snarare än tvärgående flöde.