Sie sprechen von einem Gerät (bei Hubschraubern der Heckventilator, das horizontalen Schub vermittelt), das dem Drehmoment entgegenwirkt, das die Umgebungsluft auf den Hauptrotor (und damit auf den Hubschrauber) ausübt, wenn der Hauptrotor durch die Luft gezogen wird.

Sie schlagen stattdessen vor, ein entgegengesetztes Drehmoment über ein Reaktionsrad zu übertragen. Dies würde tatsächlich ein entgegengesetztes Drehmoment für kurze Zeiträume verleihen. Sie erhalten jedoch kein Drehmoment durch Drehen eines Reaktionsrads mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, sondern durch Ändern und Beschleunigen dieser Winkelgeschwindigkeit.

Jetzt ist das Drehmoment, das die Luft durch den Hauptrotor auf den Hubschrauber ausübt, konstant - oder zumindest in ungefähr konstanter Richtung. Um diesem Drehmoment entgegenzuwirken, müsste das Reaktionsrad daher gleichmäßig und unbegrenzt beschleunigt werden. Aus technischer Sicht ist dies eindeutig unmöglich.

Sie können sich dies auch aus der Erhaltung des Drehimpulses vorstellen, ohne über den Ursprung der Drehmomente nachzudenken. Die Luft gibt dem Hubschrauber einen stetigen Winkelimpuls. Daher muss der Drehimpuls des Hubschraubersystems stetig ansteigen (es sei denn, der Heckventilator hat ein entgegengesetztes Drehmoment). Entweder ist dieser Drehimpuls das Drehen des Hubschrauberkörpers (was wir zu vermeiden versuchen) oder der des Reaktionsrads, dessen Drehimpuls unter der Wirkung des Drehimpulses auf das System stetig zunehmen muss.

Das ist wirklich eine technische Frage, imo, aber ich mag angewandte Physik.

Es gibt eine Alternative zu Reaktionsrädern, nämlich Triebwerke am Heck, mit denen die Maschine auf engstem Raum näher an Bäume, Stromleitungen und den allgemeinen Betrieb heranrücken kann.

Außerdem verwenden viele Hubschraubermodelle hintere Rotoren mit Rohrleitungen, wie die unten gezeigte.

Um dem Gewicht der Maschine und dem Drehmoment des Hauptrotors des Hubschraubers entgegenzuwirken, müsste das Reaktionsrad, wie Sie sicher wissen, entweder sehr schwer sein oder eine ernsthafte Winkelgeschwindigkeit haben Erzielen eines ausreichenden Drehimpulses und Ausführen einer nützlichen Rolle zur Wiederherstellung der Stabilität.

Der Härtetest für das Hubschrauberdesign ist meiner Meinung nach, dass das Militär die Ideen einbezieht. Wenn dies nicht der Fall ist, gibt es wahrscheinlich einen Nachteil, der weitere Forschung verhindert.

BEARBEITEN Die anderen Antworten bezüglich der Beschleunigung des Reaktionsrads erklären ziemlich genau die obige Zeile, es ist nicht nur ein drawback, es ist unmöglich zu implementieren. Ich sollte mich vor der Beantwortung eingehender mit der Mechanik der Reaktionsräder befassen. So ist das Leben. END EDIT

Was die Gesetze der Physik betrifft, könnten Sie dies tun, wenn Sie von Zeit zu Zeit den im Schwungrad gespeicherten Drehimpuls verwenden, um die Richtung des Hauptrotors schnell umzukehren und dann den Drehimpuls in die andere Richtung aufzubauen.

Nachteile: Oh Mann, wo soll ich anfangen?Sie benötigen symmetrische und damit wahrscheinlich weniger effiziente Rotorblätter und eine komplexere Taumelscheibenanordnung.Sie benötigen eine Hauptwelle und Blattaufsätze, die während des Umkehrmanövers wahnsinnige Drehmomente auf den Rotor übertragen können.Sie benötigen komplexe Anordnungen, damit der Motor über einen weiten Drehzahlbereich ein fein gesteuertes Drehmoment auf das Schwungrad ausüben kann.Und es wird eine sehr aufregende Fahrt, wenn der Lift von Zeit zu Zeit für eine halbe Sekunde verschwindet, während der Rotor rückwärts fährt.

Ich halte dies für eine sehr interessante Idee, aber natürlich müssten Sie das Rad als Gyroskop verwenden. Das einfache Drehen eines koaxialen Rads zum Rotor würde das Ziel überhaupt nicht erreichen, wie von Rod Vance ausgeführt.

Stattdessen müssten Sie das Rad vertikal montieren. Das Rad würde sich mit einer hohen konstanten Geschwindigkeit drehen. Jetzt erzeugt der Rotor ein Drehmoment in einer Richtung senkrecht zum Drehimpuls des Gyroskops. Aufgrund der Art und Weise, wie sich der Drehimpuls addiert, wäre das Ergebnis eine Bewegung nicht so sehr in Gierrichtung, sondern in Nick / Roll -Richtung. Sie könnten jetzt sagen, dass dies nur ein Problem durch ein anderes ersetzt, aber nicht ganz: Im Gegensatz zu Gieren können Sie mit dem Hauptrotor allein durch die Verwendung von zyklisch

Das allein würde jedoch nicht ausreichen: Um das Drehmoment wirklich zwischen den Richtungen zu „übertragen“, müssen Sie die Rotationsachse des Rads tatsächlich ändern. Mit anderen Worten, der Hubschrauber würde sich immer noch drehen, nur langsamer! Für einige Zwecke könnte dies tatsächlich in Ordnung sein, zumindest in einem Drohnenhubschrauber. Für die meisten Anwendungen benötigen Sie jedoch einen kardanischen Mechanismus, um die Radachse zu ändern, ohne den Hubschrauberkörper zu drehen. Dies würde die Konstruktion viel komplizierter machen.

Sehr wahrscheinlich ist das Ganze nicht praktikabel, aber es wäre auf jeden Fall interessant, dieses Konzept mit einer Spielzeugdrohne auszuprobieren!

Es ist nicht möglich, ein Reaktionsrad oder ein anderes Mittel zu verwenden, um dem Drehmoment durch die in einem Kreisel gespeicherte Energie wie oben erwähnt zu widerstehen. Ein Mechanismus wie ein rotierendes Rad oder ein Schwungrad würde auf der Grundlage seiner Winkenträgheit J arbeiten, die direkt proportional zu seiner Masse ist, und die Menge an Drehmoment, die er speichern und liefern kann, reicht nicht aus, um dem Drehmoment des Hauptrotors sogar um a entgegenzuwirken einige Sekunden für eine Masse von beispielsweise 100 lbs Rad, die Eigenlast ist. Sie müssen es kontinuierlich beschleunigen, da das verfügbare Drehmoment bereits verwendet wurde, um dem Rotor entgegenzuwirken. Sehr bald erreichen Sie Winkelgeschwindigkeiten, die über jede vernünftige Technologie hinausgehen.

Verwenden wir den Propeller einer Cessna 172 als Beispiel für ein Reaktionsrad. Es ist ungefähr 50 lbs und 72 Zoll Durchmesser (Radius ist exponentiell mit J verbunden). Beim Start oder bei einigen Manövern beschleunigt es in wenigen Sekunden von 500 U / min auf 2500 U / min, und Sie würden ein großes Drehmoment erwarten, mit dem Sie fertig werden müssen. Zwar gibt es ein gewisses Drehmoment, aber selbst für mich als Pilot, der es vorwegnehmen sollte, fühle ich nicht viel. Hören Sie einfach das Dröhnen des Motors.

Der Heckventilator verfügt über ein leicht steuerbares Vertrauen bei geringen Energiekosten und kann auf ein automatisches Getriebe abgestimmt werden, um nahtlos mit Pitch- und Giersteuerungen zusammenzuarbeiten und eine gewisse selbstausgleichende Trägheit zu erzielen.