sciencetalk

Het is algemeen gekend dat het staartwiel van een helikopter vooral dient om het koppel gegenereerd door de rotor tegen te werken. Volgens newton heeft elke actie een reactie dus als de rotor in één richting draait, wilt de helikopter in de andere draaien.

Toch heb ik in sommige gevallen moeite om dit in te zien. Zo vroeg ik mij onlangs af: waarom gaat een f-16 bijvoorbeeld niet rond zijn jetturbine draaien, ik heb deze vraag dan ook aan iemand gesteld die aan deze toestellen werkt. Het antwoord was: er is een minimale hoeveelheid wrijving tussen draaiende onderdelen en de as van de turbine, dus er is bijna geen koppel.

Maar neem nu bijvoorbeeld een helikopter met turboshaft engine, deze helikopter ondervind nog steeds koppel blijkt uit de praktijk.

Waar vind dan de aangrijping van dat koppel plaats? Kunnen ze de helikopter niet zo maken dat er geen wrijving, en dus geen koppel, is tussen de motor/rotor en de rest? Als de f-16 niet begint de draaien, wat heft er die draaiende beweging van de motor dan op?

Alvast bedankt voor antwoorden.

In jetturbines wordt de draaiing voornamelijk gebruikt voor compressie. Dat is een relatief laag koppel vergeleken met de verbrandingsgassen die horizontaal worden uitgestuwd (waarmee het vliegtuig wordt voortbewogen).

Bij een helikopter zit alle stuwkracht in de hoofdrotor, zowel voor voorwaartse beweging als het tegenwerken van de zwaartekracht. Het impulsmoment van de hoofdrotor is daarom erg groot. Omdat het impulsmoment behouden wil blijven, zal de romp van de helikopter de andere kant op willen gaan. Daarvoor moet een koppel worden gegenereerd. Dit kan door een staartrotor (traditioneel), of het toevoegen van een tweede hoofdrotor die met eenzelfde impulsmoment in tegengestelde richting draait (CH-47 Chinook of Kamov KA-50).

Bij propellervliegtuigen geldt overigens eenzelfde effect. Hoewel het koppel aanzienlijk kleiner is dan bij een helikopter (het gewicht wordt bij een vliegtuig immers niet gedragen door de props). Bij twee of viermotorige propellervliegtuigen draaien de props dan ook in tegengestelde richting. Bij 1-motorige vliegtuigen dient het impulsmoment gecorrigeerd te worden door de ailerons te trimmen.

Vroeger heeft men ook nog een tijdje met 'rotary engines' gevlogen: eenmotorige vliegtuigen waarbij niet alleen de proppeller, maar de gehele motor ronddraaide. Dat leverde een groot impulsmoment op, waardoor het vliegtuig erg moeilijk te besturen was. De motor is dan ook geen succes geworden.

Klinkt logisch. Ik vroeg me dan nog net af: Hoe hangt de (draaiende) rotor vast aan de (niet draaiende) heli? Want daar wordt het koppel waarschijnlijk overgedragen.

Aan een enkele as

Tekening: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... natomy.png

Foto: http://www.freeimageslive.co.uk/files/i ... _rotor.jpg