Jak działa wirnik w wiatrakowcu? Wyjaśniamy zasadę autorotacji

 

Wirnik wiatrakowca to jego serce i główny element odpowiedzialny za unoszenie maszyny w powietrze. W przeciwieństwie do śmigłowców wirnik w wiatrakowcu nie jest napędzany przez silnik podczas lotu. Jego działanie opiera się na zjawisku autorotacji. Czym dokładnie jest autorotacja i jak to wszystko działa? Wyjaśniamy krok po kroku.

 

Czym jest autorotacja?

Autorotacja to zjawisko, w którym wirnik obraca się pod wpływem przepływającego powietrza, a nie dzięki bezpośredniemu napędowi silnika. W wiatrakowcu wirnik zaczyna się obracać w wyniku ruchu maszyny do przodu, generując siłę nośną podobnie jak skrzydła w samolocie.

 

Jak rozpędzany jest wirnik?

Przed startem wirnik jest najczęściej wstępnie rozpędzany przez mechanizm pre-rotatora, napędzany silnikiem. Dzięki temu podczas rozbiegu wirnik już się obraca i szybciej osiąga prędkość niezbędną do wytworzenia siły nośnej. Po oderwaniu się od ziemi pre-rotator zostaje odłączony, a wirnik obraca się już tylko pod wpływem powietrza.

 

Dlaczego wirnik się kręci?

W czasie lotu wiatrakowiec porusza się do przodu dzięki ciągowi generowanemu przez śmigło. Powietrze opływa łopaty wirnika pod odpowiednim kątem natarcia, co powoduje ich dalszy obrót. To właśnie ten ruch obrotowy wytwarza siłę nośną unoszącą maszynę.

W skrócie:

• Śmigło zapewnia ruch do przodu,
• Powietrze napływa na łopaty wirnika,
• Łopaty ustawione są pod odpowiednim kątem, więc powietrze je napędza,
• Obrót wirnika = siła nośna.

 

Różnica między wirnikiem w wiatrakowcu a w śmigłowcu

• Wiatrakowiec: wirnik działa w autorotacji, nie jest napędzany silnikiem w locie.
• Śmigłowiec: wirnik jest napędzany silnikiem, co umożliwia zawis i lot w każdym kierunku.

Dzięki temu, że wirnik wiatrakowca obraca się swobodnie, maszyna ma wyjątkowe właściwości bezpieczeństwa – nawet w przypadku awarii silnika, autorotacja utrzymuje obrót i pozwala na miękkie lądowanie.

 

Jak pilot kontroluje wirnik?

Pilot steruje kątem nachylenia tarczy wirnika (poprzez drążek sterowy), co wpływa na kierunek i stabilność lotu. Nie ma jednak możliwości regulacji obrotów wirnika tak jak w śmigłowcu – ich prędkość zależy od kąta natarcia łopat i prędkości postępowej.

 

Bezpieczeństwo autorotacji

Autorotacja uważana jest za jedno z najbezpieczniejszych zjawisk w lotnictwie lekkim. W przypadku utraty mocy silnika wiatrakowiec nie „spada” – może spokojnie i bezpiecznie wylądować, korzystając z naturalnej pracy wirnika.

Zasada działania wirnika w wiatrakowcu opiera się na autorotacji – czyli obrocie łopat pod wpływem przepływu powietrza. To proste i genialne rozwiązanie czyni wiatrakowce jednymi z najbezpieczniejszych statków powietrznych. Znajomość działania wirnika to klucz do zrozumienia wyjątkowości tych niezwykłych maszyn.