מאחר שלהבי המסוק סובבים, הדרך לשנות זווית הפסיעה שלהם מושתת על מסב כדורי.

מוטות סחב/דחף המחוברים למוט היגוי המסוק, משנים את זווית ההטיה של הדיסקה התחתונה - הקבועה וכפועל יוצא, משתנה גם זווית ההטיה של הדיסקה העליונה, הנעה על גבי המסב הכדורי. זו מצידה מעבירה התנועה ע"י מוטות סחב/דחף ללהבים. הלהבים מחוברים לציר המניע המרכזי בציר המאפשר תנועת פיתול שלהם.

מספר מוטות הניהוג כמספר הלהבים.

כוון סיבוב הלהבים – יכול שיהיה עם כוון השעון ויכול שיהיה נגד כוון השעון

מישור הסיבוב – מישור אופקי, בו הייתה נעים הלהבים אלמלי כוחות נוספים הפועלים עליהם

מישור הדיסקה – מאחר שהלהבים מייצרים עילוי בעת תנועתם, ומאחר שהינם גמישים מחד ועגונים לציר המרכזי מאידך, קצותיהם עולים כלפי מעלה ויצרים קונוס.

מישור תנועת קצות להבי הכנף הסובבת הינו "מישור הדיסקה".

מישור הדסקה ישתנה כתלות במהירות סבוב הלהבים. ככול שהמהירות תגבר ו/או ככול זווית ההתקפה תעלה, יגבר כוח העילוי שמייצרים הלהבים.

מאחר שקצות הלהב נעות במהירות גבוהה משל שורש הלהב, כוח העילוי גדל והולך בהתאמה למרחק משורש הלהב.

כוח העילוי ימשוך מעלה את קצה הלהב.

.ככל שקצות הלהבים יעלו, כך תעלה הדסקה מעלה

מאחר שווקטור העילוי ניצב למימד האורך של הלהב, הוא נחלק לרכיב מעלה ורכיב הפונה לשורש הלהב.

עקב סמטריית הלהבים, הרכיבים הפונים לשורש הלהבים, מבטלים זה את זה.

העילוי האפקטיבי – רכיב העילוי מעלה.

רכיבי כח של הרוטור:

רכיב כח בניצב לדיסקה - עילוי.

רכיב כוח מקביל לדיסקה - גרר הרוטור.

כוח צנטריפוגלי – מאחר והלהבים סובבים, מתקיים כוח צנטריפוגלי המאיים לקרוע אותם מחיבורם לציר המרכזי.

.מישור הדיסקה יקבע כשקול כוח העילוי והכוח הצנטריפוגלי

כוח העילוי הינו כ – 7% בלבד מהכוח הצנטריפוגלי ולכן התנועה האנכית של הלהב, קטנה.

ככול שעומס משקל המסוק גדול יותר, כך יידרש יותר עילוי ומישור הדיסקה יעלה.

כך גם בנסיקה. דרישת העילוי גדלה ועמה יעלה מישור הדסקה.

זווית קונוס הלהבים - הזווית שבין מישור הסיבוב של קצות הלהבים לבין מישור הסיבוב של הלהבים

זווית קונית קריטית – זווית שמעבר לה יתקפלו הלהבים מעלה. (מכאן נובעת מגבלת מינימום סל"ד בטיסה, כי הכוח הצנטריפוגלי נחלש ואילו כוח העילוי הנדרש, בעינו עומד).

העילוי לאורך הלהב – אינו אחיד. שורש הלהב נע במהירות נמוכה יחסית למהירות קצה הלהב ולכן העילוי בשורש הלהב נמוך, אך הולך ועולה עד קצה הלהב (בריבוע מהירות האוויר המשיקית).

מהירות משיקית – המהירות בכל נקודה לאורך הלהב ותלויה בסל"ד וברדיוס שלה.

V – מהירות הקפית

סל"ד - ώ

R – רדיוס

מכאן שהעילוי בכל נקודה לאורך הלהב, שונה.

להב מלבנית – ניתן לשנות העילוי לאורך הלהב ע"י שינוי רוחבה. רחבה בשורש הלהב וצרה בקצה.

כלומר שינוי S בנוסחה שלעיל.

הבחירה בלהב מלבנית, כמו גם בכנף מלבנית במטוסים בעלי כנף קבועה, מוסברת ב"מבנה כנף והזדקרות".

במטרה לייצור עלייה לינארית של העילוי לאורך הלהב, מקנים ללהב פיתול המשתנה לאורכו. בשורש הלהב הוא גבוה ובקצה הלהב הוא נמוך. משמע שזווית ההתקפה שיראה כל קטע בלהב, הנה שונה.

הערה: בפועל, העילוי בקצה הלהב פוחת, מחמת מערבולות קצה הלהב. (לא מוצג בשרטוט).

שינוי מישור הדיסקה – בכדי שהמסוק ינוע לכוון כלשהו כגון בעת טיסה קדימה, מישור הדסקה יוטה לכוון זה ובכך ייצור רכיב כוח באותו כוון.

שינוי פסיעה מחזורי - הטיית מישור הדסקה מבוצע ע"י שינוי זווית ההתקפה של הלהבים הסובבים בנקודה מסוימת על מישור הסיבוב. משמע שכל להב בהגיעו לאותה נקודה מסוימת על מישור הסיבוב, מעלה את זווית ההתקפה שלו לפרק זמן קצר. זה גורר הגברת העילוי ובכך גורם ללהב לעלות יחסית ללהב הנגדי - Flapping.

עלייתו היחסית של הלהב, משנה את מישור הדסקה.

זווית ההתקפה של דיסקת הלהבים/רוטור – הזווית שבין דסקת הלהבים/רוטור לזרימת האוויר היחסית.

זווית נטיית הלהבים/רוטור – הזווית שבין דסקת הלהבים/רוטור והאופק.

פרצסיה ג'ירסקופית –בכדי להשיג תנועה בכוון כלשהו, כגון תנועה קדימה, יש לשנות את מישור תנועת הלהבים – מישור הדסקה.

מאחר שהכנף הסובבת הינה כסביבון או ג'ירוסקופ, פקודת שינוי מישור תנועת הכנף תיצור תגובה ב – 90 מעלות – פיגור פאזה.

פיגור זה יילקח בחשבון בעת תכנון מערכת ההיגוי.

פיגור פאזה – הזווית שבין מיקום הלהב על דיסקת הלהבים, כאשר הייתה לה פסיעה מרבית לבין מיקום הלהב על דיסקת הלהבים כאשר הייתה זווית נפנוף מרבית.

לדוגמא: בכנף הסובבת נגד כוון השעון, הטיית הדסקה לאחור - "שעה 6", תגרום עליית זווית פסיעת להבים ב"שעה"3

בכנף הסובבת עם כוון השעון, הטיית דסקה לאחור -"שעה 6" תגרום עליית זווית פסיעת להב ב"שעה"9

בכנף הסובבת נגד כוון השעון, בגלגול המסוק לשמאל, האף יטה לרדת ואילו בגלגול המסוק ימינה האף יטה לעלות

.בכנף הסובבת עם כוון השעון, ההתרחשויות הפוכות

נפנוף להבים רוחבי – Lateral Flapping כאשר המסוק מבצע תנועה בכוון כלשהו כגון טיסה קדימה, הלהב שנע עם כוון הטיסה מקבל זרימת אוויר גבוהה משל הלהב הנסוג לאחור, עד כדי יצירת אזור של זרימה הפוכה - reverse flow.

השפעת הפרשי המהירויות גדלה בריבוע המהירות ולכן כוח העילוי של הלהב הנע קדימה, גבוה משל זה של הלהב הנסוג. כתוצאה יעלה את הלהב הנע קדימה, למישור דיסקה גבוה מזה של הלהב הנסוג.

היות והלהבים מתחלפים בתנועתם, זה שנע קדימה עובר לתנועה לאחור וזה שנע אחורה, עובר לתנועה קדימה.

מתרחש נפנוף להבים רוחבי, מעלה ומטה מחמת אסימטרית עילוי - Dissimetry of Lift.

ככול שדרישת העילוי מהלהבים גדלה, כך גם תגבר עוצמת הנפנוף

פיצוי מסוים לאסימטרית העילוי נגרם ע"י הקטנת שטח העילוי בלהב המתנפנף מעלה. כאשר הוא עולה, קטן ההיטל שלו על פני מישור הסיבוב ולכן קטן גם שטח הדסקה בחלק זה. מאחר ושטח הדסקה משפיע ביחס ישר על העילוי, הקטנת השטח מפחיתה העילוי.

שינוי פסיעה מחזורי - בכדי למנוע נפנוף להבים, קיימת מערכת המפחיתה את זווית התקפה של הלהב הנע קדימה, יחסית לזווית התקפה של הלהב הנע אחורה ובכך להשוות העילוי המיוצר ע"י שתיהן.

כאשר הלהב מנפנף מעלה, נותרת שפת ההתקפה שלו רכונה מטה עקב זה שמוט פיקוד שינוי הפסיעה מחובר ללהב במרחק מה לפני ציר פיתול הלהב - cyclic feathering.

בלהב המנפנפת מטה, ההליך והתוצאה הפוכים.

רדיפת להבים – נפנוף הלהבים תוך כדי תנועתם הסיבובית גורר היווצרות כוח קוריוליס וזה גורם תנועת להבים במישור האופקי.

בכדי להבין את התופעה נזכיר את רקדני הבלט או רקדני החלקה על קרח אשר אחד התרגילים היפים שלהם הנו סיבוב על חוד נעל או מגלש אחד. ברצותם להאט הסיבוב יפרשו ידיים לצדדים וברצונם להאיץ מהירות הסיבוב, יכנסו ידיהם אל גופם. פעולה זו משנה את מיקום מרכז הכובד של הזרועות ביחס לגוף הסובב.

בדומה לכך, כאשר מתרחש נפנוף להבים, משנה מרכז הכובד של הלהב את מקומו. בלהב העולה, זה שנע קדימה, מרכז הכובד מתכנס למרכז. בלהב היורד – הנסוג, מרכז הכובד מתרחק מהמרכז.

משמע שהלהב המתקדם מאיץ ואילו הלהב הנסוג, מאט.

שתי התופעות שנמנו לעיל – נפנוף להבים ורדיפת להבים, מאיימים לקרוע הלהבים מבסיסם ועל כן הם מחוברים לציר המרכזי, בחיבור פרקי המאפשר תנועתם קדימה/אחורה ומטה/מעלה.

ראש רוטור פרקי מלא – קרדני מלא - שהינו בעל צירי תנועה אנכיים ואופקיים.

ראש רוטור פרקי חלקי – חצי קשיח - בעל ציר תנועת להבים במישור אחד בלבד.

ראש רוטור קשיח – הלהבים מחוברים לציר המניע בחיבור קשיח. (מסתמכים על גמישות הלהב עצמו בלבד)

ראש רוטור פרקי אופקי, מאפשר ללהב נפנוף אופקי – רדיפה - Lead Lag, בד"כ עד 5 מעלות קדימה ו – 30 מעלות אחורה.

גמישות תנועה זו, משנה את ערך הפסיעה של הלהב כאשר הוא מנפנף אופקית בעת טיסה קדימה.

כתוצאה קטנה זווית ההתקפה של הלהב המתקדם כאשר הוא מנפנף מעלה וגדלה זווית ההתקפה של הלב הנסוג כאשר הוא מנפנף מטה.

זווית פיגור ממוצעת – הכוח האינרצלי גורם ללהב שתנוע אופקית, בניצב לציר המניע.

ההתנגדות האווירודינמית מושכת את הלהב לאחור.

שקול הכוחות יקבע את זווית הפיגור של הלהב.

מאחר שהכוח הצנטרפוגלי תלוי במומנט שמקנה כוח המנוע ללהב, ניתן לומר שזווית הפיגור תלויה ביחס שבין הספק המנוע וסל"ד הלהב.

שינוי סל"ד הלהב לא ישנה את זווית הפיגור מכיוון שההתנגדות עולה באותו היחס.

משככי רדיפה – תפקידם לשכך את תנועת הרדיפה.

אינרציה ופיגור פאזה – בנוסף לפרצסיה הג'ירוסקופית הגורמת פיגור בתגובת הלהבים, יש גורם נוסף שהוא אנרציית/התמדת הלהב במצבו למרות השינוי. מאחר שללהב בתנועתו יש תנע רב, תגובתו תתאחר.

בכדי להקטין פיגור זה, מרחיקים את ציר הנפנוף משורש הלהב ויצרים מחזוריות פיגור פאזה מחמת אנרצייה, הפוכה למחזוריות הפרצסיה הג'ירוסקופית. בכך הן מרסנות זו את זו.

צירי נפנוף ותגובת גוף המסוק – היה והלהבים מחוברים באופן קשיח לציר המרכזי, גוף המסוק יגיב בצורה חריפה לכל תנועת נפנוף להבים ויהפוך הטיסה לבלתי נסבלת ואף מסוכנת.

.כל שנאמר והוסבר לעיל על הלהבים הראשיים, חל גם על מדחף הזנב

מדחף זנב חצי פרקי בתנועת נפנוף

מנגנון שינוי זווית פסיעת להבי מדחף הזנב

השפעת טיסת המסוק על יעילות הלהבים, תנועותיהם ורכיבי הכוחות