時間:2018-07-17 22:46來源:中國直升機 作者:中國直升機網(wǎng)
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除了這些“大頭”以外,旋翼本身也會產(chǎn)生一個水平方向的氣動力,該氣動力主要有旋翼槳葉的型阻阻力和誘導阻力構(gòu)成,這兩項在整個旋翼上的合力統(tǒng)稱為旋翼后向力(H-force)。
為了克服上述兩種阻力,旋翼槳盤就必須要前傾,這樣,槳盤拉力才會產(chǎn)生一個水平力分量,來抵消這些阻力。
所幸旋翼拉力本身遠大于這些阻力,因而,旋翼前傾的角度一般來說是非常小的——對于低速前飛而言,前傾角度一般都不會要超過1°,而極速飛行的時候,一般也就是10°左右。
![]() 圖——直升機揮舞鉸(Flapping Hinge)
由于旋翼的槳葉通過揮舞鉸(或者柔性部件或者其本身的彈性)與槳轂相連,故而旋翼槳盤平面并不像空氣螺旋槳那樣會與旋翼軸保持垂直。旋翼槳盤平面與旋翼軸垂直切面之間的夾角,一般就被稱為“縱向揮舞角”。縱向揮舞角的大小和方向僅取決于需要平衡的直升機重心處的俯仰力矩。這個總力矩取決于機身力矩、平尾力矩以及由于旋翼軸偏置(旋翼軸與中心之間有一個力臂)帶來的拉力力矩。也就是說,在相同的前飛速度下,通過改變這個總力矩的方向,就可以實現(xiàn)直升機抬頭或者低頭。
旋翼還可以通過揮舞產(chǎn)生槳轂力矩,該力矩同樣可以用來平衡作用于直升機重心的俯仰力矩,一般來說,剛度的大小直接影響到相同揮舞量下槳轂力矩的大小,剛度越大,槳轂力矩越大。對于蹺蹺板旋翼而言,其所能夠作用在重心的力矩只能是拉力矢量與重心偏置帶來的力矩,因而認為它是“揮舞柔軟“的(全鉸接式的旋翼同樣如此,兩者最大的區(qū)別是——蹺蹺板旋翼一側(cè)槳葉揮起,另一側(cè)必然落下,因而也被稱為”半剛性旋翼“),而無鉸式旋翼則是”揮舞剛硬“的,具有揮舞鉸偏置量的旋翼就處于兩者之間。
對于某一個給定的飛行狀態(tài),飛行員通過調(diào)整操縱桿能夠確定合適的揮舞幅度和方向來保持直升機穩(wěn)定飛行。但是在這一過程中,對飛行員而言,更容易被感知到的其實是直升機機身的姿態(tài)角,而非槳盤平面的傾轉(zhuǎn)角,這是因為在某一飛行狀態(tài)下的姿態(tài)角往往是已經(jīng)通過計算求解阻力和力矩而確定了的(一般來說直升機機身姿態(tài)角小幅變化情況下,受力情況基本不變)。
一旦飛行員尋找到正確的配平狀態(tài),操縱直升機將會變得容易起來,如果該直升機還配備一個高效的水平安定面(如平尾),穩(wěn)定平飛就更容易實現(xiàn)了。
需用功率
![]() 圖——直升機功率隨前飛速度變化曲線
對于直升機性能的一切分析都應(yīng)該建立在配平完成的情況下,否則就多半是不準確的,F(xiàn)在我們已經(jīng)完成了直升機的配平,所以我們可以進行性能分析了——首先要考慮的就是直升機到底需要多大的功率?
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