時(shí)間：2018-07-18 15:52來源：中國直升機(jī) 作者：中國直升機(jī)網(wǎng)
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 圖——CH-53K垂直起飛
與其他飛行器相比，直升機(jī)與生俱來的垂直升降能力乃是它獨(dú)特本領(lǐng)——所謂“直升”，不外如是。
本文將從直升機(jī)垂直爬升及下降過程中的氣動(dòng)和性能問題入手，對直升機(jī)垂直升降的一些特點(diǎn)進(jìn)行論述。
1.氣流的狀態(tài)
先來看看美國著名直升機(jī)工程師 R.W.Prouty 為探究直升機(jī)垂直上升和下降所設(shè)計(jì)的風(fēng)洞試驗(yàn)，先上試驗(yàn)結(jié)果圖，再進(jìn)行詳細(xì)說明。
 圖——模型直升機(jī)各垂直飛行狀態(tài)的風(fēng)洞試驗(yàn)；從左往右依次是：懸停、垂直爬升、緩降、渦環(huán)狀態(tài)、風(fēng)車狀態(tài)
試驗(yàn)所用的風(fēng)洞是一個(gè)垂直風(fēng)洞，風(fēng)洞風(fēng)扇在風(fēng)洞底部，模型直升機(jī)將通過操縱（主要是改變總距，因是垂直飛行狀態(tài)，基本不需要周期變距操縱）來保持其升力不變——始終與直升機(jī)總重平衡，以此來保持其高度和姿態(tài)。在本試驗(yàn)中，主要目的是觀察不同狀態(tài)下直升機(jī)周圍的氣流狀態(tài)，因而改變的只是風(fēng)洞吹風(fēng)的強(qiáng)度和方向。
懸停狀態(tài)：這時(shí)候，風(fēng)洞風(fēng)扇關(guān)機(jī)，直升機(jī)旋翼如常規(guī)懸停狀態(tài)一樣，誘導(dǎo)氣流穿過槳盤流向下方。
垂直爬升狀態(tài)：風(fēng)洞風(fēng)扇開機(jī)，吸引氣流向下流動(dòng)，對于直升機(jī)旋翼而言，就有了一個(gè)向下的初始軸流速度，相對于爬升。
垂直下降狀態(tài)分為三個(gè)部分：緩降、渦環(huán)、風(fēng)車。
緩降狀態(tài)：反轉(zhuǎn)風(fēng)洞風(fēng)扇的槳距，使其產(chǎn)生向上的強(qiáng)度較小的氣流，這就相當(dāng)于直升機(jī)旋翼有了一個(gè)較小的向上軸向來流，但是這個(gè)軸流大小相對于向下的誘導(dǎo)速度（下洗流）大小而言還是比較小，誘導(dǎo)流動(dòng)還是能夠主導(dǎo)旋翼周圍的氣流狀況，因而這個(gè)情況實(shí)則和懸停差別不大（除了需用功率的輕微降低）。
渦環(huán)狀態(tài)：將風(fēng)洞風(fēng)扇的風(fēng)力加大一級(jí)，使向上的氣流速度接近于旋翼的誘導(dǎo)速度，這時(shí)候，旋翼槳葉的槳尖渦將無法離開槳盤，很快，氣流將會(huì)繞著旋翼槳盤形成一種類似于“吸煙吐出的那種圓環(huán)”，環(huán)繞著槳盤的外邊緣。這種狀況最為復(fù)雜，后文再細(xì)講。
風(fēng)車狀態(tài)：將風(fēng)洞風(fēng)扇動(dòng)力全開，吹起強(qiáng)大的向上氣流，這時(shí)候，軸向氣流已經(jīng)遠(yuǎn)大于旋翼的誘導(dǎo)速度，在這種情況下，旋翼可以說完全處于向上的軸流控制下，流經(jīng)旋翼槳盤平面的氣流流速將會(huì)略有降低，其原因就是氣流的一部分能量被旋翼吸收用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)候，旋翼就像是一個(gè)風(fēng)車（但是它沒有任何能量轉(zhuǎn)換的手段，不能發(fā)電、不能抽水、不能磨面( ﹁ ﹁ ) ~→）。
試驗(yàn)結(jié)果圖中除了氣流流線示意圖，還有槳葉葉素剖面的平均氣動(dòng)力示意圖，從這些翼型氣動(dòng)力示意圖中可以看到不同的氣流改變了旋翼保持拉力不變所需槳距的改變：
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