2主槳葉
由于槳葉是在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的,槳葉的速度和相對(duì)氣流的速度沿著槳葉的葉根到葉尖將是逐漸增大的。根據(jù)升力公式,槳葉產(chǎn)生的升力的大小取決于攻角和相對(duì)氣流的速度,因此槳葉上的升力從葉根至葉尖也是逐漸增大的,升力圖形如圖 1-10所示。這種情況將造成槳葉上產(chǎn)生不必要的彎曲負(fù)載。
圖 1-10槳葉上升力的分布平衡槳葉翼展方向升力的方法有兩種:
1
)錐形槳葉:將槳葉做成錐形,使得翼型的弦線長度從葉根至葉尖逐步
減小,槳葉表面積也因此逐步減小,根據(jù)升力公式,面積的減小將使升力減小而達(dá)到沿葉片展向升力的均衡。
2
)扭轉(zhuǎn)槳葉:將槳葉角從葉根至葉尖設(shè)計(jì)成下洗,即槳葉角逐步減小,則攻角也逐漸減小,升力圖形如圖 1-11所示。
圖 1-11扭轉(zhuǎn)槳葉的力的分布現(xiàn)代直升機(jī)的主槳葉同時(shí)采用了上述兩種方法,例如西科斯基(SIKORSKY)公司的槳葉的下洗角(扭轉(zhuǎn)角)一般為 7o。
第 1.3節(jié)推力和阻力
1.3.1推力的產(chǎn)生
旋翼旋轉(zhuǎn)平面傾斜后,旋翼有效力的水平分量就是推力,推力的大小取決于槳盤傾斜的角度。傾斜角越大,推力越大,同時(shí)升力將越小,也就是說,當(dāng)推力增加時(shí),必須增大旋翼有效力才能保持足夠的升力來平衡飛機(jī)的重力。
一旦飛機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài),主槳盤的前傾將引起飛機(jī)機(jī)身的前傾,從而使整個(gè)主槳轂前傾,主槳轂又是和主槳軸裝配在一起的,因而主槳軸也會(huì)前傾,這時(shí)周期操縱量就可以減小。
周期變距桿移動(dòng)后,整個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)平面傾斜,槳葉角交替變化,槳葉向上或向下?lián)]舞。
圖 1-12說明了當(dāng)機(jī)身姿態(tài)變化后能夠引起旋翼旋轉(zhuǎn)平面的進(jìn)一步變化從而周期操縱量可略微減小。
圖 1-12機(jī)身姿態(tài)的變化
1.3.2阻力的產(chǎn)生
任何物體在空氣中運(yùn)動(dòng)都將產(chǎn)生阻力,這是因?yàn)榭諝庾鳛橐环N流體具有粘性,可以阻礙物體的運(yùn)動(dòng),由此產(chǎn)生阻力。對(duì)于直升機(jī)來說,阻力有以下幾種形式:
1)型阻(FORM
DRAG):
由機(jī)身的整體外形產(chǎn)生,良好的機(jī)身外形可以減小但永遠(yuǎn)不能消除這種阻力
2
)廢阻(PARASITE DRAG):
由機(jī)身的外部附件如起落架、浮筒、外掛副油箱等產(chǎn)生,安裝不正確的面板、受腐蝕的前緣等也會(huì)產(chǎn)生廢阻。
3
)翼型阻力(ROTOR PROFILE DRAG):
由槳葉在空氣中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生,槳葉角越大,阻力越大;槳葉角越小,阻力越小。
4
)誘導(dǎo)阻力(INDUCED DRAG):
當(dāng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因槳葉的作用空氣被誘導(dǎo)向下流過主槳轂,空氣的流動(dòng)產(chǎn)生反作用力,這種阻力叫做誘導(dǎo)阻力。誘導(dǎo)阻力在直升機(jī)懸停時(shí)最大,因?yàn)榇藭r(shí)空氣相對(duì)飛機(jī)沒有運(yùn)動(dòng);當(dāng)直升機(jī)處于飛行狀態(tài),空氣與飛機(jī)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),誘導(dǎo)阻力減小。
上述各種阻力作用于直升機(jī)和其旋翼系統(tǒng),阻力的綜合效應(yīng)稱作總阻力,在水平飛行狀態(tài),阻力的作用方向與推力相反,當(dāng)飛行速度增加時(shí),阻力也增加。阻力與推力相等時(shí),直升機(jī)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
阻力的作用方向永遠(yuǎn)與速度方向相反,大小與飛行速度的平方成正比。
在某種意義上說,阻力也可能單獨(dú)作用在某片槳葉上。在現(xiàn)代直升機(jī)上具有垂直關(guān)節(jié),這種垂直關(guān)節(jié)也叫阻力關(guān)節(jié)或擺振關(guān)節(jié),它可以使槳葉在水平方向擺動(dòng)。
必須允許每片槳葉在水平方向擺動(dòng)的原因如下:
1
)槳葉的慣性:在旋翼開始轉(zhuǎn)動(dòng)和減速停車時(shí),由于槳葉的慣性作用,會(huì)產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
2
)阻力的交替變化:
飛行中當(dāng)槳葉運(yùn)動(dòng)方向與氣流流動(dòng)方向相對(duì)時(shí)阻力增加,與氣流流動(dòng)方向相同時(shí)阻力減小。
3)科利奧里斯效應(yīng)(CORIOLIS EFFECT)
根據(jù)動(dòng)量守恒定律,當(dāng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體將保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)直到有外力改變其轉(zhuǎn)動(dòng)速度。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)中物體的重心相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置改變時(shí),物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度將改變。如果重心向著轉(zhuǎn)動(dòng)軸移動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大,反之角速度減小。
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